KR100712071B1

KR100712071B1 - Method for Iterative Detection Decoding of Mutli-Antenna System

Info

Publication number: KR100712071B1
Application number: KR1020050123523A
Authority: KR
Inventors: 시치 가오; 시야오후 요우; 원찐 왕
Original assignee: 사우스이스트 유니버시티; 한국전자통신연구원
Priority date: 2005-05-16
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2007-04-30
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: CN100486235C; CN1694439A; KR20060118313A

Abstract

본 발명은 다중안테나 시스템의 반복 검출 디코딩 방법 즉, 일종의 무선통신시스템 수신단에 사용되는 무선신호처리방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소프트정보가 보류되는 반복 검출 디코딩 방법은 다수의 송신/수신 안테나를 사용하여 고속 데이터를 전송하는 광대역 이동통신시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a repetitive detection decoding method of a multi-antenna system, that is, a wireless signal processing method used in a wireless communication system receiving end. More specifically, the repetitive detection decoding method in which soft information is held may include multiple transmit / receive antennas. The present invention relates to a broadband mobile communication system for transmitting high speed data.

본 발명의 인코딩에 사용되는 통신전송시스템의 반복 검출 디코딩 방법은 소프트 정보가 보류되는 반복 디코딩 방법으로, 매 회 검출 디코딩 중의 반복 디코딩 후 디코더 내부에 상호 교류되는 소프트 정보를 저장하였다가 상호 교류되는 소프트 정보를 다음 회 검출 디코딩 반복 중 디코더에게 초기화시키는 것이다. The iterative detection decoding method of the communication transmission system used for encoding according to the present invention is a iterative decoding method in which soft information is held. After repeated decoding during detection decoding, the soft information stored in the decoder is exchanged with each other. Initialize the information to the decoder during the next detection decoding iteration.

본 발명의 디코딩의 출력은 세 부분을 포함하여, 첫 번째 부분은 판정에 사용되는 출력으로서, 통상적으로 마지막 회의 디코딩에서만 출력되며; 두 번째 부분은 매 회 검출 디코딩 반복 시 검출기에 출력해주어야 하는 비트 우도비로서, 검출에 사전 정보를 제공하며; 세 번째 부분은 매 회 검출 디코딩의 반복 디코딩 중 구성 디코더 사이에 상호 교류되는 소프트 정보 또는 각기 다른 검사 약속 사이의 소프트 정보이다.The output of the decoding of the invention comprises three parts, the first part being the output used for the decision, which is usually output only in the last decoding; The second part is the bit likelihood ratio that should be output to the detector at each detection decoding iteration, providing advance information for detection; The third part is soft information that is interchanged between component decoders or repeated inspection appointments during repeated decoding of detection decoding each time.

반복검출코딩, 디코딩, 다중안테나 Iterative Detection Coding, Decoding, Multiple Antennas

Description

Iterative Detection Decoding Method of Multiple Antenna System {Method for Iterative Detection Decoding of Mutli-Antenna System}

도 1은 소프트 정보가 보류되는 반복 수신기 블록도이다.1 is a repeating receiver block diagram in which soft information is held.

도 2는 소프트 정보가 보류되는 Turbo 코드 디코딩 블록도이다.2 is a block diagram of a Turbo code decoding in which soft information is held.

도 3은 소프트 정보가 보류되는 LDPC(BP) 디코더이다.3 is an LDPC (BP) decoder in which soft information is reserved.

무선채널은 비교적 심각한 시간과 주파수의 선택적 페이딩이 존재한다. 특히 다중안테나 무선시스템에서는 수신단에 부호 간의 간섭이 존재할 뿐만 아니라, 안테나 사이의 간섭도 존재한다. 채널 페이딩과 잡음을 막기 위하여 통상적으로 무선통신시스템 중에서는 에러컨트롤코딩기술을 이용하고 있으며, 부호 간의 간섭과 안테나 간의 간섭은 통상적으로 검출기를 이용하여 제거하고 있다. 반복 검출 디코딩(iterative decoding) 기술의 원리는 검출 시 디코더가 피드백하는 소프트 정보를 사용함으로써 더욱 우수한 검출 결과를 얻는 것으로서, 더욱 우수한 검출 결과는 또한 디코딩을 통하여 더욱 우수한 디코딩 출력을 얻을 수 있다. 이렇게 반복하면 끊임없이 가장 우수한 해법에 근접하게 된다. 반복 검출 디코딩 방법은 수신기의 성능을 대폭 향상시켜 줄 수 있는데, 즉 동일한 주파수 효율을 유지하는 상황에서 공률 효율을 높여주거나 또는 동일한 공률 효율을 유지하는 상황 하에서 고레벨 변조를 이용하여 주파수 스펙트럼 효율을 향상시킬 수 있다.Radio channels have relatively serious time and frequency selective fading. In particular, in a multi-antenna wireless system, not only there is interference between codes at a receiving end, but also interference between antennas. In order to prevent channel fading and noise, an error control coding technique is commonly used in a wireless communication system, and interference between codes and interference between antennas are typically removed by using a detector. The principle of an iterative decoding technique is to obtain better detection results by using soft information fed back by the decoder at the time of detection, and better detection results can also obtain better decoding output through decoding. This repetition constantly brings us to the best solution. The iterative detection decoding method can greatly improve the performance of the receiver, i.e. increase the power efficiency under the same frequency efficiency, or improve the frequency spectrum efficiency by using high level modulation under the same power efficiency. Can be.

연접부호(concatenated code)와 맵을 기초로 한 코드는 모두 고성능의 에러컨트롤코딩방식으로서, Turbo 코드와 같은 전자와, LDPC 코드와 같은 후자는 모두 반복 디코딩 방법을 사용하여 암호를 해독한다. 연접부호의 디코딩은 turbo 디코딩 원리를 이용하여 동일하지 않은 구성 디코더(component decoder) 사이에 상호 소프트 정보를 교류하고, 여러 차례 반복하여 가장 우수한 디코딩에 접근하며, 각 구성 디코더는 모두 소프트입력/소프트출력을 사용하는 최대우도 또는 준최대우도 디코딩 알고리즘이다. 그리고 LDPC 코드의 디코딩은 즉 오류역전파(back propagation) 알고리즘으로서, 각기 다른 약속 관계 사이에 상호 정보를 교류하고, 여러 차례 반복함으로써 성능을 향상시킨다. 그러나 Turbo 코드, LDPC 코드 등과 같은 고성능 에러컨트롤코딩을 사용하는 통신시스템은 만약 수신단에서 반복검출디코딩을 사용할 경우 수신기의 복잡도가 증가할 수 있다. 예를 들어 통상적으로 Turbo 코드 디코딩은 4~8 차례의 반복 수렴을 거쳐 비교적 우수한 성능을 얻는데, 반복 검출 디코딩은 만약 4번의 반복 검출을 사용할 경우 모두 16~32차례의 turbo 반복 디코딩이 필요하게 되어 복잡도가 과도하게 높으므로 구현이 어렵게 된다.Both concatenated code and map-based code are high-performance error control coding methods. The former, such as the Turbo code, and the latter, such as the LDPC code, are all decrypted using an iterative decoding method. The decoding of concatenated codes uses the turbo decoding principle to exchange mutual soft information between component decoders which are not identical, and to repeat the multiple times to access the best decoding, each of which is a soft input / soft output. A maximum likelihood or quasi-maximum likelihood decoding algorithm using LDPC code decoding is a back propagation algorithm, which improves performance by exchanging information between different promise relationships and repeating it several times. However, a communication system using high performance error control coding such as Turbo code, LDPC code, etc., may increase the complexity of the receiver if it uses repetitive detection decoding at the receiving end. For example, Turbo code decoding typically achieves relatively good performance through four to eight iterations of convergence, while iterative detection decoding requires 16 to 32 turbo iterations for all four iterations. Is too high, making implementation difficult.

이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 본 발명을 완성하였다. The present inventors have completed the present invention as a result of diligent efforts to solve the above problems.

결국, 본 발명의 목적은 일종의 소프트 정보가 유지되는 반복 수신 방법에 관한 것으로서, 매 회 디코딩 검출 반복 중 디코딩에 필요한 반복 횟수를 대폭 줄여주어 수신기의 복잡도를 효과적으로 낮추는 것이다.After all, an object of the present invention relates to an iterative reception method in which a kind of soft information is maintained, and to effectively reduce the complexity of the receiver by drastically reducing the number of iterations required for decoding during each decoding detection iteration.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 특징에 따른 방법은,
다중 안테나 시스템에서 반복 검출 디코딩을 수행하는 방법으로서,
a) 랜덤 소프트입력 소프트출력 검출방법을 사용하는 검출기를 사용하여 수신신호에 대응되는 비트 우도비를 검출하는 단계; 및 b) 두 개의 디코더를 사용하여 상기 비트 우도비에 대해 코드 블록에 따라 반복 디코딩을 수행하여 결과 비트 우도비를 출력하는 단계를 포함하고, 상기 a) 단계 및 b) 단계가 반복 수행되는 반복 검출 과정이 수행되며, 마지막 반복 검출 과정에서 상기 결과 비트 우도비가 반복 디코딩의 최종 결과로 출력되고, 상기 b) 단계에서 수행되는 반복 디코딩의 마지막 반복 회수에서 상기 두 개의 디코더 사이에 교류되는 소프트 정보가 보류되어 상기 반복 검출 과정의 b) 단계 시작시에 상기 디코더의 초기 정보로 사용하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method according to a feature of the invention,
A method of performing iterative detection decoding in a multi-antenna system,
a) detecting a bit likelihood ratio corresponding to the received signal using a detector using a random soft input soft output detection method; And b) performing iterative decoding on the bit likelihood ratio according to a code block using two decoders to output a result bit likelihood ratio, wherein steps a) and b) are repeatedly performed. The process is performed, and the result bit likelihood ratio is output as the final result of the iterative decoding in the last iteration detection process, and soft information exchanged between the two decoders at the number of the last iterations of the iterative decoding performed in step b) is suspended. And use it as initial information of the decoder at the beginning of step b) of the iterative detection process.

본 발명에 있어서, 상기 두 개의 디코더는 상기 a) 단계에서 검출되는 비트 우도비에 대해 디코딩을 수행하는 첫 번째 디코더와 상기 첫 번째 디코더의 디코딩 결과를 사용하여 디코딩을 수행하는 두 번째 디코더를 포함하고, 상기 두 번째 디코더의 출력은 상기 마지막 반복 검출 과정 중 상기 b) 단계에서의 반복 디코딩 수행 결과로 출력되는 결과 비트 우도비인 첫 번째 부분과, 상기 b) 단계에서의 반복 디코딩 수행 결과로 출력되어 상기 검출기의 사전 정보로 제공되는 비트 우도비인 두 번째 부분과, 상기 첫 번째 디코더의 디코딩 결과를 사용하여 디코딩을 수행한 결과를 상기 첫 번째 디코더의 디코딩 수행을 위해 상기 첫 번째 디코더로 전달하는 소프트 정보인 세 번째 부분을 포함한다. In the present invention, the two decoders include a first decoder which performs decoding on the bit likelihood ratio detected in step a) and a second decoder which performs decoding using the decoding result of the first decoder. The output of the second decoder is the first portion of the result bit likelihood ratio output as the result of the iterative decoding in step b) of the last iteration detection process, and is output as the result of the iterative decoding in the step b). A second portion, which is a bit likelihood ratio provided as dictionary information of a detector, and soft information for transmitting the result of decoding using the decoding result of the first decoder to the first decoder for decoding of the first decoder. Include the third part.

본 발명에 있어서, 코드가 길쌈 코드를 연접 병행하는 방식을 이용할 때, 상기 디코딩은, (a) 매 회 반복 디코딩할 때, 상기 두 개의 디코더 사이에 상호 소프트 정보를 교류하여 디코딩을 수행하는 단계; (b) 마지막 회의 디코딩시 상기 두 번째 디코더의 디코딩 후 상기 첫 번째 디코더에게 제공하는 소프트 정보를 보류하는 단계; (c) 다음 회의 반복 검출 과정 중 상기 b) 단계에서, 상기 첫 번째 디코더가 상기 반복 디코딩을 시작할 때, 상기 첫 번째 디코더가 상기 (b) 단계에서 보류된 소프트 정보를 사용하여 초기화하는 단계; 및 (d) 마지막 회의 반복 검출 과정이 끝난 후 상기 두 번째 디코더의 디코딩 수행 결과인 결과 비트 우도비를 판정하여 출력하는 단계를 포함한다. In the present invention, when the code employs a concatenated convolutional code, the decoding may include: (a) performing decoding by exchanging mutual soft information between the two decoders when repeatedly decoding each time; (b) withholding soft information provided to the first decoder after decoding of the second decoder in decoding the last conference; (c) in step b) of the next iterative detection process, when the first decoder starts the iterative decoding, the first decoder initializes using the soft information held in step (b); And (d) determining and outputting a result bit likelihood ratio which is a result of decoding of the second decoder after the last repetition detection process is completed.

본 발명에 있어서, 코드에 저밀도 패리티 검사부호 LDPC를 사용할 때, 상기 디코딩은, 상기 첫 번째 디코더는 패리티 검사 매트릭스의 매 행의 약속 관계를 근거로 현재 비트의 소프트 정보를 계산하는 수평 디코더이고, 상기 두 번째 디코더는 상기 수평 디코더에서 계산된 소프트 정보를 근거로 현재 약속 관계에 있는 소프트 정보를 갱신하여 출력하는 수직 디코더이며, (a) 매 회 반복 디코딩할 때, 상기 두 개의 디코더 사이에 상호 소프트 정보를 교류하여 디코딩을 수행하는 단계; (b) 마지막 회의 디코딩시 상기 수직 디코더의 디코딩 후 상기 수평 디코더에게 제공하는 소프트 정보를 보류하는 단계; (c) 다음 회의 반복 검출 과정 중 상기 b) 단계에서, 상기 수평 디코더가 상기 반복 디코딩을 시작할 때, 상기 수평 디코더가 상기 (b) 단계에서 보류된 소프트 정보를 사용하여 초기화하는 단계; 및 (d) 마지막 회의 반복 검출 과정이 끝난 후 상기 수직 디코더의 디코딩 수행 결과인 결과 비트 우도비를 판정하여 출력하는 단계를 포함한다.In the present invention, when the low density parity check code LDPC is used in the code, the decoding is a horizontal decoder that calculates soft information of the current bit based on the promise relationship of every row of the parity check matrix. The second decoder is a vertical decoder that updates and outputs soft information currently in a promise relationship based on the soft information calculated by the horizontal decoder, and (a) mutual soft information between the two decoders when repeated decoding each time. Ac decoding to perform decoding; (b) withholding soft information provided to the horizontal decoder after decoding of the vertical decoder at the last conference decoding; (c) in step b) during the next iterative detection process, when the horizontal decoder starts the iterative decoding, the horizontal decoder initializes using the soft information held in step (b); And (d) determining and outputting a result bit likelihood ratio which is a result of decoding performed by the vertical decoder after the last iterative detection process is completed.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서 다루는 무선통신시스템은 하나 또는 하나 이상의 수신안테나와 하나 또는 하나 이상의 송신안테나가 구비되며, 그 중 디코더는 반복 디코딩 방법을 사용한다. 본 발명은 반복 검출 디코딩 방법 중, 매 회 디코딩을 검출하는 디코딩이 끝난 후 구성 디코더 사이에 상호 교류되는 소프트 정보, 또는 각기 다른 약속(공유) 사이에 상호 교류되는 소프트 정보를 유지함으로써 매 회 디코딩 검출을 반복하는 디코더의 반복 횟수를 대폭 줄이도록 하였다.The wireless communication system dealing with the present invention includes one or more reception antennas and one or more transmission antennas, and a decoder uses an iterative decoding method. According to the present invention, in the iterative detection decoding method, decoding is detected every time by maintaining soft information that is interchanged between component decoders after decoding to detect decoding each time, or soft information that is interchanged between different appointments (shared). The number of iterations of the decoder to repeat is greatly reduced.

본 발명에서 설명하는 반복 검출 디코딩 수신방법의 구현 장치는 소프트입력/소프트출력(soft input soft output) 검출기, 인터리버와 디인터리버, 소프트입력 소프트출력 디코더 등 몇 부분으로 분류된다.An apparatus for implementing the iterative detection decoding reception method described in the present invention is classified into several parts such as a soft input / soft output detector, an interleaver and a deinterleaver, and a soft input soft output decoder.

1. 소프트입력 소프트출력 검출기는 랜덤 소프트입력 소프트출력 검출방법을 사용한다. 예를 들어 단일 안테나 또는 다중안테나 시스템 중 사전정보를 사용하는MMSE 검출기, MAP 검출기, 반복 소프트 간섭상쇄 검출 등등이다.1. Soft input Soft output detector uses random soft input soft output detection method. For example, MMSE detectors, MAP detectors, repetitive soft interference cancellation, etc., which use prior information in a single antenna or multiple antenna system.

2. 디인터리버는 검출한 비트 우도비를 디코더의 순서로 배열한다. 그리고 인터리버는 디코더가 출력한 우도비를 다시 검출기의 요구에 따라 배열한다.2. The deinterleaver arranges the detected bit likelihood ratios in the order of the decoders. The interleaver again arranges the likelihood ratio output by the decoder according to the request of the detector.

3. 디코더는 디인터리브 후의 비트 우도비를 코드 블록에 따라 디코더의 약속을 근거로 디코딩하고, 디코딩 후의 새로운 우도비를 얻어, 마지막 회가 아닌 반 복 과정 중 이를 검출기로 피드백해주며, 마지막 회의 반복 중 정보 비트에 사용되는 판정을 한다. 본 발명에서 사용하는 Turbo 코드, LDPC 코드 등은 반복 디코딩을 필요로 하는 디코더로서, 우리는 매 회 디코딩 후 반복 디코딩한 중간 정보를 보류하여 다음 횟수의 반복 검출 중 디코더에게 초기화를 해주도록 하는 것이다.3. The decoder decodes the bit likelihood ratio after deinterleaving based on the decoder's promise according to the code block, obtains the new likelihood ratio after decoding, feeds it back to the detector during the repetition process rather than the last round, and repeats the last session. The judgment used for the information bit is made. Turbo codes, LDPC codes, and the like used in the present invention are decoders that require iterative decoding, and we hold the intermediate information repeatedly decoded after each decoding to initialize the decoder during the next iteration detection.

구체적 방법은 다음과 같다.The concrete method is as follows.

상기 인코딩에 사용되는 통신 전송시스템의 반복 검출 디코딩 방법은 소프트 정보가 보류되는 반복 디코딩 방법으로서, 매 회 검출 디코딩 중의 반복 디코딩 후 디코더 내부에서 서로 교류되는 소프트 정보를 저장하여, 상호 교류되는 소프트 정보가 다음 회의 검출디코딩 반복 중 디코더에게 초기화해주는 것이다.The iterative detection decoding method of a communication transmission system used for the encoding is an iterative decoding method in which soft information is held. After repeated decoding during detection decoding, soft information exchanged in the decoder is stored so that soft information exchanged with each other is stored. Initialize the decoder during the next detection decoding iteration.

디코딩의 출력은 세 부분을 포함한다. 첫 번째 부분은 판정에 사용되는 출력으로서, 통상적으로 마지막 회의 디코딩에서만 출력된다. 두 번째 부분은 매 회 검출 디코딩 반복시 검출기에 출력해주어야 하는 비트 우도비로서, 검출에 사전 정보를 제공한다. 세 번째 부분은 매 회 검출 디코딩의 반복 디코딩 중 구성 디코더 사이에 상호 교류되는 소프트 정보 또는 각기 다른 검사(check) 약속 사이의 소프트 정보이다.The output of the decoding includes three parts. The first part is the output used for the decision, which is typically only output in the last session decoding. The second part is the bit likelihood ratio that should be output to the detector at each detection decoding iteration, providing advance information for detection. The third part is soft information that is interchanged between component decoders or repeated check appointments during iterative decoding of detection decoding each time.

코드가 길쌈 코드를 연접 병행하는 방식을 이용할 때, 디코딩 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다:When the code uses a concatenated convolutional code, the decoding method includes the following steps:

3.1) 매 회 디코더가 반복 디코딩할 때, 두 개의 구성 디코더 사이에 상호 소프트 정보를 교류한다.3.1) When the decoder repeatedly decodes each time, mutual soft information is exchanged between two component decoders.

3.2) 디코더가 반복 디코딩을 끝낸 후, 마지막 회의 디코딩으로 두 번째 구성 디코더를 반복하여 첫 번째 구성 디코더에게 준 소프트 정보를 보류한다.3.2) After the decoder has finished iterative decoding, it repeats the second component decoder with the last decoding and holds the soft information given to the first component decoder.

3.3) 다음 회의 검출기와 디코더 사이의 반복 중, 디코더가 검출을 시작할 때, 첫 번째 구성 디코더는 단계 3.2) 중 보류된 소프트 정보를 초기화한다.3.3) During the iteration between the next detector and the decoder, when the decoder starts detecting, the first component decoder initializes the soft information held in step 3.2).

3.4) 마지막 회에 검출기와 디코더 사이의 반복이 끝나면 디코더는 판정하여 출력한다.3.4) When the repetition between the detector and the decoder is finished at the last time, the decoder judges and outputs.

코드는 저밀도 패리티 검사부호 LDPC를 사용하며, 그 단계는 다음과 같다:The code uses a low density parity check code LDPC, with the following steps:

4.1) 매 회 디코더가 반복 디코딩할 때, 수평 디코딩 단계와 수직 디코딩 단계 사이에 상호 소프트 정보를 교류한다.4.1) Each time the decoder repeatedly decodes, the soft information is exchanged between the horizontal and vertical decoding steps.

4.2) 디코더가 반복 디코딩을 끝낸 후, 마지막 회에 반복 디코딩한 수직 디코딩 단계에서 얻은 소프트 정보를 보류한다.4.2) After the decoder has finished iterative decoding, the soft information obtained in the vertical decoding step, which was repeatedly decoded last time, is reserved.

4.3) 다음 회의 검출기와 디코더 사이의 반복 중, 디코더가 검출을 시작할 때 수평 디코딩 단계는 단계 4.3)에서 보류된 소프트 정보를 초기화한다.4.3) During the iteration between the next detector and the decoder, the horizontal decoding step initializes the soft information held in step 4.3) when the decoder starts detection.

4.4) 마지막 회에 검출기와 디코더 사이의 반복이 끝나면, 디코더는 판정을 출력한다.
여기서는 BCJR 알고리즘 디코딩인 Turbo 코드와 오류역전파 디코딩인 LDPC 알고리즘을 본 발명의 두 실시예로 하여 설명하고자 한다.4.4) At the end of the iteration between the detector and decoder at the last time, the decoder outputs a decision.
Here, the Turbo code, which is the BCJR algorithm decoding, and the LDPC algorithm, which is the error backpropagation decoding, will be described as two embodiments of the present invention.

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1. Turbo 코드Turbo code

Turbo 코드가 통상적인 의미상 가리키는 것은 길쌈코드를 병행 연접하는 것으로서 디코딩 시 BCJR 알고리즘을 이용하여 각 구성 디코더에 대해 소프트입력/소프트출력 디코딩을 진행하고, 두 개의 구성 디코더 사이에 서로 반복적으로 소프트 정보를 교류하며, 디코더는 하나의 완전체로써 검출기와의 사이에 상호 소프트 정보를 교류하는 것이다.The normal meaning of Turbo code is concatenated convolutional code. When decoding, soft input / soft output decoding is performed for each component decoder using BCJR algorithm, and soft information is repeatedly repeated between two component decoders. In exchange, the decoder exchanges soft information with each other as a whole.

도 2는 본 발명 중 하나의 실시예를 도시한 것으로서, 소프트 정보가 보류되는 Turbo 코드 디코딩 방법이다. 도면에서는 소프트 정보가 보류되는 소프트입력/소프트 출력 Turbo 디코딩을 도시하고 있다. 이는 주로 두 부분의 입력과 세 부분의 출력을 포함한다. 입력

은

번째 검출 디코딩 반복 디코더가 보류하는 소프트 정보를 나타낸다.

는

번째 검출 디코딩 반복 디코더가 마지막으로 출력하는 코드 비트의 외부 정보를 나타내며, 검출기로 피드백하여 사전정보로 삼는다.

는

번째 검출 디코딩 반복 중 반복 디코딩으로 얻은 디코더2의 출력을 디코더1에게 주는 사전정보이며,

번째 검출 디코딩 반복 중에서 디코더 1의 사전정보 역할을 한다.2 illustrates an embodiment of the present invention, which is a Turbo code decoding method in which soft information is reserved. The figure shows soft input / soft output turbo decoding in which soft information is reserved. It mainly includes two parts of input and three parts of output. input

silver

The soft information held by the first detection decoding repetition decoder is shown.

Is

The first detection decoding repetition decoder indicates external information of a code bit that is finally output, and feeds back to the detector as prior information.

Is

Preliminary information for giving decoder 1 the output of decoder 2 obtained by iterative decoding during the first detection decoding iteration.

It serves as the dictionary information of the decoder 1 in the first detection decoding iteration.

2. LDPC 코드2. LDPC Code

LDPC 코드란, 다시 말해 저밀도 패리티 검사 코드로서, 패리티 검사 맵을 기초로 한 일종의 코딩 방식이다. 통상적으로 오류역전파(BP) 알고리즘으로 디코딩을 진행한다.

를 패리티 검사 매트릭스로 설정하며, 즉

의 매 행(row)마다 모두 일종의 검사 관계를 표시하고, 매 열(line) 중 1의 갯수로 상기 비트가 검사된 수량을 표시한다. 반복 디코딩은 두 부분으로 분류하며, 각각 수평 디코딩 단계와 수직 디코딩 단계로 칭한다. 도 3에 도시된 바와 같이 수평 디코딩 단계는 매 행의 약속 관계와 기타 비트의 소프트 정보를 근거로 현재 비트의 소프트 정보를 계산하고, 수직 디코딩 단계에서는 기타 약속관계로 얻은 소프트 정보를 근거로 현재 약속관계에 있는 소프트 정보를 갱신한다. In other words, the LDPC code is a low density parity check code, which is a kind of coding method based on a parity check map. In general, decoding is performed using an error back propagation (BP) algorithm.

Is set to the parity check matrix, that is,

In each row of, all sorts of check relationships are displayed, and the number of bits checked is indicated by the number of 1 in every line. Iterative decoding is divided into two parts, which are referred to as horizontal decoding and vertical decoding, respectively. As shown in Fig. 3, the horizontal decoding step calculates the soft information of the current bit based on the appointment relationship of each row and the soft information of the other bits, and the current appointment based on the soft information obtained by the other appointment relationship in the vertical decoding step. Update the soft information in the relationship.

Turbo 디코더와 유사하게, LDPC 디코더 역시 마찬가지로 두 개의 입력과 세 개의 출력을 갖는다.

는

번째 검출 디코딩 반복 시 마지막 회의 수직 디코 딩 단계에서 얻은

개째 비트 중

개째 약속을 제외한 기타 약속에 발생한 우도비를 나타낸다.

는 검출기가 출력한 코드 비트의 우도비를 나타낸다. 출력

은

번째 검출 디코딩 반복 정보 비트의 사후 우도비를 나타내고,

는

번째 검출 디코딩 반복 디코더 코드 비트의 외부 정보를 나타내며,

는

번째 검출 디코딩 반복 수직 디코딩 단계에서 발생한 소프트 정보를 나타낸다. Similar to the Turbo decoder, the LDPC decoder likewise has two inputs and three outputs.

Is

Obtained at the last vertical decoding stage during the first detection decoding iteration

Of the fourth bit

It represents the likelihood ratio that occurred for other appointments except the first one.

Denotes the likelihood ratio of the code bits output by the detector. Print

silver

Represents a posterior likelihood ratio of the first detection decoding repetition information bit,

Is

External information of the first detection decoding repetition decoder code bit,

Is

The first detection decoding repetition indicates the soft information generated in the vertical decoding step.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 일반적인 Turbo 반복 수신 방법과 다르게, 매 회 검출 디코딩 반복 중 반복 디코딩이 끝난 후 디코더의 중간 반복 정보를 보류하였다가, 다음 회 검출 디코딩을 반복할 때 보류된 소프트 정보를 디코더의 초기 정보로 삼을 수 있다. As described in detail above, in the present invention, unlike the general Turbo iteration reception method, the software repeats the intermediate repetition information of the decoder after the iteration decoding is repeated during the detection decoding iteration every time, and then the software is suspended when the next detection decoding is repeated. The information may be used as initial information of the decoder.

따라서, 본 발명에 따르면, 매 회 반복 디코딩되는 중간 정보를 충분히 이용하여 반복 검출 디코딩을 반복 디코딩 자체와 결합시킴으로써 매 회 검출 디코딩 반복 중 디코딩에 필요한 반복 횟수를 대폭 줄여주어 수신기의 복잡도를 효과적으로 낮출 수 있고, 본 발명에서 제공하는 Turbo 반복 수신방법은 매 회 검출 디코딩 반복 시 반복 디코딩의 횟수를 효과적으로 줄여 줄 수 있고, 복잡도가 일정한 상황 하에서는 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, according to the present invention, by sufficiently using the intermediate information that is repeatedly decoded each time, the repeated detection decoding is combined with the iterative decoding itself, thereby greatly reducing the number of iterations required for decoding during each detection decoding iteration, thereby effectively reducing the complexity of the receiver. In addition, the Turbo iterative reception method provided by the present invention can effectively reduce the number of iterative decodings for each detection decoding iteration, and can improve the performance of the system under a constant complexity.

본 발명에서 제공하는 소프트 정보가 보류되는 반복 검출 디코딩 수신기는 연접 코드 또는 LDPC 코드 등 에러컨트롤코딩 및 반복 디코딩(iterative decoding) 을 사용하는 각종 통신시스템에 사용하기 적합하다. The iterative detection decoding receiver with soft information provided by the present invention is suitable for use in various communication systems using error control coding and iterative decoding such as concatenated code or LDPC code.

즉, 본 발명은 단일 안테나 시스템뿐만 아니라 다중 안테나 시스템에도 사용될 수 있다. 상기 무선통신시스템은 멀티캐리어 전송일 수도 있고, 싱글 캐리어 전송일 수 있으며, 상기 무선통신시스템은 주파수확산시스템일 수도 있고, 비주파수확산시스템 일 수 있으며, 다중접속방식은 FDMA, TDMA, CDMA 등 각종 형식이 가능하다.That is, the present invention can be used not only for a single antenna system but also for multiple antenna systems. The wireless communication system may be a multicarrier transmission, a single carrier transmission, the wireless communication system may be a frequency spreading system, a non-frequency spreading system, and the multiple access scheme may be FDMA, TDMA, CDMA, etc. Form is possible.

Claims

In the method for performing iterative detection decoding in a multi-antenna system,

a) detecting a bit likelihood ratio corresponding to the received signal using a detector using a random soft input soft output detection method; And

b) performing iterative decoding according to the code block on the bit likelihood ratio using two decoders to output the result bit likelihood ratio

Including,

An iterative detection process in which steps a) and b) are repeatedly performed is performed, and the result bit likelihood ratio is output as a final result of iterative decoding in a last iteration detection process,

Soft information exchanged between the two decoders in the last iteration count of the iterative decoding performed in step b) is reserved and used as initial information of the decoder at the start of step b) of the iterative detection process.

Characterized in that the method.

The method of claim 1,

The two decoders include a first decoder which performs decoding on the bit likelihood ratio detected in step a) and a second decoder which performs decoding using the decoding result of the first decoder,

The output of the second decoder is the first portion of the result bit likelihood ratio output as the result of the iterative decoding in step b) of the last iteration detection process, and the detector is output as the result of the iterative decoding in the step b). A second portion, which is a bit likelihood ratio, provided as dictionary information of < RTI ID = 0.0 >, < / RTI > and soft information for transmitting the result of decoding using the decoding result of the first decoder to the first decoder for decoding of the first decoder. Part

Method comprising a.

The method of claim 2,

When the code uses a method of concatenating convolutional code, the decoding

(a) performing decoding by exchanging mutual soft information between the two decoders during repeated decoding each time;

(b) withholding soft information provided to the first decoder after decoding of the second decoder in decoding the last conference;

(c) in step b) of the next iterative detection process, when the first decoder starts the iterative decoding, the first decoder initializes using the soft information held in step (b); And

(d) determining and outputting a result bit likelihood ratio which is a result of decoding of the second decoder after the last repetition detection process is finished;

How to include.

The method of claim 2,

When using a low density parity check code LDPC in the code, the decoding

The first decoder is a horizontal decoder that calculates soft information of the current bit based on the promise relationship of every row of the parity check matrix, and the second decoder is currently in a promise relationship based on the soft information calculated by the horizontal decoder. Vertical decoder that updates and outputs soft information.

(b) withholding soft information provided to the horizontal decoder after decoding of the vertical decoder at the last conference decoding;

(c) in step b) during the next iterative detection process, when the horizontal decoder starts the iterative decoding, the horizontal decoder initializes using the soft information held in step (b); And

(d) determining and outputting a result bit likelihood ratio which is a result of decoding of the vertical decoder after the last repetition detection process is finished;

How to include.