KR20220143883A - 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스, 수신 디바이스 및 방법 - Google Patents
랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스, 수신 디바이스 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220143883A KR20220143883A KR1020227031882A KR20227031882A KR20220143883A KR 20220143883 A KR20220143883 A KR 20220143883A KR 1020227031882 A KR1020227031882 A KR 1020227031882A KR 20227031882 A KR20227031882 A KR 20227031882A KR 20220143883 A KR20220143883 A KR 20220143883A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- vectors
- symbol
- vector
- bit sequence
- receiving device
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 89
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 396
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 29
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 14
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 claims description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 32
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 25
- 238000013461 design Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 11
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 7
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 241000169170 Boreogadus saida Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000556 factor analysis Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
- H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
- H04L1/0618—Space-time coding
- H04L1/0637—Properties of the code
- H04L1/0643—Properties of the code block codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
- H04L1/0054—Maximum-likelihood or sequential decoding, e.g. Viterbi, Fano, ZJ algorithms
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
- H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0057—Block codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
- H04L25/03248—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus
- H04L25/03286—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus with channel-decoding circuitry
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
- H04L25/03248—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus
- H04L25/03292—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus with channel estimation circuitry
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스는 비트 시퀀스를 갖는 입력 메시지를 취득하는 인코더를 포함한다. 인코더는 비트 시퀀스로부터 복수의 블록을 형성하고, 복수의 블록에 대한 복수의 벡터를 결정하도록 구성된다. 송신 디바이스는 복수의 벡터에 기초하여 심볼 벡터를 구성하도록 구성된 맵퍼 회로를 더 포함한다. 송신 디바이스는 구성된 심볼 벡터를 무선 주파수(RF) 신호를 통해 수신 디바이스에 송신하도록 구성된 안테나를 더 포함하고, 구성된 심볼 벡터는 무선 주파수 신호에서 변조된 심볼을 나타낸다.
Description
본 개시물은 일반적으로 무선 통신 분야에 관한 것이고, 더 구체적으로, 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스, 수신 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
네트워크에서 통신 디바이스의 수가 급격히 증가함에 따라, 통신 신뢰성에 대한 우려가 두드러졌다. 전통적으로, 네트워크에서 데이터의 통신을 위해 종래의 통신 디바이스에서는 고정 액세스 방법이 사용된다. 고정 액세스 방법에서는, 통신 채널을 통해 데이터를 송신하기 위해 주어진 통신 디바이스에 고정 시간 슬롯 또는 고정 주파수가 할당된다. 종래의 고정 액세스 방법은 때때로 주어진 통신 디바이스가 고정 시간 슬롯 또는 고정 주파수에서 송신할 데이터가 없을 수 있기 때문에 채널 활용 면에서는 효율이 떨어진다.
특정 시나리오에 있어서는, 종래의 고정 액세스 방법 대신에, 종래의 랜덤 액세스 방법을 사용하여 통신 채널을 비교적 더 잘 활용한다. 랜덤 액세스 방법에서는, 종래의 통신 디바이스(예를 들어, 송신기)가 송신할 데이터가 있을 때마다 통신 채널을 통해 데이터를 송신할 수 있게 된다. 데이터 송신을 위해 미리 할당된 시간 슬롯 또는 고정 주파수가 필요하지 않다. 종래의 랜덤 액세스 방법은 통상적으로 코히어런트(coherent) 방법과 비-코히어런트(non-coherent) 방법으로 분류된다. 코히어런트 방법에서는, 채널 상태가 통신 디바이스(즉, 송신기와 수신기 모두)에 알려진다. 종래의 코히어런트 방법에서, 송신된 데이터는 통상적으로 두 부분, 즉 파일럿 부분과 데이터 부분으로 구성된다. 파일럿 부분은 채널 추정 및 데이터 부분의 처리와 관련된 기타 동작을 위해 종래의 수신기에서 사용되는 반면, 데이터 부분은 정보를 전달하는 데 사용된다. 비-코히어런트 방법에서는, 채널 상태가 종래의 송신기와 종래의 수신기 모두에 알려지지 않는 것으로 되어 있다. 전통적인 비-코히어런트 방법은 송신된 데이터로부터 정보를 추출하기 위해 희소성(sparsity)을 사용한다. 따라서, 종래의 랜덤 액세스 방법은 추가적인 파라미터를 필요로 하고(예컨대, 코히어런트 방법은 파일럿 부분을 필요로 하고 비-코히어런트 방법은 송신된 데이터에서 희소성을 사용함), 이는 송신기측 및 수신기측 모두에서 복잡성을 증가시킨다. 또한, 종래의 수신기에서 데이터의 잘못된(또는 신뢰할 수 없는) 복구를 초래하는 디코딩 오류의 확률이 증가하게 된다. 따라서, 종래의 랜덤 액세스 방식에서는 비효율적인 파형 설계 및 불충분한 통신 신뢰성이라는 기술적 문제가 있다.
따라서, 앞서 설명한 논의에 비추어, 랜덤 액세스 통신을 위한 종래의 통신 디바이스 및 방법과 연관된 전술한 단점을 극복할 필요가 있다.
본 개시물은 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스, 수신 디바이스 및 방법을 제공하고자 한다. 본 개시물은 종래의 랜덤 액세스 통신 방법에서 비효율적인 파형 설계 및 불충분한 통신 신뢰성이라는 기존의 문제점에 대한 해법을 제공하고자 한다. 본 개시물의 목표는 종래 기술에서 직면한 문제점을 적어도 부분적으로 극복하고, 대규모 랜덤 액세스 통신 시나리오에서도 효율적인 파형 설계 및 충분한 통신 신뢰성을 제공하는 개선된 송신 디바이스, 수신 디바이스 및 방법을 제공하는 해법을 제공하는 것이다.
본 개시물의 목적은 첨부된 독립 청구항에서 제공되는 해법에 의해 달성된다. 본 개시물의 유리한 구현은 종속 청구항에서 더 정의된다.
제1 양태에서, 본 개시물은 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스를 제공한다. 송신 디바이스는 비트 시퀀스를 갖는 입력 메시지를 취득하도록 구성된 인코더를 포함한다. 인코더는 비트 시퀀스로부터 복수의 블록을 형성하도록 더 구성된다. 인코더는 복수의 블록에 대한 복수의 벡터를 결정하도록 더 구성된다. 송신 디바이스는 복수의 벡터에 기초하여 심볼 벡터를 구성하도록 구성된 맵퍼(mapper) 회로를 더 포함한다. 송신 디바이스는 구성된 심볼 벡터를 무선 주파수(RF) 신호를 통해 수신 디바이스에 송신하도록 구성된 안테나를 더 포함하고, 구성된 심볼 벡터는 무선 주파수 신호에서 변조된 심볼을 나타낸다.
송신 디바이스는 랜덤 액세스 통신을 위한 개선된 파형 설계를 가능하게 한다. 파형 설계는 적어도 구성된 심볼 벡터를 전달하는 무선 주파수 신호에 대응한다. 인코더는 입력 메시지를 효율적으로 인코딩하는 낮은 복잡성의 이진 인코더이다. 심볼 벡터를 사용하면, 지원되는 사용자의 수와 디코딩 오류의 확률 측면에서 송신 디바이스가 종래의 랜덤 액세스 방법을 능가하는 것이 가능해진다. 또한, 송신 디바이스는 그랜트-프리(grant-free) 통신을 허용한다(즉, 송신 디바이스는 데이터 송신을 위해 수신 디바이스로부터의 어떠한 사전 요청도 필요로 하지 않는다). 추가적으로, 송신 디바이스는 데이터 송신을 위해 미리 할당된 시간 슬롯 또는 미리 할당된 주파수를 필요로 하지 않으며, 채널 상태 정보가 송신 디바이스와 수신 디바이스에 알려지지 않은 경우에도 랜덤 액세스 통신이 발생한다.
제1 양태의 제1 구현 형태에서, 심볼 벡터는 복수의 벡터의 적어도 하나의 크로네커 곱(Kronecker product)에 기초하여 구성된다.
심볼 벡터를 구성하기 위해 크로네커 곱을 사용하면 종래의 랜덤 액세스 통신에 비해 다양한 성능 메트릭이 개선된다. 예를 들어, 지원 가능한 사용자 수 및 통신 신뢰성이 현저하게 증가된다. 심볼 벡터의 명확한 구조로 인해, 수신 디바이스에서 디코딩 오류의 확률이 감소하여 통신 신뢰성이 개선된다. 크로네커 곱을 사용하여 심볼 벡터를 구성하면, 대규모 랜덤 액세스 시나리오를 적절하게 처리하도록 채널 용량을 증가시키고 인코딩 및 디코딩 프로세스를 단순화하는 효율적인 파형 설계가 가능해진다.
제1 양태의 제2 구현 형태에서, 인코더는 코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 비트 시퀀스에 중복성(redundancy)을 추가한 채널 코드를 사용하여 비트 시퀀스를 인코딩하도록 더 구성된다. 비트 시퀀스가 채널 코드에 의해 인코딩될 때 코딩된 비트 시퀀스로부터 복수의 블록이 형성된다.
입력 메시지의 비트 시퀀스에 채널 코드, 예를 들어 폴라 코드, 터보 코드, 저밀도 패리티 검사(LDPC) 코드, 해밍 코드 또는 순환 중복성 검사(CRC) 코드를 사용하여 중복성을 통합하고 수신 디바이스에서 디코딩 오류의 확률을 감소시킨다. 디코딩 오류의 확률은 수신 디바이스에서의 비트 오류의 검출 및 수정 측면에서 계산된다.
제1 양태의 제3 구현 형태에서, 복수의 벡터는 복수의 하위-성상도(sub-constellation)에 대응하고, 심볼 벡터는 성상도(constellation)에 대응한다. 성상도는 복수의 하위-성상도의 데카르트 곱(cartesian product)이다. 복수의 벡터 각각의 벡터 크기의 곱은 채널 사용의 수와 같다.
복수의 하위-성상도는 서로 다른 차원을 갖는다. 복수의 하위-성상도의 데카르트 곱은 복수의 하위-성상도와 연관된 상이한 차원들을 성상도의 명확한 구조(즉, 심볼 벡터)로 수렴시킨다. 심볼 벡터의 명확한 구조의 결과로서, 랜덤 액세스 통신을 위한 파형 설계가 단순화되고 수신 디바이스에서 디코딩 오류의 확률이 감소되어 통신 신뢰성이 개선된다.
제1 양태의 제4 구현 형태에서, 복수의 하위-성상도 각각은 그라스만(Grassmannian) 성상도, 큐브-분할(cube-split) 성상도, 표준 기저(canonical basis), 단일 요소 코드북(single-element codebook) 또는 상기 복수의 벡터 각각이 파일럿 부분 및 데이터 부분으로 분할된 성상도 중 적어도 하나로부터 선택되는 구조를 갖는다.
복수의 하위-성상도 각각은 정의된 구조를 가지며, 각 구조는 구조화된 그라스만 성상도(예컨대, 큐브-분할 성상도)가 조밀한 성상도 구조를 제공하는 것과 같이 고유한 특성을 갖는다. 구조화된 그라스만 성상도에 기초한 (예컨대, 심볼 벡터의) 조밀한 성상도 구조는 간결한 형태의 입력 데이터를 초래하고 수신 디바이스에서 낮은 복잡성의 디코딩 프로세스를 촉진한다. 표준 기저 성상도 구조는 수신 디바이스에서 동시에 하나 이상의 송신 디바이스를 분리하는 프로세스를 단순화한다. 일정한 성상도 구조(예컨대, 단일 요소 코드북)는 수신 디바이스에서 신호 품질을 향상시킨다. 신호 품질은 수신 디바이스에서 신호의 신호-대-노이즈비 측면에서 계산된다.
제1 양태의 제5 구현 형태에서, 심볼 벡터는 랭크-1 텐서 구조, 랭크-n 텐서 구조 또는 랭크-K 텐서 구조 중 적어도 하나를 가지며, 맵퍼 회로는 무선 주파수 신호에서 심볼 벡터를 변조하기 위해 2 가지 이상의 모드를 갖는 심볼 벡터의 텐서 구조의 각 요소와 상응하는 신호 주파수 사이의 일대일 대응을 결정하도록 더 구성된다.
심볼 벡터에 텐서 구조를 부과하면 수신 디바이스에서 신뢰할 수 있는 사용자 분리가 가능해진다. 심볼 벡터의 텐서 구조의 각 요소와 상응하는 신호 주파수 사이의 일대일 대응은 무선 주파수 신호의 파형 설계를 더욱 단순화한다.
제2 양태에서, 본 개시물은 랜덤 액세스 통신을 위한 수신 디바이스를 제공한다. 수신 디바이스는 복수의 송신 디바이스로부터 동시에 복수의 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성되는 적어도 하나의 안테나를 포함한다. 수신 디바이스는 디지털 도메인에서 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 복수의 심볼 벡터를 추정하고, 복수의 심볼 벡터를 분리하도록 구성된 등화기 회로를 더 포함한다. 수신 디바이스는 복수의 디코더를 더 포함하고, 각각의 디코더는 추정된 복수의 심볼 벡터 중 하나의 분리된 심볼 벡터를 디코딩하여 복수의 디코딩된 메시지를 획득하도록 구성된다. 각각의 디코딩된 메시지는 복수의 송신 디바이스 중 상응하는 송신 디바이스와 연관된 데이터에 대응하는 비트 시퀀스를 갖는다.
수신 디바이스는, 수신 디바이스에서의 안테나의 수가 송신 디바이스의 수보다 더 적은 경우에도 복수의 송신 디바이스로부터 동시에 복수의 무선 주파수 신호를 수신할 수 있다(즉, 대규모 랜덤 액세스 시나리오를 처리할 수 있음). 수신 디바이스는 활성 상태인 송신 디바이스들을 한 번에 추정할 수 있다. 수신 디바이스는 공중 무선 통신(OTA)을 송신하는 송신 디바이스의 번호나 신원을 미리 알 필요가 없다. 또한, 수신 디바이스는 채널 정보를 추정하기 위해 파일럿 부분을 필요로 하지 않으며, 이로써 낮은 복잡성의 디코딩 프로세스가 제공된다. 수신 디바이스는, 송신 사용자의 신원(즉, 송신 디바이스의 신원)에 대한 불확실성이 있더라도, 수신된 심볼들(즉, 복수의 심볼 벡터)로부터 모든 송신 디바이스의 원래의 비트 시퀀스(즉, 디코딩된 메시지)의 목록을 효율적이고 정확하게 복구할 수 있다.
제2 양태의 제1 구현 형태에서, 등화기 회로는 복수의 심볼 벡터가 추정될 때 채널 상태 정보가 알려지지 않은 비-코히어런트 등화기이다.
수신 디바이스의 등화기 회로는 채널 상태 정보를 추정하기 위해 심볼 벡터의 파일럿 부분을 필요로 하지 않는다. 이러한 방식으로, 수신 디바이스에서 계산 복잡성이 감소한다.
제2 양태의 제2 구현 형태에서, 등화기 회로가 활성 송신 디바이스의 수를 추정하기 위해 복수의 디코딩된 메시지의 최대의 가능한 수를 나타내는 제1 파라미터를 이용하도록 구성된 제1 유형의 디코딩을 실행하도록 등화기 회로를 구성한다. 등화기 회로는 최대 우도 디코딩(maximum likelihood decoding) 또는 표준 폴리아딕 분해(canonical polyadic decomposition)에 기초하여 제1 유형의 디코딩을 실행하도록 더 구성된다.
제1 유형의 디코딩은 공중 무선 통신을 송신하고 있는 송신 디바이스의 수 및 신원을 미리 알지 못하더라도 활성 송신 디바이스의 수를 정확하게 추정할 수 있게 하는 낮은 복잡성의 디코딩이다. 수신 디바이스는, 최대 우도 디코딩 또는 표준 폴리아딕 분해를 사용하여, 송신 사용자의 신원(즉, 송신 디바이스의 신원)에 대한 불확실성이 있더라도 모든 송신 디바이스의 원래의 비트 시퀀스(즉, 디코딩된 메시지)의 목록을 효율적이고 정확하게 복구할 수 있다. 또한, 표준 폴리아딕 분해의 고유성은 사용자 분리 기능(즉, 수신 신호를 단일 사용자 컴포넌트들로 분리)을 제공한다.
제2 양태의 제3 구현 형태에서, 등화기 회로는 전력 임계치를 나타내는 제2 파라미터를 이용하도록 더 구성된다. 전력 임계치는 추정된 복수의 심볼 벡터의 서브세트를 폐기하는 데 사용된다.
전력 임계치는 추정된 복수의 심볼 벡터의 서브세트를 폐기할 수 있게 하고, 이는 활성 송신 디바이스의 수의 추정과 관련된 정확도를 증가시킨다.
제2 양태의 제4 구현 형태에서, 복수의 디코더 중 적어도 하나의 디코더는 복수의 부분 메시지를 획득하기 위해 제1 분리된 심볼 벡터와 연관된 복수의 벡터의 각각의 벡터의 디맵핑을 실행하도록 더 구성된다.
각각의 디코더(예컨대, 단일 사용자 디코더)에 의해 개별적으로 발생하는 복수의 벡터의 각각의 벡터의 디맵핑은 디코딩의 속도를 증가시킬 뿐만 아니라 디코딩된 메시지를 복구하기 위해 디코딩 오류의 확률을 감소시키는 데 기여한다.
제2 양태의 제5 구현 형태에서, 복수의 디코더 중 적어도 하나의 디코더는 비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 복수의 부분 메시지를 연결하도록 더 구성된다.
재구성된 메시지는 복수의 송신 디바이스의 각각의 송신 디바이스에 의해 송신되는 원본 메시지에 대응한다. 신호 구성(즉, 파형 설계)에 사용되는 심볼 벡터를 구성하기 위해 크로네커 곱을 사용하면, 송신기 측뿐만 아니라 수신기측에서도 계산 복잡성이 감소한다. 예를 들어, 수신 디바이스에서 디코딩 오류의 확률이 감소하게 되어, 결국 메시지가 정확하게 재구성되고, 이로써 통신 신뢰성이 개선된다.
제2 양태의 제6 구현 형태에서, 복수의 디코더 중 적어도 하나의 디코더는 코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 복수의 부분 메시지를 연결하도록 더 구성된다. 적어도 하나의 디코더는 비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 코딩된 비트 시퀀스로부터 중복성을 제거하는 역 채널 코드를 사용하여 코딩된 비트 시퀀스를 디코딩하도록 더 구성되고, 역 채널 코드는 코딩된 비트 시퀀스에서 채널 코딩이 검출될 때 적용된다.
복수의 디코더의 각각의 디코더는 채널 코딩의 적용 여부를 검출할 수 있고, 그에 따라, 메시지를 정확하게 재구성하기 위해 적절한 역 채널 코드가 적용된다.
제2 양태의 제7 구현 형태에서, 등화기 회로가 추정된 복수의 심볼 벡터의 총 수의 사전 정보에 기초하여 복수의 심볼 벡터의 각각의 심볼 벡터의 사후 분포를 계산하도록 구성된 제2 유형의 디코딩을 실행하도록 등화기 회로를 구성한다.
수신 디바이스는 제1 유형의 디코딩(예컨대, 하드 디코딩) 또는 제2 유형의 디코딩(예컨대, 소프트 디코딩) 사이에서 선택하기 위한 유연성을 제공한다. 사후 확률 분포를 기반으로, 복수의 디코더 각각은 추정된 비트(예컨대, 각각의 디코딩된 메시지의 추정된 비트)의 모든 비트 위치에 대하여 복수의 비트 확률을 낮은 복잡성 방식으로 계산할 수 있다.
제3 양태에서, 본 개시물은 랜덤 액세스 통신을 위한 방법을 제공한다. 방법은 송신 디바이스의 인코더에 의해, 비트 시퀀스를 갖는 입력 메시지를 취득하는 단계를 포함한다. 방법은 송신 디바이스의 인코더에 의해, 비트 시퀀스로부터 복수의 블록을 형성하는 단계를 더 포함한다. 방법은 송신 디바이스의 인코더에 의해, 복수의 블록에 대한 복수의 벡터를 결정하는 단계를 더 포함한다. 방법은 송신 디바이스에 의해, 복수의 벡터에 기초하여 심볼 벡터를 구성하는 단계를 더 포함한다. 방법은 송신 디바이스에 의해, 구성된 심볼 벡터를 무선 주파수(RF) 신호를 통해 수신 디바이스에 송신하는 단계를 더 포함하고, 구성된 심볼 벡터는 무선 주파수 신호에서 변조된 심볼을 나타낸다.
제3 양태의 방법의 추가 구현 형태들에서, 방법은 제1 양태에 따른 송신 디바이스의 구현 형태의 특징을 수행한다. 따라서, 방법의 구현 형태들은 제1 양태의 송신 디바이스의 상응하는 구현 형태의 특징(들)을 포함한다.
제3 양태의 방법은 제1 양태의 송신 디바이스의 이점 및 효과를 모두 달성한다.
제4 양태에서, 본 개시물은 랜덤 액세스 통신을 위한 방법을 제공한다. 방법은 수신 디바이스에 의해, 복수의 송신 디바이스로부터 동시에 복수의 무선 주파수 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 수신 디바이스에 의해, 디지털 도메인에서 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 복수의 심볼 벡터를 추정하고, 복수의 심볼 벡터를 분리하는 단계를 더 포함한다. 방법은 수신 디바이스에 의해, 추정된 복수의 심볼 벡터의 각각의 분리된 심볼 벡터를 디코딩하여 복수의 디코딩된 메시지를 획득하는 단계를 더 포함하고, 각각의 디코딩된 메시지는 복수의 송신 디바이스 중 상응하는 송신 디바이스와 연관된 데이터에 대응하는 비트 시퀀스를 갖는다.
제4 양태의 방법의 추가 구현 형태들에서, 방법은 제2 양태에 따른 수신 디바이스의 구현 형태의 특징을 수행한다. 따라서, 방법의 구현 형태들은 제2 양태의 수신 디바이스의 상응하는 구현 형태의 특징(들)을 포함한다.
제4 양태의 방법은 제2 양태의 수신 디바이스의 이점 및 효과를 모두 달성한다.
제5 양태에서, 본 개시물은 컴퓨터 프로그램 코드가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하고, 컴퓨터 프로그램 코드는 제3 또는 제4 양태의 방법을 실행하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능하다.
제5 양태의 컴퓨터 프로그램 제품은 제1 양태의 송신 디바이스 또는 제2 양태의 수신 디바이스의 이점 및 효과를 모두 달성한다.
본원에서 설명되는 모든 디바이스, 요소, 회로, 유닛 및 수단은 소프트웨어 요소 또는 하드웨어 요소 또는 이들의 임의의 종류의 조합으로 구현될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 본원에서 설명되는 다양한 엔티티에 의해 수행되는 모든 단계 및 다양한 엔티티에 의해 수행되는 것으로 설명된 기능은 각각의 엔티티가 각각의 단계 및 기능을 수행하도록 적응 또는 구성됨을 의미하는 것을 의도한다. 특정 실시예에 대한 하기의 설명에서, 외부 엔티티에 의해 수행되는 특정 기능 또는 단계가 해당 특정 단계 또는 기능을 수행하는 해당 엔티티의 특정 세부 요소의 설명에 반영되지 않더라도, 이러한 방법 및 기능이 각각의 소프트웨어 요소 또는 하드웨어 요소, 또는 이들의 임의의 종류의 조합으로 구현될 수 있다는 것은 당업자에게 명백하다. 본 개시물의 특징은 첨부된 청구항들에 의해 정의된 본 개시물의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 조합으로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 개시물의 추가적인 양태, 이점, 특징 및 목적은 도면 및 후속하여 첨부된 청구항들과 함께 이해되는 예시적인 구현들의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
예시적인 실시예들의 하기의 상세한 설명뿐만 아니라, 상기의 발명의 내용은 첨부 도면과 함께 숙독될 때 더 잘 이해된다. 본 개시물을 설명하기 위해, 본 개시물의 예시적인 구성들이 도면에 도시된다. 그러나, 본 개시물은 본 명세서에 개시된 특정 방법 및 수단으로 제한되지 않는다. 더욱이, 당업자라면 도면이 축척을 따르지 않는다는 것을 이해할 것이다. 가급적, 유사한 요소들은 동일한 번호로 지시되어 있다.
이제, 본 개시물의 실시예들이 하기의 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1a는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스 및 수신 디바이스가 있는 시스템의 네트워크 환경 도면이고;
도 1b는 본 개시물의 실시예에 따른, 복수의 송신 디바이스 및 하나의 수신 디바이스가 있는 시스템의 네트워크 환경 도면이고;
도 2a는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스의 다양한 예시적인 구성요소들을 예시하는 블록도이고;
도 2b는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스에서의 입력 메시지의 처리 파이프라인을 예시하는 블록도이고;
도 2c는 본 개시물의 실시예에 따른, 주어진 벡터 크기에 대한 벡터화(vectorization) 및 텐서화(tensorization) 동작의 예시이고;
도 3a는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스에서 채널 코딩 없이 예시적인 입력 메시지를 처리하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이고;
도 3b는 본 개시물의 다른 실시예에 따른, 송신 디바이스에서 채널 코딩으로 예시적인 입력 메시지를 처리하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이고;
도 4a는 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스의 다양한 예시적인 구성요소들을 예시하는 블록도이고;
도 4b는 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스에서의 전처리 동작들의 예시이고;
도 4c는 본 개시물의 실시예에 따른, 제1 유형의 디코딩을 사용하는 수신 디바이스에서의 처리 파이프라인의 예시이고;
도 4d는 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스에서의 예시적인 제1 유형의 디코딩 동작의 예시이고;
도 4e는 본 개시물의 실시예에 따른, 제2 유형의 디코딩을 사용하는 수신 디바이스에서의 처리 파이프라인의 예시이고;
도 5는 본 개시물의 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스에서의 입력 메시지로부터 심볼 벡터를 구성하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이고;
도 6a 및 도 6b는 총괄하여, 본 개시물의 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위해 송신된 메시지를 복구하기 위해 수신 디바이스에서의 예시적인 처리를 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이고;
도 7은 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스에서의 랜덤 액세스 통신을 위한 방법의 흐름도이고;
도 8은 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스에서의 랜덤 액세스 통신을 위한 방법의 흐름도이고;
도 9는 본 개시물의 실시예에 따른, 서로 다른 파형 설계 방법들의 비교 결과를 예시하는 도식적 표현이다.
첨부 도면에서, 밑줄친 숫자를 사용하여 밑줄친 숫자가 위치되어 있는 항목 또는 밑줄친 숫자가 인접해 있는 항목을 나타낸다. 밑줄이 없는 숫자는 밑줄이 없는 숫자를 항목에 연결하는 선에 의해 식별되는 항목과 관련된다. 숫자에 밑줄이 없고 연관 화살표가 수반되는 경우, 밑줄이 없는 숫자는 화살표가 가리키는 일반 항목을 식별하는 데 사용된다.
이제, 본 개시물의 실시예들이 하기의 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1a는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스 및 수신 디바이스가 있는 시스템의 네트워크 환경 도면이고;
도 1b는 본 개시물의 실시예에 따른, 복수의 송신 디바이스 및 하나의 수신 디바이스가 있는 시스템의 네트워크 환경 도면이고;
도 2a는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스의 다양한 예시적인 구성요소들을 예시하는 블록도이고;
도 2b는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스에서의 입력 메시지의 처리 파이프라인을 예시하는 블록도이고;
도 2c는 본 개시물의 실시예에 따른, 주어진 벡터 크기에 대한 벡터화(vectorization) 및 텐서화(tensorization) 동작의 예시이고;
도 3a는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스에서 채널 코딩 없이 예시적인 입력 메시지를 처리하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이고;
도 3b는 본 개시물의 다른 실시예에 따른, 송신 디바이스에서 채널 코딩으로 예시적인 입력 메시지를 처리하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이고;
도 4a는 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스의 다양한 예시적인 구성요소들을 예시하는 블록도이고;
도 4b는 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스에서의 전처리 동작들의 예시이고;
도 4c는 본 개시물의 실시예에 따른, 제1 유형의 디코딩을 사용하는 수신 디바이스에서의 처리 파이프라인의 예시이고;
도 4d는 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스에서의 예시적인 제1 유형의 디코딩 동작의 예시이고;
도 4e는 본 개시물의 실시예에 따른, 제2 유형의 디코딩을 사용하는 수신 디바이스에서의 처리 파이프라인의 예시이고;
도 5는 본 개시물의 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스에서의 입력 메시지로부터 심볼 벡터를 구성하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이고;
도 6a 및 도 6b는 총괄하여, 본 개시물의 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위해 송신된 메시지를 복구하기 위해 수신 디바이스에서의 예시적인 처리를 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이고;
도 7은 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스에서의 랜덤 액세스 통신을 위한 방법의 흐름도이고;
도 8은 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스에서의 랜덤 액세스 통신을 위한 방법의 흐름도이고;
도 9는 본 개시물의 실시예에 따른, 서로 다른 파형 설계 방법들의 비교 결과를 예시하는 도식적 표현이다.
첨부 도면에서, 밑줄친 숫자를 사용하여 밑줄친 숫자가 위치되어 있는 항목 또는 밑줄친 숫자가 인접해 있는 항목을 나타낸다. 밑줄이 없는 숫자는 밑줄이 없는 숫자를 항목에 연결하는 선에 의해 식별되는 항목과 관련된다. 숫자에 밑줄이 없고 연관 화살표가 수반되는 경우, 밑줄이 없는 숫자는 화살표가 가리키는 일반 항목을 식별하는 데 사용된다.
하기의 상세한 설명은 본 개시물의 실시예들 및 실시예들을 구현할 수 있는 방식들을 예시한다. 본 개시물을 수행하는 몇 가지 모드가 개시되어 있지만, 당업자라면 본 개시물을 수행 또는 실시하기 위한 다른 실시예들도 가능하다는 것을 인식할 것이다.
도 1a는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스 및 수신 디바이스가 있는 시스템(100A)의 네트워크 환경 도면이다. 도 1a를 참조하면, 송신 디바이스(102) 및 수신 디바이스(104)를 포함하는 시스템(100A)의 네트워크 환경이 도시되어 있다. 통신 네트워크(106)가 더 도시되어 있다.
송신 디바이스(102)는 통신 네트워크(106)(예컨대, 전파 채널)를 통해 수신 디바이스(104)와 통신하도록 구성된 적절한 로직, 회로, 인터페이스 및/또는 코드를 포함한다. 송신 디바이스(102)는 사물 인터넷(IoT) 디바이스, 스마트폰, 기계 유형 통신(MTC) 디바이스, 컴퓨팅 디바이스, 진화된 범용 이동 통신 시스템(UMTS) 지상 무선 액세스(E-UTRAN) NR-이중 연결(EN-DC) 디바이스, 서버, IoT 제어기, 드론, 무선 통신용 맞춤형 하드웨어, 송신기 또는 임의의 다른 휴대용 또는 비휴대용 전자 디바이스를 예로서 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
수신 디바이스(104)는 통신 네트워크(106)를 통해(예컨대, 전파 채널을 통해) 송신 디바이스(102)로부터 하나 이상의 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 적절한 로직, 회로, 인터페이스 및/또는 코드를 포함한다. 일 구현으로서, 수신 디바이스(104)는 송신 디바이스(102)와 같은 복수의 송신 디바이스로부터 동시에 복수의 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된다. 수신 디바이스(104)는 사물 인터넷(IoT) 제어기, 기지국, 서버, 스마트폰, 무선 통신용 맞춤형 하드웨어, 수신기 또는 임의의 다른 휴대용 또는 비휴대용 전자 디바이스를 예로서 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
통신 네트워크(106)는 송신 디바이스(102)와 같은 하나 이상의 송신 디바이스가 잠재적으로 수신 디바이스(104)와 통신하는 매체(예컨대, 통신 채널)를 포함한다. 통신 네트워크(106)는 셀룰러 네트워크(예컨대, 2G, 3G, 롱텀 에볼루션(LTE) 4G, 5G, 또는 sub-6 GHz, cmWave 또는 mmWave 통신 네트워크와 같은 5G NR 네트워크), 무선 센서 네트워크(WSN), 클라우드 네트워크, 로컬 에어리어 네트워크(Local Area Network)(LAN), 차량-대-네트워크(V2N) 네트워크, 도시 지역 통신망(Metropolitan Area Network)(MAN) 및/또는 인터넷을 예로서 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 네트워크 환경의 송신 디바이스(102)는 다양한 무선 통신 프로토콜에 따라 수신 디바이스(104)에 연결하도록 구성된다. 이러한 무선 통신 프로토콜, 통신 표준 및 기술은 IEEE 802.11, 802.11p, 802.15, 802.16, 1609, 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access)(Wi-MAX), 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(Transmission Control Protocol and Internet Protocol)(TCP/IP), 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol)(UDP), 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(Hypertext Transfer Protocol)(HTTP), 롱텀 에볼루션(Long-term Evolution)(LTE), 파일 전송 프로토콜(File Transfer Protocol)(FTP), 향상된 데이터 GSM 환경(Enhanced Data GSM Environment)(EDGE), 인터넷 전화통화 프로토콜(Voice over Internet Protocol)(VoIP), 이메일, 인스턴트 메시징 및/또는 단문 메시지 서비스(Short Message Service)(SMS)용 프로토콜, 및/또는 기타 셀룰러 또는 IoT 통신 프로토콜을 예로서 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
동작에서, 송신 디바이스(102)는 비트 시퀀스를 갖는 입력 메시지를 취득하도록 구성된다. 입력 메시지는 수신 디바이스(104)에 송신될 사용자 데이터를 의미한다. 일례로, 송신 디바이스(102)는 IoT 디바이스일 수 있다. 이러한 경우, 입력 메시지는 잠재적으로 IoT 디바이스에 의해 감지되는 센서 데이터이다. 다른 예로, 송신 디바이스(102)는 스마트 폰일 수 있고, 입력 메시지는 잠재적으로 수신 디바이스(104)에 송신될 사용자 데이터이다.
송신 디바이스(102)는 비트 시퀀스로부터 복수의 블록을 형성하도록 더 구성된다. 복수의 블록은 입력 메시지의 비트 시퀀스로부터 형성된다. 통상적으로, "d" 개의 블록이 형성되며, "d"는 임의의 숫자이다. 일례로, 입력 메시지(m)는 7 비트의 시퀀스(예컨대, m=1000110)를 갖는다. 이 경우, "d"는 입력 메시지의 비트 시퀀스로부터 형성되는 3이다(즉, 3 개의 블록이 형성됨). 비트 시퀀스로부터 형성되는 복수의 블록의 예는, 예를 들어 도 3a에서 상세하게 설명된다. 일 구현으로서, 복수의 블록은 입력 메시지의 비트 시퀀스를 분할하는 것에 기초하여 형성된다. 예를 들어, 입력 메시지(m)의 B 비트의 시퀀스는 
개의 블록과 같은 복수의 블록으로 분할될 수 있다. 복수의 블록의 각각의 블록은 입력 메시지(m)의 
블록(여기서 
)에 대응한다. 복수의 블록(
)의 각각의 블록은 
서브시퀀스에 대응하는 입력 메시지의 비트 서브시퀀스를 갖는다. 서브시퀀스 
의 비트 합은 입력 메시지(m)의 B 비트와 같으며, 즉, 
이다. 다른 구현으로, 복수의 블록은, 예를 들어 통신의 신뢰성을 증가시키기 위해 입력 메시지의 비트 시퀀스를 복제하는 것에 기초하여 형성된다.
송신 디바이스(102)는 복수의 블록에 대한 복수의 벡터를 결정하도록 더 구성된다. 차원이 n인 벡터(즉, 벡터 크기 n)는 n 개의 요소의 정렬된 배열이다. 복수의 블록, 즉 
로부터 형성되는 복수의 벡터는 
벡터에 대응한다. 일례로,
은 k번째 송신 디바이스와 관련된 벡터 
및 복수의 블록 중 제1 블록(즉, 
)에 대응한다. k번째 송신 디바이스는 송신 디바이스(102)에 대응한다. 따라서, 복수의 벡터, 즉 
는 
블록에 대응하는 정보를 포함한다. 벡터 
의 벡터 크기는 
이다(벡터 크기를 차원이라고도 함). 유사하게, 복수의 벡터 
의 벡터 크기는 제각기 
이다. 복수의 벡터 각각의 벡터 크기의 곱은 채널 사용의 수와 같다.
송신 디바이스(102)는 복수의 벡터에 기초하여 심볼 벡터를 구성하도록 더 구성된다. 심볼 벡터는 다차원 데이터 구조이다. 심볼 벡터는 입력 메시지의 정보를 전달한다. 복수의 벡터 
를 함께 사용하여 심볼 벡터 
를 구성한다. 심볼 벡터 
는 
차원의 벡터이다. 심볼 벡터의 구성은, 예를 들어 도 2b, 도 3a 및 도 5에서 상세하게 설명된다.
일 실시예에 따르면, 심볼 벡터는 복수의 벡터의 적어도 하나의 크로네커 곱(Kronecker product)에 기초하여 구성된다. 심볼 벡터는 입력 메시지(m)의 비트 시퀀스와 동일한 정보를 전달한다. 크로네커 곱은 행렬 승산의 한 형태이며 수학 기호 
로 표현된다. 크로네커 곱을 텐서 곱(또는 직적)이라고도 한다. 크로네커 곱을 기반으로 함께 승산되는 복수의 행렬의 차원들이 서로 어떤 관계도 가질 필요가 없기 때문에, 크로네커 곱을 사용하는 것이 유리하다. 심볼 벡터 
는 크로네커 곱을 기반으로 복수의 벡터 
로 구성되며, 다음 수학식으로 표시된다(식 1).
일 실시예에 따르면, 복수의 벡터는 복수의 하위-성상도에 대응하고, 심볼 벡터는 성상도에 대응하며, 성상도는 복수의 하위-성상도의 데카르트 곱이다. 성상도는 명확하고 고정된 다차원 데이터 구조를 가지며, 이는 데이터 송신을 위한 파형 설계의 계산 복잡성을 감소시킨다. 복수의 하위-성상도는 동일한 성상도에 속하며 2 차원 이상의 차원을 갖는다. 복수의 하위-성상도는 복수의 벡터 
에 대응하며 
로 표시된다. 예를 들어, 
는 벡터 크기가 
인 벡터 
에 대응한다. 하위-성상도 
의 요소들은 
로 표시된다. 성상도 
의 요소들은 
로 표시된다. 성상도 
의 요소의 수는 
개의 요소와 같으며, 여기서 
이다. 복수의 하위-성상도 
의 벡터 크기는 제각기 
이다. 성상도 
의 벡터 크기 
는 복수의 벡터 각각의 벡터 크기의 곱과 같으며, 즉, 
이다. 따라서, 성상도 
의 벡터 크기 
는 채널 사용의 수와 같다.
일 실시예에 따르면, 복수의 하위-성상도 각각은 그라스만(Grassmannian) 성상도, 큐브-분할(cube-split) 성상도, 표준 기저(canonical basis), 단일 요소 코드북(single-element codebook) 또는 상기 복수의 벡터 각각이 파일럿 부분 및 데이터 부분으로 분할된 성상도 중 적어도 하나로부터 선택되는 구조를 갖는다. 일례로, 복수의 하위-성상도의 구조는 구조화된 그라스만 성상도(예컨대, 큐브-분할 성상도)에 기초한다. 다른 예로, 복수의 하위-성상도의 구조는 표준 기반 성상도에 기초한다. 표준 기반 성상도는 
로 표시되는 구조는 갖는다. 이 경우, 복수의 블록 각각은 조건, 즉 
를 만족한다. 또한, 복수의 하위-성상도의 구조가 단일 요소 코드북에 기초하는 경우, 복수의 블록 각각은 조건, 즉 
을 만족한다.
일 실시예에 따르면, 심볼 벡터는 랭크-1 텐서 구조, 랭크-n 텐서 구조 또는 랭크-K 텐서 구조 중 적어도 하나를 갖는다. 송신 디바이스(102)는 무선 주파수 신호에서 심볼 벡터를 변조하기 위해 2 가지 이상의 모드를 갖는 심볼 벡터의 텐서 구조의 각각의 요소와 상응하는 신호 주파수 사이의 일대일 대응을 결정하도록 더 구성된다. 크로네커 곱을 사용하면 심볼 벡터의 명확하고 고정된 텐서 구조(즉, 명확한 다차원 데이터 구조)가 생성되기 때문에 유리하다. 
가지의 모드(실수 또는 복소수의 
-차원 어레이로 해석될 수 있음)가 있는 텐서 구조가 고려된다. 실수 또는 복소수의 
-차원 어레이는 각각의 차원 
(차수가 
이고 크기가 
인 텐서로 표시될 수 있음)로 이루어진다. 텐서 구조에 포함되는 
수는 
크기의 벡터에 순차적으로(미리 정의된 순서로) 저장될 수도 있다. 벡터화에서 텐서화로의 동작 및 그 반대로의 동작은, 예를 들어 도 2c에서 더 설명된다. 잠재적으로 
로 표시될 수 있는 임의의 텐서 구조― 여기서 "
"를 각각의 차원 
를 가진 벡터라고 함 ―를 일반적으로 랭크-1 텐서 구조라고 한다. 텐서 구조가 적어도 
개의 랭크-1 텐서의 합으로 표시될 수 있는 경우, 이는 잠재적으로 랭크-n 텐서로 간주된다. 대안으로서, 선택적으로, "n" 변수는 제1 임의의 수를 나타내고, "K" 변수는 잠재적으로 제1 임의의 수와는 다른 제2 임의의 수를 나타낸다. 심볼 벡터의 텐서 구조의 각 요소와 상응하는 신호 주파수 사이의 일대일 대응은 무선 주파수 신호의 파형 설계를 단순화한다. 더욱이, 이러한 무선 주파수 신호를 송신하는 다수의 송신 디바이스의 경우, 수신 디바이스(104)에서 원래의 입력 데이터를 복구하기 위해 동일한 크기의 2 개 이상의 텐서 구조에 대한 합 연산의 실행이 단순화된다.
송신 디바이스(102)는 구성된 심볼 벡터를 무선 주파수 신호를 통해 수신 디바이스에 송신하도록 더 구성된다. 구성된 심볼 벡터는 무선 주파수 신호에서 변조된 심볼을 나타낸다. 무선 주파수 신호는 인코딩된 입력 메시지를 심볼 벡터 형태로 무선으로 송신하는 데 사용되는 전자파를 의미한다. 심볼 벡터의 텐서 구조의 각 요소는 수신 디바이스(104)에 송신된 무선 주파수 신호(예컨대, 반송파)에서 심볼 벡터를 변조하기 위해 상응하는 신호 주파수에 선형으로 맵핑된다.
일 구현으로서, 선택적으로, 송신 디바이스(102)는 입력 메시지의 비트 시퀀스로부터 복수의 블록을 직접 형성하는 대신, 비트 시퀀스에 중복성을 추가하는 채널 코드를 사용해서 비트 시퀀스를 인코딩하여 코딩된 비트 시퀀스를 획득하도록 구성된다. 이 경우, 비트 시퀀스가 채널 코드에 의해 인코딩될 때, 복수의 블록이 (코딩되지 않은 비트 시퀀스 대신) 코딩된 비트 시퀀스로부터 형성된다. 채널 코드는 오류 정정 코드 또는 오류 검출 코드라고도 알려져 있다. 채널 코드는 극성 코드, 터보 코드, 저밀도 패리티 검사(Low-Density Parity Check)(LDPC) 코드, 해밍(Hamming) 코드, 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 코드 또는 순환 중복성 검사(Cyclic Redundancy Check)(CRC) 코드를 예로서 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 채널 코드는 코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 입력 메시지의 비트 시퀀스에 적용된다. 일례로, 채널 코드는 코딩된 입력 메시지, 즉 
를 획득하기 위해 입력 메시지, 즉 
에 적용된다. 채널 코드의 사용은 용례(예컨대, 사용 사례)에 따라 다르다. 채널 코드를 사용하는 경우, 코딩된 비트 시퀀스는 입력 메시지의 비트 시퀀스와 다르다. 채널 코드를 사용하여 비트 시퀀스를 인코딩하는 것은, 예를 들어 도 3b 및 도 5에서 더 설명된다.
수신 디바이스(104)는 통신 네트워크(106)를 통해 송신 디바이스(102)로부터 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된다. 먼저, 수신 디바이스(104)는 수신된 무선 주파수 신호로부터 디지털 도메인에서 출력 신호(즉, 수신 신호 y)를 생성하기 위한 전처리 동작들을 수행하도록 더 구성된다. 예를 들어, 전처리 동작에는 수신된 무선 주파수 신호의 복조, 수신된 무선 주파수 신호를 아날로그 도메인에서 디지털 도메인으로 변환, 이어서 심볼 동기화 및 슬라이싱이 포함된다. 전처리 동작에서, 출력 신호(즉, 수신 신호 y)의 모든 요소를 출력하기 위해 수신 디바이스(104)의 시간 및 주파수와 송신된 심볼과의 동기화를 실행하여 (예컨대, 시간-주파수 그리드에서) T 채널 사용을 슬라이싱할 수 있다. 출력 신호는 수신된 무선 주파수 신호(들)로부터 집합적 정보를 나타내는 행렬 데이터 구조의 벡터화된 형태이다. 전처리 동작의 예는, 예를 들어 도 4b에서 더욱 상세하게 설명된다. 이후, 출력 신호(즉, 수신 신호 y)를 처리하여 원래의 입력 메시지를 복구한다. 전처리 동작 후에 원래의 입력 메시지(즉, 디코딩된 송신 메시지)를 복구하기 위한 처리 파이프라인의 예는, 예를 들어 도 1b, 도 4c, 도 4d, 도 6a 및 도 6b에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1b는 본 개시물의 실시예에 따른, 복수의 송신 디바이스 및 하나의 수신 디바이스가 있는 시스템(100B)의 네트워크 환경 도면이다. 도 1b는 도 1a의 요소와 관련하여 설명된다. 도 1b를 참조하면, 복수의 송신 디바이스(108) 및 (도 1a의) 수신 디바이스(104)를 포함하는 시스템(100B)의 네트워크 환경이 도시되어 있다. 통신 네트워크(106)가 더 도시되어 있다.
복수의 송신 디바이스(108) 각각은 통신 네트워크(106)를 통해 수신 디바이스(104)와 통신하도록 구성된 적절한 로직, 회로, 인터페이스 및/또는 코드를 포함한다. 복수의 송신 디바이스(108)는 제1 송신 디바이스(108A), 제2 송신 디바이스(108B) 및 K 번째 송신 디바이스(108K)까지를 포함한다. 복수의 송신 디바이스(108) 각각은 송신 디바이스(102)와 유사하다.
동작에서, 복수의 송신 디바이스(108) 중 제1 송신 디바이스(108A)는 비트 시퀀스(즉, 
)를 갖는 제1 입력 메시지(즉, 
)를 취득하도록 구성되고, 여기서, 
은 제1 비트를 나타내고 
은 제1 송신 디바이스(108A)의 비트 시퀀스의 B 번째 비트를 나타낸다. 제1 송신 디바이스(108A)는 비트 시퀀스로부터 복수의 블록을 형성하도록 더 구성된다. 제1 송신 디바이스(108A)는 복수의 블록에 대한 복수의 벡터를 결정하도록 더 구성된다. 제1 송신 디바이스(108A)는 복수의 벡터에 기초하여 심볼 벡터(즉, 
)를 구성하도록 더 구성된다. 심볼 벡터는 복수의 벡터의 적어도 하나의 크로네커 곱을 기반으로 복수의 벡터로부터 구성된다. 유사하게, 복수의 송신 디바이스(108) 중 제2 송신 디바이스(108B)는 비트 시퀀스(즉, 
)를 갖는 제2 입력 메시지(즉, 
)를 인코딩하고 심볼 벡터(즉, 
)를 구성하도록 구성된다. 유사하게, 복수의 송신 디바이스(108) 중 K 번째 송신 디바이스(108K)는 비트 시퀀스(즉, 
)를 갖는 K 번째 입력 메시지(즉, 
)를 인코딩하고 심볼 벡터(즉, 
)를 구성하도록 구성된다. 복수의 송신 디바이스(108) 각각은 통신 네트워크(106)를 통해, 구성된 심볼 벡터를 상응하는 무선 주파수 신호를 통해 수신 디바이스(104)에 송신하도록 구성된다.
수신 디바이스(104)는 복수의 송신 디바이스(108)로부터 동시에 복수의 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된다. 복수의 무선 주파수 신호는 통신 네트워크(106)를 통해 수신된다. 일 구현으로서, 복수의 무선 주파수 신호는 수신 디바이스(104)의 적어도 하나의 안테나에 의해 복수의 송신 디바이스(108)로부터 동시에 수신된다. 유리하게는, 수신 디바이스(104)는 제1 수의 신호보다 더 적은 수의 수신 디바이스(104)에서의 안테나를 사용하여 제1 수의 신호를 동시에 수신할 수 있다. 또한, 수신 디바이스(104)는 공중 무선 통신(OTA)을 송신하고 있는 복수의 송신 디바이스(108)의 수 또는 신원을 미리 알 필요가 없다.
일 실시예에 따르면, 수신 디바이스(104)는 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 디지털 도메인에서 출력 신호(예컨대, 수신 벡터 y)를 생성하기 위한 전처리 동작을 실행하도록 구성된다. 수신 디바이스(104)에서의 전처리 동작은 수신된 복수의 무선 주파수 신호 각각의 복조, 복조된 신호를 아날로그 도메인에서 디지털 도메인으로 변환, 이어서 제1 수신 신호(즉, 행렬 Y)를 생성하기 위해 심볼 동기화 및 슬라이싱이 수행되는 자원 디맵핑을 포함한다. 제1 수신 신호(즉, 행렬 Y)는 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 집합적(또는 통합된) 정보를 나타내는 행렬 데이터 구조를 갖는다. 집합적 정보는 복수의 송신 디바이스(108)로부터 집합적으로 그리고 동시에 획득되는 송신된 심볼에 대응한다. 달리 말하면, 제1 수신 신호(즉, 행렬 Y)는 복수의 채널 계수가 가중된 K 개의 송신 디바이스(예컨대, 복수의 송신 디바이스(108))로부터의 기여도와 부가 노이즈 항의 합을 의미한다. 이 경우, 고려된 
채널 사용 동안 채널 상태가 일정하다고 가정된 블록 페이딩(block-fading) 채널 모델이 고려된다. 제1 수신 신호(즉, 행렬 Y)는 다음 식(식 2)에 의해 도출된다.
여기서, 
는 수신 디바이스(104)의 복수의 안테나(즉, 1 내지 
개의 안테나)에 대한 복수의 수신 신호의 
행렬이고; 
는 요소가 i 번째 채널 사용(i=1, …T)시 모든 수신 안테나에 의해 수신되는 신호를 나타내는 
-차원 벡터이고, 
는 전치 연산자를 표시하며, 여기서 
이고;
일 실시예에 따르면, 수신 디바이스(104)는 전처리 동작의 출력(즉, 출력 신호)으로서, 제1 수신 신호(즉, 행렬 Y)로부터 제2 수신 신호(즉, 수신 벡터 
)를 생성하도록 더 구성된다. 제2 수신 신호(즉, 수신 벡터 
)는 행렬 Y의 행렬 데이터 구조의 벡터화된 형태이다. 전처리 동작에서, 제2 수신 신호(즉, 수신 벡터 
)의 모든 요소를 출력하기 위해 수신 디바이스(104)의 시간 및 주파수와 송신된 심볼의 동기화를 실행하여 (예컨대, 시간-주파수 그리드에서) T 채널 사용을 슬라이싱한다. 전처리 동작은, 예를 들어 도 4b에서 더 설명된다. 수신 디바이스(104)에서의 제2 수신 신호(즉, 수신 벡터 
)는 다음 식(식 3)으로부터 도출된다.
여기서, 
는 행렬 
의 벡터화된 버전에 대응하는 
벡터이고;
수신 디바이스(104)는 디지털 도메인에서 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 복수의 심볼 벡터를 추정하고, 복수의 심볼 벡터를 분리하도록 더 구성된다. 또한, 수신 디바이스(104)는 복수의 디코딩된 메시지를 획득하기 위해 각각의 분리된 심볼 벡터를 디코딩하도록 더 구성된다. 각각의 디코딩된 메시지는 복수의 송신 디바이스(108) 중 상응하는 송신 디바이스와 연관된 데이터에 대응하는 비트 시퀀스를 갖는다. 수신 디바이스(104)는 복수의 송신된 심볼(즉, 
)에 대응하는 복수의 추정된 심볼 벡터(즉, 
)를 제공한다. 제2 수신 신호(즉, 수신 벡터 
)(전처리 동작에 기초하여 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 도출됨)는 복수의 심볼 벡터를 추정하기 위해 처리된다. 복수의 심볼 벡터의 각각의 추정된 심볼 벡터는 복수의 송신 디바이스(108) 중 상응하는 송신 디바이스의 정보를 갖는다. 각각의 추정된 심볼 벡터는 복수의 송신 디바이스(108)의 각 송신 디바이스와 연관된 정보를 획득하기 위해 분리된다. 달리 말하면, 수신 디바이스(104)는 
개의 활성 송신기를 추정하고, 
에 대하여 
의 추정치를 제공한다. 그 후, 각각의 
를 입력으로 사용하여(예컨대, 수신 디바이스(104)의 각각의 디코더에서), 상응하는 디코딩된 메시지(
)가 출력된다. 이러한 방식으로, 복수의 디코딩된 메시지가 동시에 획득된다.
통상적으로, 채널 상태 정보는 복수의 심볼 벡터의 추정 시에 수신 디바이스(104)에 알려지지 않는다. 채널 상태 정보는 송신 디바이스로부터 수신 디바이스로의 무선 주파수 신호의 전파, 예를 들어 산란, 페이딩 및/또는 거리에 따른 전력 변동(송신된 무선 주파수 신호와 연관됨)에 기초한 통신 네트워크(106)의 채널 속성(즉, 전파 채널 링크)을 의미한다.
일 구현으로서, 수신 디바이스(104)는 제2 수신 신호(즉, 수신 벡터 
)를 처리하기 위해 제1 유형의 디코딩을 실행하여 복수의 심볼 벡터를 추정하고 복수의 디코딩된 메시지를 획득하도록 더 구성된다. 제1 유형의 디코딩을 하드 디맵핑이라고도 하고, 예를 들어 도 4c 및 도 4d에서 상세하게 설명된다. 다른 구현으로서, 수신 디바이스(104)는 제2 수신 신호(즉, 수신 벡터 
)를 처리하기 위해 제2 유형의 디코딩을 실행하여 복수의 심볼 벡터를 추정하고 복수의 디코딩된 메시지를 획득하도록 더 구성된다. 제2 유형의 디코딩을 소프트 디맵핑이라고도 하고, 예를 들어 도 4e에서 상세하게 설명된다.
도 2a는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스의 다양한 예시적인 구성요소들을 예시하는 블록도이다. 도 2a는 도 1a 및 도 1b의 요소들과 관련하여 설명된다. 도 2a를 참조하면, 송신 디바이스(102)의 블록도(200A)가 도시되어 있다. 송신 디바이스(102)는 제어 회로(202), 메모리(204) 및 안테나(206)를 포함한다. 송신 디바이스(102)는 인코더(208), 맵퍼 회로(210), 및 변조 및 자원 맵퍼 회로(212)를 더 포함한다. 일 구현으로서, 인코더(208), 맵퍼 회로(210), 및 변조 및 자원 맵퍼 회로(212)는 제어 회로(202)의 일부일 수 있다. 다른 구현으로서, 인코더(208), 맵퍼 회로(210), 및 변조 및 자원 맵퍼 회로(212) 각각은 별개의 회로 또는 모듈이다(그리고 제어 회로(202)의 일부가 아닐 수 있음). 인코더(208), 맵퍼 회로(210), 및 변조 및 자원 맵퍼 회로(212)는 메모리(204) 및 안테나(206)에 통신 가능하게 결합된다. 이 실시예에서, 송신 디바이스(102)는 안테나(206)와 같은 단일 안테나를 포함한다. 그러나, 일부 실시예에서, 송신 디바이스(102)는 잠재적으로 다수의 안테나를 포함한다(다수의 안테나 시나리오는, 예를 들어 도 4e에서 상세하게 더 설명됨).
일 구현으로서, 제어 회로(202)는 메모리(204)에 저장된 명령어를 실행하도록 구성된다. 제어 회로(202)는 집적 회로, 코프로세서, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 복합 명령 집합 컴퓨팅(CISC) 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC) 프로세서, 축소 명령 집합(RISC) 프로세서, 훨씬 긴 명령어(VLIW) 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 상태 기계, 데이터 처리 유닛 및 기타 프로세서 또는 회로를 예로서 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 제어 회로(202)는 하나 이상의 개별 프로세서, 처리 디바이스, 기계의 일부인 처리 유닛을 의미할 수 있다.
메모리(204)는 제어 회로(202)(예컨대, 프로세서)에 의해 실행 가능한 기계 코드 및/또는 명령어를 저장하도록 구성된 적절한 로직, 회로, 및/또는 인터페이스를 포함할 수 있다. 메모리(204)는 변조 및 자원 맵퍼 회로(212)에 의해 처리(후처리)되는 하나 이상의 구성된 심볼 벡터를 일시적으로 저장한다. 메모리(204)의 구현예는 전기적 소거 및 프로그램 가능 리드 온리 메모리(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)(EEPROM), 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory)(RAM), 리드 온리 메모리(Read Only Memory)(ROM), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)(HDD), 플래시 메모리, 보안 디지털(Secure Digital)(SD) 카드, 솔리드 스테이트 드라이브(Solid-State Drive)(SSD), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 및/또는 CPU 캐시 메모리를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 메모리(204)는 송신 디바이스(102)를 동작시키기 위한 운영 체제 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품을 저장할 수 있다. 비일시적 메모리를 제공하기 위한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 전자 저장 디바이스, 자기 저장 디바이스, 광학 저장 디바이스, 전자기 저장 디바이스, 반도체 저장 디바이스, 또는 이들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
안테나(206)는 하나 이상의 구성된 심볼 벡터를 무선 주파수 신호를 통해 수신 디바이스(104)에 송신하도록 구성된다. 하나 이상의 구성된 심볼 벡터는 무선 주파수 신호에서 변조된 심볼을 나타낸다. 안테나(206)는 무선 주파수 트랜시버, 네트워크 인터페이스, 텔레매틱스 유닛, 또는 IoT 디바이스, IoT 제어기, 사용자 장비, 중계기, 기지국 또는 기타 휴대용 또는 비휴대용 통신 디바이스에서 사용하기에 적합한 임의의 안테나를 예로서 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 안테나(206)는 다양한 무선 통신 프로토콜을 사용하여 무선으로 통신할 수 있다.
인코더(208)는 이진 인코더이다. 인코더(208)는 비트 시퀀스(예컨대, B 비트)를 갖는 입력 메시지를 취득하고 채널 코드의 적용에 의해 코딩된 비트 시퀀스(Bcoded 비트)를 생성하도록 구성된 적절한 로직, 회로 및/또는 인터페이스를 포함한다. 채널 코드가 비트 시퀀스에 적용되지 않는 경우, Bcoded 비트는 B 비트와 동일하다.
맵퍼 회로(210)는 크로네커 구조와 같은 텐서 구조를 갖는 심볼 벡터를 구성하도록 구성되는 적절한 로직, 회로 및/또는 인터페이스를 포함한다. 심볼 벡터는 복수의 벡터 중 적어도 하나의 크로네커 곱(또는 복수의 크로네커 곱)에 기초하여 구성된다. 일 구현으로서, 맵퍼 회로(210)는 수신 디바이스(104)로의 송신을 위해 무선 주파수 신호에서 변조된 복수의 심볼 벡터를 구성하도록 구성된다. 맵퍼 회로(210)는 크로네커 구조와 같은 텐서 구조에 기초하여 동작하는 성상도 맵퍼이고, 구성된 심볼 벡터는 성상도(예컨대, 고정 크기의 성상도)에 대응하며, 복수의 벡터는 복수의 하위-성상도에 대응한다. 신호 구성(즉, 파형 설계)을 위해 크로네커 구조를 사용하면, 수신기측(즉, 수신 디바이스(104))에서 수신 신호의 신뢰할 수 있는 사용자 분리 특성이 제공되기 때문에 유리하다. 예를 들어, 대규모 IoT 통신 시나리오에서는, 각각의 송신 디바이스(예컨대, IoT 디바이스)의 서로 다른 사용자 데이터가 분리 및 복구될 수 있어 디코딩 오류 확률이 현저하게 감소하고, 통신 시스템에 의해 지원되는 사용자의 수가 종래의 시스템과 비교하여 현저하게 증가된다. 예를 들어, 크로네커 구조를 갖는 심볼 벡터(즉, 하나 이상의 크로네커 곱을 사용하여 구성되는 심볼 벡터)가 신호 구성에 사용되는 경우, 500 명 이상의 사용자(즉, 통신 디바이스)가 통신 시스템(예컨대, 시스템(100A 또는 100B))에 의해 지원됨을 알 수 있고, 이로써 채널 활용 측면에서 효율이 현저하게 증가되는 동시에 디코딩 오류 확률이 감소된다. 일 구현으로서, 맵퍼 회로(210)는 잠재적으로 변조 및 자원 맵퍼 회로(212)의 동작도 실행한다.
변조 및 자원 맵퍼 회로(212)는 구성된 심볼 벡터에 대한 후처리 동작을 실행하도록 구성되는 적절한 로직, 회로 및/또는 인터페이스를 포함한다. 예를 들어, 변조 및 자원 맵퍼 회로(212)는 디지털 도메인에서 아날로그 도메인으로의 변환과 함께 구성된 심볼 벡터의 채널 사용 맵핑을 실행한 다음, 안테나(206)에 의한 송신을 준비하기 위해 변조를 수행하도록 구성된다.
도 2b는 본 개시물의 실시예에 따른, 송신 디바이스에서의 입력 메시지의 처리 파이프라인을 예시하는 블록도이다. 도 2b는 도 1a, 도 1b 및 도 2a의 요소와 관련하여 설명된다. 도 2b를 참조하면, 처리 파이프라인(200B)이 도시되어 있다. 처리 파이프라인(200B)에서, 심볼 벡터(216)(Sk로도 표현됨)를 생성하도록 처리되는 입력 메시지(214)가 도시되어 있다. 변조기(212A), 디지털-아날로그 변환기(DAC)(212B), 채널 사용 맵퍼(212C), 안테나(206), 인코더(208) 및 맵퍼 회로(210)가 더 도시되어 있다. 일 구현으로서, 변조기(212A), DAC(212B) 및 채널 사용 맵퍼(212C)는 변조 및 자원 맵퍼 회로(212)(도 2a)의 일부이다.
처리 파이프라인(200B)에서, 인코더(208)(즉, 이진 인코더)는 비트 시퀀스를 갖는 입력 메시지(214)를 취득하도록 구성된다. 인코더(208)는 비트 시퀀스로부터 복수의 블록을 형성하도록 더 구성된다. 인코더(208)는 복수의 블록에 대한 복수의 벡터를 결정하도록 더 구성된다. 맵퍼 회로(210)는 복수의 벡터의 적어도 하나의 크로네커 곱에 기초하여 심볼 벡터(216)(Sk)를 구성하고, 구성된 심볼 벡터(216)를 구성된 심볼 벡터(216)의 후처리를 위해 채널 사용 맵퍼(212C)에 제공하도록 구성된다.
채널 사용 맵퍼(212C)는 맵퍼 회로(210)로부터 심볼 벡터(216)(Sk)를 수신하도록 구성된다. 채널 사용 맵퍼(212C)는 2 가지 이상의 모드를 갖는 심볼 벡터(216)의 텐서 구조의 각각의 요소와 채널 사용 맵핑을 위한 상응하는 신호 주파수 사이의 일대일 대응을 결정하도록 더 구성된다. 복수의 벡터 각각의 벡터 크기의 곱은 채널 사용의 수와 같다. 예를 들어, 심볼 벡터(216)를 구성하는 복수의 벡터 중 제1 벡터, 제2 벡터 및 제3 벡터는 제각기 3, 2 및 2의 벡터 크기를 가질 수 있다. 따라서, 이 경우, 채널 사용의 수는 12(즉, 3*2*2=12)이다. 또한, 이 경우, 심볼 벡터(216)는 차원 T(예컨대, T=12;)를 가지며, 이는 채널 사용의 수를 또한 나타낸다.
DAC(212B)는 심볼 벡터(216)를 디지털 도메인에서 아날로그 도메인으로 변환하도록 구성된다. 달리 말해서, 2 가지 이상의 모드를 갖는 심볼 벡터(216)의 텐서 구조의 각각의 요소와 채널 사용 맵핑을 위한 상응하는 신호 주파수 사이의 일대일 대응(즉, 선형 또는 일대일 맵핑)이 실행되기 때문에, DAC(212B)는 이러한 상응하는 신호 주파수를 아날로그 도메인으로 변환하도록 구성된다.
변조기(212A)는 무선 주파수 신호에서 심볼 벡터(216)를 변조하도록 구성된 적절한 로직, 회로 및/또는 인터페이스를 포함한다. 심볼 벡터(216)는, 예를 들어 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 변조를 사용하여 시간-주파수 그리드에서 맵핑된다. 다시 말해서, 변환된 상응하는 신호 주파수(심볼 벡터(216)를 나타냄)는 안테나(206)에 의해 수신기(예를 들면, 수신 디바이스(104)(도 1a 또는 도 1b))에 송신되는 무선 주파수 신호를 생성하기 위해 반송파에서 변조된다.
도 2c는 본 개시물의 실시예에 따른, 주어진 벡터 크기에 대한 벡터화 및 텐서화 동작 사이의 관계의 예시이다. 도 2b는 도 1a, 도 1b 및 도 2a의 요소와 관련하여 설명된다. 도 2b를 참조하면, 처리 파이프라인(200C)이 도시되어 있다.
동작(218)에서, 벡터화(연산자 
로 표시됨)가 실행되고, 텐서 구조에서의 복수의 숫자(또는 요소)는 미리 정의된 순서로 벡터 형식으로 벡터화 및 저장된다. 이 예에서, 벡터는 8 개의 요소가 미리 정의된 순서로 배열된 열 벡터이다(즉, 크기 T=8인 벡터).
동작(220)에서, 텐서화(역 연산자 
로 표시됨)가 실행되고, 벡터에서의 복수의 요소(또는 숫자)는 텐서 구조에 저장된다. 이 예에서, 크기가 2×2×2인 텐서(즉, 
=3; 및 
=
=
=2)가 도시된다.
맵퍼 회로(210)는 복수의 벡터의 적어도 하나의 크로네커 곱에 기초하여 심볼 벡터(216)(도 2b에 도시됨)를 구성하도록 구성된다. 크로네커 곱을 사용하면 심볼 벡터(216)가 명확하고 고정된 텐서 구조, 특히 크로네커 구조를 갖게 되기 때문에 유리하다. 텐서 구조는 
가지의 모드를 갖는다(실수 또는 복소수의 
-차원 어레이로 해석될 수 있으며; 이 경우 
=3임). 실수 또는 복소수의 
-차원 어레이는 각각의 차원 
(차수가 
이고 크기가 
인 텐서로 표시될 수 있음)로 이루어진다. 텐서 구조에 포함되는 
수는 (도시된 바와 같이, 벡터화(
)에 의해) 
크기의 벡터에 순차적으로(미리 정의된 순서로) 저장될 수도 있다. 따라서, 이 대응을 사용하여, 요소들의 요소별 합에 기인하는 텐서 구조에 대응하는 동일한 크기의 2 개(또는 그 이상)의 텐서에 대한 합 연산을 정의할 수 있다. 텐서 구조에 대한 합 연산은 각각의 벡터화된 텐서들의 고전적 벡터 합에 대응한다. 예를 들어, T 차원의 2 개의 벡터 
의 경우, 2 개의 벡터의 텐서 구조의 합은 벡터화된 요소들의 합의 텐서 구조와 같으며, 즉, 
이다. 또한, 텐서 대수로부터의 유용한 결과는, 얼밀하게 2보다 큰 차수의 텐서들을 랭크-1 컴포넌트들로 분해하는 것(예컨대, 폴리아딕 분해를 사용)이 종종 본질적으로 고유하다는 점이다(이는 (차수 2의 텐서들인) 행렬에 대한 경우는 아님). 일례로, 폴리아딕 분해는, 예를 들어 병렬 인자 분석(Parallel Factor Analysis)(PARAFAC) 알고리즘을 사용하여 계산된다. 통신 시스템(예컨대, 시스템(100A 또는 100B))의 맥락에서, 
(여기서 
는 식 3의 수신 벡터 
를 의미함)의 폴리아딕 분해의 고유성은 수신 신호(즉, 수신 벡터 y)를 그 단일 사용자 컴포넌트로 분리하는 것과 동일하고, 즉, 인덱스 1,…,K에 대한 순열 및 복소 인자에 의한 승산까지, 합 
(아래에 주어진 식 3 또는 식 4 참조)의 모든 요소를 복구하는 것이 가능하다. 이 사용자 분리 특성이 활용되며, 신호 구성에 크로네커 구조를 사용하는 이유이다. 달리 말하면, 크로네커 곱을 사용하면 구성된 심볼 벡터에 크로네커 구조가 제공되고, 이는 파형 설계에 유용하게 사용된다. 일반적으로, 
는 잠재적으로 
크기의 랭크-K 텐서인데, 이는 각각이 단일 사용자(즉, 단일 송신 디바이스)로부터 수신되는 신호에 대응하는 K 개의 랭크-1 텐서의 합 
이기 때문이다. 일례로, 노이즈가 없는 경우(w=0)를 고려하면, 수신 신호 
는 잠재적으로 다음 식(식 4)으로 표현된다.
일 실시예에 따르면, 유리하게는, 무선 주파수 신호에서 심볼 벡터(216)를 변조하기 위해 
가지의 모드(2 가지 이상의 모드)를 갖는 심볼 벡터(216)의 텐서 구조의 각각의 요소와 상응하는 단일 주파수 사이의 일대일 대응이 무선 주파수 신호의 파형 설계를 단순화한다.
도 3a는 본 개시물의 일 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스에서 채널 코딩 없이 예시적인 입력 메시지를 처리하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이다. 도 3a는 도 1a, 도 1b 및 도 2a 내지 2c의 요소와 관련하여 설명된다. 도 3a를 참조하면, 입력 메시지가 랜덤 액세스 통신을 위해 송신 디바이스(102)에서 채널 코딩 없이 처리되는 예시적인 시나리오(300A)가 도시되어 있다.
예시적인 시나리오(300A)에 따르면, 동작(302)에서, 송신 디바이스(102)의 인코더(208)는 7 비트(즉, mk=1000110; B = 7 비트)의 시퀀스를 갖는 입력 메시지(mk)를 취득하도록 구성되고, 메시지(mk)의 
는 k번째 송신 디바이스(예컨대, 송신 디바이스(102))를 의미한다.
동작(304)에서, 인코더(208)는 입력 메시지(mk)의 7 비트의 시퀀스를 분할함으로써 복수의 블록(즉, mk,1, …, mk,d, 여기서 d는 임의의 수임)을 형성하도록 더 구성된다. 이 예시적인 시나리오에서, 제1 블록(mk,1로 표현됨)은 입력 메시지(mk)의 7 비트의 시퀀스 중 처음 3 비트(즉, mk,1=100; B1=3 비트)의 서브시퀀스를 갖는다. 유사하게, d 번째 블록(mk,d로 표현됨)은 입력 메시지(mk)의 7 비트의 시퀀스 중 마지막 2 비트(즉, mk,d=10; Bd=2 비트)의 서브시퀀스를 갖는다. 복수의 블록(mk,1, …,mk,d) 각각에 대응하는 서브시퀀스의 비트 수(즉, B1, …, Bd)의 합은 입력 메시지(mk)의 B 비트의 수와 같다(즉, 
).
동작(306)에서, 인코더(208)는 복수의 블록(mk,1, …,mk,d)에 대한 복수의 벡터(즉, 
)를 결정하도록 더 구성된다. 복수의 벡터(
) 중 제1 벡터(
로 표현됨)는 제1 블록(mk,1)에 대응하며, 제1 벡터(
)의 
는 k번째 송신 디바이스(예컨대, 송신 디바이스(102))를 의미한다. 유사하게, d 번째 벡터(
로 표현됨)는 d 번째 블록(mk,d)에 대응한다. 복수의 블록(
)은 복수의 하위-성상도(즉, 
,...,
)에 대응한다. 일례로, 인코더(208)는 그라스만 성상도 구조를 기반으로 복수의 하위-성상도(
,…
)를 결정한다.
동작(308)에서, 송신 디바이스(102)의 맵퍼 회로(210)는 복수의 벡터의 크로네커 곱(즉, 
)에 기초하여 심볼 벡터(즉, 
)를 구성하도록 구성된다. 복수의 하위-성상도(즉, 
,…
)가 고정된 성상도(즉, 성상도에 대응하는 심볼 벡터(
))에 맵핑되기 때문에, 심볼 벡터(
)의 구성도 성상도 맵핑을 참조한다.
도 3b는 본 개시물의 다른 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위해 송신 디바이스에서 채널 코딩으로 예시적인 입력 메시지를 처리하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이다. 도 3b는 도 1a, 도 1b 및 도 2a 내지 2c의 요소와 관련하여 설명된다. 도 3b를 참조하면, 랜덤 액세스 통신을 위해 송신 디바이스(102)에서 채널 코딩으로 예시적인 입력 메시지를 처리하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오(300B)가 도시되어 있다.
예시적인 시나리오(300B)에 따르면, 동작(310)에서, 송신 디바이스(102)의 인코더(208)는 7 비트(즉, mk=1000110; B = 7 비트)의 시퀀스를 갖는 입력 메시지(mk)를 취득하도록 구성되고, 입력 메시지(mk)의 
는 k번째 송신 디바이스(즉, 송신 디바이스(102))를 의미한다.
동작(312)에서, 인코더(208)는 코딩된 비트 시퀀스(즉, mk'=C(mk)= 00110101011(Bcoded= 11 비트))를 획득하기 위해 비트 시퀀스에 중복성을 추가하는 채널 코드(예컨대, 채널 코드 C)를 사용하여 비트 시퀀스를 인코딩하도록 더 구성된다.
동작(314)에서, 인코더(208)는 코딩된 비트 시퀀스로부터 복수의 블록(즉, 
, 여기서 d는 임의의 수임)을 형성하도록 더 구성된다. 이 예시적인 시나리오에서, 코딩된 11 비트(즉, mk'=C(mk)= 00110101011; Bcoded= 11 비트)의 시퀀스가 d 개의 블록으로 분할된다. 제1 블록(
로 표현됨)은 코딩된 11 비트의 시퀀스 중 처음 3 비트(즉, 
=001; B1=3 비트)의 서브시퀀스를 갖는다. 유사하게, d 번째 블록(
로 표현됨)은 코딩된 11 비트의 시퀀스 중 마지막 2 비트(즉, 
=11; Bd=2 비트)의 서브시퀀스를 갖는다. 복수의 블록(즉, 
) 각각에 대응하는 서브시퀀스(즉, B1, …, Bd)의 비트 수의 합은 Bcoded 비트의 수와 같으며, 즉, 
이다.
동작(316)에서, 인코더(208)는 복수의 블록(
)에 대한 복수의 벡터(즉, 
)를 결정하도록 더 구성된다. 복수의 벡터(
) 중 제1 벡터(
로 표현됨)는 제1 블록(
)에 대응하며, 제1 벡터(
)의 
는 k번째 송신 디바이스(즉, 송신 디바이스(102))를 의미한다. 유사하게, d 번째 벡터(
로 표현됨)는 d 번째 블록(
)에 대응한다. 복수의 블록(
)은 복수의 하위-성상도(즉, 
,...,
)에 대응한다.
동작(318)에서, 송신 디바이스(102)의 맵퍼 회로(210)는 복수의 벡터의 크로네커 곱(즉, 
)에 기초하여 심볼 벡터(즉, 
)를 구성하도록 구성된다. 심볼 벡터(
)의 구성도 성상도 맵핑을 참조한다. 성상도(
)는 
요소와 동일한 수의 요소를 갖는다.
도 4a는 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스의 다양한 예시적인 구성요소들을 예시하는 블록도이다. 도 4a는 도 1a, 도 1b, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a 및 도 3b의 요소와 관련하여 설명된다. 도 4a를 참조하면, 수신 디바이스(104)의 블록도(400A)가 도시되어 있다. 수신 디바이스(104)는 적어도 하나의 안테나(402), 제어 회로(404) 및 메모리(406)를 포함한다. 수신 디바이스(104)는 전처리 회로(408), 등화기 회로(410) 및 복수의 디코더(412)를 더 포함한다. 일 구현으로서, 전처리 회로(408), 등화기 회로(410) 및 복수의 디코더(412)는 제어 회로(404)의 일부일 수 있다. 다른 구현으로서, 전처리 회로(408), 등화기 회로(410) 및 복수의 디코더(412) 각각은 별개의 회로 또는 모듈이다(그리고 제어 회로(404)의 일부가 아닐 수 있음). 전처리 회로(408), 등화기 회로(410) 및 복수의 디코더(412)는 메모리(406) 및 안테나(402)에 통신 가능하게 결합된다. 수신 디바이스(104)는 안테나(402)와 같은 적어도 하나의 안테나(또는 1, 2, 3..., M 개의 안테나)를 포함한다.
적어도 하나의 안테나(402)는 복수의 송신 디바이스(108)로부터 복수의 무선 주파수 신호를 동시에 수신하도록 구성된다. 유리하게는, 수신 디바이스(104)에서 수신 안테나의 수는 잠재적으로 송신 신호의 수보다 더 적다. 안테나(402)의 구현예들은 안테나(206)(도 2a)의 구현예와 유사하다.
일 구현으로서, 제어 회로(404)는 디지털 도메인에서 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 복수의 심볼 벡터를 추정하고, 복수의 심볼 벡터를 분리하도록 구성된다. 제어 회로(404)는 메모리(406)에 저장된 명령어를 실행하도록 구성된다. 제어 회로(404)의 구현예들은 제어 회로(202)(도 2a)의 구현예와 유사하다. 유사하게, 메모리(406)의 구현예들은 도 2a의 메모리(204)의 구현예와 유사하다.
전처리 회로(408)는 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 디지털 도메인에서 출력 신호(예컨대, 수신 벡터 y)를 생성하기 위해 전처리 동작을 실행하도록 구성된다. 전처리 회로(408)는 수신된 복수의 무선 주파수 신호 각각의 복조, 복조된 신호를 아날로그 도메인에서 디지털 도메인으로 변환, 이어서 전처리 회로(408)의 출력 신호인 제2 수신 신호(즉, 식 3을 사용한 수신 신호 y)를 생성하도록 벡터화 동작을 사용하여 나중에 벡터화되는 제1 수신 신호(즉, 행렬 Y)를 생성하기 위해 심볼 동기화 및 슬라이싱이 수행되는 자원 디맵핑과 같은 전처리 동작을 실행한다.
등화기 회로(410)는 복수의 심볼 벡터가 추정될 때 채널 상태 정보가 알려지지 않은 비-코히어런트 등화기이다. 등화기 회로(410)를 다중 사용자 분리기 또는 다중 사용자 비-코히어런트 등화기라고도 한다. 등화기 회로(410)는 전처리 회로(408)로부터 수신된 출력 신호로부터 복수의 심볼 벡터를 추정하도록 구성된다.
일 구현으로서, 등화기 회로(410)가 활성 송신 디바이스의 수를 추정하기 위해 복수의 디코딩된 메시지의 최대의 가능한 수를 나타내는 제1 파라미터를 이용하도록 구성된 제1 유형의 디코딩을 실행하도록 등화기 회로(410)가 더 구성된다. 활성 송신 디바이스의 수(즉, 
)가 수신 디바이스(104)에 알려지지 않은 경우, 수신 디바이스(104)는 제1 파라미터(즉, 
)를 이용해서 출력 신호(즉, 수신 벡터 
)에 기초하여 디코딩된 메시지의 최대 수를 나타낸다. 제1 파라미터(즉, 
)는 활성인 송신 디바이스의 수(즉, 
)에 대한 보수적 상한으로 선택된다. 제1 파라미터는 활성의 송신 디바이스의 수 이상인 것으로 가정된다(즉, 
). 등화기 회로(410)는 최대 우도 디코딩 또는 표준 폴리아딕 분해에 기초하여 제1 유형의 디코딩을 실행하도록 더 구성된다. 고차 텐서의 표준 폴리아딕 분해는 최소 개수의 랭크-1 텐서에서의 분해이다. 등화기 회로(410)는 전력 임계치를 나타내는 제2 파라미터를 이용하도록 더 구성되며, 전력 임계치는 추정된 복수의 심볼 벡터의 서브세트를 폐기하는 데 사용된다. 제1 유형의 디코딩과 관련된 등화기 회로(410)의 동작은, 예를 들어 도 4c 및 도 4d에서 더욱 상세하게 설명된다. 다른 구현으로서, 등화기 회로(410)가 추정된 복수의 심볼 벡터의 총 수의 사전 정보에 기초하여 복수의 심볼 벡터의 각각의 심볼 벡터의 사후 분포를 계산하도록 구성되는 제2 유형의 디코딩을 실행하도록 등화기 회로(410)가 구성된다. 제2 유형의 디코딩과 관련된 등화기 회로(410)의 동작은, 예를 들어 도 4e에서 더욱 상세하게 설명된다.
복수의 디코더(412) 각각은 단일 사용자 디코더이고, 이는 추정된 복수의 심볼 벡터 중 적어도 하나의 분리된 심볼 벡터를 디코딩하도록 구성된다. 복수의 디코딩된 메시지의 각각의 디코딩된 메시지는 복수의 송신 디바이스(108) 중 상응하는 송신 디바이스와 연관된 데이터에 대응하는 비트 시퀀스를 갖는다.
일 구현으로서, 복수의 디코더(412) 중 적어도 하나의 디코더는 복수의 부분 메시지를 획득하기 위해 제1 분리된 심볼 벡터와 연관된 복수의 벡터의 각각의 벡터의 디맵핑을 실행하도록 더 구성된다. 일례로, 복수의 벡터(예컨대, 
)는 복수의 송신 디바이스(108) 중 하나의 송신 디바이스에 의해 형성되는 복수의 벡터(즉, 
)에 대응한다. 추정된 부분 메시지(예컨대, 
)는 복수의 송신 디바이스(108) 중 하나의 송신 디바이스에 의해 형성되는 블록(즉, 
)에 대응한다. 유사하게, 복수의 부분 메시지(예컨대, 
)는 복수의 송신 디바이스(108) 중 하나의 송신 디바이스에 의해 형성되는 복수의 블록(즉, 
)에 대응한다. 복수의 디코더(412) 중 적어도 하나의 디코더는 비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 복수의 부분 메시지를 연결하도록 더 구성된다. 상기의 예에 계속하여, 디코딩된 메시지(즉, 
)는 복수의 송신 디바이스(즉, 108) 중 하나의 송신 디바이스의 입력 메시지(즉, 
)에 대응한다. 디코딩된 메시지(즉, 
)는 입력 메시지(즉, 
, 송신된 메시지)의 비트 길이(즉, B 비트)와 동일한 비트 길이(즉, B 비트)를 갖는다.
다른 구현으로서, 복수의 디코더(412) 중 적어도 하나의 디코더는 코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 복수의 부분 메시지를 연결하도록 더 구성된다. 이러한 구현에서, 복수의 디코더(412) 중 적어도 하나의 디코더는 비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 코딩된 비트 시퀀스로부터 중복성을 제거하는 역 채널 코드를 사용하여 코딩된 비트 시퀀스를 디코딩하도록 더 구성된다. 복수의 송신 디바이스(108) 중 하나가 채널 코드를 사용하는 경우, 수신 디바이스(104)에서 획득된 복수의 부분 메시지는 
로 표시된다. 부분 메시지(예컨대, 
)는 복수의 송신 디바이스(108) 중 하나의 송신 디바이스의 코딩된 입력 메시지(즉, 
)의 일부에 대응한다. 제1 유형의 디코딩과 관련된 복수의 디코더(412)의 동작은, 예를 들어 도 4c 및 도 4d에서 더욱 상세하게 설명된다. 또한, 제2 유형의 디코딩과 관련된 복수의 디코더(412)의 동작은, 예를 들어 도 4e에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 4b는 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스에서의 전처리 동작들의 예시이다. 도 4b는 도 1a, 도 1b, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a, 도 3b 및 도 4a의 요소와 관련하여 설명된다. 도 4b를 참조하면, 복수의 안테나(예컨대, 안테나(414A, 414B, 414C,…414M)), 복수의 복조기(예컨대, 복조기(416A, 416B, 416C,…416M), 복수의 아날로그-디지털 변환기(예컨대, ADC(418A, 418B, 418C,…418M)), 심볼 동기화 및 슬라이싱 회로(420), 행렬 Y(422), 및 수신 벡터 y(424)를 포함하는 블록도(400B)가 도시되어 있다. 일 구현으로서, 복수의 안테나, 복수의 복조기, 복수의 ADC 및 심볼 동기화 및 슬라이싱 회로(420)는 전처리 회로(408)의 일부이다.
수신 디바이스(104)의 안테나(414A, 414B, 414C, …414M) 중 적어도 하나의 안테나는 복수의 송신 디바이스(108)에 의해 송신되는 복수의 무선 주파수 신호(아날로그 도메인에서)를 동시에 수신하도록 구성된다. 복조기(416A, 416B, 416C, …416M) 각각은 복수의 수신된 무선 주파수 신호 중 적어도 하나의 수신된 무선 주파수 신호를 복조하도록 구성된다. 일례로, 복조기(416A, 416B, 416C, …416M) 각각은 고속 푸리에 변환(FFT) 동작을 사용하여 상응하는 무선 주파수 신호를 복조하는 OFDM 복조기일 수 있다. ADC(418A, 418B, 418C, …418M) 각각은 복수의 수신된 무선 주파수 신호의 상응하는 복조된 무선 주파수 신호를 아날로그 도메인에서 디지털 도메인으로 변환하도록 구성된다.
심볼 동기화 및 슬라이싱 회로(420)는 제1 수신 신호(즉, 행렬 Y(422))를 생성하기 위해 심볼 동기화 및 슬라이싱이 수행되는 자원 디맵핑을 실행하도록 구성된다. (도 1b의) 식 (3)을 사용하여 도출되는 제1 수신 신호(즉, 행렬 Y(422))는 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 집합적(또는 통합된) 정보를 나타내는 행렬 데이터 구조를 갖는다. 일 구현으로서, 심볼 동기화 및 슬라이싱 회로(420)는 수신 디바이스(104)의 시간-주파수 그리드에서 동기화를 유지하도록 구성된다. 송신된 심볼과 수신 디바이스(104)의 시간 및 주파수의 동기화는 제2 수신 신호(즉, 수신 벡터 
(424))의 모든 요소를 출력하기 위해 (예컨대, 시간-주파수 그리드에서) T 채널 사용을 슬라이싱하도록 실행된다. 다른 구현으로서, 심볼 동기화 및 슬라이싱 회로(420)는 엔알(New Radio)(NR) 표준의 시간-주파수 그리드에서 채널 사용을 슬라이싱하도록 구성된다. 이후, 행렬 Y(422)는 식 3(도 1b)을 사용하여 제2 수신 신호(즉, 수신 벡터 y(424))를 획득하기 위해 (벡터화를 사용하여) 벡터화된다.
도 4c는 본 개시물의 실시예에 따른, 제1 유형의 디코딩을 사용하는 도 4b의 전처리 동작 후의 수신 디바이스에서의 처리 파이프라인의 예시이다. 도 4c는 도 1a, 도 1b, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b의 요소와 관련하여 설명된다. 도 4c를 참조하면, 제1 유형의 디코딩(예컨대, 하드 디맵핑)을 위한 처리 파이프라인(400C)이 도시되어 있다. 복수의 디코더(예컨대, 디코더(426A, 426B, …426K)) 및 복수의 디코딩된 메시지(428A, 428B, …428K)(예컨대, 추정된 비트라고도 표현됨)가 더 도시되어 있다.
등화기 회로(410)는 수신 벡터 y(424)로부터 복수의 심볼 벡터(즉, 
,
)를 추정하고, 복수의 심볼 벡터를 분리하도록 구성된다. 등화기 회로(410)에서의 수신 벡터 y(424)는 다음 식으로 표현된다.
여기서, 
이다.
등화기 회로(410)는 복수의 심볼 벡터가 추정될 때 채널 상태 정보(CSI)가 알려지지 않은 비-코히어런트 등화기이다. 등화기 회로(410)가 활성 송신기의 수를 추정하기 위해 복수의 디코딩된 메시지의 최대의 가능한 수를 나타내는 제1 파라미터 
를 이용하도록 구성된 제1 유형의 디코딩을 실행하도록 등화기 회로(410)가 구성된다. 등화기 회로(410)는 최대 우도 디코딩 또는 표준 폴리아딕 분해에 기초하여 제1 유형의 디코딩을 실행하도록 구성되며, 이는, 예를 들어 도 4d에서 상세하게 설명된다.
디코더(426A, 426B, …426K) 각각은 복수의 디코딩된 메시지(428A, 428B, …428K)(예컨대, 추정된 비트 또는 추정된 메시지(
,…
)라고도 표현됨)를 획득하기 위해 추정된 복수의 심볼 벡터(
,
) 중 하나의 분리된 심볼 벡터(
)를 디코딩하도록 구성된 단일 사용자 디코더를 의미한다. 예를 들어, 디코딩된 메시지(428A)는 복수의 송신 디바이스(108) 중 상응하는 송신 디바이스와 연관된 데이터에 대응하는 추정된 비트 시퀀스(예컨대, 
)를 갖는다. 유사하게, K 번째 디코딩된 메시지(428K)(
)는 복수의 송신 디바이스(108) 중 K 번째 송신 디바이스(108K)와 연관된 데이터에 대응하는 추정된 비트 시퀀스(예컨대, 
)를 갖는다.
도 4d는 본 개시물의 실시예에 따른, 수신 디바이스의 등화기 회로에서의 예시적인 제1 유형의 디코딩 동작(400D)의 예시이다. 도 4d는 도 1a, 도 1b, 도 2c 및 도 4c의 요소와 관련하여 설명된다. 도 4d를 참조하면, 동작(430 및 432), 제1 파라미터(434), 제2 파라미터(436) 및 수신 벡터 y(424)가 도시되어 있다.
동작(430)에서, 수신 디바이스(104)의 등화기 회로(410)는 수신 벡터 y(424)에 대한 제1 유형의 디코딩을 실행하도록 구성된다. 제1 유형의 디코딩은 최대 우도 디코딩 또는 표준 폴리아딕 분해에 기초하여 실행된다. 등화기 회로(410)는 수신 벡터 y(424)로부터 복수의 심볼 벡터(
,
)를 추정하도록 구성된다. 복수의 심볼 벡터(
,
)는 복수의 송신된 심볼 벡터(
)에 대응한다. 복수의 송신 디바이스의 신원(즉, k 개의 인덱스)이 등화기 회로에 의해 알려져 있지 않으므로, 복수의 디코딩된 메시지는 인덱스(즉, 1, …K)의 순열까지 디코딩된다. 등화기 회로(410)는 활성 송신 디바이스의 수를 추정하기 위해 복수의 디코딩된 메시지의 최대의 가능한 수를 나타내는 제1 파라미터(434)(즉, 
)를 이용하도록 더 구성된다. 제1 파라미터(434)(
)는 활성 송신 디바이스의 추정된 수에 대한 보수적 상한으로 선택된다. 따라서, 제1 파라미터(434)(
)는 잠재적으로 송신 디바이스의 수 이상이다(즉, 
).
동작(430)에서, 최대 우도 디코딩이 선택된 경우, 성상도에 대한 전역 탐색 및 k=1,…
에 대한 
의 선형 추정이 수행된다. 최대 우도 디코딩은 최적화 식 (6)의 해법을 제공한다. 최적화는 이산 도메인 
에서 수행된다.
동작(432)에서, 선택적으로 전력 임계화가 실행된다. 등화기 회로(410)는 전력 임계치를 나타내는 제2 파라미터(436)(즉, 
)를 이용하도록 더 구성되며, 전력 임계치는 추정된 복수의 심볼 벡터의 서브세트를 폐기하는 데 사용된다. 일례로, 추정된 복수의 심볼 벡터 각각과 연관되는 전력이 서브세트를 획득하기 위한 전력 임계치보다 더 적은 경우 추정된 복수의 심볼 벡터의 서브세트가 폐기된다. 따라서, 식 (6)에 따르면, 최대 우도 디코딩의 경우, 추정된 복수의 심볼 벡터의 서브세트가 폐기된 후, 추정된 복수의 심볼 벡터의 나머지 추정된 심볼 벡터는 활성 송신 디바이스의 정확한 추정치, 즉 
를 나타내는 
로 표현된다. 또한, 최대 우도 디코딩이 선택된 경우, 전력 임계화를 위한 제2 파라미터(436)(즉, 
)의 사용은 다음 식(식 7)으로 표현된다.
동작(430)에서, 표준 폴리아딕 분해가 선택된 경우, 엄밀하게 2보다 큰 차수의 텐서 구조를 랭크-1 컴포넌트들로 분해하는 것이 실행된다. 
의 폴리아딕 분해(여기서, 
는 수신 벡터 
(424)를 의미함)는 수신 신호(즉, 수신 벡터 y(424))를 그 단일 사용자 컴포넌트들로 분리하는 것과 동일하며, 즉, 합의 모든 요소 
를 복구할 수 있게 된다. 따라서, 표준 폴리아딕 분해를 제약 없는 낮은 랭크 텐서 분해라고도 한다. 표준 폴리아딕 분해는 일반적으로 최대 우도 디코딩보다 덜 복잡하다. 표준 폴리아딕 분해 디코딩은 최적화 식 (8)의 해법을 제공한다. 이 최적화는 연속 도메인 
,…
에서 수행된다.
최적화 식 (8)은 텐서 
에 가장 가까운 차원 
의 랭크-
텐서를 찾고, 여기서 
는 도 2c에 설명된 텐서화 동작이다. 선택적으로, 노이즈가 없는 경우, 특정 값들 
에 대하여 
이면, 표준 폴리아딕 분해가 K 개의 사용자로부터 추정된 심볼을 순열까지 안정적으로 분리 및 복구할 수 있으며, 즉, 임의의 
, 
에 대해 
이고, 여기서 
는 
에 적용된 순열 함수이다.
동작(432)에서, 표준 폴리아딕 분해 디코딩과 연관되는 전력 임계화는 다음 식(식 9)으로 표현된다.
등화기 회로(410)는 전력 임계치(
)에 기초하여 추정된 사용자(즉, 복수의 추정된 심볼 벡터 및 채널 계수, 즉, 
에 대한 추정된 활성 송신 디바이스(즉, 
))를 선택한다.
일 실시예에 따르면, 디코더(426A, 426B, …426K) 각각은 복수의 부분 메시지를 획득하기 위해 제1 분리된 심볼 벡터와 연관되 복수의 벡터(
)의 각각의 벡터의 디맵핑을 실행하도록 구성된다. 그 후, 디코더(426A, 426B, …426K) 각각은 비트 시퀀스를 갖는 메시지(즉, 
로 표현되기도 하는 디코딩된 메시지(428A))를 재구성하기 위해 복수의 부분 메시지를 연결하도록 더 구성된다. 채널 코딩이 검출되는 경우, 디코더(426A, 426B, …426K) 각각은 코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 복수의 부분 메시지를 연결하도록 더 구성된다. 그 후, 디코더(426A, 426B, …426K) 각각은 비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 코딩된 비트 시퀀스로부터 중복성을 제거하는 역 채널 코드를 사용하여 코딩된 비트 시퀀스를 디코딩하도록 더 구성된다. 역 채널 코드는 코딩된 비트 시퀀스에서 채널 코딩이 검출될 때 적용된다.
특정 시나리오에서, 일반적으로, 추정된 벡터 
는 하위-성상도 
의 항이 아닐 수 있다. 이러한 시나리오에서, 추정된 벡터 
는 다음 식 (10)을 사용하여 특정 계산을 기초로 디코딩된다.
여기서, 
는 정수의 이진 표현을 수행하는 연산자이다. 일 구현으로서, 디코딩 출력이 오류인 경우, 디코딩된 메시지는 폐기된다. 그렇지 않은 경우, 디코딩된 메시지(
)는 디코딩된 메시지의 목록(즉, 복수의 디코딩된 메시지(428A, 428B, …428K))에 추가된다.
도 4e는 본 개시물의 실시예에 따른, 제2 유형의 디코딩을 사용하는 도 4b의 전처리 동작 후의 수신 디바이스에서의 처리 파이프라인의 예시이다. 도 4e는 도 1a, 도 1b, 도 4a 및 도 4b의 요소와 관련하여 설명된다. 도 4e를 참조하면, 제2 유형의 디코딩을 사용하는 수신 디바이스(104)에서의 처리 파이프라인(400E)이 도시되어 있다. 등화기 회로(410), 수신 벡터 y(424), 디코더(426A, 426B, …426K) 및 디코딩된 메시지(428A, 428B, …428K)(추정된 비트 또는 추정된 메시지(
,…
)라고 표현될 수도 있음)가 더 도시되어 있다.
일 실시예에 따르면, 수신 디바이스(104)의 등화기 회로(410)는 수신 벡터 y(424)에 대한 제2 유형의 디코딩을 실행하도록 구성된다. 제2 유형의 디코딩을 소프트 디코딩이라고도 한다. 등화기 회로(410)가 추정된 복수의 심볼 벡터의 총 수의 사전 정보에 기초하여 복수의 심볼 벡터의 각각의 심볼 벡터의 사후 분포를 계산하도록 구성되는 제2 유형의 디코딩을 실행하도록 등화기 회로(410)가 구성된다. 복수의 심볼 벡터의 각각의 심볼 벡터의 사후 분포는 사전 분포 및 우도 함수에 의존한다. 사전 분포는 추정된 복수의 심볼 벡터의 총 수의 정보와 관련된다. 우도 함수는 추정된 복수의 심볼 벡터에서의 정보와 관련된다. 이러한 방식으로, 사후 분포는 추정된 복수의 심볼 벡터로부터 수신된 정보를 요약한다.
일 실시예에 따르면, 등화기 회로(410)는 복수의 송신 디바이스(즉, 
)에 대하여 성상도(예컨대, 
)에 대한 사후 확률 분포(즉, 
)를 출력하도록 더 구성된다. 이 경우,
는 제1 파라미터(434)와 동일한 것으로 간주된다(즉, 
). 복수의 송신 디바이스에 대응하는 복수의 추정된 심볼 벡터(즉, 
)는 총괄하여 
차원의 행렬 S(즉, 
)로 표시된다. 주어진 송신 디바이스의 사후 확률 분포는 잠재적으로 복수의 확률의 집합으로 계산되며, 다음 식(식 11)으로 표현된다.
여기서, 모든 
에 대하여, 
는 S에 대한 지식을 조건으로 하는 임의의 수량 
의 확률 밀도이다. 일례로, 행렬의 요소 W 및 H를 가우시안 독립적이며 동일하게 분포된 확률 변수라고 가정할 수 있다. 이 경우, 다음과 같고,
여기서,
는 대각선 요소들이 모든 
송신 디바이스의 노이즈-대-신호비를 포함하는 대각 행렬이다. 각각의 노이즈-대-신호비는 행렬의 요소 W의 분산과 
의 요소의 분산 사이의 비이다.
사후 확률 분포에 기초하여, 디코더(426A, 426B, …426K) 각각은 모든 비트 위치(모든 
및 
)에 대하여 복수의 비트 확률을 계산하도록 구성되고, 이는 다음 식(식 13)에서 도출되며(또는 대응함),
여기서, b=0 또는 b=1이고, 
는 j 번째 비트가 b인 성상도 
의 심볼 세트이다. 복수의 비트 확률은 (예컨대, 인코딩 측에서 사용되는 채널 코드의 유형에 따라) 인코더 기능에 대한 상호 동작으로 정의된 디코더 기능(예컨대, 디코더(426A, 426B, …426K))에 대한 입력으로 사용된다. 선택적으로, 구조화된 성상도가 
에 사용되며, 이를 통해 복수의 비트 확률의 계산 복잡성이 낮아진다. 사후 확률 분포를 사용하여, 디코더(426A, 426B, …426K) 각각은 디코딩된 메시지(428A, 428B, …428K)를 출력한다.
특정 시나리오에서, 복수의 송신 디바이스(108)(도 1b) 각각은 다수의 안테나를 가질 수 있다. 달리 말하면, 복수의 송신 디바이스(108) 각각이 N 개의 안테나(N은 1보다 큼)를 갖는 경우에 있어서, 이러한 경우, 복수의 송신 디바이스(108) 각각과 수신 디바이스(104)의 특정 동작이 잠재적으로 적응된다. 예를 들어, 일 구현으로서, 성상도 
가 수정되고 수정된 성상도는 
로 표시된다. 수정된 성상도 
의 요소는 T x N 차원의 행렬이다. 수정된 성상도 
의 행렬은 모든 
에 대하여 크기 N의 고정 벡터로서 
을 갖는 
로 표현된다. 이 구현에서, 등화기 회로(410) 및 복수의 디코더(412)는 변경되지 않은 채로 유지된다.
다른 구현에서, k 번째 송신 디바이스(108k)에 의해 송신되는 심볼 벡터 
가 
로 표현되는 성상도 
가 수정되고, 여기서, 각각의 
는 
(
의 경우) 크기의 행렬이고, 
, 및 
는 
및 
과 같이 된다. 하위-성상도(
또는 
)는 성상도 
에서 각각의 
가 
차원의 행렬인 
로서 반영된다. 이 구현에서, 등화기 회로(410)는 하기 식 (14) 및 식 (15)로 표현되는 2 가지의 해법을 제공한다. 식 (14) 또는 식 (15)는 등화기 회로(410)에 의해 사용된다. 복수의 디코더(412)의 각각의 디코더는 송신 디바이스(102)와 같은 단일 안테나 송신 디바이스의 경우에 대하여 유사하게 수행한다.
도 5는 본 개시물의 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스에서의 입력 메시지로부터 심볼 벡터를 구성하는 것을 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이다. 도 5는 도 1a, 도 1b, 도 2a 내지 도 2c, 및 도 3a, 도 3b, 및 도 4a 내지 도 4e의 요소와 관련하여 설명된다. 도 5를 참조하면, 송신 디바이스(102)에서의 심볼 벡터의 구성을 묘사하는 예시적인 시나리오(500)가 도시되어 있다.
예시적인 시나리오(500)에 따르면, 동작(502)에서, 송신 디바이스(102)의 인코더(208)는 7 비트(즉, mk=1000110; B = 7 비트)의 시퀀스를 갖는 입력 메시지(mk)를 취득하도록 구성되고, 입력 메시지(mk)에서 
는 k번째 송신 디바이스(예컨대, 송신 디바이스(102))를 의미한다.
동작(504)에서, 인코더(208)는 코딩된 8 비트의 시퀀스(즉, mk'=C(mk)=00110111; Bcoded= 8 비트)를 획득하기 위해 비트 시퀀스에 중복성을 추가하는 채널 코드(예컨대, 채널 코드 C)를 사용하여 비트 시퀀스를 인코딩하도록 더 구성된다.
동작(506)에서, 인코더(208)는 코딩된 8 비트의 시퀀스로부터 복수의 블록(즉, mk,1, mk,2, mk,3)을 형성하도록 더 구성된다. 이 경우, 코딩된 8 비트(mk'=C(mk)=00110111)의 시퀀스는 3 개의 블록(즉, d=3)으로 분할된다. 제1 블록(m1으로 표현됨)은 코딩된 8 비트의 시퀀스 중 처음 3 비트(즉, mk,1=001; B1=3 비트)의 서브시퀀스를 갖는다. 유사하게, 제2 블록(mk,2으로 표현됨)은 코딩된 8 비트의 시퀀스 중 다음 3 비트(즉, mk,2=101; B2=3 비트)의 서브시퀀스를 갖는다. 제3 블록(mk,3으로 표현됨)은 코딩된 8 비트의 시퀀스 중 다음 2 비트(즉, mk,3=11; B3=2 비트)의 서브시퀀스를 갖는다. 복수의 블록(즉, mk,1,mk,2,mk,3) 각각에 대응하는 서브시퀀스의 비트들(즉, B1,B2,B3)의 수의 합은 Bcoded 비트의 수와 같으며, 즉, 
이다. 다른 구현에서, 복수의 블록은 코딩된 8 비트의 시퀀스를 복제하는 것에 기초하여 형성될 수 있다.
동작(508)에서, 인코더(208)는 복수의 블록(즉, mk,1, mk,2, mk,3)에 대한 복수의 벡터(즉, 
)를 결정하도록 더 구성된다. 이 경우, 제1 벡터(
로 표현됨)는 제1 블록(mk,1)에 대응하며, 제1 벡터(
)의 
는 k번째 송신 디바이스(예컨대, 송신 디바이스(102))를 의미한다. 제1 벡터(
)는 벡터 크기가 2이다(즉, 
=2). 제1 벡터(
)는 각각의 차원에 하나의 요소를 갖는다. 예를 들어, 제1 벡터(
)의 제1 요소(즉, 
)는 하나의 차원에서 값이 "0"이다. 제1 벡터(
)의 제2 요소(즉, 
)는 제2 차원에서 값이 "1"이다. 유사하게, 제2 벡터(
로 표현됨)는 제2 블록(mk,2)에 대응한다. 제2 벡터(
)는 벡터 크기가 3이다(즉, 
=3). 제2 벡터(
)는 각각의 차원에 요소를 갖는다. 예를 들어, 제2 벡터(
)의 제1 요소(즉, 
)는 하나의 차원에서 값이 "0"이고, 제2 벡터(
)의 제2 요소(즉, 
)는 제2 차원에서 값이 "0.7"이다. 제2 벡터(
)의 제3 요소(즉, 
)는 제3 차원에서 값이 "0.7"이다. 유사하게, 제3 벡터(
로 표현됨)는 제3 블록(mk,3)에 대응한다. 제3 벡터(
)는 벡터 크기가 2이다(즉, 
=2). 제3 벡터(
)의 제1 요소(즉, 
)는 값이 "0.7"이고, 제3 벡터(
)의 제2 요소(즉, 
)는 값이 "-0.7"이다. 복수의 벡터 각각의 벡터 크기의 곱은 채널 사용의 수와 같다(즉, 
). 따라서, 이 경우 T=12(즉, 2*3*2=12)이다.
동작(510)에서, 송신 디바이스(102)의 맵퍼 회로(210)는 복수의 벡터의 크로네커 곱(즉, 
)에 기초하여 심볼 벡터(즉, 
)를 구성하도록 구성된다. 심볼 벡터의 구성을 성상도 맵핑이라고도 한다. 예시적인 시나리오(500)에서, 크로네커 곱은 제1 벡터(
)의 제1 요소(즉, 
)와 제2 벡터(
)의 제1 요소(즉, 
)와 제3 벡터(
)의 제1 요소(즉, 
)의 승산으로 귀결된다. 승산은 값이 "0"인 심볼 벡터(
)의 요소(즉, 
)를 출력한다. 유사하게, 제1 벡터(
)의 제2 요소(즉, 
)는 제2 벡터(
)의 제1 요소(즉, 
) 및 제3 벡터(
)의 제1 요소(즉, 
)와 승산된다. 승산은 값이 "0"인 심볼 벡터(
)의 요소(즉, 
)를 출력한다. 이러한 방식으로, 승산은 아래에 주어진 바와 같이 심볼 벡터(
)의 복수의 요소를 제공하는 복수의 벡터(
)의 차원에 따라 진행된다. 크로네커 곱의 출력, 즉, 심볼 벡터(
)의 크로네커 구조는 다음 식 (16)을 통해 표현된다.
심볼 벡터의 크기(즉, T=12)는 복수의 벡터 각각의 벡터 크기의 곱과 동일하다(즉, T =T1T2T3 (T1=2, T2=3, T3=2)). 심볼 벡터 
로 표현되는 텐서의 모드 수는 d=3이다.
도 6a 및 도 6b는 총괄하여, 본 개시물의 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위해 복수의 송신 디바이스와 연관된 송신된 메시지를 복구하기 위해 수신 디바이스에서의 예시적인 처리를 묘사하는 예시적인 시나리오의 예시이다. 도 6a 및 도 6b는 도 1a, 도 1b, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a, 도 3b, 도 4a 내지 도 4e 및 도 5의 요소와 관련하여 설명된다. 도 6a를 참조하면, 수신 디바이스(104)에서의 복수의 하위-성상도의 추정을 묘사하는 예시적인 시나리오(600A)가 도시되어 있다.
예시적인 시나리오(600A)에 따르면, 동작(602)에서, 수신 디바이스(104)의 2 개의 수신 안테나(즉, M=2)는 2 개의 무선 주파수 신호를 동시에 수신한다. 수신 디바이스(104)의 전처리 회로(408)는 2 개의 수신된 무선 주파수 신호 각각의 복조, 아날로그 도메인에서 복조된 신호를 디지털 도메인으로 변환, 이어서 도 1b의 식 (2)를 사용하여 제1 수신 신호(즉, 행렬 
(602A))를 생성하기 위해 심볼 동기화 및 슬라이싱이 수행된 자원 디맵핑과 같은 전처리 동작들을 실행한다. 행렬 
(602A)는 
행렬이고, 여기서 T=12 및 M=2이고, 여기서 T=12는 채널 사용의 수(즉, 12 채널 사용)와 같다. 행렬 
(602A)에서, 각각의 열 공간은 2 개의 수신 안테나(M) 각각에 대응한다. 제1 수신 신호(즉, 행렬 
(602A))는 전처리 회로(408)의 출력 신호인 제2 수신 신호(즉, 식 3을 사용하는 수신 벡터 y(602B))를 생성하기 위해 벡터화 동작을 사용하여 벡터화된다.
604에서, 수신 디바이스(104)의 등화기 회로(410)는 제1 유형의 디코딩을 개시하도록 구성된다. 수신 벡터 y(602B)는 다음 수학식 (17)로 표현된 텐서(즉, 
)를 획득하기 위해 텐서화된다.
텐서(
)는 T3xM 차원의 블록 행렬로 표현된다. 텐서(
)는 4 개의 블록을 갖고, 각 블록은 T1xT2로 계산된 다수의 입력을 갖는다(이 경우, T1=2, T2=3, T3=2). 텐서는 2보다 큰 차수를 갖는다(이 경우 차수 3 또는 d=3).
동작(606)에서, 등화기 회로(410)는 복수의 벡터를 추정하기 위해 텐서(예컨대, 텐서(
))에 대한 표준 폴리아딕 분해를 실행하도록 더 구성된다. 등화기 회로(410)는 활성 송신기의 수를 추정하기 위해 복수의 디코딩된 메시지의 최대의 가능한 수를 나타내는 제1 파라미터(즉, 
)를 이용하도록 구성된다. 이 예시적인 시나리오(600A)에서는, 2 개의 활성 송신 디바이스가 추정된다(즉, 
2). 각각의 활성 송신 디바이스는 고유한 추정된 복수의 벡터 세트를 갖는다. 추정된 복수의 벡터의 제1 벡터 세트(즉, 
, 
, 
)는 제1 활성 송신 디바이스(즉, 송신 디바이스(102))에 대응하고, 추정된 복수의 벡터의 제2 벡터 세트(즉, 
,
,
)는 제2 활성 송신 디바이스에 대응한다. 예시적인 시나리오(600A)에서, 추정된 복수의 벡터의 제1 세트로부터의 추정된 벡터(즉, 
)는 2 개의 차원을 가지며, 각 차원에서의 하나의 요소는 
로 표현된다. 유사하게, 다른 추정된 벡터(즉, 
)는 3 개의 차원을 가지며, 각 차원에서의 하나의 요소는 
로 표현된다. 또 다른 추정된 벡터(즉, 
)는 2 개의 차원을 가지며, 각 차원에서의 하나의 요소는 
로 표현된다. 유사하게, 제2 벡터 세트는 그 각각의 요소와 함께 
,
,
으로 표현된다.
도 6b를 참조하면, 동작(608)에서, 복수의 디코더(412)의 각각의 디코더(예컨대, 단일 사용자 디코더)는 복수의 부분 메시지를 획득하기 위해 추정된 복수의 벡터의 각각의 벡터의 디맵핑을 실행하도록 구성된다. 제1 활성 송신 디바이스에 대응하는 복수의 부분 메시지는 
으로 표현된다. 유사하게, 제2 활성 송신 디바이스에 대응하는 복수의 부분 메시지는 
으로 표현된다. 복수의 부분 메시지의 각각의 부분 메시지는 비트의 서브시퀀스를 갖는다. 복수의 부분 메시지의 각각의 부분 메시지의 비트의 서브시퀀스는 예시적인 시나리오(500)의 동작(506)에서 복수의 블록에 대응하는 비트의 서브시퀀스(즉, 제각기 m
1,1, m
1,2, m
1,3 및 m
2,1, m
2,2, m
2,3 )와 동일하다.
동작(610)에서, 복수의 디코더(412)의 각각의 디코더는 코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 복수의 부분 메시지를 연결하도록 구성된다. 제1 활성 송신 디바이스에 대응하는 코딩된 비트 시퀀스(즉, 
)는 코딩된 8 비트 시퀀스(즉, m1'=C(m1)=00110111)와 동일하다. 제2 활성 송신 디바이스에 대응하는 코딩된 비트 시퀀스는 
이다.
동작(612)에서, 복수의 디코더(412)의 각각의 디코더는 비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 코딩된 비트 시퀀스로부터 중복성을 제거하는 역 채널 코드를 사용하여 코딩된 비트 시퀀스를 디코딩하도록 구성된다. 역 채널 코드는 코딩된 비트 시퀀스에서 채널 코딩이 검출될 때 적용된다. 제1 활성 송신 디바이스에 대한 비트 시퀀스를 갖는 재구성된 메시지(즉, 제1 디코딩된 메시지)(즉, 
=1000110)는 비트 시퀀스를 갖는 입력 메시지(m)(즉, m1=1000110)와 동일하다. 또 다른 재구성된 메시지(즉, 제2 디코딩된 메시지)는 제2 활성 송신 디바이스에 대응하는 비트 시퀀스(즉, 
=0100110)를 갖는다.
도 7은 본 개시물의 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위한 방법(700)의 흐름도이다. 방법(700)은 송신 디바이스(102)에 의해 실행된다. 방법(700)은 단계(702) 내지 단계(710)를 포함한다.
단계(702)에서, 비트 시퀀스를 갖는 입력 메시지가 취득된다. 송신 디바이스(102)의 인코더(208)는 입력 메시지를 취득하도록 구성된다. 입력 메시지의 취득의 예는, 예를 들어 도 1a, 도 2b 및 도 3a에서 상세하게 설명되었다.
단계(704)에서, 비트 시퀀스로부터 복수의 블록이 형성된다. 인코더(208)는 비트 시퀀스의 분할 또는 복제에 기초하여 복수의 블록을 형성하도록 더 구성된다. 복수의 블록을 형성하는 예는, 예를 들어 도 1a 및 도 3a에서 상세하게 설명되었다.
단계(706)에서, 복수의 블록에 대하여 복수의 벡터가 결정된다. 인코더(208)는 복수의 블록에 대한 복수의 벡터를 결정하도록 더 구성된다. 복수의 벡터의 결정의 예는, 예를 들어 도 1a 및 도 3a에서 상세히 설명되었다.
단계(708)에서, 심볼 벡터는 복수의 벡터에 기초하여 구성된다. 맵퍼 회로(210)는 복수의 벡터에 기초하여 심볼 벡터를 구성하도록 구성된다. 심볼 벡터는 복수의 벡터 중 적어도 하나의 크로네커 곱(또는 복수의 크로네커 곱)에 기초하여 구성된다. 심볼 벡터의 구성의 예는, 예를 들어 도 1a, 도 2b 및 도 3a에서 상세하게 설명되었다.
단계(710)에서, 구성된 심볼 벡터는 송신 디바이스(102)에 의해 무선 주파수 신호를 통해 수신 디바이스(104)에 송신된다. 구성된 심볼 벡터는 무선 주파수 신호에서 변조된 심볼을 나타낸다. 안테나(206)는 구성된 심볼 벡터를 무선 주파수 신호를 통해 송신하도록 구성된다. 심볼 벡터의 구성의 예는, 예를 들어 도 1a 및 도 2b에서 상세하게 설명되었다.
일 실시예에 따르면, 방법(700)은 코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 비트 시퀀스에 중복성을 추가하는 채널 코드를 사용하여 비트 시퀀스를 인코딩하는 단계를 더 포함하고, 복수의 블록은 비트 시퀀스가 채널 코드에 의해 인코딩될 때 코딩된 비트 시퀀스로부터 형성된다. 채널 코드를 사용하여 비트 시퀀스를 인코딩하는 것은, 예를 들어 도 1a, 도 3b 및 도 5에서 상세하게 설명되었다.
일 실시예에 따르면, 방법(700)은 무선 주파수 신호에서 심볼 벡터를 변조하기 위해 2 가지 이상의 모드를 갖는 심볼 벡터의 텐서 구조의 각각의 요소와 상응하는 신호 주파수 사이의 일대일 대응을 결정하는 단계를 더 포함한다. 이러한 일대일 대응의 결정은 도 1a, 도 2a, 도 2b 및 도 2c에서 상세하게 설명되었다.
단계(702) 내지 단계(710)는 단지 예시일 뿐이며, 본 명세서의 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서 하나 이상의 단계가 추가되거나, 하나 이상의 단계가 제거되거나, 또는 하나 이상의 단계가 상이한 순서로 제공되는 다른 대안이 제공될 수도 있다.
일 양태에서, 컴퓨터 프로그램 코드가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되며, 컴퓨터 프로그램 코드는 방법(700)을 실행하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능하다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 구현예는 메모리(204)와 동일하다. 프로세서의 예는 제어 회로(202)와 동일하다.
도 8은 본 개시물의 실시예에 따른, 랜덤 액세스 통신을 위한 방법(800)의 흐름도이다. 방법(800)은 수신 디바이스(104)에 의해 실행된다. 방법(800)은 단계(802), 단계(804) 및 단계(806)를 포함한다.
단계(802)에서, 복수의 무선 주파수 신호는 복수의 송신 디바이스(예컨대, 복수의 송신 디바이스(108))로부터 동시에 수신된다. 수신 디바이스(104)의 적어도 하나의 안테나(402)는 복수의 송신 디바이스(108)로부터 복수의 무선 주파수 신호를 동시에 수신하도록 구성된다. 복수의 무선 주파수 신호를 수신하는 예는, 예를 들어 도 1b, 도 4a 및 도 4b에서 상세하게 설명되었다.
단계(804)에서, 디지털 도메인에서 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 복수의 심볼 벡터가 추정된다. 또한, 복수의 심볼 벡터는 분리된다. 복수의 심볼 벡터의 추정은, 예를 들어 도 1b, 도 4a, 도 4c 및 도 4d에서 상세하게 설명되었다.
단계(806)에서, 추정된 복수의 심볼 벡터의 각각의 분리된 심볼 벡터는 복수의 디코딩된 메시지를 획득하기 위해 디코딩된다. 각각의 디코딩된 메시지는 복수의 송신 디바이스(예컨대, 복수의 송신 디바이스(108)) 중 상응하는 송신 디바이스와 연관된 데이터에 대응하는 비트 시퀀스를 갖는다. 복수의 디코딩된 메시지를 획득하기 위한 디코딩의 예는, 예를 들어 도 1b, 도 4a, 도 4c, 도 4d, 도 4e, 도 6a 및 도 6b에서 상세하게 설명되었다.
일 실시예에 따르면, 방법(800)은 수신 디바이스(104)에 의해, 활성 송신 디바이스의 수를 추정하기 위해 복수의 디코딩된 메시지의 최대의 가능한 수를 나타내는 제1 파라미터를 이용하는 제1 유형의 디코딩을 실행하는 단계를 더 포함한다. 방법(800)은 수신 디바이스(104)에 의해, 최대 우도 디코딩 또는 표준 폴리아딕 분해에 기초하여 제1 유형의 디코딩을 실행하는 단계를 더 포함한다. 제1 유형의 디코딩의 예는, 예를 들어 도 1b, 도 4c, 도 4d, 도 6a 및 도 6b에서 상세하게 설명되었다.
일 실시예에 따르면, 방법(800)은 수신 디바이스(104)에 의해, 전력 임계치를 나타내는 제2 파라미터를 이용하는 단계를 더 포함하고, 전력 임계치는 추정된 복수의 심볼 벡터의 서브세트를 폐기하는 데 사용된다. 제2 파라미터의 사용의 예는, 예를 들어 도 1b 및 도 4d에서 상세하게 설명되었다.
일 실시예에 따르면, 방법(800)은 수신 디바이스(104)에 의해, 복수의 부분 메시지를 획득하기 위해 제1 분리된 심볼 벡터와 연관된 복수의 벡터의 각각의 벡터의 디맵핑을 실행하는 단계를 더 포함한다. 방법(800)은 수신 디바이스(104)에 의해, 비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 복수의 부분 메시지를 연결하는 단계를 더 포함한다. 복수의 벡터의 각각의 벡터의 디맵핑 및 연결의 예는, 예를 들어 도 1b, 도 4a, 도 4c, 도 4d, 도 6a 및 도 6b에서 상세하게 설명되었다.
일 실시예에 따르면, 방법(800)은 수신 디바이스(104)에 의해, 코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 복수의 부분 메시지를 연결하는 단계를 더 포함한다. 방법(800)은 수신 디바이스(104)에 의해, 비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 코딩된 비트 시퀀스로부터 중복성을 제거하는 역 채널 코드를 사용하여 코딩된 비트 시퀀스를 디코딩하는 단계를 더 포함하고, 역 채널 코드는 코딩된 비트 시퀀스에서 채널 코딩이 검출될 때 적용된다. 연결의 예인 역 채널 코드에 의한 디코딩은, 예를 들어 도 1b, 도 4a, 도 4c, 도 4d, 도 6a 및 도 6b에서 상세하게 설명되었다.
일 실시예에 따르면, 방법(800)은 수신 디바이스(104)에 의해, 등화기 회로(410)가 추정된 복수의 심볼 벡터의 총 수의 사전 정보에 기초하여 복수의 심볼 벡터의 각각의 심볼 벡터의 사후 분포를 계산하도록 구성되는 제2 유형의 디코딩을 실행하는 단계를 더 포함한다. 제2 유형의 디코딩의 예는, 예를 들어 도 4a 및 도 4e에서 상세하게 설명되었다.
단계(802), 단계(804) 및 단계(806)는 예시일 뿐이며, 본 명세서의 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서 하나 이상의 단계가 추가되거나, 하나 이상의 단계가 제거되거나, 또는 하나 이상의 단계가 상이한 순서로 제공되는 다른 대안이 제공될 수도 있다.
다른 양태에서, 컴퓨터 프로그램 코드가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되며, 컴퓨터 프로그램 코드는 방법(800)을 실행하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능하다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 구현예는 메모리(204) 또는 메모리(406)와 동일하다. 프로세서의 예는 제어 회로(404)와 동일하다.
도 9는 본 개시물의 실시예에 따른, 상이한 신호 구성 방법들의 비교 결과를 예시하는 도식적 표현이다. 도 9는 도 1a, 도 1b, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a, 도 3b, 도 4a 내지 도 4e, 도 5, 도 6a, 도 6b, 도 7 및 도 8의 요소와 관련하여 설명된다. 도 9를 참조하면, 사용자의 수 K를 나타내는 X 축(902A) 및 평균 블록 오류율(AvgBLER)의 평균 오류 확률을 나타내는 Y 축(902B)을 갖는 도식적 표현(900)이 도시되어 있다. 사용자의 수는 송신 디바이스의 수 K에 대응한다.
도식적 표현(900)에서, 제1 라인(904)은 기지의 방법(즉, SPARC L=32를 사용하는 바와 같은, 희소 회귀 코드(SPArse Regression Code)(SPARC) 기반의 종래의 방법)을 사용하여 파형을 설계할 때 시스템에서의 사용자 수에 대한 평균 오류 확률의 측정치를 나타낸다. 제2 라인(906)은 다른 기지의 방법(예컨대, 코드북 TDMA를 사용하는 바와 같은, 시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access)(TDMA) 기반의 종래의 방법)을 사용하여 파형을 설계할 때 동일한 시스템에서의 사용자 수에 대한 평균 오류 확률의 측정치를 나타낸다.
도식적 표현(900)에서, 제3 라인(908)은 텐서 분해 I(여기서 d=2, T1=64, T2=50)과 함께 크로네커 구조를 사용하여 파형을 설계할 때 동일한 시스템에서의 사용자 수에 대한 평균 오류 확률의 측정치를 나타낸다. 제4 라인(910)은 텐서 분해 II(여기서 d=3, T1=20, T2=16, T3=10)와 함께 크로네커 구조를 사용하여 파형을 설계할 때 동일한 시스템에서의 사용자 수에 대한 평균 오류 확률의 측정치를 나타낸다. 유사하게, 제5 라인(912)은 텐서 분해 III(여기서 d=5, T1=8, T2=5, T3=5, T4=4, T5=4)과 함께 크로네커 구조를 사용하여 파형을 설계할 때 동일한 시스템에서의 사용자 수에 대한 평균 오류 확률의 측정치를 나타낸다.
일례로, 전술한 시스템은 도 1b의 시스템(100B)에 대응한다. 실험적 테스팅 및 측정에 사용된 시스템은 T=3200 채널 사용 내의 B=96 비트 시퀀스를 송신한 K 개의 송신 디바이스(각각의 송신 디바이스는 N=1 개의 안테나를 가짐)를 포함했고, 전력 계수는 
과 같았으며, 요소 H는 분산 1의 복소 가우시안 분포로부터의 것이었고, 요소 W는 분산 
의 복소 가우시안 분포로부터의 것이었고, 선택된 하위 성상도는 그라스만 큐브-분할 성상도였고, 활성 사용자 수(즉, 
및 
)와 함께, 세 가지 상이한 텐서 분해가 하기의 파라미터와 함께 사용되었다.
d=2, T1=64, T2=50이고 B1=48, B2=48
d=3, T1=20, T2=16, T3=10이고 B1=32, B2=32, B3=32
d=5, T1=8, T2=5, T3=5, T4=4, T5=4이고 B1=20, B2=19, B3=19, B4=19, B5=19
실험적 테스팅에 사용된 시스템에서, 수신 디바이스측에서 획득한 디코딩된 메시지 목록과 송신 디바이스에 의해 전송된 송신 메시지 목록 사이의 불일치의 평균 오류 확률을 오류 메트릭으로 사용했다. 달리 말하면, 디코딩된 메시지 목록에 없는 송신된 메시지의 비율에 합산한 디코딩된 메시지의 목록에 있는 송신되지 않은 메시지의 비율이 계산되었다. 사용된 수신 디바이스는 M=50 개의 안테나를 갖는 도 1b의 수신 디바이스(104)와 유사했다. 도 9에 도시된 바와 같이, 종래의 방법, 즉, SPARC 및 TDMA 기반의 방법(제1 라인(904) 및 제2 라인(906)으로 표현됨)의 경우에는 평균 오류 확률이 높았던 반면, 동일한 수의 사용자 즉, 약 50명 내지 250명의 사용자에 대한 텐서 분해 I, II 및 III(제3 라인(908), 제4 라인(910) 및 제5 라인(912)으로 표현됨)의 경우에는 평균 오류 확률이 훨씬 낮은 것으로 관찰되었다. 텐서 분해 I, II 및 III은 본 개시물에서 설명된 바와 같이 심볼 벡터 구성 및 파형 설계에 사용되는 텐서 구조(구체적으로, 크로네커 구조)에 대응한다. 또한, 텐서 기반 성상도(즉, 심볼 벡터 구성)가 10-2보다 낮은 오류 확률을 달성하면서 최대 550명의 사용자를 지원할 수 있기 때문에, 최신 기술이 크게 개선된다는 것이 더 관찰되었다. 또한, 종래의 방법은 더 적은 수의 사용자(예컨대, 허용 가능한 오류 확률을 갖는 약 100명의 사용자)만을 지원하고, 사용자 수가 증가함에 따라 오류 확률이 증가하고 사용자 수가 증가함에 따라 허용될 수 없게 되는 것으로 밝혀졌다. 종래의 시스템과 달리, 도시된 바와 같이, 텐서 분해 III은 10-2보다 낮은 평균 오류 확률을 달성하는 최대 500-550명의 사용자를 지원할 수 있다. 텐서 기반 성상도(즉, 크로네커 곱을 사용한 심볼 벡터 구성)는 파라미터 d 및 
를 수정하여 사용자 수(500명 초과)를 더 늘리는 것도 허용한다.
앞서 설명한 본 개시물의 실시예에 대한 변형은 첨부된 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 가능하다. "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", "포함하는(incorporating)", "가지다(have)", "이다(is)"와 같은 표현은 본 개시물을 설명 및 주장하는 데 사용되며, 비배타적인 방식으로, 즉, 명시적으로 설명되지 않은 항목, 컴포넌트 또는 요소도 존재하도록 허용하는 것으로 해석되어야 한다. 단수에 대한 언급은 또한 복수와 관련된 것으로도 해석되어야 한다. "예시적인(exemplary)"이라는 단어는 본 명세서에서 "예, 사례 또는 예시로서 역할을 한다는 것(serving as an example, instance or illustration)"을 의미하는 데 사용된다. "예시적인" 것으로 설명된 임의의 실시예는 반드시 다른 실시예에 비해 선호되거나 유리한 것으로 해석되거나 및/또는 다른 실시예로부터의 특징을 포함하는 것을 배제하는 것으로 해석되어서는 안 된다. "선택적으로(optionally)"라는 단어는 본 명세서에서 "일부 실시예에서는 제공되고 다른 실시예에서는 제공되지 않음(is provided in some embodiments and not provided in other embodiments)"을 의미하는 데 사용된다. 명확성을 위해, 별개의 실시예들의 맥락에서 설명된 본 개시물의 특정한 특징들은 단일 실시예에서 조합되어 제공될 수도 있음을 이해한다. 반대로, 간결함을 위해, 단일 실시예의 맥락에서 설명된 본 발명의 다양한 특징들은 개별적으로 또는 임의의 적절한 조합으로 제공되거나 또는 본 개시물의 임의의 다른 설명된 실시예에서 적절한 것으로 제공될 수도 있다.
Claims (17)
- 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스(102)로서,
인코더(208)― 상기 인코더는,
비트 시퀀스를 갖는 입력 메시지를 취득하고;
상기 비트 시퀀스로부터 복수의 블록을 형성하고;
상기 복수의 블록에 대한 복수의 벡터를 결정하도록 구성됨 ―;
상기 복수의 벡터에 기초하여 심볼 벡터를 구성하도록 구성된 맵퍼 회로(210); 및
상기 구성된 심볼 벡터를 무선 주파수(RF) 신호를 통해 수신 디바이스(104)에 송신하도록 구성된 안테나(206)― 상기 구성된 심볼 벡터는 상기 무선 주파수 신호에서 변조된 심볼을 나타냄 ―를 포함하는
송신 디바이스(102).
- 제1항에 있어서,
상기 심볼 벡터는 상기 복수의 벡터의 적어도 하나의 크로네커 곱(Kronecker product)에 기초하여 구성되는
송신 디바이스(102).
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 인코더(208)는 코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 상기 비트 시퀀스에 중복성을 추가하는 채널 코드를 사용하여 상기 비트 시퀀스를 인코딩하도록 더 구성되고, 상기 복수의 블록은 상기 비트 시퀀스가 상기 채널 코드에 의해 인코딩될 때 상기 코딩된 비트 시퀀스로부터 형성되는
송신 디바이스(102).
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 벡터는 복수의 하위-성상도(sub-constellation)에 대응하고, 상기 심볼 벡터는 성상도(constellation)에 대응하고, 상기 성상도는 상기 복수의 하위-성상도의 데카르트 곱(cartesian product)이고, 상기 복수의 벡터 각각의 벡터 크기의 곱은 채널 사용의 수와 같은
송신 디바이스(102).
- 제4항에 있어서,
상기 복수의 하위-성상도 각각은, 그라스만(Grassmannian) 성상도, 큐브-분할(cube-split) 성상도, 표준 기저(canonical basis), 단일 요소 코드북(single-element codebook) 또는 상기 복수의 벡터 각각이 파일럿 부분 및 데이터 부분으로 분할된 성상도 중 적어도 하나로부터 선택되는 구조를 갖는
송신 디바이스(102).
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심볼 벡터는 랭크-1 텐서 구조(tensor structure), 랭크-n 텐서 구조 또는 랭크-K 텐서 구조 중 적어도 하나를 갖고, 상기 맵퍼 회로(210)는 상기 무선 주파수 신호에서 상기 심볼 벡터를 변조하기 위해 2 가지 이상의 모드를 갖는 상기 심볼 벡터의 텐서 구조의 각 요소와 상응하는 신호 주파수 사이의 일대일 대응을 결정하도록 더 구성되는
송신 디바이스(102).
- 랜덤 액세스 통신을 위한 수신 디바이스(104)로서,
복수의 송신 디바이스(108)로부터 복수의 무선 주파수 신호를 동시에 수신하도록 구성되는 적어도 하나의 안테나(402);
디지털 도메인에서 상기 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 복수의 심볼 벡터를 추정하고, 상기 복수의 심볼 벡터를 분리하도록 구성된 등화기 회로(410); 및
복수의 디코더(412)― 각각의 디코더는 상기 추정된 복수의 심볼 벡터 중 하나의 분리된 심볼 벡터를 디코딩하여 복수의 디코딩된 메시지를 획득하도록 구성되고, 각각의 디코딩된 메시지는 상기 복수의 송신 디바이스(108) 중 상응하는 송신 디바이스와 연관된 데이터에 대응하는 비트 시퀀스를 가짐 ―를 포함하는
수신 디바이스(104).
- 제7항에 있어서,
상기 등화기 회로(410)는 상기 복수의 심볼 벡터가 추정될 때 채널 상태 정보가 알려지지 않은 비-코히어런트(non-coherent) 등화기인
수신 디바이스(104).
- 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 등화기 회로(410)는 제1 유형의 디코딩을 실행하도록 구성되고, 상기 제1 유형의 디코딩에서는 상기 등화기 회로(410)가:
활성 송신 디바이스의 수를 추정하기 위해 상기 복수의 디코딩된 메시지의 최대의 가능한 수를 나타내는 제1 파라미터(434)를 이용하고;
최대 우도 디코딩(maximum likelihood decoding) 또는 표준 폴리아딕 분해(canonical polyadic decomposition)에 기초하여 상기 제1 유형의 디코딩을 실행하도록 구성되는
수신 디바이스(104).
- 제9항에 있어서,
상기 등화기 회로(410)는 전력 임계치를 나타내는 제2 파라미터(436)를 이용― 상기 전력 임계치는 상기 추정된 복수의 심볼 벡터의 서브세트를 폐기하는 데 사용됨 ―하도록 더 구성되는
수신 디바이스(104).
- 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 디코더(412) 중 적어도 하나의 디코더는 복수의 부분 메시지를 획득하기 위해 상기 제1 분리된 심볼 벡터와 연관된 상기 복수의 벡터의 각각의 벡터의 디맵핑을 실행하도록 더 구성되는
수신 디바이스(104).
- 제11항에 있어서,
상기 복수의 디코더(412) 중 적어도 하나의 디코더는 비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 상기 복수의 부분 메시지를 연결하도록 더 구성되는
수신 디바이스(104).
- 제11항에 있어서,
상기 복수의 디코더(412) 중 상기 적어도 하나의 디코더는:
코딩된 비트 시퀀스를 획득하기 위해 상기 복수의 부분 메시지를 연결하고;
비트 시퀀스를 갖는 메시지를 재구성하기 위해 상기 코딩된 비트 시퀀스로부터 중복성을 제거하는 역 채널 코드를 사용하여 상기 코딩된 비트 시퀀스를 디코딩― 상기 역 채널 코드는 상기 코딩된 비트 시퀀스에서 채널 코딩이 검출될 때 적용됨 ―하도록 더 구성되는
수신 디바이스(104).
- 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 등화기 회로(410)는 제2 유형의 디코딩을 실행하도록 구성되고, 상기 제2 유형의 디코딩에서는 상기 등화기 회로(410)가 상기 추정된 복수의 심볼 벡터의 총 수의 사전 정보에 기초하여 상기 복수의 심볼 벡터의 각각의 심볼 벡터의 사후 분포를 계산하도록 구성되는
수신 디바이스(104).
- 랜덤 액세스 통신을 위한 방법(700)으로서,
송신 디바이스(102)의 인코더(208)에 의해, 비트 시퀀스를 갖는 입력 메시지를 취득하는 단계;
상기 송신 디바이스(102)의 상기 인코더(208)에 의해, 상기 비트 시퀀스로부터 복수의 블록을 형성하는 단계;
상기 송신 디바이스(102)의 상기 인코더(208)에 의해, 상기 복수의 블록에 대한 복수의 벡터를 결정하는 단계;
상기 송신 디바이스(102)에 의해, 상기 복수의 벡터에 기초하여 심볼 벡터를 구성하는 단계; 및
상기 송신 디바이스(102)에 의해, 상기 구성된 심볼 벡터를 무선 주파수(RF) 신호를 통해 수신 디바이스(104)에 송신하는 단계― 상기 구성된 심볼 벡터는 상기 무선 주파수 신호에서 변조된 심볼을 나타냄 ―를 포함하는
방법(700).
- 랜덤 액세스 통신을 위한 방법(800)으로서,
수신 디바이스(104)에 의해, 복수의 송신 디바이스(108)로부터 복수의 무선 주파수 신호를 동시에 수신하는 단계;
상기 수신 디바이스(104)에 의해, 디지털 도메인에서 상기 수신된 복수의 무선 주파수 신호로부터 복수의 심볼 벡터를 추정하고, 상기 복수의 심볼 벡터를 분리하는 단계; 및
상기 수신 디바이스(104)에 의해, 상기 추정된 복수의 심볼 벡터의 각각의 분리된 심볼 벡터를 디코딩하여 복수의 디코딩된 메시지를 획득하는 단계― 각각의 디코딩된 메시지는 상기 복수의 송신 디바이스(108) 중 상응하는 송신 디바이스와 연관된 데이터에 대응하는 비트 시퀀스를 가짐 ―를 포함하는
방법(800).
- 컴퓨터 프로그램 코드가 저장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하고, 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 제15항 또는 제16항에 기재된 방법을 실행하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 제품.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2020/055894 WO2021175430A1 (en) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | Transmitting device, receiving device, and methods for random-access communication |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220143883A true KR20220143883A (ko) | 2022-10-25 |
Family
ID=69804861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227031882A KR20220143883A (ko) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 랜덤 액세스 통신을 위한 송신 디바이스, 수신 디바이스 및 방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220418008A1 (ko) |
| EP (1) | EP4091274A1 (ko) |
| KR (1) | KR20220143883A (ko) |
| CN (1) | CN115066845A (ko) |
| WO (1) | WO2021175430A1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023198279A1 (en) * | 2022-04-12 | 2023-10-19 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Transmitting device, receiving device, communication apparatus and methods for random-access communication |
| WO2023237179A1 (en) * | 2022-06-07 | 2023-12-14 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Random-access communication with tensor based modulation of fisrt message part for non-coherent demodulation and coherent demodulation of second message part |
| US11770209B2 (en) * | 2022-09-06 | 2023-09-26 | Ultralogic 6G, Llc | Signal quality input for error-detection codes in 5G and 6G |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1367760B1 (en) * | 2002-05-27 | 2009-11-18 | Nokia Corporation | Transmit/receive diversity wireless communication |
| CN101783722B (zh) * | 2009-01-21 | 2013-09-18 | 普天信息技术研究院有限公司 | 一种虚拟mimo传输方法和装置 |
| EP3143713B1 (en) * | 2014-06-13 | 2018-08-08 | Huawei Technologies Co. Ltd. | Transmitter and receiver devices performing repetition before interleaving and puncturing after interleaving and methods thereof |
| EP3229429B1 (en) * | 2016-04-08 | 2021-03-03 | Institut Mines-Télécom | Methods and devices for symbols detection in multi antenna systems |
| US11258535B2 (en) * | 2017-06-16 | 2022-02-22 | Lg Electronics Inc. | Method and apparatus for transmitting information |
-
2020
- 2020-03-05 CN CN202080095678.6A patent/CN115066845A/zh active Pending
- 2020-03-05 KR KR1020227031882A patent/KR20220143883A/ko active Search and Examination
- 2020-03-05 EP EP20710863.0A patent/EP4091274A1/en active Pending
- 2020-03-05 WO PCT/EP2020/055894 patent/WO2021175430A1/en unknown
-
2022
- 2022-08-30 US US17/899,243 patent/US20220418008A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115066845A (zh) | 2022-09-16 |
| US20220418008A1 (en) | 2022-12-29 |
| EP4091274A1 (en) | 2022-11-23 |
| WO2021175430A1 (en) | 2021-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3245745B1 (en) | System and method for a message passing algorithm | |
| US20220418008A1 (en) | Transmitting device, receiving device, and methods for random-access communication | |
| CN110753937A (zh) | 数据传输网络配置 | |
| EP3418821B1 (en) | Method and device for configuring a data transmission system | |
| JP4208874B2 (ja) | 多重化伝送システム用復号器 | |
| KR102511374B1 (ko) | 무선 통신 시스템에서 인티저 포싱 기법을 이용하는 통신 기법 | |
| JP5854694B2 (ja) | 受信装置、受信方法、及び受信プログラム | |
| TWI591973B (zh) | A signal detection method and device | |
| CN107005505B (zh) | 用于基于解码树的生成而对数据信号进行解码的方法和*** | |
| KR20150090421A (ko) | 이동통신 시스템에서 통신 채널 추정 방법 및 장치 | |
| US9042493B2 (en) | Method and apparatus for iteratively detecting and decoding signal in communication system with multiple-input and multiple-out (MIMO) channel | |
| KR20180026343A (ko) | 최적화된 코드 변조를 생성하기 위한 방법 및 장치 | |
| JP6180333B2 (ja) | 無線周波数受信機において信号を復号化する方法 | |
| KR101005877B1 (ko) | 다중 입력 다중 출력(ｍｉｍｏ) 수신기에서 근사적인 최대 우도(ｍｌ) 검색을 위한 방법 및 시스템 | |
| WO2019072242A1 (zh) | 数据处理方法及装置 | |
| KR20190007698A (ko) | 다중 접속 방식을 지원하는 무선통신 시스템에서 신호의 수신 및 송신하는 방법과 이를 위한 통신 장치 | |
| KR102455652B1 (ko) | 연판정을 이용한 복호 방법 및 장치 | |
| CN115298979A (zh) | 具有连续传输层检测和软干扰消除的多输入多输出检测装置和方法 | |
| CN107534530B (zh) | 信干噪比的计算方法、装置和接收机 | |
| KR20200017587A (ko) | 천공된 극 부호의 설계 방법 및 장치 | |
| WO2024057817A1 (ja) | 無線信号処理システム及び無線信号処理方法 | |
| JP6120595B2 (ja) | Ｍｉｍｏ受信装置及びプログラム | |
| CN114584437B (zh) | 一种单次握手协议的半盲消息检测方法及装置 | |
| KR102441253B1 (ko) | 무선 통신 시스템에서 신호를 수신하기 위한 장치 및 방법 | |
| CN114915376B (zh) | 译码方法、编码方法、装置、设备和存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |