KR100933285B1 - Spatial Multiplexing Symbol Detection Method Using Hierarchical Modulation Technique in Transceiver and Receiving Method and Receiver in Spatial Multiplexing Multiple Input Multiple Output System Using Hierarchical Modulation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법과 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법 및 수신기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 이동 통신 채널의 특성에 따른 손실과 사용자별 간섭을 최소화하기 위해 계층 변조 기술을 다중 안테나 송수신 환경에 적합하게 적용하고, 계층 변조 기술 적용시에 필요한 순서 정렬 간섭 제거 기술의 구조 개선을 통해 수신기법을 변화시키지 않고서도 효과적인 성능 개선을 얻을 수 있는 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법과 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법 및 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a spatial multiplexing symbol detection method using a hierarchical modulation technique in a transceiver, a receiving method and a receiver of a spatial multiplexing multiple input multiple output system using a hierarchical modulation technique. More specifically, in order to minimize loss and user-specific interference due to the characteristics of the mobile communication channel, the hierarchical modulation technique is suitably applied to a multi-antenna transmission and reception environment, and the structure improvement of the order alignment interference cancellation technique required when applying the hierarchical modulation technique is improved. The present invention relates to a spatial multiplexing symbol detection method using a hierarchical modulation technique and a reception method and a receiver of a spatial multiplexing multiple input multiple output system employing a hierarchical modulation technique.

이를 위해 본 발명은 (a) 수신 SNR의 크기, 배열 파라미터 L, 정보 순위에 따라서 각 스트림의 비트 오율을 예상하고 목표 비트 오율에 따라 상기 각 스트림의 영역을 배치함으로써 스트림 별 복호 심볼을 정의하는 단계; (b) 채널 행렬 순서 모드를 순방향(forward) 또는 역방향(reverse)으로 결정함으로써 상기 (a)단계의 복호 심볼의 검출 순서를 결정하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 결정된 채널 행렬 순서 모드에 따라서 채널을 QR 분해하는 단계; (d) 간섭 제거를 위한 추정 복호 심볼을 검출하는 단계; 및 (e) 최종 복호를 위한 추정 복호 심볼을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법을 제공한다.To this end, the present invention comprises the steps of (a) estimating the bit error rate of each stream according to the size of the received SNR, the array parameter L, and the rank of information, and defining a decoding symbol for each stream by arranging regions of each stream according to a target bit error rate. ; (b) determining the detection order of the decoded symbols of step (a) by determining the channel matrix order mode in the forward or reverse direction; (c) QR decomposition the channel according to the channel matrix order mode determined in step (b); (d) detecting an estimated decoded symbol for interference cancellation; And (e) detecting an estimated decoded symbol for final decoding.

Description

송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법과 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법 및 수신기{Methods for detecting symbol of spatial multiplexing using hierarchical modulation, Receiving methods and devices for spatial multiplexing MIMO system using hierarchical modulation}Method for detecting symbol of spatial multiplexing using hierarchical modulation, Receiving methods and devices for spatial multiplexing MIMO system using hierarchical modulation}

본 발명은 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법과 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법 및 수신기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 이동 통신 채널의 특성에 따른 손실과 사용자별 간섭을 최소화하기 위해 계층 변조 기술을 다중 안테나 송수신 환경에 적합하게 적용하고, 계층 변조 기술 적용시에 필요한 순서 정렬 간섭 제거 기술의 구조 개선을 통해 수신기법을 변화시키지 않고서도 효과적인 성능 개선을 얻을 수 있는 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법과 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법 및 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a spatial multiplexing symbol detection method using a hierarchical modulation technique in a transceiver, a receiving method and a receiver of a spatial multiplexing multiple input multiple output system using a hierarchical modulation technique. More specifically, in order to minimize loss and user-specific interference due to the characteristics of the mobile communication channel, the hierarchical modulation technique is suitably applied to a multi-antenna transmission and reception environment, and the structure improvement of the order alignment interference cancellation technique required when applying the hierarchical modulation technique is improved. The present invention relates to a spatial multiplexing symbol detection method using a hierarchical modulation technique and a reception method and a receiver of a spatial multiplexing multiple input multiple output system employing a hierarchical modulation technique.

계층 변조(hierarchical modulation) 기술은 다른 수신 환경을 가진 사용자 들에게 다른 계층의 데이터를 제공한다. 계층 변조 기술은 고순위(HP, High Priority) 정보와 저순위(LP, Low Priority) 정보로 분리되어 서로 다른 계층 전송 시스템으로 구성된다. 수신단은 신호대 잡음비(SNR)와 계층 변조에서의 배열(constellation) 등 수신 환경에 있어서, 수신 환경이 양호하다고 판단되면 고순위 정보와 저순위 정보를 모두 복호하고, 수신 환경이 양호하지 않다고 판단되면 고순위 정보만을 복호하게 된다.Hierarchical modulation technology provides different layers of data to users with different reception environments. The hierarchical modulation technology is divided into high priority (HP) information and low priority (LP) information to configure different layer transmission systems. In a receiving environment such as signal-to-noise ratio (SNR) and constellation in hierarchical modulation, the receiving end decodes both high and low rank information if it is determined that the reception environment is good. Only rank information is decoded.

한편, 다중 안테나 시스템은 송/수신기에 다중의 안테나들을 구비하는 시스템으로, 주파수 효율을 높이기 위한 공간 영역을 이용하는 시스템이다. 다중 안테나 시스템 방식 중 하나인 공간분할 다중화 시스템 방식은 각 안테나 별로 독립적인 정보를 보내므로, 본질적으로 다중입력 다중출력(MIMO) 시스템에 해당한다. On the other hand, the multi-antenna system is a system having multiple antennas in the transmitter / receiver and uses a spatial domain to increase frequency efficiency. The spatial division multiplexing system method, which is one of the multiple antenna system methods, is essentially a multiple input multiple output (MIMO) system because it transmits independent information for each antenna.

이동 통신 시스템 등에서 데이터를 고속으로 전송하기 위해서는 페이딩 현상과 같은 채널 특성에 따른 손실 및 사용자별 간섭을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해 제안된 공간분할 다중화 시스템 방식 중 하나가 다중 안테나 시스템의 순서 정렬된 간섭 제거(OSIC, Ordered Successive Interference Cancellation) 기법이다. 순서 정렬된 간섭 제거 기법에 의하면, 각 스트림 별로 변조 기술이 동일한 경우 수신 SNR이 큰 순서로 복호를 수행하고, 적응형 변조 기술이 적용되어 각 스트림 별로 변조 기술이 다를 경우 수신 SNR이 작은 순서로 복호를 수행한다. 전자를 순방향 순서 검출(forward ordering detection), 후자를 역방향 순서 검출(reverse ordering detection)이라 한다. In order to transmit data at high speed in a mobile communication system, it is necessary to minimize loss due to channel characteristics such as fading and user-specific interference. One of the proposed spatial division multiplexing system schemes is an ordered successive interference cancellation (OSIC) technique of a multi-antenna system. According to the ordered interference cancellation method, decoding is performed in the order of receiving SNR having the same modulation technique for each stream, and decoding is performed in order of receiving SNR having a different modulation technique for each stream because the adaptive modulation technique is applied. Perform The former is called forward ordering detection and the latter is called reverse ordering detection.

그러나, 계층 변조 기술이 사용된 경우에는 SNR과 같은 각 스트림의 수신 환 경에 따라서 복호 정보가 달라지므로 상기 순서들이 일률적으로 적용될 수 없는 문제점이 있다. 또한, 수신 SNR 이외에도 계층 변조 기술의 배열에 따라 복호 정보가 달라질 수 있으며, 종래의 순서 정렬된 간섭 제거 기법만으로는 성능 열화가 커질 수 있으므로 이에 대한 해결책이 필요하다.However, when the hierarchical modulation technique is used, since the decoding information varies depending on the reception environment of each stream such as SNR, the above procedures cannot be applied uniformly. In addition to the received SNR, the decoding information may vary according to the arrangement of the hierarchical modulation technique, and the performance degradation may increase only by the conventional ordered interference cancellation technique.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 계층 변조 기술 적용시에 필요한 순서 정렬 간섭 제거 기술의 구조 개선을 통해 수신기법을 변화시키지 않고서도 효과적인 성능 개선을 얻을 수 있고, 목표 비트 오율에 따라 각 스트림의 영역을 배치함으로써 스트림 별 수신 환경에 따라 적합한 순서로 복호가 이루어질 수 있도록 하며, 간섭 제거시 사용할 복호 심볼과 최종 결과를 위한 복호 심볼의 검출 기준을 이원화함으로써 비트 오율 성능을 향상시킬 수 있는 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법과 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법 및 수신기를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, through the structure improvement of the ordered interference cancellation technique required when applying the hierarchical modulation technique, an effective performance improvement can be obtained without changing the receiver method, and a target bit can be obtained. By arranging the area of each stream according to the error rate, the decoding can be performed in the proper order according to the reception environment for each stream, and the bit error rate performance is improved by dualizing the detection criteria of the decoding symbol to be used when removing interference and the decoding symbol for the final result. An object of the present invention is to provide a spatial multiplexing symbol detection method using a hierarchical modulation technique, a reception method of a spatial multiplexing multiple input multiple output system using a hierarchical modulation technique, and a receiver.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법은, 고순위(High Priority) 정보(Xhp)와 저순위(Low Priority) 정보(Xlp)를 동시에 복호화할 경우의 비트 오율(BEREn)이 목표 비트 오율(target BER)을 달성하는 영역을 제1 영역, 고순위 정보만을 복호할 경우의 비트 오율(BERBa)이 상기 목표 비트 오율을 달성하는 영역을 제2 영역, 고순위 정보만 복호할 경우에도 상기 목표 비트 오율을 달성하지 못하는 영역을 제3 영역으로 구분하여 상기 제1 영역에서는 고순위 정보와 저순위 정보의 합을 복호하고 상기 제2 영역과 제3 영역에서는 고순위 정보만 복호하도록 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a spatial multiplexing symbol detection method using a hierarchical modulation technique applied to a transmitting / receiving terminal according to the present invention includes high priority information (X hp ) and low priority information (X lp ). The bit error rate BER Ba at the time of decoding only the first region and the high order information in the area where the bit error rate BER En achieves the target bit error rate at the same time when the decoding is simultaneously achieved achieves the target bit error rate. Even if the second region and only the high priority information are decoded, the region that fails to achieve the target bit error rate is divided into a third region. In the first region, the sum of the high rank information and the low rank information is decoded. In the second and third areas, only high priority information is decoded.

본 발명에 따른 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법은 (a) 수신 SNR의 크기, 배열 파라미터 L, 정보 순위에 따라서 각 스트림의 비트 오율을 예상하고 목표 비트 오율에 따라 상기 각 스트림의 영역을 배치함으로써 스트림 별 복호 심볼을 정의하는 단계; (b) 채널 행렬 순서 모드를 순방향(forward) 또는 역방향(reverse)으로 결정함으로써 상기 (a)단계의 복호 심볼의 검출 순서를 결정하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 결정된 채널 행렬 순서 모드에 따라서 채널을 QR 분해하는 단계; (d) 간섭 제거를 위한 추정 복호 심볼을 검출하는 단계; 및 (e) 최종 복호를 위한 추정 복호 심볼을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of receiving a spatial multiplexing multiple input multiple output system using a hierarchical modulation technique according to the present invention is (a) predicting a bit error rate of each stream according to the size of a received SNR, an array parameter L, and an information rank and according to the target bit error rate. Defining a decoding symbol for each stream by arranging regions of each stream; (b) determining the detection order of the decoded symbols of step (a) by determining the channel matrix order mode in the forward or reverse direction; (c) QR decomposition the channel according to the channel matrix order mode determined in step (b); (d) detecting an estimated decoded symbol for interference cancellation; And (e) detecting an estimated decoded symbol for final decoding.

본 발명에 따른 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신기는 수신 SNR의 크기, 배열 파라미터 L, 정보 순위에 따라서 각 스트림의 비트 오율을 예상하고 목표 비트 오율에 따라 상기 각 스트림의 영역을 배치함으로써 스트림 별 복호 심볼을 정의하는 복호 심볼 정의부; 채널 행렬 순서 모드를 순방향(forward) 또는 역방향(reverse)으로 결정함으로써 상기 복호 심볼의 검출 순서를 결정하는 검출순서 결정부; 및 상기 검출순서 결정부에서 결정된 채널 행렬 순서 모드에 따라서 채널을 QR 분해하고 간섭 제거를 위한 제1 복호 심볼 XIC 검출 기준과 최종 복호를 위한 제2 복호 심볼 XDEM 검출 기준을 달리 적용하여 복호 심볼을 검출하는 복호 심볼 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A receiver of a spatial multiplexing multiple input multiple output system using a hierarchical modulation technique according to the present invention estimates the bit error rate of each stream according to the size of the received SNR, the array parameter L, and the information rank, and the area of each stream according to the target bit error rate. A decoding symbol definition unit that defines a decoding symbol for each stream by disposing a stream; A detection order determination unit for determining a detection order of the decoding symbols by determining a channel matrix order mode in a forward or reverse direction; And a first decoding symbol X IC detection criterion for QR decomposition and interference cancellation and a second decoding symbol X DEM for final decoding according to the channel matrix order mode determined by the detection order determining unit. And a decoding symbol detector for detecting a decoding symbol by applying different detection criteria.

본 발명에 의하면 이동 통신 채널의 특성에 따른 손실과 사용자별 간섭을 최소화하기 위해 계층 변조 기술을 다중 안테나 송수신 환경에 적합하게 적용하고, 계층 변조 기술 적용시에 필요한 순서 정렬 간섭 제거 기술의 구조 개선을 통해 수신기법을 변화시키지 않고서도 효과적인 성능 개선을 얻을 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the hierarchical modulation technique is suitably applied to a multi-antenna transmission and reception environment to minimize loss and user-specific interference due to the characteristics of the mobile communication channel, and the structure improvement of the order alignment interference cancellation technique required when applying the hierarchical modulation technique is improved. This provides an effective performance improvement without changing the receiver method.

또한, 본 발명에 의하면 수신 SNR의 크기와 배열 파라미터 및 정보 순위에 따라서 각 스트림의 비트 오율을 예상하고, 목표 비트 오율에 따라 각 스트림의 영역을 배치함으로써, 스트림 별 수신 환경에 따라 적합한 순서로 복호가 이루어질 수 있도록 한 효과가 있다.Further, according to the present invention, the bit error rate of each stream is estimated according to the size of the received SNR, the array parameter, and the information rank, and the area of each stream is arranged according to the target bit error rate, so that the decoding is performed in a suitable order according to the reception environment for each stream. There is one effect that can be achieved.

또한, 본 발명에 의하면 간섭 제거시 사용할 복호 심볼과 최종 결과를 위한 복호 심볼의 검출 기준을 이원화함으로써 비트 오율 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the bit error rate performance can be improved by dualizing the detection criteria of the decoded symbol to be used in the interference cancellation and the decoded symbol for the final result.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

벡터 부호화를 수행하여 전송된 심볼들은 서로에게 간섭으로 작용하여 시스템 성능을 저하시킨다. 각 안테나 별로 독립적인 정보를 전송하는 공간 분할 다중화 시스템에서는 서로간의 간섭이 시스템 성능에 큰 영향을 미치게 된다.Symbols transmitted by performing vector encoding act as interference to each other, which degrades system performance. In a spatial division multiplexing system that transmits independent information for each antenna, interference between each other greatly affects system performance.

이를 위한 공간 분할 다중화 시스템의 수신 기법으로는 최적(Optimal) 기법과 준최적(Sub-optimal) 기법들이 있다. 최적 기법의 최대 우도 복호(Maximum-Likelihood Decoding) 기법은 높은 성능을 보이나, 복잡도가 전송안테나 수에 지수적으로 비례하게 된다. 이러한 이유로, 사용자 수가 많은 이동통신과 같은 환경에서는 적합하지 않으며 그 대안으로 제시된 준최적의 OSIC 기법이 낮은 복잡도로 적절한 성능을 보장하여 주는 방법이다.Receiving methods of the spatial division multiplexing system include an optimal method and a sub-optimal method. The maximum likelihood decoding technique of the optimal scheme shows high performance, but its complexity is exponentially proportional to the number of transmission antennas. For this reason, it is not suitable in an environment such as a mobile communication with a large number of users, and a suboptimal OSIC technique proposed as an alternative is a method of ensuring proper performance with low complexity.

OSIC 기법은 널링(Nulling) 과정과 연속적 간섭제거(Successive Interference Cancellation) 과정으로 구성된다. 먼저, 수신기에서 레이어(Layer)의 SNR 크기에 따라 높은 값부터 낮은 값까지 배열한 후 최적의 검출순서를 정한다. 그 후, 얻고자 하지 않는 레이어(Layer)의 신호들을 제거하기 위하여 ZF(Zero-Forcing) 방식 또는 MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식을 이용하는 Nulling 과정을 수행한다. 이후 연속적 간섭제거를 위하여 이미 검출된 Layer의 신호는 부차적인 모든 Layer의 신호를 검출하기 위하여 재사용된다. OSIC 기법에서는 양호한 환경을 거친 Layer의 신호가 가장 정확히 검출될 가능성이 높으므로, 이를 먼저 검출하여 제거함으로써 다른 Layer의 신호에 대한 오차의 영향을 최소화할 수 있다. 그러나, 연속적 간섭제거 기법의 성능은 잘못된 검파 결정들이 발생할수록 성능이 저하되므로 정확한 채널추정이 요구된다.The OSIC technique consists of a nulling process and a successive interference cancellation process. First, the receiver arranges from a high value to a low value according to the SNR size of a layer, and then determines an optimal detection order. Thereafter, a nulling process using a zero-forcing (ZF) method or a minimum mean square error (MMSE) method is performed to remove signals of a layer not to be obtained. Then, the signal of the layer already detected for continuous interference cancellation is reused to detect the signal of all the secondary layers. In the OSIC technique, since a signal of a layer having a good environment is most likely to be detected most accurately, the effect of error on the signal of another layer can be minimized by detecting and removing it first. However, the performance of the continuous interference cancellation technique requires accurate channel estimation because performance decreases as false detection decisions occur.

실제로 Nulling 벡터가 어떠한 기준에 따라 형성되는가에 따라 시스템의 성능이 달라지게 된다.Indeed, the performance of the system depends on which criteria the nulling vector is formed.

ZF 방식은 간단한 구조를 가지고 있으나, 잡음 전력을 키우는 단점이 있으며, 이는 다중경로 페이딩 채널환경에서는 더욱 심각한 문제가 된다. 이를 해결하기 위해 MMSE 방식이 대안이 될 수 있으며, 이 방식은 ZF 방식에서 문제되는 잡음 증대의 영향을 최소화할 수 있다. 다만, ZF 작동 방식에서도 본 발명에 따른 수신방법과 수신기의 적용이 가능함은 물론이다. 본 발명에서는 각 스트림의 영역 구분시에 잡음 분산값(σn)이 사용되므로, 잡음 분산값이 검출기에 사용되는 MMSE 작동 방식을 예로 들어 설명한다.The ZF method has a simple structure, but has a disadvantage of increasing noise power, which becomes a more serious problem in a multipath fading channel environment. In order to solve this problem, the MMSE method may be an alternative, and this method may minimize the influence of the noise increase problem in the ZF method. However, in the ZF operation method, the reception method and the receiver according to the present invention can be applied. In the present invention, since the noise variance value sigma n is used to classify each stream, the operation of the MMSE in which the noise variance value is used for the detector will be described as an example.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 송수신단 구조를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a structure of a transmitter and a receiver of a spatial multiplexed multiple input multiple output system to which a hierarchical modulation technique is applied according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a hierarchical modulation technique according to a preferred embodiment of the present invention. A flowchart illustrating a receiving method of a spatial multiplex multiple input multiple output system.

본 발명에 따른 송수신단은, 도 1을 참조하면, 송신단(10)과 수신단(20)을 포함한다. 도 1에서는 편의상 송신 안테나(Nt)와 수신 안테나(Nr)의 개수가 2개로 동일한 경우를 도시하였다.Referring to FIG. 1, a transceiver according to the present invention includes a transmitter 10 and a receiver 20. In FIG. 1, for convenience, the number of transmitting antennas Nt and receiving antennas Nr are the same.

송신단(10)은 송신하고자 하는 데이터를 역다중화(Serial to Parallel)하는 역다중화기(15), 역다중화된 각 신호를 변조하는 변조기(20a, 20b), 다수의 송신 안테나(Nt)를 구비한다. The transmitter 10 includes a demultiplexer 15 for serializing the data to be transmitted (Serial to Parallel), modulators 20a and 20b for modulating each demultiplexed signal, and a plurality of transmit antennas Nt.

수신단(40)은 다수의 수신 안테나(Nr), 스트림 별 복호 심볼을 정의하는 복호 심볼 정의부(60), 복호 심볼의 검출 순서를 결정하는 검출순서 결정부(70), 복호 심볼을 검출하는 복호 심볼 검출부(80)를 구비한다.The receiving end 40 includes a plurality of receiving antennas Nr, a decoding symbol defining unit 60 for defining decoding symbols for each stream, a detection order determining unit 70 for determining the detection order of the decoding symbols, and a decoding for detecting the decoding symbols. A symbol detector 80 is provided.

복호 심볼 정의부(60)는 수신 SNR의 크기, 배열 파라미터 L, 정보 순위에 따라서 각 스트림의 비트 오율(BER, Bit Error Rate)을 예상하고, 목표 비트 오율(target BER)에 따라 각 스트림의 영역을 배치함으로써 스트림 별 복호 심볼을 정의하는 부분이다. The decoding symbol defining unit 60 estimates the bit error rate (BER) of each stream according to the size of the received SNR, the array parameter L, and the information rank, and the area of each stream according to the target bit error rate (target BER). By arranging these parts, a decoding symbol for each stream is defined.

검출순서 결정부(70)는 채널 행렬 순서 모드를 순방향(forward) 또는 역방향(reverse)으로 결정함으로써 복호 심볼의 검출 순서를 결정하는 부분이다.The detection order determination unit 70 determines the detection order of the decoded symbols by determining the channel matrix order mode in the forward or reverse direction.

복호 심볼 검출부(80)는 검출순서 결정부(70)에서 결정된 채널 행렬 순서 모드에 따라서 채널을 QR 분해하고, 간섭 제거를 위한 제1 복호 심볼 XIC 검출기준과 최종 복호를 위한 제2 복호 심볼 XDEM 검출 기준을 달리 적용하여 복호 심볼을 검출하는 부분이다.The decoding symbol detection unit 80 performs QR decomposition on the channel according to the channel matrix order mode determined by the detection order determination unit 70, and first decoding symbol X IC for detecting interference and second decoding symbol X for final decoding. This part detects a decoding symbol by applying different DEM detection criteria.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법은, 도 2를 참조하면, 채널 행렬 및 잡음 추정 단계(S10), 스트림 별 복호 심볼 정의 단계(S20), 채널 행렬 정렬 순서 결정 단계(S30), 정렬된 채널을 QR 분해하는 단계(S40), 간섭 제거를 위한 추정 복호 심볼 검출 단계(S50) 및 최종 추정 심볼 복호 단계(S60)를 포함하여 이루어진다.Receiving method of the spatial multiplexed multiple input multiple output system to which the hierarchical modulation technique is applied according to the preferred embodiment of the present invention, referring to Figure 2, the channel matrix and noise estimation step (S10), decoded symbol definition step for each stream (S20) , Channel matrix alignment order determination step (S30), QR decomposition of the aligned channel (S40), estimation decoded symbol detection step (S50) for interference cancellation, and final estimated symbol decoding step (S60).

스트림 별 복호 심볼 정의 단계(S20)는 단계 S10에서 추정된 채널 행렬과 잡음을 통하여 수신 SNR의 크기, 배열 파라미터 L, 정보 순위에 따라서 각 스트림의 비트 오율을 예상하고 목표 비트 오율에 따라 각 스트림의 영역을 배치함으로써 스트림별 복호 심볼을 정의하는 단계이다.Decoding symbol definition step (S20) for each stream estimates the bit error rate of each stream according to the size of the received SNR, the array parameter L, and the information rank based on the channel matrix and noise estimated in step S10, and according to the target bit error rate. By arranging regions, it is a step of defining a decoding symbol for each stream.

채널 행렬 정렬 순서 결정 단계(S30)는 채널 행렬 순서 모드를 순방향 또는 역방향으로 결정함으로써 복호 심볼의 검출 순서를 결정하는 단계이다.The channel matrix alignment order determination step (S30) is a step of determining the detection order of the decoding symbols by determining the channel matrix order mode in the forward or reverse direction.

정렬된 채널을 QR 분해하는 단계(S40)는 단계 S30에서 결정된 채널 행렬 순서 모드에 따라서 채널을 QR 분해하는 단계이다.QR decomposing the aligned channel (S40) is a step of QR decomposing the channel according to the channel matrix order mode determined in step S30.

이후, 간섭 제거를 위한 추정 복호 심볼 검출 단계(S50)와 최종 복호를 위한 추정 복호 심볼 검출 단계(S60)가 이원적으로 수행된다.Thereafter, an estimated decoded symbol detection step S50 for interference cancellation and an estimated decoded symbol detection step S60 for final decoding are performed in a binary manner.

MMSE 방식에서의 채널 행렬과, QR 분해에 따른 k번째 스트림의 SNR은 각각 하기 수학식과 같다.The channel matrix in the MMSE scheme and the SNR of the k-th stream according to QR decomposition are respectively expressed by the following equations.

Figure 112008040984940-pat00001
Figure 112008040984940-pat00001

Figure 112008040984940-pat00002
Figure 112008040984940-pat00002

여기서, H는 채널 행렬, σn은 잡음 분산값, INt는 Nt × Nt 정방 단위 행렬, E는 송신단에서의 최대 허용 전송 전력,

Figure 112008040984940-pat00003
는 행렬
Figure 112008040984940-pat00004
의 대각 성분값을 의미한다. Where H is the channel matrix, σ n is the noise variance value, I Nt is the Nt × Nt square unit matrix, E is the maximum allowable transmit power at the transmitter,
Figure 112008040984940-pat00003
Is a matrix
Figure 112008040984940-pat00004
Means the diagonal component value of.

MMSE 작동 방식에서는 채널 행렬 H 아래에 잡음 분산값과 정방 단위 행렬의 곱을 연접하여 최종 (Nr + Nt) × Nt 확장 행렬 HMMSE로 정의하고, 이를 QR 연산하여 나온

Figure 112008040984940-pat00005
의 대각 성분을 통해 정렬 순서별 스트림의 SNR을 추정할 수 있다. In the MMSE operation, the product of the noise variance and the square matrix is concatenated below the channel matrix H and defined as the final (Nr + Nt) × Nt extension matrix H MMSE .
Figure 112008040984940-pat00005
The SNR of the stream for each sort order can be estimated through the diagonal component of.

이 값의 크기 순서에 따라서

Figure 112008040984940-pat00006
를 정의할 경우에 i가 커질수록 값이 크게 하는 정렬, 즉 현재의 간섭 제거보다 이후의 간섭 제거 시의 정보량이 작거나 같도록 하는 정렬을 순방향(forward)으로 정의한다. 이와 반대로 i가 커질수록
Figure 112008040984940-pat00007
값이 작아지게 하는 정렬, 즉 현재의 간섭 제거보다 이후의 간섭 제거 시의 정보량이 크거나 같도록 하는 정렬을 역방향(reverse)으로 정의하고, 이는 복호 심볼 정의부(60)의 영역 분포에 따라 결정된다.In order of magnitude of this value.
Figure 112008040984940-pat00006
When defining i, we define an alignment whose value is larger as i increases, i.e., an arrangement in which the amount of information in the subsequent interference cancellation is smaller than or equal to the current interference cancellation as forward. Conversely, as i increases
Figure 112008040984940-pat00007
An order of decreasing the value, i.e., an order in which the amount of information in the subsequent interference cancellation is greater than or equal to the current interference cancellation is defined as reverse, which is determined according to the area distribution of the decoding symbol definition unit 60. do.

도 3은 QPSK/16QAM 계층 변조에서의 배열을 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating an arrangement in QPSK / 16QAM hierarchical modulation.

계층 변조 기술은 수신 환경에 따라 최종 복호되는 심볼을 차별화한 것으로, 고순위 정보(High Priority, HP)와 저순위 정보(Low Priority, LP) 모두 송신되지만, 수신기에서는 수신 환경에 따라서 HP 정보만 최종 복호하거나 HP 정보와 LP 정보 모두 최종 복호할 수 있다. 도 3에서 HP 정보는 청색(Base)으로, LP 정보는 적색(Enhancement)로 도시하였다.Hierarchical modulation technology differentiates the final decoded symbol according to the receiving environment. Both high priority information (HP) and low priority information (LP) are transmitted, but only the HP information is received at the receiver according to the receiving environment. Decoding or final decoding of both HP and LP information can be performed. In FIG. 3, HP information is shown in blue (Base), and LP information is shown in red (Enhancement).

도 3에서 2D1은 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 배열에서 심볼간 최소 거리를 나타내고, 2D2는 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 배열에서 심볼간 최소 거리를 나타낸다. 이를 통해 배열 파라미터 L을 다음과 같이 정의한다.In FIG. 3, 2D 1 represents a minimum distance between symbols in a quadrature phase shift keying (QPSK) array, and 2D 2 represents a minimum distance between symbols in a quadrature amplitude modulation (16QAM) array. Through this, array parameter L is defined as follows.

L = D2 / D1 L = D 2 / D 1

L = 0 이면 HP 정보만 송신하는 QPSK 시스템이고, L = 1/2 이면 HP 정보와 LP 정보가 동일한 채널 조건을 구비하는 16QAM 시스템을 의미한다. 따라서, 배열 파라미터 L의 크기에 따라서 전체적인 배열의 모형이 QPSK와 16QAM 배열 사이에서 변하게 되며, 이는 송수신 환경에 영향을 미치게 된다.If L = 0, the QPSK system transmits only HP information. If L = 1/2, it means a 16QAM system having HP and LP information having the same channel condition. Therefore, according to the size of the array parameter L, the overall array model changes between the QPSK and 16QAM arrays, which affects the transmission and reception environment.

도 4는 복호 심볼의 영역 배치를 정의하는 방법을 도식화한 개념도이다.4 is a conceptual diagram schematically illustrating a method of defining a region arrangement of a decoding symbol.

복호 심볼의 영역은 (HP + LP) 정보의 비트 오율 BEREn과 HP 정보의 비트 오율 BERBa를 목표 비트 오율(target BER)과 비교하여, 제1 영역, 제2 영역, 제3영역으로 분류된다. The decoding symbol region is classified into a first region, a second region, and a third region by comparing the bit error rate BER En of the (HP + LP) information and the bit error rate BER Ba of the HP information with a target bit error rate (target BER). .

제1 영역(Reg 1)은 HP 정보와 LP 정보를 동시에 복호화할 경우의 비트 오율(BEREn)이 목표 비트 오율을 달성하는 영역이다. 즉, 수학식 4와 같이 LP 정보의 비트 오율과 HP 정보의 비트 오율 모두 목표 비트 오율보다 작은 경우로, (고순위 + 저순위) 복호와 고순위 복호가 모두 가능한 영역이다.The first area Reg 1 is an area where the bit error rate BER En when decoding HP information and LP information at the same time achieves the target bit error rate. That is, as shown in Equation 4, both the bit error rate of the LP information and the bit error rate of the HP information are smaller than the target bit error rate, and both (high order + low rank) decoding and high rank decoding are possible.

BEREn, BERBa < Target BERBER En , BER Ba <Target BER

도 4에서 SNRTh _ LP는 제1 영역과 제2 영역을 경계짓는 SNR 문턱값을 의미한다.In FIG. 4, SNR Th _ LP refers to an SNR threshold that borders the first region and the second region.

제2 영역(Reg 2)은 HP 정보만을 복호할 경우의 비트 오율(BERBa)이 목표 비트 오율을 달성하는 영역으로, 수학식 5와 같이 (고순위 + 저순위) 복호는 불가능하지만 고순위 복호를 할 경우에는 목표 비트 오율을 달성하므로 고순위 복호만 가능한 것으로 판단되는 영역이다.The second region (Reg 2) is a region in which the bit error rate (BER Ba ) at the time of decoding only HP information achieves the target bit error rate. As shown in Equation 5, (high priority + low rank) decoding is impossible, but high rank decoding In this case, since the target bit error rate is achieved, it is determined that only high-order decoding is possible.

BERBa < Target BER < BEREn BER Ba <Target BER <BER En

도 4에서 SNRTh _ HP는 제2 영역과 제3 영역을 경계짓는 SNR 문턱값을 의미한다.In FIG. 4, SNR Th _ HP refers to an SNR threshold that borders the second region and the third region.

제3 영역(Reg 3)은 수학식 6과 같이 고순위 정보만 복호할 경우에도 목표 비트 오율을 달성하지 목표하지 못하는 영역으로, 신뢰도는 떨어지지만 불가피하게 고순위 복호를 수행해야 하는 지역이다. The third region (Reg 3) is an area that does not achieve the target bit error rate even when decoding only the high rank information as shown in Equation 6, and is a region where reliability is inevitable but high rank decoding is inevitably performed.

Target BER < BERBa, BEREn Target BER <BER Ba , BER En

HP 정보와 LP 정보를 동시에 복호화할 경우의 비트 오율 BEREn과, 고순위 정보만을 복호화할 경우의 비트 오율 BERBa는 각각 수학식 7과 수학식 8과 같이 Q함수에 의해 정의될 수 있다.The bit error rate BER En when decoding HP information and LP information at the same time and the bit error rate BER Ba when decoding only high rank information may be defined by Q functions as shown in Equations 7 and 8, respectively.

Figure 112008040984940-pat00008
Figure 112008040984940-pat00008

Figure 112008040984940-pat00009
Figure 112008040984940-pat00009

여기서, Q함수는 0 이상의 x에 대해

Figure 112008040984940-pat00010
로 정의되며, L은 계층 변조 기술의 배열 파라미터를 의미한다.Where the Q function is equal to zero or more
Figure 112008040984940-pat00010
L is defined as an array parameter of the hierarchical modulation technique.

수학식 7과 8에 따르면, 비트 오율 BEREn과 BERBa는 수신 SNR의 크기뿐만 아니라, 배열 파라미터 L에 의해 결정됨을 알 수 있다. According to Equations 7 and 8, it can be seen that the bit errors BER En and BER Ba are determined by the array parameter L as well as the size of the received SNR.

도 5는 영역 결정에 있어 배열 파라미터 L의 영향을 설명하기 위한 개념도이다.5 is a conceptual diagram for explaining the influence of the arrangement parameter L in the area determination.

도 5에서 좌측은 배열 파라미터 L ≒ 0.5 인 경우의 영역 배치를 나타내고, 우측은 배열 파라미터 L ≒ 0 인 경우의 영역 배치를 나타낸다. 좌측과 우측의 SNRTh는 제1 영역(Reg 1)과 제2 영역(Reg 2) 및 제2 영역(Reg 2)과 제3 영역(Reg 3)을 경계짓는 SNR의 문턱값을 의미한다. In FIG. 5, the left side shows the region arrangement in the case of the arrangement parameter L ≒ 0.5, and the right side shows the region arrangement in the case of the arrangement parameter L ≒ 0. SNR Th on the left side and the right side mean a threshold value of the SNR that borders the first region Reg 1, the second region Reg 2, the second region Reg 2, and the third region Reg 3.

우측과 같이 L ≒ 0 인 경우에는 좌측의 경우에 비해 상단과 하단 방향 모두 제2 영역이 확장된다. 즉, 우측의 경우에는 좌측에 비해 LP 정보의 복호 신뢰도가 떨어진다. 따라서, 좌측 상단에 위치한 붉은 색 심볼은 좌측의 수신 환경에서는 제1 영역에 포함되어 HP 정보와 LP 정보를 모두 복호할 수 있는 반면, 우측의 수신 환경에서는 제2 영역에 포함되어 HP 정보만 복호할 수 있다. 우측의 수신 환경에서 제1 영역에 포함되기 위해서는 우측 상단의 붉은 색 심볼과 같이 수신 SNR 값이 커져야 한다.In the case of L ≒ 0 as shown on the right side, the second region extends in both the upper and lower directions as compared with the left side. In other words, the decoding reliability of the LP information is lower in the case of the right side than in the left side. Therefore, the red symbol located at the upper left can be decoded in both the HP information and the LP information in the first area in the receiving environment on the left side, whereas in the right receiving environment, the red symbol is included in the second area to decode only the HP information. Can be. In order to be included in the first region in the reception environment on the right side, the reception SNR value needs to be increased as in the red symbol on the upper right side.

이를 통해 동일한 크기의 수신 SNR을 갖는 심볼이라도 배열 파라미터 L에 따라 영역 배치가 달라질 수 있음을 알 수 있으며, 이는 수학식 7과 8에 의해 뒷받침된다.Through this, even if the symbol having the same size of the received SNR, it can be seen that the region arrangement may vary according to the arrangement parameter L, which is supported by the equations (7) and (8).

도 6은 복호할 심볼의 순서 정렬 방식을 설명하기 위한 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating a method of ordering symbols to be decoded.

도 6에서 Reverse는 SNR이 낮은 심볼부터 높은 심볼의 순서로 검출하는 순서정렬 간섭 제거 방식을 의미한다. 즉, Reverse는 HP 정보를 먼저 검출하고, (HP + LP) 정보를 검출하며, 현재의 간섭 제거보다 이후의 간섭 제거시의 정보량이 크거나 같은 상황이다. Reverse in FIG. 6 refers to an ordered interference cancellation method for detecting SNRs in the order of symbols from high to high. That is, the reverse detects the HP information first, detects the (HP + LP) information, and has a greater or equal amount of information in the subsequent interference cancellation than the current interference cancellation.

도 6에서 Forward는 SNR이 높은 심볼부터 낮은 심볼의 순서로 검출하는 순서 정렬 간섭 제거 방식을 의미한다. 즉, Forward는 (HP + LP) 정보를 먼저 검출하고, HP 정보를 검출하며, 현재의 간섭 제거보다 이후의 간섭 제거시의 정보량이 작거나 같은 상황이다.In FIG. 6, Forward refers to an ordered interference cancellation method that detects an SNR having a higher symbol to a lower symbol. That is, the forward detects (HP + LP) information first, detects HP information, and is less than or equal to the amount of information in the subsequent interference cancellation than the current interference cancellation.

도 6에서 초록색으로 표시한 부분을 보면, 양측 모두 HP 정보 1, (HP + LP) 정보 1로 그 구성이 동일하다. 차이점은 좌측의 HP 정보의 경우 제2 영역(Reg 2)에 위치하는 반면, 우측의 HP 정보의 경우 제3 영역(Reg 3)에 위치한다.In FIG. 6, the configuration is the same as HP information 1 and (HP + LP) information 1 on both sides. The difference is that the HP information on the left side is located in the second area (Reg 2), while the HP information on the right side is located in the third area (Reg 3).

좌측의 경우(Reg 1 + Reg 2)에 대해서는 두 영역 모두 신뢰도를 가지는 복호이므로, Reverse(Reg 2 → Reg 1 순서) 검출을 이용한 복호를 수행하는 것이 정당하다. 반면, 우측의 경우(Reg 1 + Reg 3)에 대해서는 좌측의 경우와 동일한 심볼 복호를 수행하지만, Reg 3의 심볼은 수신단에서 목표 비트 오율로 복호가 불가능하다고 판단되므로 오류 전파 특성(Error propagation)을 고려했을 경우 Forward(Reg 1 → Reg 3) 검출을 이용한 복호를 수행하는 것이 정당하다.In the left case (Reg 1 + Reg 2), since both regions have decoding with reliability, it is justified to perform decoding using Reverse (Reg 2 → Reg 1 order) detection. On the other hand, the symbol decoding on the right side (Reg 1 + Reg 3) performs the same symbol decoding as the case on the left side. However, since the symbol of Reg 3 cannot be decoded at the target bit error rate, the error propagation characteristic is changed. In consideration of this, it is justified to perform decoding using Forward (Reg 1 → Reg 3) detection.

상기의 예에서 보듯이 복호 심볼이 HP 정보와 (HP + LP) 정보로 동일한 경우에도 영역 분포에 따라서 신호 검출 순서가 다를 수 있으며, 영역 분포에 따라 순방향(Forward)과 역방향(Reverse) 순서 복호를 적절하게 선택하여야 한다. 따라서, 본 발명은 시스템 설계자가 원하는 목표 비트 오율에 따라서 기존의 순서 정렬 기법의 혼용을 지원하는 선택적인 복호를 가능하게 해 준다.As shown in the above example, even when the decoding symbol is the same as the HP information and the (HP + LP) information, the signal detection order may be different according to the area distribution, and forward and reverse decoding is performed according to the area distribution. Make the appropriate selection. Thus, the present invention enables selective decoding that supports the mixing of existing ordering schemes according to the target bit error rate desired by the system designer.

상기와 같은 방법으로 얻은 정렬 순서에 따라서 채널 행렬 H를 다시 QR 분해한다. 이때, QR 분해 연산시 초기값은 Q를 확장된 채널 행렬 값으로 하고, R은 Nt × Nt 영행렬로 하여 송신 안테나 개수만큼 반복적인 QR 분해 연산을 통해 각 행렬을 QR 분해한다.QR decomposes the channel matrix H again according to the sorting sequence obtained in the above manner. In this case, the initial decomposition value of the QR decomposition operation is set to Q as an extended channel matrix value, and R is Nt × Nt zero matrix, and each matrix is QR-decomposed through repeated QR decomposition operations by the number of transmitting antennas.

순서 정렬에서는 상삼각행렬의 대각성분 값

Figure 112008040984940-pat00011
의 분포가 순방향(Forward) 또는 역방향(Reverse) 기준에 맞도록 채널 행렬을 정렬한다. 이는 행값과 열값의 자리 바꿈을 통해 얻어진 행렬값으로, 실제 QR 분해 과정을 통해 이루어지고, 송신 안테나 개수만큼 반복하여 순서 정렬 정보와 R의 대각 성분값을 얻게 된다. 이를 토대로 심볼 검출 추정치를 얻는다.In ordinal order, the diagonal component values of the upper triangular matrix
Figure 112008040984940-pat00011
Arrange the channel matrix so that the distribution of satisfies the forward or reverse criterion. This is a matrix value obtained through inversion of row and column values, and is performed through the actual QR decomposition process, and the sequence alignment information and the diagonal component value of R are obtained by repeating the number of transmitting antennas. Based on this, a symbol detection estimate is obtained.

도 7은 이원적 심볼 검출 기준을 설명하기 위한 그래프이다.7 is a graph for explaining the binary symbol detection criteria.

비계층 변조 기술을 비롯한 일반적인 간섭 제거 시스템은 송신단에서 실제로 보낸 심볼 자체를 추정하여 순차적으로 간섭을 제거한다. 그러나, 본 발명에 따른 계층 변조 기술에서는 복호 심볼의 순위가 송신 심볼의 순위와 다른 경우가 발생하게 된다. 즉, 계층 변조 기술에서는 수신 환경에 따라서 잘못된 복호 결과의 경우가 발생하는 이외에도 복호 심볼과 송신 심볼의 순위가 다를 수 있다. 예컨대, 송신 심볼이 고순위 정보(Xhp) + 저순위 정보(Xlp)인 경우, 복호 심볼은 고순위 정보(Xhp)일 수 있다. 따라서, 간섭 제거시에 사용할 복호 심볼의 검출 기준(제1 복호 심볼 검출 기준)과, 최종 복호를 위한 복호 심볼의 검출 기준(제2 복호 심볼 검출 기준)을 다르게 적용하여 이원화하는 것이 바람직하다.Conventional interference cancellation systems, including non-layer modulation techniques, remove the interference sequentially by estimating the symbols actually sent by the transmitter. However, in the hierarchical modulation technique according to the present invention, a case in which the rank of a decoding symbol is different from the rank of a transmission symbol occurs. That is, in the hierarchical modulation technique, in addition to the case where an incorrect decoding result occurs according to a reception environment, the ranking of the decoding symbol and the transmission symbol may be different. For example, when the transmission symbol is high priority information (X hp ) + low priority information (X lp ), the decoding symbol may be high priority information (X hp ). Therefore, it is preferable to dualize the detection criteria (first decoded symbol detection criteria) of the decoded symbol to be used at the time of interference cancellation and the decoded symbol detection criteria (second decoded symbol detection criteria) for the final decoding.

예컨대, 목표 비트 오율(target BER)이 1/1000 이라고 가정하고, Xhp + Xlp 의 심볼 오류 확률이 2/1000 인 경우, 실제 최종 복호에서는 고순위 정보(Xhp)만이 복호된다. 하지만, 이를 다른 측면에서 보면 Xhp + Xlp 의 심볼 오류 확률이 2/1000 이므로, 심볼 오류가 발생하지 않을 확률은 1 - 2/1000 = 998/1000 이 된다.For example, assuming that the target bit error rate (target BER) is 1/1000, and the symbol error probability of X hp + X lp is 2/1000, only high priority information (X hp ) is decoded in the actual final decoding. However, in other respects, since the symbol error probability of X hp + X lp is 2/1000, the probability that no symbol error occurs is 1-2/1000 = 998/1000.

복호의 신뢰도를 위해서는 상기와 같이 고순위 정보만을 복호하는 것이 바람직하다. 그러나, 간섭 제거 과정에서는 고순위 정보만을 복호할 경우 하기 수학식과 같이 다음 간섭 제거시 저순위 정보가 잡음으로 작용하게 된다. For the reliability of decoding, it is preferable to decode only the high rank information as described above. However, in the interference cancellation process, if only the high priority information is decoded, the low priority information acts as a noise during the next interference cancellation as shown in the following equation.

(Xhp + Xlp) - Xhp = Xlp (X hp + X lp )-X hp = X lp

따라서, 이러한 현상을 보완하기 위한 간섭 제거 기법이 필요하다.Therefore, there is a need for an interference cancellation technique to compensate for this phenomenon.

본 발명에서는 간섭 제거시 저순위 정보의 복호 기준을 완화하기 위해 목표 비트 오율에 가중치 α를 곱함으로써, 하기 수학식들과 같이 이원적인 심볼 검출 기준을 적용할 수 있다.In the present invention, a binary symbol detection criterion can be applied as shown in the following equations by multiplying a target bit error rate by a weight α in order to alleviate the decoding criterion of low-order information when removing interference.

Figure 112008040984940-pat00012
Figure 112008040984940-pat00012

Figure 112008040984940-pat00013
Figure 112008040984940-pat00013

수학식 10은 간섭 제거시(IC, Interference Cancellation)의 심볼 검출 기준인 제1 복호 심볼 검출 기준을 나타내고, 수학식 11은 최종 복호(DEM, DEModulation)를 위한 심볼 검출 기준인 제2 복호 심볼 검출 기준을 나타낸다.Equation 10 represents a first decoded symbol detection criterion that is a symbol detection criterion for interference cancellation (IC), and Equation 11 represents a second decoded symbol detection criterion, which is a symbol detection criterion for final decoding (DEM, DEModulation). Indicates.

도 7에는 수신 SNR에 따른 BER 값이 도시되어 있으며, α= 10 으로 하여 (Xhp + Xlp)의 간섭 제거시 10 × 목표 비트 오율로 정의하고 비트 오율을 측정하였다(송신측과 수신측 안테나는 각각 2개). 도 7에서 실선은 고순위 정보 복호의 경우, 점선은 고순위 정보 + 저순위 정보의 최종 복호를 나타낸다.FIG. 7 shows the BER values according to the received SNR, and defined as 10 × target bit error rate when eliminating interference of (X hp + X lp ) with α = 10 and measuring bit error rates (transmitting and receiving antennas). Are 2 each). In FIG. 7, the solid line indicates high-decoding information, and the dotted line indicates final decoding of high-order information + low-order information.

도 7에서 초록색으로 도시된 Symbol IC라 함은 간섭 제거 시 복호가 되지 않 은, 즉 복호 전의 Symbol 값 자체를 이용해 모든 간섭 제거를 수행한 후 최종 심볼을 복호한 결과들로, Symbol IC with Base와 Symbol IC with Enhancement는 간섭 제거 후의 Symbol 값을 각각 HP 정보 및 (HP + LP) 정보로 최종 복호한 결과를 나타내고 있다. IC with Base와 IC with Enhancement는 간섭 제거 및 최종 복호에 각각 HP 정보 및 (HP + LP) 정보를 이용한 결과이다. 보라색으로 표현된 IC with Base or Enhancement는 수학식 10과 11을 통한 이원적인 복호 및 영역 정의를 통해 순서 정렬 기법을 적절히 사용한 본 발명의 성능을 도시한 것이다.The symbol IC shown in green in FIG. 7 is a result of decoding the final symbol after removing all interference using the symbol value itself before decoding, that is, the decoding is not performed when the interference is removed. Symbol IC with Enhancement shows the result of the final decoding of the symbol value after interference cancellation with HP information and (HP + LP) information, respectively. IC with Base and IC with Enhancement are the result of using HP information and (HP + LP) information for interference cancellation and final decoding, respectively. The IC with Base or Enhancement, which is represented in purple, illustrates the performance of the present invention using a proper ordering technique through binary decoding and region definition through Equations 10 and 11.

회색 원 부분에서 보듯이 모든 SNR 구역 내에서 본 발명 외에 가장 우수한 성능을 나타내고 있는 기법들의 성능보다 이원적인 복호 및 정렬 순서 선택을 사용한 본 발명의 성능이 우수함을 알 수 있다.As can be seen from the gray circle, it can be seen that the performance of the present invention using binary decoding and sort order selection is superior to that of the techniques that exhibit the best performance in addition to the present invention in all SNR regions.

이하에서는 본 발명에 따라 채널 행렬 순서 모드를 결정하는 예시에 대해 설명한다. Hereinafter, an example of determining a channel matrix order mode according to the present invention will be described.

배열 파라미터 L = 0.35, 목표 비트 오율 = 1/1000 = 0.001인 경우, 채널 행렬 H = If matrix parameter L = 0.35, target bit error rate = 1/1000 = 0.001, channel matrix H =

Figure 112008040984940-pat00014
Figure 112008040984940-pat00014

① R_Reverse =① R_Reverse =

Figure 112008040984940-pat00015
Figure 112008040984940-pat00015

ⅰ) 첫 번째 스트림 (고순위 + 저순위) 정보의 비트 오율Iii) the bit error rate of the first stream (high rank + low rank) information

BEREn(1,1) = 0.0000 < 0.0001 = 목표 비트 오율BER En (1,1) = 0.0000 <0.0001 = target bit error rate

ⅱ) 두 번째 스트림 (고순위 + 저순위) 정보의 비트 오율Ii) the bit error rate of the second stream (high rank + low rank) information

BEREn(2,2) = 0.0016 > 0.0001 = 목표 비트 오율 BER En (2,2) = 0.0016> 0.0001 = target bit error rate

ⅲ) 첫 번째 스트림의 고순위 정보 비트 오율Iii) the higher order information bit error rate of the first stream;

BERBa(1,1) = 0.0000 < 0.0001 = 목표 비트 오율BER Ba (1,1) = 0.0000 <0.0001 = target bit error rate

ⅳ) 두 번째 스트림의 고순위 정보 비트 오율Iii) the higher order information bit error rate of the second stream;

BERBa(2,2) = 0.0016 < 0.0001 = 목표 비트 오율 BER Ba (2,2) = 0.0016 <0.0001 = target bit error rate

R_Reverse = {첫 번째 스트림, 두 번째 스트림} = {Reg 1 , Reg 2}R_Reverse = {first stream, second stream} = {Reg 1, Reg 2}

② 이와 동일한 방법으로,② In the same way,

R_Forward =R_Forward =

Figure 112008040984940-pat00016
Figure 112008040984940-pat00016

ⅰ) 첫 번째 스트림의 고순위 정보 비트 오율Iii) the higher order information bit error rate of the first stream;

BEREn(1,1) = 0.0015 > 0.0001 = 목표 비트 오율BER En (1,1) = 0.0015> 0.0001 = target bit error rate

ⅱ) 두 번째 스트림 (고순위 + 저순위) 정보의 비트 오율Ii) the bit error rate of the second stream (high rank + low rank) information

BEREn(2,2) = 0.0000 < 0.0001 = 목표 비트 오율 BER En (2,2) = 0.0000 <0.0001 = target bit error rate

ⅲ) 첫 번째 스트림의 고순위 정보 비트 오율Iii) the higher order information bit error rate of the first stream;

BERBa(1,1) = 0.0000 < 0.0001 = 목표 비트 오율BER Ba (1,1) = 0.0000 <0.0001 = target bit error rate

ⅳ) 두 번째 스트림의 고순위 정보 비트 오율Iii) the higher order information bit error rate of the second stream;

BERBa(2,2) = 0.0016 < 0.0001 = 목표 비트 오율 BER Ba (2,2) = 0.0016 <0.0001 = target bit error rate

R_Forward = {첫 번째 스트림, 두 번째 스트림} = {Reg 2 , Reg 1}R_Forward = {first stream, second stream} = {Reg 2, Reg 1}

두 Mod 다 Reg 1, Reg 2 하나씩 존재하므로, 최종적으로 Reverse 모드가 선택된다.Both mods exist, Reg 1 and Reg 2, so finally the reverse mode is selected.

Mod = ReverseMod = Reverse

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 발명은 계층 변조 기술과 다중 안테나 기법을 사용하는 통신과 방송 분야의 수신기 설계에 널리 적용할 수 있다.The present invention can be widely applied to the receiver design of the communication and broadcasting fields using the hierarchical modulation technique and the multiple antenna technique.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 송수신단 구조를 도시한 블록도, 1 is a block diagram showing a transmission / reception structure of a spatial multiplex multiple input multiple output system to which a hierarchical modulation technique is applied according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법을 도시한 흐름도,2 is a flowchart illustrating a receiving method of a spatial multiplexed multiple input multiple output system to which a hierarchical modulation technique is applied according to an exemplary embodiment of the present invention;

도 3은 QPSK/16QAM 계층 변조에서의 배열을 도시한 개념도,3 is a conceptual diagram illustrating an arrangement in QPSK / 16QAM hierarchical modulation;

도 4는 복호 심볼의 영역 배치를 정의하는 방법을 도식화한 개념도,4 is a conceptual diagram schematically illustrating a method of defining area arrangement of a decoding symbol;

도 5는 영역 결정에 있어 배열 파라미터 L의 영향을 설명하기 위한 개념도,5 is a conceptual diagram for explaining the influence of the arrangement parameter L on area determination;

도 6은 복호할 심볼의 순서 정렬 방식을 설명하기 위한 개념도,6 is a conceptual diagram illustrating a method of ordering symbols to be decoded;

도 7은 이원적 심볼 검출 기준을 적용한 본 발명의 성능을 타 기법들과 비교하기 위한 그래프이다.7 is a graph for comparing the performance of the present invention with binary symbol detection criteria to other techniques.

Claims (14)

송수신단에 계층 변조(Hierarchical Modulation) 기술이 적용된 공간 다중화(Spatial Multiplexing) 심볼 검출 방법으로서,Spatial Multiplexing Symbol Detection Method Using Hierarchical Modulation Technique In Transceiver; 고순위(High Priority) 정보(Xhp)와 저순위(Low Priority) 정보(Xlp)를 동시에 복호화할 경우의 비트 오율(BEREn)이 목표 비트 오율(target BER)을 달성하는 영역을 제1 영역, 고순위 정보만을 복호할 경우의 비트 오율(BERBa)이 상기 목표 비트 오율을 달성하는 영역을 제2 영역, 고순위 정보만 복호할 경우에도 상기 목표 비트 오율을 달성하지 못하는 영역을 제3 영역으로 구분하여 상기 제1 영역에서는 고순위 정보와 저순위 정보의 합을 복호하고 상기 제2 영역과 제3 영역에서는 고순위 정보만 복호하도록 하는 것을 특징으로 하는 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법.When the high priority information (X hp ) and the low priority information (X lp ) are simultaneously decoded, the bit error rate (BER En ) may be a first region where the target bit error rate (target BER) is achieved. A second region where the bit error rate BER Ba when decoding only an area and high rank information is the second region, and an area where the target bit error rate is not achieved even when only high rank information is decoded. A space to which a hierarchical modulation technique is applied to a transmitting / receiving terminal, characterized in that the first region decodes a sum of high rank information and low rank information, and decodes only high rank information in the second and third areas. Multiplexed Symbol Detection Method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비트 오율(BEREn)과 상기 비트 오율(BERBa)은 각각 하기 수학식에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법.The bit error rate (BER En ) and the bit error rate (BER Ba ) are respectively defined by the following equations.
Figure 112009043694593-pat00017
Figure 112009043694593-pat00017
Figure 112009043694593-pat00018
Figure 112009043694593-pat00018
 이때, Q함수는 0 이상의 x에 대해
Figure 112009043694593-pat00019
로 정의되며, L은 계층 변조 기술의 배열 파라미터이고 SNR은 수신 신호대잡음비Where the Q function is
Figure 112009043694593-pat00019
L is the array parameter of the hierarchical modulation technique and SNR is the received signal to noise ratio. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 간섭 제거시에 사용할 제1 복호 심볼 검출 기준과 최종 복호를 위한 제2 복호 심볼 검출 기준이 다른 이원적 심볼 검출 기준을 갖는 것을 특징으로 하는 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법.2. A method of spatial multiplexing symbol detection applied to hierarchical modulation techniques in a transmitting / receiving terminal, characterized in that a first decoding symbol detection criterion to be used for interference cancellation and a second decoding symbol detection criterion for final decoding have different binary symbol detection criteria. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 복호 심볼 XIC 검출 기준과 상기 제2 복호 심볼 XDEM 검출 기준은 각각 하기와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 송수신단에 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 심볼 검출 방법.The first decoding symbol X IC Detection Criteria and the Second Decoded Symbol X DEM The detection criterion is a spatial multiplexing symbol detection method to which a hierarchical modulation technique is applied to a transmitting / receiving terminal, each of which is defined as follows.
Figure 112008040984940-pat00020
Figure 112008040984940-pat00020
Figure 112008040984940-pat00021
Figure 112008040984940-pat00021
 (여기서, α≥1)(Where α≥1) (a) 수신 신호대잡음비의 크기, 배열 파라미터 L, 정보 순위에 따라서 각 스트림의 비트 오율을 예상하고 목표 비트 오율에 따라 상기 각 스트림의 영역을 배치함으로써 스트림 별 복호 심볼을 정의하는 단계;(a) defining a decoding symbol for each stream by estimating a bit error rate of each stream according to a received signal-to-noise ratio, an array parameter L, and an information rank and arranging regions of each stream according to a target bit error rate; (b) 채널 행렬 순서 모드를 순방향(forward) 또는 역방향(reverse)으로 결정함으로써 상기 (a)단계의 복호 심볼의 검출 순서를 결정하는 단계;(b) determining the detection order of the decoded symbols of step (a) by determining the channel matrix order mode in the forward or reverse direction; (c) 상기 (b)단계에서 결정된 채널 행렬 순서 모드에 따라서 채널을 QR 분해하는 단계;(c) QR decomposition the channel according to the channel matrix order mode determined in step (b); (d) 간섭 제거를 위한 추정 복호 심볼을 검출하는 단계; 및(d) detecting an estimated decoded symbol for interference cancellation; And (e) 최종 복호를 위한 추정 복호 심볼을 검출하는 단계(e) detecting an estimated decoded symbol for final decoding 를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법.Receiving method of a spatial multiplex multiplexed multiple input multiple output system to which the hierarchical modulation technique comprising a. 제6항에 있어서, 상기 (a)단계의 영역 배치는 The method of claim 6, wherein the area arrangement of step (a) is 고순위(High Priority) 정보(Xhp)와 저순위(Low Priority) 정보(Xlp)를 동시에 복호화할 경우의 비트 오율(BEREn)이 목표 비트 오율(target BER)을 달성하는 영역을 제1 영역, 고순위 정보만을 복호할 경우의 비트 오율(BERBa)이 상기 목표 비트 오율을 달성하는 영역을 제2 영역, 고순위 정보만 복호할 경우에도 상기 목표 비트 오율을 달성하지 못하는 영역을 제3 영역으로 구분하여 상기 제1 영역에서는 고순위 정보와 저순위 정보의 합을 복호하고 상기 제2 영역과 제3 영역에서는 고순위 정보만 복호하도록 하는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법.When the high priority information (X hp ) and the low priority information (X lp ) are simultaneously decoded, the bit error rate (BER En ) may be a first region where the target bit error rate (target BER) is achieved. A second region where the bit error rate BER Ba when decoding only an area and high rank information is the second region, and an area where the target bit error rate is not achieved even when only high rank information is decoded. In the first region, the sum of the high rank information and the low rank information is decoded, and the second and third areas decode only the high rank information. Receiving method of multiple output system. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 비트 오율(BEREn)과 상기 비트 오율(BERBa)은 각각 하기 수학식에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법.The bit error rate (BER En ) and the bit error rate (BER Ba ) are respectively defined by the following equations.
Figure 112009043694593-pat00022
Figure 112009043694593-pat00022
Figure 112009043694593-pat00023
Figure 112009043694593-pat00023
 이때, Q함수는 0 이상의 x에 대해
Figure 112009043694593-pat00024
로 정의되며, L은 계층 변조 기술의 배열 파라미터이고 SNR은 상기 수신 신호대잡음비Where the Q function is
Figure 112009043694593-pat00024
Where L is an array parameter of the hierarchical modulation technique and SNR is the received signal to noise ratio 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 (d)단계의 복호 심볼 검출은 하기 수학식에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법(α≥1).Decoding symbol detection in the step (d) is performed by the following equation (α≥1) of the spatial multiplexed multiple input multiple output system to which the hierarchical modulation technique is applied.
Figure 112008040984940-pat00025
Figure 112008040984940-pat00025
 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 (e)단계의 복호 심볼 검출은 하기 수학식에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신방법.Decoding symbol detection in the step (e) is performed by the following equation.
Figure 112008040984940-pat00026
Figure 112008040984940-pat00026
 수신 신호대잡음비의 크기, 배열 파라미터 L, 정보 순위에 따라서 각 스트림의 비트 오율을 예상하고 목표 비트 오율에 따라 상기 각 스트림의 영역을 배치함으로써 스트림 별 복호 심볼을 정의하는 복호 심볼 정의부;A decoding symbol definition unit for predicting a bit error rate of each stream according to the size of a received signal-to-noise ratio, an array parameter L, and an information rank and defining a decoding symbol for each stream by arranging regions of each stream according to a target bit error rate; 채널 행렬 순서 모드를 순방향(forward) 또는 역방향(reverse)으로 결정함으로써 상기 복호 심볼의 검출 순서를 결정하는 검출순서 결정부; 및A detection order determination unit for determining a detection order of the decoding symbols by determining a channel matrix order mode in a forward or reverse direction; And 상기 검출순서 결정부에서 결정된 채널 행렬 순서 모드에 따라서 채널을 QR 분해하고 간섭 제거를 위한 제1 복호 심볼 XIC 검출 기준과 최종 복호를 위한 제2 복호 심볼 XDEM 검출 기준을 달리 적용하여 복호 심볼을 검출하는 복호 심볼 검출부A QR symbol is decomposed according to the channel matrix order mode determined by the detection order determiner, and a decoding symbol is applied by differently applying a first decoding symbol X IC detection criterion for interference cancellation and a second decoding symbol X DEM detection criterion for final decoding. Decoded symbol detector to detect 를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신기.Receiver of a spatial multiplex multiplexed multiple input system with a hierarchical modulation technique characterized in that it comprises a. 제11항에 있어서, 상기 복호 심볼 정의부의 영역 배치는 12. The area arrangement of claim 11, wherein 고순위(High Priority) 정보(Xhp)와 저순위(Low Priority) 정보(Xlp)를 동시에 복호화할 경우의 비트 오율(BEREn)이 목표 비트 오율(target BER)을 달성하는 영역을 제1 영역, 고순위 정보만을 복호할 경우의 비트 오율(BERBa)이 상기 목표 비트 오율을 달성하는 영역을 제2 영역, 고순위 정보만 복호할 경우에도 상기 목표 비트 오율을 달성하지 못하는 영역을 제3 영역으로 구분하여 상기 제1 영역에서는 고순위 정보와 저순위 정보의 합을 복호하고 상기 제2 영역과 제3 영역에서는 고순위 정보만 복호하도록 하는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신기.When the high priority information (X hp ) and the low priority information (X lp ) are simultaneously decoded, the bit error rate (BER En ) may be a first region where the target bit error rate (target BER) is achieved. A second region where the bit error rate BER Ba when decoding only an area and high rank information is the second region, and an area where the target bit error rate is not achieved even when only high rank information is decoded. In the first region, the sum of the high rank information and the low rank information is decoded, and the second and third areas decode only the high rank information. Receiver in a multiple output system. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 비트 오율(BEREn)과 상기 비트 오율(BERBa)은 각각 하기 수학식에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신기.And the bit error rate (BER En ) and the bit error rate (BER Ba ) are respectively defined by the following equations.
Figure 112009043694593-pat00027
Figure 112009043694593-pat00027
Figure 112009043694593-pat00028
Figure 112009043694593-pat00028
 이때, Q함수는 0 이상의 x에 대해
Figure 112009043694593-pat00029
로 정의되며, L은 계층 변조 기술의 배열 파라미터이고 SNR은 상기 수신 신호대잡음비Where the Q function is
Figure 112009043694593-pat00029
Where L is an array parameter of the hierarchical modulation technique and SNR is the received signal to noise ratio 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제1 복호 심볼 XIC 검출 기준과 상기 제2 복호 심볼 XDEM 검출 기준은 각각 하기와 같이 정의되는 것을 특징으로 하는 계층 변조 기술이 적용된 공간 다중화 다중입력 다중출력 시스템의 수신기.The first decoding symbol X IC Detection Criteria and the Second Decoded Symbol X DEM A detection criterion is a receiver of a spatial multiplexing multiple input multiple output system to which a hierarchical modulation technique is defined as follows.
Figure 112008040984940-pat00030
Figure 112008040984940-pat00030
Figure 112008040984940-pat00031
Figure 112008040984940-pat00031
 (여기서, α≥1)(Where α≥1)
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050090230A (en) * 2004-03-08 2005-09-13 삼성전자주식회사 Method for decisionalling detection order in a mobile communication system
KR20060108450A (en) * 2005-04-13 2006-10-18 학교법인연세대학교 Apparatus and its method for detecting symbol in sdm system
KR20070019345A (en) * 2005-08-12 2007-02-15 삼성전자주식회사 Apparatus and method for receiving transmitted signal in multiple antenna telecommunication system
KR20070118837A (en) * 2006-06-13 2007-12-18 삼성전자주식회사 Apparatus and method for detecting of signal using modified fano algorithm in multi input multi output system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050090230A (en) * 2004-03-08 2005-09-13 삼성전자주식회사 Method for decisionalling detection order in a mobile communication system
KR20060108450A (en) * 2005-04-13 2006-10-18 학교법인연세대학교 Apparatus and its method for detecting symbol in sdm system
KR20070019345A (en) * 2005-08-12 2007-02-15 삼성전자주식회사 Apparatus and method for receiving transmitted signal in multiple antenna telecommunication system
KR20070118837A (en) * 2006-06-13 2007-12-18 삼성전자주식회사 Apparatus and method for detecting of signal using modified fano algorithm in multi input multi output system

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