KR102203029B1 - OvXDM시스템에 적용되는 일종의 쾌속적 디코딩 방법, 장치 및 OvXDM 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일종의 OvXDM시스템에 적용하는 쾌속 디코딩 방법, 장치및 OvXDM시스템을 공개하였다. 상기의 방법은 디코딩 과정에서 모든 상태 노드 및 그 확장 경로를 순회할 필요가 없이, 측도 정렬을 통해 일부 상태 노드와 경로만 선택하여 확장하기 때문에, 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮출 수 있고, 동시에 디코딩 효율을 향상시키며, 그 디코딩 복잡성은 전통적인 디코딩 방법 처럼 중첩 다중화 차수 K의 증가에 따라 급격히 증가되는 것이 아니기에, 스펙트럼 효율과 디코딩 복잡성, 디코딩 효율의 모순적인 수요를 해결하였다.

Description

OvXDM시스템에 적용되는 일종의 쾌속적 디코딩 방법, 장치 및 OvXDM 시스템

본 발명은 신호 처리 영역에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 OvXDM 시스템에 적용되는 일종의 쾌속적 디코딩 방법, 장치 및 OvXDM 시스템에 관한 것이다.

중첩 다중화 시스템에 대하여, 중첩 시분할 다중화 （OvTDM，Overlapped Time Division Multiplexing）시스템, 중첩 주파수 분할 다중화（OvFDM，Overlapped Frequency Division Multiplexing） 시스템이든, 중첩 부호 분할 다중화（OvCDM，Overlapped Code Division Multiplexing） 시스템, 중첩 공간 분할 다중화（OvSDM，Overlapped Space Division Multiplexing） 시스템, 중첩 혼합 다중화（OvHDM，Overlapped Hybrid Division Multiplexing） 시스템이든 막론하고, 그 전통적인 디코딩에서는, 모두 트렐리스 중의 노드를 부단히 방문하고, 동시에 매개 노드를 위해 2개의 메모리를 설정하여, 1개는 해당 노드에 도착하는 상대적 최적 경로를 저장하고, 다른 1개는 해당 노드에 도착하는 상대적 최적 경로와 대응되는 측도를 저장한다.

OvTDM 시스템과 OvFDM 시스템에 대하여, 디코딩 과정에서, 트렐리스 중의 매개 노드에 대하여 확장해야 하기에, 노드의 수량이 디코딩의 복잡성을 결정하고, 또 중첩 차수는 K이고 변조 차원이 M인 시스템(M은 2보다 크거나 같은 정수이다.)에 대하여, 그 대응되는 트렐리스 중 안정상태의 노드 수량은 MK-1이기에, 디코딩 복잡성은 중첩 차수 K에 따라 지수적으로 증가된다. 그리고 OvTDM 시스템과 OvFDM 시스템에서, 시스템의 스펙트럼 효율은 2K/부호이기에, 중첩 차수 K가 크면 클수록 스펙트럼 효율이 더욱 높다. 이로 인하여, 한 방면으로는 스펙트럼 효율 향상 수요에 의하여, 중첩 차수 K가 크면 클수록 좋고, 다른 한 방면으로는 디코딩 복잡성 인하 수요에 의하여, 중첩 차수 K가 작으면 작을수록 좋다. 특별히, 중첩 차수 K가 일정한 값까지 증가될 경우, 예를 들면 K가 8이상이 된 후, 디코딩 복잡성이 급격히 증가됨으로 인해, 기존의 디코딩 방법으로는 실시간 디코딩 수요를 만족하기 어렵기에, 스펙트럼 효율은 디코딩 복잡성, 디코딩 효율과 한 쌍의 모순적인 수요를 형성한다.

이와 유사하게, 코딩 분기 회로수가 K인 M차원 변조 OvCDM 시스템에 대하여, 그 대응되는 트렐리스에서 안정 상태의 노드수는 M^K’-1이기에, 디코딩 복잡성은 코딩 분기 회로수 K에 따라 지수적으로 증가된다. 그리고 OvCDM 시스템에서는, 스펙트럼 효율을 높게 하기 위하여, 될수록 큰 코딩 분기 회로수 K가 필요하지만, 동시에 디코딩 복잡성도 K의 증가에 따라 급격히 증가되기에, 스펙트럼 효율은 디코딩 복잡성, 디코딩 효율과 한 쌍의 모순적인 수요를 형성한다.

본 발명은 OvXDM 시스템에 적용되는 일종의 쾌속 디코딩 방법, 장치 및 OvXDM 시스템을 제공한다. 그 디코딩 복잡성은 전통적인 디코딩 방법과 같이 K/K'의 증가에 따라 급격히 증가되지 않기에, 스펙트럼 효율이 디코딩 복잡성, 디코딩 효율과 형성되는 한 쌍의 모순적인 수요를 해결한다.

본 발명의 첫번째 방면에 있어서, 본 발명은 OvXDM 시스템에 적용되는 일종의 쾌속 디코딩 방법을 제공한다. 이 방법에 있어서,

전 r개 부호가 잠재된 전부 경로와 수신부호 서열 중의 전 r개 수신 부호 사이의 측도를 별도로 계산하는 절차 1;

계산으로 취득한 각 측도에 대하여 정렬하고, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장하는 절차 2;

현재 저장된 매 경로의 마지막 한개의 노드에 대하여 M차원 확장을 진행하고, 확장된 경로에 대하여 그 경로와 수신부호 서열 중의 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하며, 각 순시 측도를 그 직전 시각에 대응되는 누적 측도와 더함으로써, 현재 시각에 덧셈한 후의 각 경로의 누적 측도를 취득하는 절차 3;

상기의 덧셈한 후의 각 경로의 누적 측도에 대하여 정렬하고, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 대응되는 경로를 저장하는 절차 4;

절차 3에서 수신부호 서열 중의 마지막 한개의 부호에 대응되는 노드까지 확장할 때, 절차 4는 마찬가지로 전체 수신부호 서열에 대응되는 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로가 저장되어 있을 때 정지되고, 그렇지 않으면 절차 3과 절차 4를 중복 실행하는 절차 5;

측도가 가장 작은 한 갈래의 경로를 디코딩 경로로 선정하여, 판정 출력을 진행하는 절차 6;을 포함하고,

R_n은 양의 정수이고, 수요에 따라 프리셋을 진행하며, OvXDM 시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작다.

본 발명의 두번째 방면에 근거하여, 본 발명은 OvXDM 시스템에 적용되는 일종의 쾌속 디코딩 장치를 제공함에 있어서,

전 r개 부호가 잠재된 전체 경로와 전 r개 수신부호 사이의 측도를 각각 계산하는 제1계산모듈;

계산하여 취득한 각 측도에 대하여 정렬하는 제1정렬모듈;

제1정렬모듈에서 취득한 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장하는 Rn개 거리 메모리 및 대응되는 R_n개 경로 메모리;

현재 저장된 매 갈래 경로의 마지막 한개의 노드에 대하여 M차원 확장을 진행하는 확장모듈;

확장된 경로에 대하여, 그 경로와 수신부호 서열 중의 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하고, 각 순시 측도를 그 직전 시각에 대응되는 누적 측도와 덧셈함으로써, 현재 시각의 덧셈한 후의 각 경로의 누적 측도를 취득하는 제2계산모듈;

제2계산모듈에서 취득한 상기의 덧셈한 후의 각 경로의 누적 측도에 대하여 정렬하는 제2정렬모듈;그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로는 상기의 Rn개 거리 메모리 및 R_n개 경로 메모리 중의 값을 업데이트하고; 확장모듈, 제2계산모듈과 제2정렬모듈은 중복적 작업을 진행하여, 확장모듈이 수신부호 서열 중의 마지막 한개의 부호에 대응되는 노드까지 확장함으로써, 전체 수신부호 서열에 대응되는 비교적 작은 R_n개 측도 및 그 각자 대응되는 경로가 R_n개 거리 메모리 및 대응되는 R_n개 경로 메모리에 각각 저장될 때 정지하며;

저장된 측도가 가장 작은 거리 메모리에 대응되는 경로 메모리에 저장된 경로를 선정하여 디코딩 경로로 함으로써, 판정 출력을 진행하는 판정출력모듈;이 포함되고,

R_n은 양의 정수이고, 수요에 따라 프리셋을 진행하며, OvXDM 시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작다.

본 발명의 세번째 방면에 근거하여, OvXDM 시스템의 일종의 쾌속 디코딩 방법에 있어서,

전 r개 부호가 잠재된 전부 경로와 수신부호 서열 중의 전 r개 수신 부호 사이의 측도를 별도로 계산하는 절차 1;

계산으로 취득한 각 측도에 대하여 정렬하고, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장하는 절차 2;

현재 저장된 최소 측도에 대응되는 경로에 대하여 확장하고, 확장된 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하며, 각 순시 측도를 그 직전 시각에 대응되는 누적 측도와 더함으로써, 현재 시각에 덧셈한 후의 각 확장경로의 누적 측도를 취득하는 절차 3;

상기의 각 확장경로의 누적 측도와 저장되어 있는 확장을 진행하지 않은 기타 R_n-1개 측도에 대하여 정렬하고, 그중의 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장하는 절차 4;

절차 3의 현재 저장되어 있는 최소측도에 대응되는 경로가 확장되어, 수신부호 서열의 심도까지 도착할 때, 확장된 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산한 후, 각 순시 측도를 비교하여, 최소 순시 측도에 대응되는 경로를 디코딩 경로로 하는 절차 5; 그렇지 않을 경우 절차 3과 절차 4를 중복;하는 절차가 포함되고,

그중에서 R_n은 양의 정수이고, OvXDM시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작다.

본 발명의 네번째 방면에 근거하여, 일종의 OvXDM 시스템의 쾌속 디코딩 장치에 있어서,

전 r개 부호가 잠재된 전부 경로와 수신부호 서열 중의 전 r개 수신부호 사이의 측도를 각각 계산하는 제1계산모듈;

계산하여 취득한 각 측도에 대하여 정렬하는 제1정렬모듈;

제1정렬모듈에서 취득한 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 각각 저장하는 Rn개 거리 메모리 및 그에 대응되는 R_n개 경로 메모리;

현재 저장된 최소 측도에 대응되는 경로에 대하여 확장을 진행하는 확장모듈;

확장 모듈에서 확장된 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하고, 각 순시 측도를 직전 시각에 대응되는 누적 측도와 덧셈 함으로써 , 현재 시각의 덧셈 후의 각 확장 경로의 누적 측도를 취득하는 제2계산모듈;

제2계산모듈에서 계산하여 취득한 상기의 각 확장 경로의 누적 측도와 저장되어 있는 기타 확장을 진행하지 않은 R_n-1개 측도에 대하여 정렬을 진행하고, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로는 R_n개 거리 메모리 및 R_n개 경로 메모리의 값을 업데이트 하는데 사용되는 제2정렬모듈;

확장 모듈이 현재 저장되어 있는 최소 측도에 대응되는 경로에 대하여 확장을 진행하여 수신부호 서열의 심도까지 도착할 때, 제2계산모듈은 확장 모듈에 의해 확장된 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하고, 비교 출력 모듈은 각 순시 측도를 비교하여, 가장 작은 순시 측도에 대응되는 경로를 디코딩 경로로 하며, 그렇지 않으면 확장 모듈, 제2계산모듈과 제2정렬모듈은 중복 작업을 진행하는 비교 출력 모듈;이 포함되고,

그중에서 R_n은 양의 정수이고, OvXDM시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작다.

본 발명의 유익한 효과는 다음과 같습니다. 상기에 실시한 OvXDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법, 장치 및 OvXDM 시스템에 근거하여, 디코딩 과정에서 전체 상태 노드 및 그 확장 경로에 대하여 순회 할 필요가 없이, 측도 정렬을 통해 일부 상태 노드와 경로만 선정하면 됩니다.

또한, 본 발명은 측도 정렬을 통해 일부 상태 노드와 경로만 선정하여 확장을 진행하기에, 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮추고, 디코딩 효율을 향상시킨다.

도 1은 본 발명의 일종의 실시예 중의 OvXDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일종의 실시예 중의 OvXDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 장치의 구조 설명도이다.
도 3은 본 발명의 첫번째 실시예 중 OvFDM 시스템의 송신 단말의 구조 설명도이다.
도 4（a）와 （b）는 본 발명의 첫번째 실시예 중 OvFDM 시스템의 수신 단말의 구조 설명도이다.
도 5는 본 발명의 첫번째 실시예 중 OvFDM 시스템의 부호 나무이다.
도 6은 본 발명의 첫번째 실시예 중 OvFDM시스템의 디코딩 트렐리스이다.
도 7은 본 발명의 첫번?? 실시예 중 OvFDM 시스템의 트렐리스 확장 설명도이다.
도 8은 본 발명의 첫번째 실시예 중 OvFDM시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법의 디코딩 설명도이다.
도 9는 본 발명의 첫번째 실시예 중 OvFDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법과 전통적인 디코딩 방법의 성능 비교차트이다.
도 10은 본 발명의 첫번째 실시예 중 OvFDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법과 전통적인 디코딩 방법의 디코딩 시간 비교차드이다.
도 11은 본 발명의 두번째 실시예 중 OvTDM시스템의 송신 단말의 구조 설명도이다.
도 12（a）는 본 발명의 두번째 실시예 중 OvTDM시스템의 전처리 유닛의 설명도이다.
도 12（b）는 본 발명의 두번째 실시예 중 OvTDM시스템의 서열 검측 유닛의 설명도이다.
도 13은 본 발명의 두번째 실시예 중 OvTDM시스템의 부호 나무이다.
도 14는 본 발명의 두번째 실시예 중 OvTDM시스템의 디코딩 트렐리스이다.
도 15는 본 발명의 두번째 실시예 중 OvTDM시스템의 트렐리스 확장 설명도이다.
도 16은 본 발명의 두번째 실시예 중 OvTDM시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법의 디코딩 설명도이다.
도 17은 본 발명의 두번째 실시예 중 OvTDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법과 전통적인 디코딩 방법의 성능 비교차트이다.
도 18은 본 발명의 두번째 실시예 중 OvTDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법과 전통적인 디코딩 방법의 디코딩 시간 비교차트이다.
도 19는 본 발명의 세번째 실시예 중 OvCDM시스템의 구조 설명도이다.
도 20은 본 발명의 세번째 실시예 중 OvCDM시스템의 엔코더의 구조 설명도이다.
도 21은 본 발명의 세번째 실시예 중 OvCDM시스템의 부호화 행렬의 설명도이다.
도 22는 본 발명의 세번째 실시예 중 OvCDM시스템의 디코더의 구조 설명도이다.
도 23은 본 발명의 세번째 실시예 중 OvCDM시스템에 대응되는 트렐리스이다.
도 24는 본 발명의 세번째 실시예 중 OvCDM시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법의 디코딩 설명도이다.
도 25는 다른 하나의 OvXDM시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법의 흐름도이다.

아래는 구체적인 실시방법과 첨부 도면을 결합하여 본 발명에 대하여 진일보로 구체적으로 설명한다.

OvXDM시스템에 대하여, 예를 들면 OvTDM시스템, OvFDM시스템과 OvCDM시스템에 대하여, 전통적인 디코딩 방법은 일반적으로 비터비(Viterbi) 디코딩 방법을 사용하는데, 그 원리는 시스템에 대응되는 트렐리스 중 전부 노드에 대하여 충분히 확장을 진행하고, 매 갈래 경로의 측도를 계산하며, 마지막에 측도가 가장 작은 경로를 선정하여 디코딩 경로로 한다. 비터비 디코딩 방법의 원리를 보면 알 수 있다 싶이, 그 디코딩의 복잡성은 중첩 차수/코딩 분기 회로수의 증가에 따라 지수적으로 증가된다.

본 발명은 디코딩 과정에서 전체 상태 노드 및 확장 경로를 순회 할 필요가 없이, 다만 측도 정렬을 통해 일부 상태 노드와 경로만 선정하여 확장을 진행하기에, 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮추고, 디코딩 효율을 제고할 수 있다. 아래는 구체적으로 설명한다.

본 발명은 일종의 OvXDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법을 공개함에 있어서, 도 1과 도 25에서 제시한 바와 같이, 그 절차는 S01~S19을 포함한다.

절차S01, 전 r개 부호가 잠재되어 있는 모든 경로와 수신부호 서열 중의 전 r개 수신부호 사이의 측도에 대하여 각각 계산한다. M차원 변조된 OvTDM시스템과 OvFDM시스템 등에 대하여, 전 r개 부호가 잠재되어 있는 전체 경로 수량을 M^r로 하고, 그중에서 M는 2보다 크거나 같은 정수이다. 본 발명 중의 측도는 2개 신호 사이의 거리를 표시하고,

로 정의한다. p=2일 때 바로 유클리드 거리이고, 유클리드 거리는 2개 신호 사이의 진실한 거리로서, 실제 신호와 이상적인 신호 사이의 거리를 진실하게 반영할 수 있으며, 본 특허 중 유클리드 거리는

로 정의한다.

절차 S03, 절차 S01에서 계산하여 취득한 각 측도에 대하여 정렬을 진행한다.

절차 S05, 절차 S03에서 정렬하여 취득한비교적 작은 Rn개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장한다.

절차 S07, 도 1에서 제시한 바와 같이, 현재 저장된 매 경로의 마지막 한개 노드에 대하여 확장을 진행한다. M차원 변조한 OvTDM 시스템과 OvFDM 시스템 등 시스템에 대해서는, 현재 저장된 매 경로의 마지막 한개 노드에 대하여 M차원 확장을 진행한다.

혹은, 도 25에서 제시한 바와 같이, 해당 절차에서는, 현재 저장된 최소 측도에 대응되는 경로 에만 대하여 확장을 진행한다.

절차 S09, 확장된 경로에 대하여 그 경로와 수신부호 서열 중의 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산한다.

절차 S11, 한 개의 실시예에서, 도 1에서 제시한 바와 같이, 절차 S09에서 계산하여 취득한 각 순시 측도와 그 직전 시각에 대응되는 누적 측도를 덧셈하여, 현재 시각의 덧셈 후의 각 경로의 누적 측도를 취득한다. 다른 한 개의 바람직한 실시예에서, 도 25에서 제시한 바와 같이, 각 순시 측도와 직전 시각에 대응되는 누적 측도를 덧셈 할 때, 직전 시각 누적 측도는 먼저 가중 인자와 곱셈 한 후 다시 순시 측도와 덧셈한다. 이는 경로 심도의 증가에 따라, 현재 노드에 비교적 멀리 떨어져 있는 노드 측도에 대한 참조를 약화

시킴으로써, 디코딩 정확성를 더욱 높게 한다. 일종의 바람직한 실시예에서, 가중 인자의 값은 0보다 크고 1보다 작거나 같다.

절차 S13, 절차 S11에서 설명한 덧셈 후의 각 경로의 누적 측도에 대하여 정렬한다. 혹은 정렬을 진행할 때, 저장되어 있는 확장을 진행하지 않은 기타 R_n-1개 측도에 대해서도 함께 정렬을 진행한다.

절차 S15, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장한다.

절차 S17, 절차 S07에서 수신부호 서열의 마지막 부호에 대응되는 노드까지 확장 할 때, 절차 S15에서는 이에 알맞게 전체 수신부호 서열의 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로가 저장되어 있을 때 정지하고, 그렇지 않으면 절차 S07~S15를 중복한다.

또 혹은, 절차 S07에서 현재 저장된 최소 측도에 대응되는 경로에 대하여 확장을 진행하여 수신부호 서열의 심도까지 도착 할 경우, 절차 S19를 진행하고, 확장된 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하며, 각 순시 측도를 비교하여, 가장 작은 측도에 대응되는 경로를 디코딩 경로로 한다. 그렇지 않으면 절차 S07~S15를 중복한다.

절차 S19, 측도가 가장 작은 한 갈래의 경로를 디코딩 경로로 선정함으로써, 판정 출력을 진행한다.

상기의 디코딩 방법에서, R_n은 양의 정수이고, 그 수요에 따라 프리셋을 진행하며, OvXDM시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작다. 중첩 차수가 K인 M차원 변조한 OvTDM시스템과 OvFDM시스템 등 시스템에 대하여, Rn은 M^K-1보다 작다. 일종의 바람직한 실시예에서, r을log_MR_n의 값을 잘라버린 값으로 한다.

일종의 실시예에서, X는 어떠한 영역이든 전부 대표할 수 있다. 이에는 시간 영역 T, 주파수 영역 F, 공간 S, 부호 영역 C 혹은 혼합 H 등이 포함되고, 이에 따라, OvXDM 시스템은 OvTDM시스템, OvFDM시스템, OvCDM시스템, OvSDM시스템 혹은 OvHDM시스템 등으로 될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 디코딩 과정에서 모든 상태 노드 및 그 확장 경로를 순회 할 필요가 없이, 측도 정렬을 통해 일부 상태 노드와 경로만 선정하여 확장을 진행하기에, 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮추는 동시에, 디코딩 효율을 향상시킨다. 상기의 디코딩 방법에서는 매번 R_n개 노드에 대하여 확장한다. 이로 인하여, 디코딩 과정에서, 보류한 경로수 R_n이 디코딩 과정에서 보류된 정보를 결정하고, OvTDM 시스템과 OvFDM 시스템에 대하여, 매번 확장 할 때 버린 경로 수량은 M^K-R_n이기에, R_n이 작을수록 이에 따라 디코딩 복잡성도 더 낮다. 하지만 R_n은 무제한으로 작을 수 없다. 왜냐 하면, R_n이 작을수록 디코딩 성능의 손실은 더욱 크고, 동일한 오류율 조건하에서 더욱 높은 신호 대 잡음비가 필요하다. 때문에R_n의 선정도 아주 관건적이므로, 복잡성을 낮추는 동시에 디코딩 성능 손실을 작게 해야 한다. 실험을 거쳐 알 수 있다 싶이, 일반적으로 R_n은 M^K-1보다 작고, M^K-4보다 크거나 같을 때, 그중에서 K는 수신부호의 중첩 차수이고, M은 M차원 시스템(M은 2보다 크거나 같은 정수이다. )을 표시하며, 이때 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮추는 동시에 디코딩 성능을 보장한다. 이와 유사하게, 코딩 분기 회로수가 K'이고 코딩 제한 길이가 L인 OvCDM시스템에서, 매 번 확장할 때 버리는 경로 수량은 M^LK'-R_n이고, 일반적으로 R_n은 M^L（K'-4）보다 작고, M^L（K'-2）보다 크거나 같을 때，디코딩 복잡성을 대폭으로 낮추는 동시에 디코딩 성능을 보장할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 또 일종의 OvXDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 장치를 제출한다. 도 2에서 제시한 바와 같이, 제1계산모듈 01, 제1정렬모듈 03, Rn개 거리 메모리 05, Rn개 경로 메모리 07, 확장 모듈 09, 제2계산모듈 11, 제2정렬모듈 13과 판정 출력 모듈 15를 포함한다.

제1계산모듈 01은 전 r개 부호가 잠재된 전부 경로와 전 r개 수신부호 사이의 측도를 각각 계산한다.

제1정렬모듈 03은 제1계산모듈 01이 계산하여 취득한 각 측도에 대하여 정렬한다.

R_n개 거리 메모리 05는 제1정렬모듈에서 취득한 비교적 작은 Rn개 측도를 각각 저장하고, 이에 대응되는 Rn개 경로 메모리 07은 상기의 Rn개 측도에 대응되는 경로를 각각 저장한다. 일종의 바람직한 실시예에서, R_n은 M^K-1보다 작고, 그중에서 M은 시스템의 차원을 표시하고, 그 값은 2보다 크거나 같은 정수를 취한다.

확장 모듈 09는 현재 저장된 매 갈래 경로의 마지막 한개 노드에 대하여 M차원 확장을 진행한다. 혹은, 일부 실시예에서는, 현재 저장된 측도 중의 최소치에 대응되는 경로 에만 대하여 확장을 진행한다.

제2계산모듈 11은 확장된 경로에 대하여 그 경로와 수신부호 서열 중의 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하고, 각 순시 측도와 그 직전 시각에 대응되는 누적 측도를 덧셈 함으로써, 현재 시각 덧셈 후의 각 경로의 누적 측도를 취득한다. 일종의 바람직한 실시예에서, 가중 인자 모듈 17은 제2계산모듈 11이 각 순시 측도와 직전 시각에 대응되는 누적 측도에 대하여 덧셈할 때, 먼저 직전 시각의 누적 측도에 대하여 가중 인자를 곱함으로써, 직전 시각의 누적 측도로 하여금 먼저 가중 인자와 곱셈한 후 다시 순시 측도와 덧셈하게 한다. 가중 인자 모듈 17을 인입하는 목적은, 경로 심도의 증가에 따라, 현재 노드에서 비교적 멀리 떨어져 있는 노드 측도의 참조를 점차적으로 약화 시킴으로써, 디코딩 정확성을 더욱 높게 하는 것이다. 일종의 바람직한 실시예에서, 가중 인자의 값은 0보다 크고 1보다 작거나 같다.

제2정렬모듈 13은 제2계산모듈 11에서 취득한 상기의 덧셈 후의 각 경로의 누적 측도에 대하여 정렬하고, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로는 상기의 R_n개 거리 메모리 05및 대응되는 R_n개 경로 메모리 07중의 값을 업데이트 한다. 확장 모듈 09, 제2계산모듈 11과 제2정렬모듈 13은 중복적으로 작업을 진행하여, 확장 모듈 09가 수신부호 서열 중의 마지막 한개 부호에 대응되는 노드까지 확장함으로써, R_n개 거리 메모리 05 및 R_n개 경로 메모리 07에 전체 수신부호 서열에 대응되는 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로가 각각 저장되어 있을 때 정지한다. 물론, 확장 모듈 09가 현재 저장되어 있는 측도 중의 최소치에 대응되는 경로에만 대하여 확장을 진행하는 정황에 대하여, 제2계산모듈 11은 확장 모듈 09가 확장해 낸 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하고, 비교 출력 모듈 15는 각 순시 측도를 비교하여, 가장 작은 순시 측도에 대응되는 경로를 디코딩 경로로 한다. 그렇지 않으면 확장 모듈 09, 제2계산모듈 11과 제2정렬모듈 13은 중복 작업을 진행한다.

판정출력 모듈 15는 저장되어 있는 측도가 가장 작은 거리 메모리 05에 대응되는 경로 메모리에 저장되어 있는 경로를 선정하여 디코딩 경로로 함으로써, 판정 출력을 진행한다.

상기의 쾌속 디코딩 장치에서, R_n은 양의 정수이고, 수요에 따라 프리셋 진행하며, OvXDM시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작다. 일종의 실시예에 있어서, r은 log_MR_n의 값을 잘라버린(rounding down) 값이다. 그중에서 M은 시스템의 차원을 표시하며, 2보다 크거나 같은 정수이다.

일종의 실시예에 있어서, OvXDM시스템은 OvTDM시스템, OvFDM시스템일 경우, R_n은 M^K-1보다 작고, M^K-4보다 크거나 같으며, 여기에서 K는 수신부호의 중첩 차수이고, M은 시스템의 차원을 표시하며, 이는 2보다 크거나 같은 정수이다. OvXDM시스템이 OvCDM시스템일 경우, 상기의 Rn은 M^L（K'-4）보다 작고, M^L（K'-2）보다 크거나 같으며, 그중에서 K'는 수신부호의 코딩 분기 회로수이고, L은 수신부호의 코딩 제약 길이이며, 마찬가지로 M는 시스템의 차원을 표시하고, 이는 2보다 크거나 같은 정수이다.

본 발명은 또 일종의 OvXDM 시스템을 공개하고, 이는 상기의 OvXDM 시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 장치가 포함되며, 일종의 실시예에 있어서, OvXDM 시스템은 OvTDM시스템, OvFDM시스템, OvCDM, OvSDM혹은 OvHDM시스템이 될 수 있다.

본 발명은 아래의 다수의 실시예를 통해 더 자세히 설명하도록 한다.

실시예 1

본 실시예에서는 OvFDM시스템으로 예를 들어 설명한다.

도 3에서 제시한 바와 같이, OvFDM시스템의 송신 단말에 있어서, 이는 우선 주파수 영역 신호를 일정한 규칙에 따라 디코딩을 진행하고, 그 다음 주파수 영역 신호를 시간 영역 신호로 전환, 즉 역푸리에 변환을 진행한 후, 신호를 전송한다. 구체적으로, 우선 설계 파라미터에 근거하여 한 개의 초기 엔빌로프 파형을 생성하고, 그 다음 중첩 다중화 차수에 근거하여 상기의 초기 엔빌로프 파형을 주파수 영역에서 예정된 스펙트럼 간격에 따라 시프팅을 진행시킴으로써, 각 서브 반송파 엔빌로프 파형을 취득하며, 입력된 데이터 서열과 각자에 대응되는 서브 반송파 엔빌로프 파형을 곱셈 함으로써, 각 서브 반송파의 변조 엔빌로프 파형을 취득하며, 다시 각 서브

반송파의 변조 엔빌로프 파형을 주파수 영역에서 중첩시킴으로써, 주파수 영역에서의 다단 변조 엔빌로프 파형을 취득하며, 마지막에 상기의 주파수 영역에서의 다단 변조 엔빌로프 파형을 시간 영역에서의 다단 변조 엔빌로프 파형으로 변환시켜 발송하며, 그중에서 스펙트럼 간격은 서브 반송파 스펙트럼 간격 △B이고, 서브 반송파 스펙트럼 간격 △B= B/K이며, B는 상기의 초기 엔빌로프 파형의 대역폭이고, K는 중첩 다중화 차수이다. 도 4에서 제시한 바와 같이, OvFDM시스템의 수신 단말에 있어서, 안테나를 통해 수신된 신호는 시간 영역의 신호이고, 만약 수신 신호에 대하여 디코딩을 진행하려면, 우선 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 전환, 즉 푸리에 변환을 진행 해야만 처리 할 수 있다. 구체적으로, 우선 수신 신호에 대하여 시간 영역에서 부호 동기화를 형성하고, 그 다음에 각 부호 시간 구간의 수신 신호에 대하여 샘플링, 양자화를 진행함으로써, 수신 디지털 신호 서열로 변환시키며, 시간 영역 신호를 주파수 영역 신호로 전환 시킨 후, 다시 이 주파수 영역 신호에 대하여 스펙트럼 간격 △B에 따라 단계를 나눔으로써, 실제 수신 신호의 구분 스펙트럼을 형성하며, 또 수신 신호 스펙트럼과 송신된 데이터 부호 서열 사이의 일대일 대응 관계를 형성하며, 마지막에 이런 일대일 대응 관계에 근거하여, 데이터 부호 서열을 검측한다. OvFDM 시스템의 푸리에 역변환과 푸리에 변환은 전부 샘플링 점수의 설정과 관련되고, 양자의 샘플링 점수는 응당 일치를 유지해야 하며, 그 값은 2ⁿ이며, n은 양의 정수이다.

한 개의 중첩 차수가 K인 2차원 변조 OvFDM 시스템, 즉 M=2에 있어서, 그 트렐리스의 노드수는 2K-1이고, 전통적인 디코딩 산법에서는 필요한 거리 메모리는 2^K-1개이고, 경로 메모리는 2^K-1개이다. 도 5에서 제시한 바와 같이, 이는 한 개의 수신 신호 길이 N=4이고, 중첩 차수 K=3일 때, 시스템에 대응되는 부호 나무이다. 도면을 보면 알 수 있다 싶이, 부호 나무의 상태수는 2^K-1=4이고, 이에 따라, 도 6에서 제시한 바와 같이, 대응되는 트렐리스의 노드수는 4이며, 디코딩 상태가 충분히 전개 될 때, 매 개 디코딩 절차는 총 8갈개 경로가 있다. 본 실시예에서는, 거리 메모리 05는 R_n개, 경로 메모리 07도 R_n개로 선택하고, 그중에서 R_n은 2^K-1보다 작으므로, 디코딩의 복잡성을 낮추며, 일종의 실시예에 있어서, r을 log₂R_n의 값을 잘라버린 값으로 한다. 아래는 디코딩 절차에 대하여 상세히 설명한다.

（1）초기 전 r개 부호 경로와 그에 대응되는 측도를 확정한다.

길이가

인 부호서열은

,

, …,

로 표시하고, 2차 변조에 대하여, 총

가지 가능한 조합 정보가 있으며, 조합 형식은

이기에,

차원의 행렬을 얻을 수 있고,

로 표시하며, 그중에서 각 행은 한 조의 길이가 r인 부호서열을 표시한다. 매 조의 부호 서열과 전

개 수신부호의 순시 측도를 각각 계산하고,

로 정의하며, 그중에서 Vr은 전

개 수신부호이고,

는 OvFDM의 창 함수이며,

는

의 제i행 중 제r-k개 부호이다. 이때 디코딩은

개 노드에 도착하고, 대응되는 순시 측도는

이며, 대응되는 2r갈래 디코딩 경로는

의 제i행 부호이며, 순시 측도와 경로는 각각 거리 메모리 05와 경로 메모리 07에 저장한다.

（2）2^r개 노드에 대하여 확장을 진행하고，매개 노드는 동시에 2차원 확장을 진행할 수 있으며, +1을 입력할 때 위로 확장하고, -1을 입력할 때 아래로 확장한다. 도 7에서 제시한 바와 같이,

에 따라 확장하여 도착된 노드의 순시 측도를 계산하고, 순시 측도와 해당 경로의 직전 시각의 누적 측도와 덧셈하여, 2^r+1갈래 경로의 측도를 취득한다.

（3）2^r+1개 경로에 대하여 정렬하고, 경로 측도가 가장 작은 전 R_n개 노드 및 그 경로를 보류하며, 뒤의 몇 개의 측도가 비교적 큰 노드를 버린다.

（4）계속하여 R_n개 노드에 대하여 2차원 확장을 진행하고, 확장하여 도착된 노드의 순시 측도를 계산하며, 순시 측도와 해당 노드의 직전 시각의 누적 측도와 덧셈하며, 트렐리스가 완전히 전개되었는지를 막론하고, 제n번째부터 시작하여 전 R_n개 도착 노드 및 그 경로 측도만 보류하며, 비교적 큰 측도를 가진 경로 및 그 거리는 전부 버리며, 매 번 남은 R_n개 노드에 대하여 확장을 진행하며, 이렇게 트렐리스의 데이터 프레임이 종료될 때까지 계속 진행한다.

이상의 절차를 보면 알 수 있다 싶이, 본 발명이 제출하는 쾌속 디코딩 방법은 매번 R_n개 노드 에만 대하여 확장을 진해하면 되지만, 전통적인 방법은 2^K-1개 노드에 대하여 확장을 진행해야 한다. 일종의 일시예에서, K가 비교적 클 때, R_n은 상대적으로 비교적 작은 값을 취할 수 있고, 동시에 R_n＜2^K-1를 만족시키므로, 길이가 N인 디코딩 서열에 있어서, 디코딩 복잡성은 대폭으로 줄어든다. 설명이 필요한 것은, 본 실시예에서는 설명의 편리를 위하여, 2차원 변조 시스템으로 본 발명의 쾌속 디코딩 방법에 대하여 설명을 했지만, 실제상에서, 본 방법은 M차원 변조의 시스템에 적용되고, 그중에서 M는 2보다 크거나 같은 정수이다.

아래는 다시 한 개의 실제 예로 본 실시예를 설명한다.

중복 차수 K=5인 2차원 변조의 OvFDM시스템으로 예를 들면, 이는 구형 다중화 윈도우 H=｛1 1 1 1 1｝를 이용하여 변조를 진행한다. 설명이 필요한 것은, 본 발명의 쾌속 디코딩 방법은 각종 다중화 윈도우 함수에 적용되기때문에, 트렐리스가 완전히 전개된 후 총 2^K-1=16개 노드가 있고, 본 예에서는 R_n=4를 취하므로, r은 log₂R_n의 내림 차순의 값, 즉 2이며, 설명이 필요한 것은, 본 발명의 쾌속 디코딩 방법에서, R_n의 값은 2^K-1보다 작기만 하면 디코딩 복잡성을 낮출 수 있다.

전송 코드 서열을 xi={+1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 +1}로 하고, OvFDM 시스템의 변조를 거쳐, 취득한 수신 서열을 yi={+1 +2 +1 +2 +1 +1 +1 +3 +1 +3}로 하는 것도 무방하다.

도 6에서 제시한 바와 같이, 본 발명의 쾌속 디코딩 방법은 다음과 같다.

（1）r=2이므로, 우선2개 부호가 조합하여 얻을 수 있는 서열 조합을 계산하면 각각 U1=｛+1 +1｝，U2=｛+1 -1｝，U3=｛-1 +1｝，U4=｛-1 -1｝이고, 수신 서열의 전 2개 부호 ｛yi(1) yi(2) ｝를 각각 U1, U2, U3, U4와 측도를 계산하여, d1, d2, d3, d4를 취득하며, 이를거리 메모리 05에 저장하고, 동시에 이와 대응되는 경로 U1, U2, U3, U4를 경로 메모리 07에 저장한다. 행문의 편리를 위하여 아래는 d1， d2， d3， d4로 상기의 4개 거리 메모리 05를 지칭하고, U1, U2, U3, U4로 상기의 경로 메모리 07을 지칭한다.

（2）현재의 4개 노드에 대하여 확장을 진행하고, 매개 노드는 한갈래의 경로에 대응되며, 이에 대하여 2차원 확장을 진행하므로, 8갈래의 잠재 경로를 얻을 수 있으며, 이들은 각각 S₁=｛U₁ +1｝, S₂=｛U₁ -1｝, S₃=｛U₂ +1｝, S₄=｛U₂ -1｝, S₅=｛U₃ +1｝, S₆=｛U₃ -1｝, S₇=｛U₄ +1｝, S₈=｛U₄ -1｝이다. 이어서 잠재 경로에 대응되는 측도를

로 계산하고, 그중에서

는 확장 전의 노드에 대응되는 누적 측도를 표시한다.

（3）

에 대하여 정렬을 진행하고, 비교적 작은 4개 경로 순시 거리를 보류하며, 이를 거리 메모리 d_1, d_2, d_3, d₄에 저장하여 업데이트 하며, 동시에 그에 대응되는 경로 S_i를 경로 메모리 U_1, U_2, U_3, U₄에 저장하여 업데이트 하며, 이때 트렐리스 중에는 여전히 4개 노드만 도착하고, 동시에 4갈래 경로가 대응된다.

（4）절차 （2）와 （3）을 중복하여, 현재의 4개 노드에 대하여 확장을 진행하고, 매개 노드는 한갈래의 경로에 대응되며, 이에 대하여 2차원 확장을 진행하므로, 8갈래의 잠재 경로를 취득할 수있으며, 이들은 각각 S₁=｛U₁ +1｝, S₂=｛U₁ -1｝, S₃=｛U₂ +1｝, S₄=｛U₂ -1｝, S₅=｛U₃ +1｝, S₆=｛U₃ -1｝, S₇=｛U₄ +1｝, S₈=｛U₄ -1｝이며, 이어서 잠재 경로에 대응되는 측도를

로 계산하고, 그중에서

는 확장 전의 노드에 대응되는 누적 측도를 표시한다.

（5）

에 대하여 정렬을 진행하고, 비교적 작은 4개 경로의 측도를 보류하며, 이를 거리 메모리 d_1, d_2, d_3, d₄에 저장하여 업데이트 하며, 동시에 그에 대응되는 경로 S_i를 경로 메모리 U_1, U_2, U_3, U₄에 저장하여 업데이트 하며, 이때 트렐리스 중에는 여전히 4개 노드만 도착하고, 동시에 4갈래 경로가 대응된다.

（6）마지막 한 개 부호까지 계산이 종료된 후, 이때 경로 메모리 U_1, U_2, U_3, U₄와 거리 메모리 d_1, d_2, d_3, d₄는 각각 4갈래의 경로 및 그에 대응되는 측도를 저장하고, 최소 거리에 대응되는 경로가 바로 최종의 디코딩 결과이다.

도 9와 도 10은 각각 본 예의 쾌속 디코딩 방법과 현재의 비터비 디코딩의 성능 비교와 연산 시간 비교를 제공하였다. 도면으로부터 본 예의 쾌속 디코딩 방법의 성능 손실은 1Dd도 안되지만, 시간은 오히려 대폭으로 단축되는 것을 확연하게 보아낼 수 있다. 즉 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮추고, 디코딩 효율을 향상시키는 동시에 디코딩 성능도 보장한다.

실시예 2

본 실시예에서는 OvTDM시스템으로 예를 들어 설명한다.

도 11에서 제시한 바와 같이, OvTDM시스템의 송신 단말에 있어서, 우선 설계 파라미터에 근거하여 한 개 시간 영역내의 초기 엔빌로프 파형을 생성하고, 그 다음 중첩 다중화 차수에 근거하여 상기의 초기 엔빌로프 파형을 시간 영역에서 예정된 시간 간격에 따라 시프팅을 진행시킴으로써, 각 시각의 편이 엔빌로프 파형을 취득하며, 입력된 데이터 서열과 각 시각의 편이 엔빌로프 파형을 곱셈 함으로써, 각 시각의 변조 엔빌로프 파형을 취득하며, 다시 각 시각의 변조 엔빌로프 파형을 시간 영역에서 중첩시킴으로써, 시간 영역에서의 다단 변조 엔빌로프 파형을 취득하여 전송하며, 그중에서 시간 간격은 △t이고, △t= T/K이며, T는 상기의 초기 엔빌로프 파형의 시간 영역의 폭이며, K는 중첩 다중화 차수이다. 도 12에서 제시한 바와 같이, OvTDM시스템의 수신 단말에 있어서, 매 한 개의 프레임 내의 수신 신호에 대하여 수신 디지털 신호 서열을 형성하고, 다시 형성된 수신 디지털 신호 서열에 대하여 검측을 실시함으로써, 전체 부호 상에 변조한, 상기의 프레임 길이 내의 변조 데이터의 판정을 취득한다.

한 개의 중첩 차수가 K인 2차원 변조 OvTDM시스템에 있어서, 그 트렐리스의 노드수는 2^{K- 1}이고, 전통적인 디코딩 알고리즘에서 필요한 거리 메모리는 2^{K- 1}개이며, 경로 경로 메모리도 2^{K- 1}개이다. 도 13에서 제시한 바와 같이, 이는 수신 신호 길이가 N=4이고, 중첩 차수 K=3일 때 시스템에 대응되는 부호 나무로, 도면을 보면 알 수 있다 싶이, 부호 나무의 상태수는 2^K-1=4이고, 이에 따라, 도 14에서 제시한 바와 같이, 대응되는 트렐리스의 노드수도 4이고, 디코딩 상태가 완전히 전개될 때, 매 디코딩 절차는 총 8갈래 경로가 있다. 본 실시예에서는, 거리 메모리 05를 Rn개, 경로 메모리 07도 Rn개로 취하고, 그중에서 Rn은 2^K-1보다 작음으로써, 디코딩의 복잡성을 낮추며, 일종의 실시예에서, r을 log₂R_n의 값을 잘라버린 값으로 한다. 아래는 구체적으로 디코딩 절차를 설명한다.

（1）길이가

인 부호서열은

,

, …,

로 표시하고, 2차 변조에 대하여, 총

가지 가능한 조합 정보가 있으며, 조합 형식은

이기에,

차원의 행렬까지 도착 할 수 있고,

로 표시하며, 그중에서 각 행은 한 조의 길이가

인 부호서열을 표시한다. 매 조의 부호서열과 전

개 수신부호의 순시 측도를 각각 계산하고,

로 정의하며, 여기에서

은 전

개 수신부호이고,

는 OvTDM의 윈도우 함수이며,

는

중 제i행의 제r-k개 부호이다. 이때 디코딩은

개 노드에 도착하고, 대응되는 순시 측도는

이며, 대응되는 2^r갈래 디코딩 경로는

의 제i행 부호이며, 순시 측도와 경로는 각각 거리 메모리 05와 경로 메모리 07에 저장한다.

（2）2r개 노드에 대하여 확장을 진행하고, 매 노드는 동시에 2차원 확장을 진행할 수 있으며, +1을 입력할 때 위로 확장하고, -1을 입력할 때 아래로 확장하며, 도 15에서 제시한 바와 같이, 확장이 도착한 노드의 순시 측도를

로 계산하고, 순시 측도와 해당 경로의 직전 시각의 누적 측도를 덧셈함으로써, 2^r+1갈래 경로의 측도를 취득한다.

（3）2^{r +1}개 경로 측도에 대하여 정렬을 진해하고, 경로 측도가 가장 작은 전 R_n개 노드 및 그 경로를 보류하며, 뒤에 몇 개의 측도가 비교적 큰 노드를 버린다.

（4）계속하여 R_n개 노드에 대하여 2차원 확장을 진행하고, 확장하여 도착한 노드의 순시를 계산하며, 순시 측도와 해당 노드의 직전 시각의 누적 측도를 덧셈하며, 트렐리스가 완전히 전개되었는지를 막록하고, 제n번째부터 시작하여 전 R_n개 도착한 노드 및 그 경로 측도를 보류하며, 비교적 큰 측도를 가진 경로 및 그 거리는 전부 버리며, 매번 남은 R_n개 노드에 대하여 확장을 진행하며, 이렇게 트렐리스의 데이터 프레임이 종료될 때까지 계속 진행한다.

상기의 절차를 보면 알 수 있다 싶이, 본 발명에서 제출하는 쾌속 디코딩 방법은 매번 R_n개 노드에만 대하여 확장을 진행하면 되지만, 전통적인 방법은 2^K-1개 노드에 대하여 확장을 진행해야 하고, 일종의 실시예에서, K가 비료적 클 때, R_n의 값은 상대적으로 작으며, 동시에 R_n＜2^{K- 1}를 만족하기에, 길이가 N인 디코딩 서열에 대하여, 디코딩 복잡성이 대폭으로 인하된다. 설명이 필요한 것은, 본 실시예에서는 설명의 편리를 위하여, 2차원 변조 시스템으로 본 발명의 쾌속 디코딩 방법을 설명하였지만, 실제상에서, 본 방법은 M차원 변조의 시스템 적용되며, 그중에서 M은 2보다 크거나 같은 정수가 될 수 있다.

아래는 또 한 개의 실제 예로 본 실시예를 설명한다.

중첩 차수가 K=5인 2차원 변조의 OvTDM시스템을 예로 들면, 이는 구형 다중화 윈도우 H=｛1 1 1 1 1｝를 이용하여 변조를 진행한다. 설명이 필요한 것은, 본 발명의 쾌속 디코딩 방법은, 각 종 다중화 윈도우 함수에 적용된다. 때문에, 트렐리스가 완전히 전개된 후 총 2^K-1=16개 노드가 있으며, 본 실시예에서는 R_n=4를 취하기에, r은 log₂R_n의 내림 차순의 값으로, 즉 2이며, 설명이 필요한 것은, 본 발명의 쾌속 디코딩 방법에서, R_n의 값이 2^K-1보다 작기만 하면 디코딩 복잡성을 낮출 수 있다.

전송 코드 서열을 x_i={+1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 +1}로 하고, OvTDM시스템의 변조를 거쳐, 취득한 수신 서열을 y_i={+1 +2 +1 +2 +1 +1 +1 +3 +1 +3}로 하는 것도 무방하다.

도 16에서 제시한 바와 같이, 본 발명을 이용한 쾌속 디코딩 방법은 다음과 같다.

（1）r=2이므로, 우선 2개 부호가 조합하여 얻을 수 있는 서열 조합을계산하면 각각 U₁=｛+1 +1｝，U₂=｛+1 -1｝，U₃=｛-1 +1｝，U₄=｛-1 -1｝이고, 수신 서열의 전 2개 부호｛y_i(1) y_i(2) ｝를 각각 U_1, U_2, U_3, U₄와

측도를 계산하여, d_1, d_2, d_3, d₄를 취득하고, 이들을 거리 메모리 05에 저장하며, 동시에 이와 대응되는 경로 U_1, U_2, U_3, U₄를 경로 메모리 07에 저장하며, 행문에 편리하기 위하여, 아래는 d_1, d_2, d_3, d₄로 상기의 4개 거리 메모리 05를 지칭하고, U_1, U_2, U_3, U₄로 상기의 4개 경로 메모리 07을 지칭한다.

（2）현재의 4개 노드에 대하여 확장을 진행하고, 매개 노드는 한갈래의 경로에 대응되며, 이에 대하여 2차원 확장을 진행하므로, 8갈래의 잠재 경로를 얻을 수 있으며, 이들은 각각 S₁=｛U₁ +1｝, S₂=｛U₁ -1｝, S₃=｛U₂ +1｝, S₄=｛U₂ -1｝, S₅=｛U₃ +1｝, S₆=｛U₃ -1｝, S₇=｛U₄ +1｝, S₈=｛U₄ -1｝이다. 이어서 잠재 경로에 대응되는 측도를

로 계산하고, 그중에서

는 확장 전의 노드에 대응되는 누적 측도를 표시한다.

（3）

에 대하여 정렬을 진행하고, 비교적 작은 4개 경로 순시 거리를 보류하며, 이를 거리 메모리 d_1, d_2, d_3, d₄에 저장하여 업데이트 하며, 동시에 그에 대응되는 경로 S_i를 경로 메모리 U_1, U_2, U_3, U₄에 저장하여 업데이트 하며, 이때 트렐리스 중에는 여전히 4개 노드만 도착하고, 동시에 4갈래 경로가 대응된다.

（4）절차 （2）와 （3）을 중복하여, 현재의 4개 노드에 대하여 확장을 진행하고, 매개 노드는 한갈래의 경로에 대응되며, 이에 대하여 2차원 확장을 진행하므로, 8갈래의 잠재 경로를 취득할 수있으며, 이들은 각각 S₁=｛U₁ +1｝, S₂=｛U₁ -1｝, S₃=｛U₂ +1｝, S₄=｛U₂ -1｝, S₅=｛U₃ +1｝, S₆=｛U₃ -1｝, S₇=｛U₄ +1｝, S₈=｛U₄ -1｝이며, 이어서 잠재 경로에 대응되는 측도를

로 계산하며, 그중에서

는 확장 전의 노드에 대응되는 누적 측도를 표시한다.

（5）

에 대하여 정렬을 진행하고, 비교적 작은 4개 경로의 측도를 보류하며, 이를 거리 메모리 d_1, d_2, d_3, d₄에 저장하여 업데이트 하며, 동시에 그에 대응되는 경로 S_i를 경로 메모리 U_1, U_2, U_3, U₄에 저장하여 업데이트 하며, 이때 트렐리스 중에는 여전히 4개 노드만 도착하고, 동시에 4갈래 경로가 대응된다.

（6）마지막 한 개 부호까지 계산이 종료된 후, 이때 경로 메모리 U_1, U_2, U_3, U₄와 거리 메모리 d_1, d_2, d_3, d₄는 각각 4갈래의 경로 및 그에 대응되는 측도를 저장하고, 최소 거리에 대응되는 경로가 바로 최종의 디코딩 결과이다.

도 17과 도 18은 각각 본 예의 쾌속 디코딩 방법과 현재의 비터비 디코딩의 성능 비교와 연산 시간 비교를 제공하였고, 이는 컴퓨터로 10000차의 몬테 카를로 시뮬레이션을 진행한 결과이다. 도면으로부터 본 예의 쾌속 디코딩 방법의 성능 손실은 1Dd도 안되지만, 시간은 오히려 대폭으로 단축되는 것을 확연하게 보아낼 수 있다. 즉 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮추고, 디코딩 효율을 향상시키는 동시에 디코딩 성능도 보장한다.

실시예 3

본 실시예에서는 OvCDM시스템으로 예를 들어 설명한다.

OvCDM 시스템의 중첩 다중화의 핵심은 중첩과 다중화이고, 목적은 통신 시스템의 스펙트럼 효율을 향상시키는 것이다. OvCDM 시스템은 콘벌루션 코딩 계수를 복수 필드의 일반화된 콘벌루션 코딩 모형까지 보급하고, 부호 중첩을 통해 제약 관계를 생성하며, 주요 파라미터는 코딩 분기 회로수 K'갈래와 제약 길이 L이 포함되며, 그 시스템 구성도는 도 19에서 제시한 바와 같고, 대응되는 엔코더 구성은 도 20에서 제시한 바와 같다. OvCDM시스템의 관건은 콘벌루션 행렬, 즉 콘벌루션 확장 계수로서, 그 선형성을 만족해야 하고, 이때 입력 서열과 출력 서열은 일대일 대응이 되어야 하기에, 이론상에서 오류 없이 디코딩을 할 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터를 통해 측도가 비교적 큰 모든 행렬을 검색하여 코딩 행렬로 하며, 그 코딩 행렬의 배열은 도 21에서 제시한 바와 같다.

본 실시예의 쾌속 디코딩 방법을 설명하기 위하여, 우선 OvCDM시스템의 코딩 과정을 제시한다.

（1）송신할 데이터를 직병렬 변환을 통해 K'갈래의 서브 데이터 스트림으로되게 하고, 제i갈래 상의 데이터 스트림은 u_i=u_{i, 0}u_{i, 1}u_{i, 2 …}로 기록한다. 예를 들면 K'=2일 때, u₀=u_{0, 0}u_{0, 1}u_{0, 2…}，u₁=u_{1, 0}u_{1, 1}u_{1, 2…}이다.

（2）매 한갈래의 데이터를 한 개의 시프트 레지스터로 보내어 가중 중첩을 진행하고, 제i갈래의 가중 계수는 b_i=b_{i, 0}b_{i, 1}b_{i, 2…}이며, 이는 하나의 복소벡터이다.

（3）매 갈래의 신호를 덧셈하여 출력함으로써, 최종의 OvCDM엔코더의 출력 c=c₀c₁c_2…이고,

를 취득한다.

OvCDM의 비트레이트는

이고, 그중에서 n은 서브 데이터 스트림의 길이이다. N이 매우 길 때, 시프트 비트레이트의 트레일링이 초래하는 비트레이트의 손실은 무시할 수 있기에,

가 있다.

전통적인 바이너리 필드 콘벌루션 코딩 모형의 비트레이트는 일반적으로 1보다 작고, 스펙트럼 효율의 손실을 초래할 수 있다. 하지만 OvCDM의 복수 필드의 콘벌루션 코딩 비트레이트는 1과 같기에, 단 갈래의 콘벌루션 코딩 확장은 스펙트럼 효율의 손실을 초래하지 않을 뿐만 아니라, 별도의 코딩 증익을 증가할 수도 있다.

수신 단말은 신호를 수신한 후, 먼저 신호에 대하여 동기화, 채널 추정, 디지털화 처리를 진행하고, 그 다음에 처리 후의 데이터에 대하여 쾌속 디코딩을 진행한다. 디코딩 알로리즘의 핵심은 수신신호와 이상적인 상태의 측도에 대한 계산을 통해, 경로 메모리와 측도를 이용하여 최적의 디코딩 경로를 판정함으로써, 최종의 검측 서열을 취득하며, 서열 검측 과정 흐름도는 도 22에서 제시한 바와 같다.

본 실시예는 OvCDM시스템의 쾌속 디코딩 방법에 적용 됨에 있에서, 구첵적인 절차는 다음과 같다.

OvCDM시스템의 코딩 분기 회로수를 K'갈래로 하고, 코딩 제약 길이를 L로 하며, 코딩 출력 벡터의 차원수를 N으로 하며, 2차원 변조를 적용하기에, 코드 소자는 +1과 -1이다.

（1）초기 상태:

초기 노드 상태 즉

인 경로 측도는 d_{0, 0}=0이다.

（2）노드 측도를 계산한다.

매개 노드는 총 S개 상태를 포함하고, 제

개 노드에 대하여 그 측도를 구하려면, 전체 m갈래의 직전 상태로부터 해당 상태로 전이된 이상적인 신호 파형과 수신신호 서열

사이의 측도

를 계산하고, 그 연산식은

이다.

（3）누적 측도를 계산한다.

현재 노드의 각 상태

의 측도

와 그들의 각자의 출발 상태

의 측도

와 덧셈하여, 새로운 m개 경로의 누적 측도를 형성한다.

（4）경로를 선별한다.

경로 측도에 대하여 정렬을 진행하고, 경로 측도가 비교적 작은

갈래 경로를 선택하여, 그에 대응되는 경로를 경로 메모리에 저장하고, 측도를 거리 메모리에 저장한다. 그리고 기타 경로는 버리고, 다음 단계는 보류된 경로로부터 확장을 진행한다.

（5）최종 경로를 확정한다.

절차 （2）-（4）를 디코딩이 종료 될 때까지 중복한다. 이때 메모리에는 총

갈래 경로 및 그에 대응되는 경로 측도가 보류되어 있고, 측도가 가장 작은 경로가 바로 디코딩 결과이다.

아래는 다른 하나의 실시예로 설명을 진행한다.

본 실시예에서는 입력 데이터 스트림은

이고, K'=2이며, L=2이며, 부호 행렬

로 예를 들어, OvCDM시스템의 디코딩 과정을 설명한다. 해당 파라미터 설계하에서 OvCDM시스템에 대응되는 트렐리스는 도 23에서 제시한 바와 같다.

（1）코딩 과정

우선 K'=2에 대하여, 입력 데이터 스트림

를 2갈래로 전환시켜,

,

로 대응되고, 매 한갈래의 콘벌루션 계수는

로 표시하며, 도 20의 코딩 구성과 도 23의 트렐리스를 참조하면, 그 코딩 출력

이다. OvCDM시스템의 코딩 실현 과정은 기타 방식을 적용할 수도 있고, 본 발명의 발명 포인트는 디코딩 과정에 있는 것이지 코딩 과정에 있는 것이 아니다.

（2）디코딩 과정은 도 24에서 제시한 바와 같다.

신호 동기화, 채널 추정, 디지털화 처리를 거친 후, 수신 단말은 신호 서열을 취득하고, 설명의 편리를 위하여, 이상적인 상태로 가정하며, 이때 수신신호 서열은

이며, 수신 신호를 이용하여 디코딩을 진행한다.

수신된 첫번째 부호는 1-j이고, 이를 이상적인 4개 상태 （1, 1），（1，-1），（-1, 1），（-1，-1）와 각각 측도를 구하며, 이때 전 3개 비교적 작은 측도에 대응되는 경로는 작은 것부터 차례로 （1, -1）, （1, 1）, （-1，-1）이다. 대응되는 전 3개 비교적 작은 측도 및 그에 대응되는 경로를 각각 거리 메모리 05와 경로 메모리 07에 저장한다.

이어서두번째 부호 -2를 처리하고, 현재 보류된 경로에 대응되는 상태는 각각 （1, -1）, （1, 1）, （-1，-1）이며, 매개 상태에 대하여 확장을 진행하며, 매개 상태는 4차원 확장을 진행할 수 있으므로, 12갈래의 경로를 취득하며, 매 갈래 경로와 현재 수신부호의 측도를 계산하며, 동시에 이 12갈래 경로의 측도에 대하여 정렬하며, 전 3개 비교적 작은 측도를 보류하여, 메모리를 업데이트하고, 측도와 대응되는 경로를 각각 거리 메모리 05와 경로 메모리 07에 저장한다.

뒤의 부호는 동일한 방법을 적용하여, 누적을 구하는 것을 통해 12갈래의 측도를 구하고, 측도가 가장 작은 3갈래의 경로 및 그에 대응되는 측도를 보류한다. 마지막 한 개의 부호까지 계산을 완결하면, 이때 3갈래의 경로 및 그에 대응되는 경로 측도를 취득하고, 측도가 가장 작은 경로에 대응되는 서열이 바로 디코딩 출력 서열이며, （1，-1，-1，-1，-1，1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，1）이며, 디코딩을 종료한다.

이상의 실시예 1부터 실시예 3에서, 저장된 경로에 대하여 확장할 때, 전부 저장된 매 갈래의 마지막 한개의 노드에 대하여 확장하는 방안을

진행했고, 아래의 실시예에서는 현재 저장된 최소 측도에 대응되는 경로 에만 대하여 확장을 진행한다.

실시예 4

OvFDM시스템으로 예를 들면, 중첩 차수가 K인 2차원 변조 OvFDM시스템에 있어서, 즉 M=2이고, 그 트렐리스의 노드수는 2^{K- 1}이며, 전통적인 디코딩 알로리즘에서 필요하는 거리 메모리는 2^{K- 1}개이고, 경로 메모리도 2^{K- 1}이며, 본 실시예에서는 K=3인 저중첩으로 설명을 진행한다.

（1）초기 전 r개 부호 경로와 이에 대응되는 측도를 확정한다.

길이가 r인 부호 서열은

,

, …,

로 표시하고, 2차 변조에 대하여, 총

가지 가능한 조합 정보가 있으며, 조합 형식은

이므로,

차원의 행렬을 얻을 수 있고,

로 표시하며, 그중에서 각 행은 한 조의 길이가 r인 부호 서열을 표시한다. 매 조의 부호 서열과 전 r개 수신 부호의 순시 측도를 각각 계산하고,

로 정의하며, 그중에서 V_r은 전

개 수신부호이고,

는 OvFDM시스템의 윈도우 함수이며,

는

중 제 i행의 제(r-j)개 부호이다. 이때 디코딩은 제r개 노드까지 도착하고,

갈래 디코딩 경로 U와

개 순시 측도 d를 포함하며, 매 갈래 디코딩 경로의 노드 심도는 전부 r이다. 순시 측도와 대응되는디코딩 경로를 각각 거리 메모리 05와 경로 메모리 07에 저장한다.

(2）측도 최소치와 최대치를 찾는다.

(1）에서 취득한

개 순시 측도를 차례로 정렬하여, 측도 최소치와 최대치에 대응되는 인덱스

를 각각 찾아내며, 측도가 가장 작은 인덱스에 대응되는 순시 측도는

이다. 측도 최소치에 대응되는 인덱스 노드의 심도에 1을 더하여, 노드 심도를 r+1로 한다.

（3）노드를 확장한다.

측도가 가장 작은 인덱스에 대응되는 디코딩 경로에 대하여 확장하고, 1과 -1인 2갈래 분기 회로로 확장할 수 있으며, 즉 디코딩 경로는

와

로 변한다. 확장 후의 디코딩 경로는 총 2^r+1이지만, 우리는 다만 2^r갈래 경로만 보류하기 때문에, （2）에서 찾은 측도가 가장 큰 인덱스에 대응되는 디코딩 경로를 삭제하고, 1로 확장한 디코딩 분기 회로

를 인덱스가

인 메모리(-1인 분기 회로로 대체할 수도 있다. )에 제장하며, -1분기 회로

는 계속하여 인덱스가

인 메모리에 저장한다. 이때 디코딩 경로에는 다만

인덱스에 대응되는 노드 심도만 r+1이고, 나머지 인덱스의 노드 심도는 여전히 r이다.

(4）누적 측도를 계산한다.

확장 후의 2갈래 경로를 수신된 부호와 각각 순시 측도를 구하고, 계산 공식은 （2）에서 측도를 계산하는 공식이며, 취득한 2갈래 경로의 측도는 각각

이며, 이를 각각 r 노드에 대응되는 순시 측도와 덧셈하여, 누적 측도를 취득한다. 덧셈 과정에서, 가중 인자 alpha를 인입할 수 있고, 값은 0보다 크고1보다 작거나 같은 수를 취하며, 구체적인 값은 시스템의 수요에 따라 결정하며, 이렇게 하는 목적은 노드 심도의 증가에 따라, 현재 노드에서 비교적 멀리 떨어져 있는 노드 측도의 참조를 점차적으로 약화시키며, 덧셈 과정은

,

로 표시한다. 취득한 누적 측도는（3）의 대응되는

메모리에 각각 저장한다.

나머지 부호서열에 대하여 똑같이 상기의 （2）~（4）의 방식을 적용하여, 노드 심도가 부호 서열의 심도 N까지 도착할 때까지 선별 확장을 진행하고, 마지막 한 번의 부호 확장 후의 순시 측도를 비교하여, 비교적 작은 자가 바로 최종으로 출력하는 디코딩 경로이다.

이상의 절차를 보면 알 수 있다 싶이, 본 특허에서 제출하는 쾌속 디코딩 방법은 매번

개 노드 에만 대하여 확장을 진행하지만, 전형적인 방법에서는 2^K-1개 노드에 대하여 확장을 진행해야 하며, K가 비교적 클 때,

의 값은 상대적으로 작으며, R_n<2^K-1를 만족하므로, 길이가 N인 디코딩 서열에 대하여, 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮춘다.

실시예 5

본 실시예는 OvTDM시스템으로 예를 들어 설명한다.

한 개의 2차원 변조의 OvTDM시스템에 대하여, 트렐리스의 원점으로부터 시작하여, 중첩 차수 K의 크기에 관계없이, 두 개의 도착 노드만 있다. 이 두 개의 노드에 도착한 분기 회로의 순시 측도를 각각 계산하고, 두 개의 도착한 노드의 순시 경로 측도 중에서 가장 작은 자를 선택하여 확장을 진행하며, 두 개의 분기 회로를 확장하는 순시 측도를 각각 계산하며, 이 두 개의 도착 노드를 기록한다. 매 시각 최대로 R_n갈래의 도착 노드 및 경로 순시 측도만 보류하고, 매번 최소 순시 경로 측도를 가진 노드로부터 확장을 진행하며, 매 한번 확장하면 한 개의 도착 노드를 증가하며, 비교적 큰 순시 경로 측도를 가진 경로 및 그 측도는 전부 버린다. 이렇게 트렐리스의 데이터 프레임이 종료될 때까지 계속 진행하면, 최소 순시 경로 측도를 가진 도착 노드의 경로가 바로 판정 출력이다. 아래는 디코딩 절차를 구체적으로 설명하며, 본 실시예에서는 R_n=2^r로 한다.

（1）초기 전 r개 부호 경로와 이에 대응되는 측도를 확정한다.

길이가 r인 부호 서열은

,

, . . . ,

로 표시하고, 2차 변조에 대하여, 총

가지 가능한 조합 정보가 있으며, 조합 형식은

이므로,

차원의 행렬을 얻을 수 있고,

로 표시하며, 그중에서 각 행은 한 조의 길이가 r인 부호서열을 표시한다. 매 조의 부호 서열과 전

개 수신부호의 순시 측도를 각각 계산하고,

로 정의하며, 그중에서

는 전

개 수신부호이고,

는 OvTDM시스템의 윈도우 함수이며,

는

중 제 i행의 제(r-j)개 부호이다. 이때 디코딩은 제r개 노드까지 도착하고,

갈래 디코딩 경로 U와

개 순시 측도 d를 포함하며, 매 갈래 디코딩 경로의 노드 심도는 전부 r이다. 순시 측도와 대응되는디코딩 경로를 각각 거리 메모리 05와 경로 메모리 07에 저장한다.

（2）측도의 최소치와 최대치를 찾는다.

(1)에서 취득한

개 순시 측도를 차례대로 정렬하여, 최소 측도와 최대 측도에 대응되는 인덱스

를 각각 찾아내고, 최소 측도의 인덱스에 대응되는 순시 측도는

이다. 그리고 최소 측도에 대응되는 인덱스 노드 심도에 1을 더하여, 노드 심도는 r+1로 변한다.

（3）노드를 확장한다.

측도가 가장 작은 인덱스에 대응되는 디코딩 경로에 대하여 확장하고, 1과 -1인 2갈래 분기 회로로 확장할 수 있으며, 즉 디코딩 경로는

와

로 변한다. 확장 후의 디코딩 경로는 총 2^r+1이지만, 우리는 다만 2^r갈래 경로만 보류하기 때문에, （2）에서 찾은 측도가 가장 큰 인덱스에 대응되는 디코딩 경로를 삭제하고, 1로 확장한 디코딩 분기 회로

를 인덱스가

인 메모리(-1인 분기 회로로 대체할 수도 있다. )에 제장하며, -1분기 회로

는 계속하여 인덱스가

인 메모리에 저장한다. 이때 디코딩 경로에는 다만

인덱스에 대응되는 노드 심도만 r+1이고, 나머지 인덱스의 노드 심도는 여전히 r이다.

（4）누적 측도 계산한다.

확장 후의 2갈래 경로를 수신된 부호와 각각 순시 측도를 구하고, 계산 공식은 （2）에서 측도를 계산하는 공식이며, 취득한 2갈래 경로의 측도는 각각

이며, 이를 각각 r 노드에 대응되는 순시 측도와 덧셈하여, 누적 측도를 취득한다. 덧셈 과정에서, 가중 인자 alpha를 인입할 수 있고, 값은 0보다 크고1보다 작거나 같은 수를 취하며, 구체적인 값은 시스템의 수요에 따라 결정하며, 이렇게 하는 목적은 노드 심도의 증가에 따라, 현재 노드에서 비교적 멀리 떨어져 있는 노드 측도의 참조를 점차적으로 약화시키며, 덧셈 과정은

,

로 표시한다. 취득한 누적 측도는（3）의 대응되는

메모리에 각각 저장한다.

나머지 부호서열에 대하여 똑같이 상기의 （2）~（4）의 방식을 적용하여, 노드 심도가 부호 서열의 심도 N까지 도착할 때까지 선별 확장을 진행하고, 마지막 한 번의 부호 확장 후의 순시 측도를 비교하여, 비교적 작은 자가 바로 최종으로 출력하는 디코딩 경로이다.

이상의 절차를 보면 알 수 있다 싶이, 본 특허에서 제출하는 쾌속 디코딩 방법은 매번

개 노드 에만 대하여 확장을 진행하지만, 전형적인 방법에서는 2^K-1개 노드에 대하여 확장을 진행해야 하며, K가 비교적 클 때,

의 값은 상대적으로 작으며, R_n<2^K-1를 만족하므로, 길이가 N인 디코딩 서열에 대하여, 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮춘다.

실시예 6

OvCDM 시스템의 구조는 재차 설명하지 않고, 본 실시예는 OvCDM시스템의 코딩 분기 회로수를 K'갈래로 하고, 코딩 제약 길이를 L로 하며, 부호 출력 벡터의 차원수는 N으로 하며, 2차원 변조를 적용하므로, 코드 소자는 ＋1과 －1이다. 코딩 분기 회로수와 코딩 제약 길이가 각각 K'와 L이고, 매 상태가 도착할 수 있는 노드수 m는 2^K'이며, 총 2^K'개 상태 S를 포함하기에, 모든 상태가 도착할 수 있는 노드수는 총 2^2K'이다. 본 실시예에서는, 거리 메모리 05를 R_n개로 선택하고, 경로 메모리 07도 R_n개로 선택하며, 그중에서 R_n은 2^K'-1보다 작으므로, 디코딩의 복잡성을 낮추며, 일종의 실시예에서, r은 log₂R_n의 내림 차순의 값이다.

（1）초기 상태：

초기 노드 상태 (

)의 경로 측도를 d_{0, 0}=0으로 한다.

（2）초기 전 r개 부호 경로와 그에 대응되는 측도를 확정한다.

길이가 r인 부호 서열은

,

, …,

로 표시하고, 2차 변조에 대하여, 총

가지 가능한 조합 정보가 있으며, 조합 형식은

이므로,

차원의 행렬을 얻을 수 있고,

로 표시하며, 그중에서 각 행은 한 조의 길이가 r인 부호서열을 표시한다. 매 조의 부호 서열과 전

개 수신부호의 순시 측도를 각각 계산하고,

로 정의하며, 그중에서

는 전

개 수신부호이고,

는 OvCDM시스템의 부호 행렬이며,

는

중 제 i행의 제(r-j)개 부호이다. 이때 디코딩은 제r개 노드까지 도착하고,

갈래 디코딩 경로 U와

개 순시 측도 d를 포함하며, 매 갈래 디코딩 경로의 노드 심도는 전부 r이다. 순시 측도와 대응되는디코딩 경로를 각각 거리 메모리 05와 경로 메모리 07에 저장한다.

（3）노드 측도를 계산한다.

매개 노드는 총 S개 상태를 포함하고, 제

개 노드에 대하여 측도를 구하며, 그 방법은 전체 m갈래의 직전 상태로부터 이 상태까지 전이된 이상적인 신호 부호와 수신신호 서열

사이의 측도

를 계산하며, 그 표현식은

이다.

（4）누적 측도를 계산한다.

현재 노드의 각 상태

의 유클리드 거리

와 그들의 각자의 출발 상태

의 측도

를 덧셈하여, 새로운 m개 경로의 누적 유클리드 거리를 형성한다. 덧셈 과정에서, 가중 인자 alpha를 인입하여, 0~1의 값을 취할 수 있고, 구체적인 수치는 시스템의 수요에 따라 결정한다. 이렇게 하는 목적은, 노드 심도의 증가에 따라, 현재 노드로부터 멀리 떨어져 있는 노드 측도의 참조를 점차적으로 약화시키는 것이다.

（5）경로를 선별한다.

누적된 유클리드 거리에 대하여 정렬하고, 누적 유클리드 거리가 가장 작은 경로를 선택하여 확장함으로써, m갈래의 분기 회로를 확장해 낼 수 있으며, 이 m갈래 분기 회로에 대하여 차례로 현재 노드 측도를 구하며, 측도가 가장 작은 경로를 보류하고, 동시에 나머지(m-1) 갈래의 경로를 버리면, 이때 메모리에는 총 R_n갈래 경로 및 그에 대응되는 측도가 포함된다.

（6）최종 경로 확정：

디코딩 종료될 때까지 절차 (3)-(5)를 중복한다. 이때 메모리에는 총 Rn 갈래 경로와 그에 대응되는 경로 유클리드 거리를 보류하고 있고, 유클리드 거리가 가장 작은 경로가 바로 디코딩 결과이다.

본 실시예에서, 보류 경로수 R_n이 디코딩 과정에서 보류되는 정보를 결정하고, 코딩 분기 회로수가 K'인 OvCDM시스템에 대하여, 버리는 경로 수량은 2^2K'-R_n이므로, R_n이 작을수록 디코딩의 복잡성은 더욱 낮다. 하지만 R_n은 무한하게 작을 수 없고, R_n이 작을수록, 디코딩 성능 손실은 더욱 크며, 동일한 오류율 조건하에서 더욱 높은 신호 대 잡음비가 필요하다. 때문에 실제의 시스템 및 채널에 근거하여, 적합한 R_n을 선택함으로써, 디코딩 복잡성을 낮추는 동시에, 디코딩의 성능 손실도 비교적 작게 보장한다. 일반적으로 R_n은 2^L（K'-4）보다 크거나 같고 2^L（K'-2）보다 작거나 같은 값을 취하며, 이때 디코딩 성능을 보장하는 동시에 디코딩 복잡성을 대폭으로 낮출 수 있다.

본 발명에서 제출한 쾌속 디코딩 방법 및 장치는, OvXDM시스템에 응용될 뿐만 아니라, TD-LTE, TD-SCDMA등 시스템과 같은 실제 이동 통신 시스템에도 광범위하게 응용할 수 있으며, 또 위성 통신, 마이크로파 가시 거리 통신, 산란파 통신, 대기층 광 통신, 적외선 통신과 수중 통신 등임의의 통신 시스템에도 광범위하게 응용할 수 있다. 본 발명의 쾌속 디코딩 방법 및 장치는 대용량 무선 전송에 응용할 수 있을 뿐만 아니라, 소용량의 소형의 무선 시스템에도 응용할 수 있다.

본 특허에서 제출한 쾌속 디코딩 방법은, 디코딩 경로 확장 기간에서, 확장 할 노드에 대하여 선별하고, 정확한 경로는 꼭 바람직한 몇 개의 경로 중의 하나이기에, 경로가 바람직한 노드만 선택하여 확장하고, 차한 노드는 버리며, 후기에 이에 대하여 다시 확장하지 않음으로써, 디코딩의 복잡성을 낮추고, 디코딩 효율을 향상시킨다.

이상의 내용은 구체적인 실시 방식을 결합하여 본 발명에 대하여 진일보 구체적으로 설명한 것으로, 본 발명의 구체적인 실시는 이런 설명 에만 한정된다고 인정하면 안된다. 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상적인 기술을 갖춘 자를 놓고 볼 때, 본 발명의 발명 구상을 탈리하지 않는 전제하에서, 또 여러가지 간단한 추론 혹은 교체를 할 수도 있다.

Claims (18)

1. 전 r개 부호가 잠재된 전부 경로가 수신부호 서열 중의 전 r개 수신 부호에 도착하는 측도를 별도로 계산하며, 상기 r은 전체 부호의 개수보다 작은 절차 1;
   계산으로 취득한 각 측도에 대하여 정렬하고, 그 중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장하는 절차 2;
   현재 저장된 매 갈래 경로의 마지막 한 개 노드에 대하여 확장하고, 확장된 경로에 대하여 그 경로와 수신부호 서열 중의 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하며, 각 순시 측도를 그 직전 시각에 대응되는 누적 측도와 덧셈을 함으로써, 현재 시각에 덧셈한 후의 각 경로의 누적 측도를 취득하며, 상기 순시 측도는

   

   이며, 여기에서 V_r은 전

   

   개 수신 부호이고,

   

   는 윈도우 함수이며,

   

   은

   

   중 제i행의 제r-k개 부호인 절차 3;
   상기의 덧셈 후의 각 경로의 누적 측도에 대하여 정렬을 진행하고, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장하는 절차 4;
   절차 3에서 수신부호 서열 중 마지막 한 개의 부호에 대응되는 노드까지 확장할 때, 절차 4는 그에 알맞게 전체 수신부호 서열에 대응되는 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로가 저장되어 있을 때 정지하며, 그렇지 않으면 절차 3과 절차 4를 중복하는 절차5; 및
   측도가 가장 작은 한 갈래의 경로를 선택하여 디코딩 경로로 하여, 판정 출력을 진행하는 절차 6; 을 포함하고, 그 중에서 R_n은 양의 정수이며, OvXDM시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작은 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템에 적용되는 쾌속 디코딩 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 OvXDM시스템이 OvTDM시스템 혹은 OvFDM시스템일 때, 상기 R_n은 M^K-1보다 작고, M^K-4보다 크거나 같으며, 여기에서 K는 수신 부호의 중첩 차수이며, M은 차원을 표시하며, M의 값은 2보다 크거나 같은 정수를 취하며, 상기 OvXDM시스템이 OvCDM시스템일 때, 상기의 R_n은 M^L（K'-2）보다 작고, M^L（K'-4）보다 크거나 같으며, 여기에서 K'는 수신 부호의 코딩 분기 회로수이고, L은 수신 부호의 코딩 제약 길이인 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템에 적용하는 쾌속 디코딩 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   r은 log_MR_n의 값을 잘라버린 값이고, 여기에서 M은 차원을 표시하며, 값은 2보다 크거나 같은 정수를 취하는 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템에 적용하는 쾌속 디코딩 방법.
4. 전 r개 부호가 잠재된 전체 경로가 전 r개 수신부호에 도착하는 측도를 각각 계산하는 제1계산모듈;
   계산하여 취득한 각 측도에 대하여 정렬하는 제1정렬모듈;
   제1정렬모듈에서 취득한 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장하는 R_n개 거리 메모리 및 대응되는 R_n개 경로 메모리;
   현재 저장된 매 갈래 경로의 마지막 한개의 노드에 대하여 M차원 확장을 진행하는 확장모듈;
   확장된 경로에 대하여, 그 경로와 수신부호 서열 중의 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하고, 각 순시 측도를 그 직전 시각에 대응되는 누적 측도와 덧셈함으로써, 현재 시각의 덧셈한 후의 각 경로의 누적 측도를 취득하고, 상기의 순시 측도는

   

   이며, 여기에서 V_r은 전

   

   개 수신 부호이고,

   

   는 윈도우 함수이며,

   

   는

   

   중 제i행의 제r-k개 부호인 제2계산모듈;
   제2계산모듈에서 취득한 상기의 덧셈한 후의 각 경로의 누적 측도에 대하여 정렬하고, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로는 상기의 R_n개 거리 메모리 및 R_n개 경로 메모리 중의 값을 업데이트하며, 확장모듈, 제2계산모듈과 제2정렬모듈은 중복적 작업을 진행하여, 확장모듈이 수신부호 서열 중의 마지막 한개의 부호에 대응되는 노드까지 확장함으로써, 전체 수신부호 서열에 대응되는 비교적 작은 R_n개 측도 및 그 각자 대응되는 경로가 R_n개 거리 메모리 및 대응되는 R_n개 경로 메모리에 각각 저장될 때 정지하는 제2정렬모듈; 및
   저장된 측도가 가장 작은 거리 메모리에 대응되는 경로 메모리에 저장된 경로를 선정하여 디코딩 경로로 함으로써, 판정 출력을 진행하는 판정 출력 모듈;이 포함되고, 그중에서 R_n은 양의 정수이고, 수요에 따라 프리셋을 진행하며, OvXDM시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작은 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템에 적용하는 쾌속 디코딩 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 OvXDM시스템이 OvTDM시스템, OvFDM시스템일 때, 상기 R_n은 M^K-1보다 작고, M^K-4보다 크거나 같으며, 여기에서 K는 수신 부호의 중첩 차수이고, M은 차원을 표시하며, 값은 2보다 크거나 같은 정수를 취하는 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템에 적용하는 쾌속 디코딩 장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 OvXDM시스템이 OvCDM시스템일 때, 상기 R_n은 M^L（K'-2）보다 작고, M^L（K'-4）보다 크거나 같으며, 여기에서 K'는 수신 부호의 코딩 분기 회로수이고, L은 수신 부호의 코딩 제약 길이인 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템에 적용하는 쾌속 디코딩 장치.
7. 청구항 4 내지 청구항 6의 어느 한 항에 있어서,
   r은 log_MR_n의 값을 잘라버린 값이고, 여기에서 M 은 차원을 표시하며, 값은 2보다 크거나 같은 정수를 취하는 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템에 적용하는 쾌속 디코딩 장치.
8. 전 r개 부호가 잠재된 전부 경로가 수신부호 서열 중의 전 r개 수신 부호에 도착하는 측도를 별도로 계산하는 절차 1;
   계산으로 취득한 각 측도에 대하여 정렬하고, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장하는 절차 2;
   현재 저장된 최소 측도에 대응되는 경로에 대하여 확장하고, 확장된 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하며, 각 순시 측도를 그 직전 시각에 대응되는 누적 측도와 덧셈을 함으로써, 현재 시각에 덧셈한 후의 각 확장경로의 누적 측도를 취득하는 절차 3;
   상기의 각 확장경로의 누적 측도와 저장되어 있는 확장을 진행하지 않은 기타 R_n-1개 측도에 대하여 정렬하고, 그중의 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 저장하는 절차 4; 및
   절차 3의 현재 저장되어 있는 최소측도에 대응되는 경로가 확장되어, 수신부호 서열의 심도까지 도착할 때, 확장된 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산한 후, 각 순시 측도를 비교하여, 최소 순시 측도에 대응되는 경로를 디코딩 경로로 하고, 그렇지 않을 경우 절차 3과 절차 4를 중복하는 절차5;를 포함하고, 그중에서 R_n은 양의 정수이고, OvXDM시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작은 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템의 쾌속 디코딩 방법.
9. 청구항 8항에 있어서,
   절차 3에서, 각 순시 측도와 직전 시각에 대응되는 누적 측도를 덧셈할 때, 누적 측도는 먼저 가중 인자와 곱셈한 후 다시 순시 측도와 덧셈하고, 상기 가중 인자는 0보다 크고 1보다 작거나 같은 값을 취하는 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템의 쾌속 디코딩 방법.
10. 청구항 8에 있어서,
    r은 log_MR_n의 값을 잘라버린 값이고, 그중에서 M은 시스템의 차원을 표시하며, 값은 2보다 크거나 같은 정수인 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템의 쾌속 디코딩 방법.
11. 전 r개 부호가 잠재된 전부 경로가 수신부호 서열 중의 전 r개 수신부호에 도착하는 측도를 각각 계산하는 제1계산모듈;
    계산하여 취득한 각 측도에 대하여 정렬하는 제1정렬모듈;
    제1정렬모듈에서 취득한 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로를 각각 저장하는 R_n개 거리 메모리 및 그에 대응되는 Rn개 경로 메모리;
    현재 저장된 최소 측도에 대응되는 경로에 대하여 확장을 진행하는 확장모듈;
    확장 모듈에서 확장된 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하고, 각 순시 측도를 직전 시각에 대응되는 누적 측도와 덧셈 함으로써, 현재 시각의 덧셈 후의 각 확장 경로의 누적 측도를 취득하는 제2계산모듈;
    제2계산모듈에서 계산하여 취득한 상기의 각 확장 경로의 누적 측도와 저장되어 있는 기타 확장을 진행하지 않은 R_n-1개 측도에 대하여 정렬을 진행하고, 그중에서 비교적 작은 R_n개 측도 및 그에 각자 대응되는 경로는 R_n개 거리 메모리 및 R_n개 경로 메모리의 값을 업데이트 하는데 사용되는 제2정렬모듈; 및
    확장 모듈이 현재 저장되어 있는 최소 측도에 대응되는 경로에 대하여 확장을 진행하여 수신부호 서열의 심도까지 도착할 때, 제2계산모듈은 확장 모듈에 의해 확장된 경로에 대하여 그 경로와 대응되는 수신부호 사이의 순시 측도를 계산하고, 비교 출력 모듈은 각 순시 측도를 비교하여, 가장 작은 순시 측도에 대응되는 경로를 디코딩 경로로 하며, 그렇지 않으면 확장 모듈, 제2계산모듈과 제2정렬모듈은 중복 작업을 진행하는 비교 출력 모듈;이 포함되고, 그중에서 R_n은 양의 정수이고, OvXDM시스템에 대응되는 트렐리스의 노드수보다 작은 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템의 쾌속 디코딩 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 OvXDM시스템의 쾌속 디코딩 장치는 가중 인자 모듈을 더 포함하고, 상기 인자 모듈은 제2계산모듈이 각 순시 측도와 직전 시각에 대응되는 누적 측도에 대하여 덧셈할 때, 먼저 직전 시각의 누적 측도에 대하여 가중 인자를 곱함으로써, 직전 시각의 누적 측도로 하여금 먼저 가중 인자와 곱셈한 후 다시 순시 측도와 덧셈하게 하고,
    상기 인자 모듈의 가중 인자의 값은 0보다 크고 1보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템의 쾌속 디코딩 장치.
13. 청구항 11에 있어서,
    r은 log_MR_n의 값을 잘라버린 값이고, 그중 M은 시스템의 차원을 표시하며, 2보다 크거나 같은 정수인 것을 특징으로 하는 OvXDM시스템의 쾌속 디코딩 장치.
    
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