KR101522684B1 - 다중입출력 시스템 및 다중입출력 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

다중입출력 시스템에서 다이버시티를 효과적으로 향상시킬 수 있는 다중입출력 시스템 및 다중입출력 처리 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 다중입출력 시스템은, 송신장치가 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리한 후, 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하고, 이를 변조하여 복수개의 송신안테나를 통해 송신하면, 수신장치가 복수개의 수신안테나를 통해 상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하여 복조하고, 복조된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하는 상기 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하여, 상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 구성을 포함한다.
다중입출력, BICM, 다이버시티, 네트워크 코딩

Description

다중입출력 시스템 및 다중입출력 처리 방법{MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT SYSTEM AND MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT PROCESSING METHOD}
본 발명은 다중입출력 시스템 및 다중입출력 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 BICM을 채택하는 다중입출력 시스템에서 송신 전력의 증가나 송신하는 데이터 레이트를 감소시키지 않으면서 다이버시티를 효과적으로 향상시킬 수 있는 다중입출력 시스템 및 다중입출력 처리 방법과, 다중입출력을 위한 송신장치 및 다중입출력을 위한 수신장치와, 이러한 송신장치 및 수신장치의 제어 방법에 관한 것이다.
현재, 무선 환경을 통한 데이터 송수신을 이용하는 다양한 서비스가 널리 사용되고 있다. 이러한 무선 환경을 통한 데이터 통신에 있어서는, 데이터의 신뢰도를 확보하는 것이 무엇보다 중요하며, 이를 달성하기 위한 방안으로 다중입출력(MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT : MIMO) 방식이 널리 이용되고 있다.
이러한 다중입출력 방식을 채택하여 무선 환경을 통해 데이터를 송수신하는 다중입출력 시스템 중 오류정정 부호와 변복조기술을 무선 환경에 적용하는 BICM(bit interleaved coded modulation)을 채택한 다중입출력 시스템을 설명하면, 다음과 같다. BICM을 채택한 다중입출력 시스템은, 송신측에 채널 인코더, 인터리버(Interleaver), 변조기를 직렬로 연결하는 구성으로, 전송하고자 하는 데이터를 채널 인코딩, 인터리빙, 변조하여 복수개의 안테나를 통해 송신하고, 이처럼 송신되는 복수개의 데이터를 수신측에서 수신하여 검파기를 통해 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하고, 이에 따른 복수개의 데이터를 복조, 디인터리빙, 채널 디코딩 처리하여 원 데이터를 얻는다. 이에, BICM을 채택한 다중입출력 시스템은, 용량 (capacity) 및 다이버시티(diversity) 측면에서 많은 장점을 가지고 있다. 이러한 BICM 기술은 여러 전송표준에 적용되어 구현되고 있다.
헌데, 전술한 다중입출력 시스템은, 복수개의 데이터 열 즉, 복수개의 데이터 레이어 각각은 해당하는 한 레이어(layer)로 송신하여 수신하는 방식이다. 그러므로, 전술한 다중입출력 시스템은, 얻을 수 있는 다이버시티는 수신측의 수신 안테나의 갯수와 검파방식 (ZF / MMSE / ML)에 의하여 결정된다.
따라서, BICM을 채택한 다중입출력 시스템에서 향상된 다이버시티를 보다 효과적으로 더욱 향상시킬 수 있는 방안에 대한 모색이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명은 송신장치가 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리한 후, 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하고, 이를 변조하여 복수개의 송신안테나를 통해 송신하면, 수신장치가 복수개의 수신안테나를 통해 상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하여 복조하고, 복조된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하는 상기 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하여, 상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 구성을 포함하는 다중입출력 시스템 및 다중입출력 처리 방법을 제공하여, BICM을 채택하는 다중입출력 시스템에서 다이버시티를 효과적으로 향상시키는데 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명은 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리한 후, 상기 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 다중입출력을 위한 송신장치 및 이 송신장치의 제어 방법을 제공하여, BICM을 채택하는 다중입출력 시스템에서의 다이버시티를 효과적으로 향상시키 는 송신방식을 실현하는데 있다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명은 무선환경을 통해 수신된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하여 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하고, 상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 다중입출력을 위한 수신장치 및 이 수신장치의 제어 방법을 제공하여, BICM을 채택하는 다중입출력 시스템에서의 다이버시티를 효과적으로 향상시키는 수신방식을 실현하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 다중입출력 시스템은, 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리하고, 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하며, 상기 네트워크 코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 변조하여 복수개의 송신안테나를 통해 송신하는 송신장치; 및 복수개의 수신안테나를 통해 상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하여 복조하고, 복조된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하는 상기 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하며, 상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 수신장치를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 다중입출력을 위한 송신장치는, 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리는 인터리빙부; 및 상기 인터리빙부에서 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 네트워크 코딩부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 네트워크 코딩부는, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 나머지 중 다른 하나의 데이터 레이어와 쌍으로서 대응시켜 각 데이터 레이어에 대한 상대 데이터 레이어를 선택할 수 있다.
바람직하게는, 상기 네트워크 코딩부는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체하고, 상기 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 상기 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체함으로써, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리할 수 있다.
바람직하게는, 상기 네트워크 코딩부는, 데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산하여, 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 연산 결과로 대체함으로써, 데이터 레이어를 네트워크 코딩 처리할 수 있다.
바람직하게는, 복수개의 송신 안테나; 및 상기 네트워크 코딩부에서 네트워크 코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 상기 복수개의 송신 안테나를 통해 송신하기 위해 변조하여 출력하는 매핑 및 변조부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 관점에 따른 다중입출력을 위한 수신장치는, 무선환경을 통해 수신된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하여 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하는 네트워크 디코딩부; 및 상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 디인터리빙부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 네트워크 디코딩부는, 수신된 복수개의 데이터 레이어 중 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 기 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 논리 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체하고, 상기 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 역 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 상기 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체함으로써, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리할 수 있다.
바람직하게는, 상기 네트워크 디코딩부는, 데이터 레이어의 배타적논리 합(XOR : eXcllusive OR) 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 XOR 연산하여 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 역 XOR 연산 결과로 대체함으로써, 데이터 레이어를 네트워크 디코딩 처리할 수 있다.
바람직하게는, 상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하는 복수개의 수신 안테나; 및 상기 복수개의 수신 안테나를 통해 수신된 상기 복수개의 데이터 레이어의 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하여, 이에 따른 복수개의 데이터 레이어를 상기 네트워크 디코딩부로 제공하는 검파부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 관점에 따른 다중입출력 처리 방법은, 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리하는 단계; 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 단계; 송신장치가 상기 네트워크 코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 변조하여 복수개의 송신안테나를 통해 송신하는 단계;
수신장치가 복수개의 수신안테나를 통해 상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하여 복조하는 단계; 복조된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하는 상기 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하는 단계; 및 상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 5 관점에 따른 다중입출력을 위한 송신장치의 제어 방법은, 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리는 인터리빙 처리하는 단계; 및 상기 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 네트워크 코딩 처리하는 단계에서, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 나머지 중 다른 하나의 데이터 레이어와 쌍으로서 대응시켜 각 데이터 레이어에 대한 상대 데이터 레이어가 기 선택되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 네트워크 코딩 처리하는 단계는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체하는 단계와, 상기 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 상기 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 네트워크 코딩 처리하는 단계는, 데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산하여, 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 연산 결과로 대체함으로써, 데이터 레이어를 네트워크 코딩 처리할 수 있다.
바람직하게는, 상기 네트워크 코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 상기 복수개의 송신 안테나를 통해 송신하기 위해 변조하는 단계; 및 상기 변조된 상기 복수개의 데이터 레이어를 복수개의 송신 안테나를 통해 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 6 관점에 따른 다중입출력을 위한 수신장치의 제어 방법은, 무선환경을 통해 수신된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하여 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하는 단계; 및 상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 네트워크 디코딩 처리하는 단계는, 수신된 복수개의 데이터 레이어 중 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 기 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 논리 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체하는 단계와, 상기 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 역 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 상기 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 네트워크 디코딩 처리하는 단계는, 데이터 레이어의 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 XOR 연산하여 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 역 XOR 연산 결과로 대체함으로써, 데이터 레이어를 네트워크 디코딩 처리할 수 있다.
바람직하게는. 무선환경으로부터 복수개의 수신 안테나를 통해 상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하는 단계; 및 상기 복수개의 수신 안테나를 통해 수신된 상기 복수개의 데이터 레이어의 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하여 검파한 상기 복수개의 데이터 레이어를 네트워크 디코딩 처리하도록 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다중입출력 시스템 및 다중입출력 처리 방법에 의하면, 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트워크 코딩하여 복수개의 송신 안테나를 통해 송신함으로써, 하나의 레이어(layer)에 해당하는 데이터 레이어의 데이터를 다른 데이터 레이어를 이용하여 전송하고, 이러한 복수개의 데이터 레이어를 오류 없이 효율적으로 디코딩함으로써, 하나의 레이어(layer)에 해당하는 데이터 레이어의 데이터를 다른 데이터 레이어를 이용하여 전송하게 됨으로 인해, 데이터가 전송되는 채널의 수가 증가하는 효과를 갖고 이에 따라 다이버시티(diversity)의 증가를 기대할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다중입출력 시스템 및 다중입출력 처리 방법에 의하 면, 송신장치 측에서 복수개의 데이터 레이어에 대하여, 매핑 및 변조 수행 전에 XOR 연산을 통해 네트워크 코딩하여 이진 데이터를 생성하기 때문에, 송신 전력을 증가시키지 않고, 전송하는 데이터 rate을 감소시키지 않으면서 다이버시티를 개선하는 효과를 가지며, 결과적으로 다이버시티의 개선에 따라 통신의 신뢰성을 높여 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중입출력 시스템은, 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리하고, 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하며, 상기 네트워크 코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 변조하여 복수개의 송신안테나를 통해 송신하는 송신장치(100)와, 복수개의 수신안테나를 통해 상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하여 복조하고, 복조된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하는 상기 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하며, 상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 수신장치(200)를 포함한다.
송신장치(100)는, 수신장치(200)로 전송하고자 하는 데이터를 복수개의 안테 나를 통해 무선 환경으로 송신하기 위해 처리한다.
즉, 송신장치(100)는 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리하고, 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리한다. 그리고, 송신장치(100)는 상기 네트워크 코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 변조하여 복수개의 송신안테나를 통해 무선 환경으로 송신한다.
수신장치(100)는, 무선 환경을 통해 송신장치(100)로부터 송신된 데이터를 복수개의 수신안테나를 통해 수신하여, 복조 처리함으로써 송신장치(100)가 전송하한 데이터를 획득한다.
즉, 수신장치(100)는, 복수개의 수신안테나를 통해 송신장치(100)로부터의 상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하여 복조하고, 복조된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하는 상기 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리한다. 그리고, 수신장치(100)는, 상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 수신장치(200)를 포함한다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 다중입출력을 위한 송신장치(100)를 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 다중입출력을 위한 송신장치(100)는, 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리는 인터리빙부(150)와, 인터리빙부(150)에서 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 네트워크 코딩부(160)를 포함한다.
이러한 송신장치(100)는, 디멀티플렉서(130), 채널인코딩부(140), 매칭 및 변조부(170), 복수개의 송신안테나(11,12,13,14)를 더 포함한다. 여기서, 송신장치(100)는, 4개의 송신안테나(11,12,13,14)를 포함하는 것으로 도시하고 있지만, 이는 일 실시예일 뿐이며, 송신안테나의 개수는 다양하게 마련될 수 있음이 당연하다.
채널인코딩부(140)는, 송신장치(100) 측에서 전송하고자 하는 데이터가 디멀티플렉서(130)에서 복수개의 데이터 레이어로서 출력되면, 소정의 부호를 이용하여 복수개의 데이터 레이어를 인코딩한다. 여기서, 데이터 레이어의 개수는 송신안테나(11,12,13,14)의 개수에 대응하는 것이 바람직하다. 즉, 채널인코딩부(140)는, 디멀티플렉서(130)에서 출력되는 복수개의 데이터 레이어를 컨벌루셔널(Convolutional) 부호를 이용하여 부호화함으로써, 복수개의 데이터 레이어를 인코딩 처리할 수 있다. 이러한 채널 인코딩은 일반적인 코딩방식에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이에, 디멀티플렉서(130)에서 출력되는 4개의 데이터 레이어를 채널인코딩부(140)가 채널 인코딩 처리하여 얻은 이진 데이터를 각각 다음과 같은 데이터 레이어로 정의한다.
Figure 112008089888519-pat00001
여기서, C1은 송신안테나(11)에 대응하는 데이터 레이어이고, C2은 송신안테나(12)에 대응하는 데이터 레이어이고, C3은 송신안테나(13)에 대응하는 데이터 레이어이고, C4은 송신안테나(14)에 대응하는 데이터 레이어이다. 그리고, c1 ,1은 데이터 레이어 C1의 첫 번째 데이터, c1 ,N은 데이터 레이어 C1의 N 번째 데이터를 의미한다.
인터리빙부(150)는, 버스트(burst)한 오류를 막기 위해, 채널인코딩부(140)에서 인코딩된 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리는 역할을 수행한다. 즉, 인터리빙부(150)는, 채널인코딩부(140)에서 인코딩 처리되어 출력되는 복수개의 데이터 레이어를 랜덤 인터리빙하여 출력할 수 있다. 이러한 인터리빙은 일반적인 기존의 인터리빙 방식에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이에, 인터리빙부(150)는, 채널인코딩부(140)에서 출력되는 전술한 4개의 이진 데이터 레이어를 인터리빙 처리하여 다음과 같은 데이터 레이어를 출력한다.
Figure 112008089888519-pat00002
네트워크 코딩부(160)는, 인터리빙부(150)에서 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써, 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리한다.
좀 더 자세히 설명하면, 네트워크 코딩부(160)는, 인터리빙부(150)에서 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 나머지 중 다른 하나의 데이터 레이어와 쌍으로서 대응시켜 각 데이터 레이어에 대한 상대 데이터 레이어를 선택하도록 기 설정되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 전술한 바와 같이 4개의 데이터 레이어 각각을 쌍으로 대응시켜 각 데이터 레이어에 대한 상대 데이터 레이어를 선택하도록 기 설정된다. 예를 들면, 데이터 레이어 C1'은 나머지 데이터 레이어 C2', C3', C4' 중 어느 하나와 쌍이 되며, C2'는 쌍이 되지 않은 나머지 데이터 레이어와 쌍이 되도록 기 설정될 것이다. 이하에서는, C1'과 C2'가 쌍이 되고, C3'와 C4'가 쌍이 되도록 선택되며, 이에 따라 C1'의 상대 데이터 레이어는 C2'이고, C2'의 상대 데이터 레이어는 C1'인 것으로 기 설정된 것을 예로써 설명하도록 한다.
네트워크 코딩부(160)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번 째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체하고, 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체함으로써, 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리한다.
이처럼, 네트워크 코딩부(160)가 인터리빙부(150)에서 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 과정을 C1'과 C2'를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 네트워크 코딩부(160)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어 C1'의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C2'내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체한다. 다시 말해, 네트워크 코딩부(160)는, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 중 어느 하나인 데이터 레이어 C1'의 짝수 또는 홀수(예 : 짝수)번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C2' 내의 대응하는 짝수번째 데이터와 논리 연산하고, 논리 연산된 연산 결과로 데이터 레이어 C1'의 해당하는 짝수번째 데이터를 대체한다.
그리고, 네트워크 코딩부(160)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2'각각에 대하여, 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C2'의 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 데이터 레이어 C1'내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체한다. 다시 말해, 네트워크 코딩부(160)는, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 중 어느 하나인 데이터 레이어 C2'의 홀수 또는 짝수(예 : 홀수)번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C1' 내의 대응하는 홀수번째 데이터와 논리 연산하고, 논리 연산된 연산 결과로 데이터 레이어 C2'의 해당하는 홀수번째 데이터를 대체한다.
이때, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 각각을 네트워크 코딩 처리함에 있어서, 어느 하나의 데이터 레이어 C1'을 네트워크 코딩 처리할 때 홀수번째 데이터를 논리 연산하면, 다른 하나의 데이터 레이어 C2'을 네트워크 코딩 처리할 때에는 홀수번째가 아닌 짝수번째 데이터를 논리 연산해야 한다. 즉, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 각각을 네트워크 코딩 처리함에 있어서, 각 데이터 레이어의 네트워킹 코딩에 고려되는 데이터가 상호 중복되지 않는 범위에서 논리 연산을 수행해야 한다.
여기서, 네트워크 코딩부(160)는, 각 데이터 레이어를 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트워크 코딩함에 있어서 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산을 채택하는 것이 바람직하다. 즉, 네트워크 코딩부(160)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 각각에 대하여, 데이터 레이어 C1'의 짝수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C2' 내의 대응하는 짝수번째 데이터와 XOR 연산하고, XOR 연산된 연산 결과로 데이터 레이어 C1'의 해당하는 짝수번째 데이터를 대체하고, 데이터 레이어 C2'의 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C1' 내의 대응하는 홀수번째 데이터와 XOR 연산 하고, XOR 연산된 연산 결과로 데이터 레이어 C2'의 해당하는 홀수번째 데이터를 대체한다.
이에, 네트워크 코딩부(160)는, 인터리빙부(150)에서 출력되는 전술한 4개의 이진 데이터 레이어를 네트워크 코딩 처리하여 다음과 같은 데이터 레이어를 출력한다.
Figure 112008089888519-pat00003
여기서, 인터리빙된 데이터 레이어 C1'의 짝수번째 데이터를 상대 데이터 레이어(예 : C2')를 이용하여 네트워크 코딩하는 경우의 데이터 레이어 d1을 언급하여 설명하면, 다음과 같은 조건이 성립될 것이다. 여기서,
Figure 112008089888519-pat00004
는 논리 연산 XOR을 나타낸다.
N=홀수, d1 ,N = c1 ,N '
N=짝수, d1 ,N = c1 ,N '
Figure 112008089888519-pat00005
c2 ,N '
이에, 네트워크 코딩 과정을 도식화하여 보여주는 예시도인 도 3을 참조하여 설명하면, 네트워크 코딩부(160)는 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 중 데이터 레이어 C1'의 홀수번째 데이터를 그대로 출력하고 짝수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 C2' 내의 대응하는 짝수번 째 데이터와 XOR1 연산하여 연산 결과로 대체/출력한다. 그리고, 네트워크 코딩부(160)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 중 데이터 레이어 C2'의 짝수번째 데이터를 그대로 출력하고 홀수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 C1' 내의 대응하는 홀수번째 데이터와 XOR2 연산하여 연산 결과로 대체/출력한다.
이와 같이, 네트워크 코딩부(160)는, 각 데이터 레이어를 상대 데이터 레이어를 이용하여 XOR 연산하고 연산 결과로 해당 데이터 레이어의 데이터를 대체함으로써, 전술한 4개의 데이터 레이어 C1', C2', C3', C4'를 네트워크 코딩 처리할 수 있다.
매칭 및 변조부(170)는, 네트워크 코딩부(160)에서 네트워크 코딩 처리된 복수개의 데이터 레이어를 복수개의 송신 안테나(11,12,13,14)를 통해 송신하기 위해 비트 데이터를 심볼 데이터로 매핑/변조하여 해당하는 각각의 송신 안테나(11,12,13,14)로 출력한다. 이러한 매칭 및 변조는 일반적인 기존의 매칭 방식과 변조 방식에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중입출력을 위한 송신장치(100)는, 채널 인코딩된 이진수열의 복수개 데이터 레이어를 인터리빙 처리하고, 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트워크 코딩하여 복수개의 송신 안테나(11,12,13,14)를 통해 송신함으로써, 하나의 레이어(layer)에 해당하는 데이터 레이어의 데이터를 다른 데이터 레이어를 이용하여 전송하게 됨으로 인해, 데이터가 전송되는 채널의 수가 증가하는 효과를 갖 고 이에 따라 다이버시티(diversity)의 증가를 기대할 수 있다.
한편, 도4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중입출력을 위한 수신장치(200)를 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 수신장치(200)는, 무선 환경을 통해 수신된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하여 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하는 네트워크 디코딩부(260)와, 네트워크 디코딩 처리된 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 디인터리빙부(250)를 포함한다.
이러한 수신장치(200)는, 송신장치(100)로부터 전송되는 복수개의 데이터 레이어를 수신하는 복수개의 수신안테나(21,22,23,24), 검파부(280), 디매핑부(270), 채널디코딩부(240), 멀티플렉서(230)를 더 포함한다. 여기서, 수신장치(100)는, 4개의 수신안테나(21,22,23,24)를 포함하는 것으로 도시하고 있지만, 이는 일 실시예일 뿐이며, 수신안테나의 개수는 다양하게 마련될 수 있음이 당연하다.
검파부(280)는, 복수개의 수신 안테나(21,22,23,24)를 통해 수신된 복수개의 데이터의 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하여, 이에 따른 복수개의 데이터 레이어를 출력한다. 즉, 검파부(280)는, 복수개의 수신 안테나(21,22,23,24)를 통해 수신된 복수개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하여 출력한다. 이러한 LLR계산은 일반적인 검파기에서 수행하는 LLR계산에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 이러한 검파부(280)는, 수신된 신호의 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하기 위한 ZF(zero-forcing), MMSE (minimum mean square error), ML (maximum likelihood) 검파기(detector) 등 다양한 형태의 검파기를 포함할 수 있다.
이에, 검파부(280)에서 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하여 계산한 이진 데이터를 각각 다음과 같이 정의한다.
Figure 112008089888519-pat00006
디매핑부(270)는, 검파부(280)로부터 출력되는 심볼 형태의 복수개의 데이터 레이어를 비트 데이터로 매칭하는 역할을 수행한다. 즉, 디매핑부(270)는, 송신장치(100)의 매칭 및 변조부(170)에 대응하는 역기능을 수행한다고 할 수 있다. 이러한 디매핑부(270)는, 일반적인 기존의 수신장치에 포함되는 디맵퍼에 대응하는 구성에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
네트워크 디코딩부(260)는, 디매핑부(270)로부터 출력된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하여 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여, 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리한다.
좀 더 상세하게 네트워크 디코딩부(260)를 설명하기에 앞서, 논리 연산 XOR에 대한 기본적인 관계식을 설명하도록 한다.
만약,
Figure 112008089888519-pat00007
이 성립하면, 다음과 같은 수학식(1)이 성립한다.
Figure 112008089888519-pat00008
수학식(1)
또한,
Figure 112008089888519-pat00009
이 성립하면,
Figure 112008089888519-pat00010
역시 만족한다.
이에,
Figure 112008089888519-pat00011
이 성립하면, 다음과 같은 수학식(2) 역시 성립한다.
Figure 112008089888519-pat00012
수학식(2)
이에, 네트워크 디코딩부(260)를 좀 더 상세히 설명하면, 네트워크 디코딩부(260)는, 수신된 복수개의 데이터 레이어 중 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 기 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 논리 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체하고, 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 역 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체함으로써, 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리한다.
여기서, 네트워크 디코딩부(260)는, 복수개의 데이터 레이어에 대하여 네트 워크 디코딩함에 있어서 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산을 채택하여, 역 XOR 연산한 연산 결과로 대체하는 것이 바람직하다.
여기서, 네트워크 디코딩부(260)는, 송신장치(100)에서 네트워크 코딩 과정을 수행할 때, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어가 각각 어떤 데이터 레이어인지 기 인지하며, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대하여 각각 홀수번째 데이터가 논리 연산으로 대체되었는지 또는 짝수번째 데이터가 논리 연산으로 대체되었는지를 기 인지하고 있는 것이 바람직하다.
이하에서, 네트워크 코딩부(160)가 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하는 과정을 수신안테나(21,22)에 대응하는 두 개의 데이터 레이어를 예를 들어, 이들 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값 L1, L2를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
네트워크 디코딩부(260)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값인 L1과 L2 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어 L1의 짝수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 L2 내의 대응하는 짝수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체한다.
다시 말해, 네트워크 디코딩부(260)는, L1에 대응하는 현재 데이터 레이어를 네트워크 디코딩함에 있어서, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값인 L1과 L2를 통해, 현재 데이터 레이어의 N번째(여기서, N번째는 짝수번째를 의미함) 데이터의 LLR값인 L(d1,N)을 얻을 수 있다. 그리고,
Figure 112008089888519-pat00013
이면, L(d1,N)=L(c1,N'
Figure 112008089888519-pat00014
c2,N')이 성립한다. 여기서, 네트워크 디코딩부(260)는, L1의 N번째 데이터의 LLR값인 L(d1 ,N)을 이미 얻었고, L(c2 ,N')는 L1에 해당하는 현재 데이터 레이어의 상대 데이터 레이어의 계산된 L2에서 얻을 수 있다.
따라서, 네트워크 디코딩부(260)는, 전술한 수학식(2)을 이용하여 다음과 같이, 현재 데이터 레이어의 LLR값인 L1의 짝수번째(N번째) 데이터의 LLR값을 상대 데이터 레이어에 기초하여 역 XOR 연산함으로써, L(c1 ,N')을 계산하여 얻을 수 있다.
Figure 112008089888519-pat00015
수학식(2-1)
여기서, i=1,2...Nt, Nt는 데이터 레이어 수, j=상대 데이터 레이어
이에, 네트워크 디코딩부(260)는, 현재 데이터 레이어에 대응하는 L1의 해당하는 L(d1 ,N)을 계산하여 얻은 L(c1 ,N')으로 대체한다.
Figure 112008089888519-pat00016
수학식(3)
또한, 네트워크 디코딩부(260)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값인 L1과 L2 각각에 대하여, 다른 하나의 데이터 레이어 L2의 홀수번째 데이터를 다른 하나의 데이터 레이어 L1 내의 대응하는 홀수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체한다.
다시 말해, 네트워크 디코딩부(260)는, L2에 대응하는 현재 데이터 레이어를 네트워크 디코딩함에 있어서, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값인 L2과 L1를 통해, 현재 데이터 레이어의 N번째(여기서, N번째는 홀수번째를 의미함) 데이터의 LLR값인 L(d2,N)을 얻을 수 있다. 그리고,
Figure 112008089888519-pat00017
이면,
Figure 112008089888519-pat00018
이 성립한다. 여기서, 네트워크 디코딩부(260)는, L2의 N번째 데이터의 LLR값인 L(d2 ,N)을 이미 얻었고, L(c1 ,N')는 L2에 해당하는 현재 데이터 레이어의 상대 데이터 레이어의 계산된 L1에서 얻을 수 있다.
따라서, 네트워크 디코딩부(260)는, 전술한 수학식(2-1)과 같이, 현재 데이터 레이어의 LLR값인 L2의 홀수번째(N번째) 데이터의 LLR값을 상대 데이터 레이어에 기초하여 역 XOR 연산함으로써, L(c2 ,N')을 계산하여 얻을 수 있다. 이에, 네트워크 디코딩부(260)는, 현재 데이터 레이어에 대응하는 L2의 해당하는 L(d2 ,N)을 계산하여 얻은 L(c2 ,N')으로 대체한다.
Figure 112008089888519-pat00019
수학식(4)
이상에서 설명한 바와 같이, 네트워크 디코딩부(260)는, 전술한 바와 같은 수학식들에 기초하여, 복수개(4개)의 데이터 레이어 및 타임 인덱스(index)에 대한 L(ci,N')을 구할 수 있다.
디인터리빙부(250)는, 네트워크 디코딩부(260)에서 네트워크 디코딩 처리되어 출력되는 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리한다. 이러한 디인터리빙은 일반적인 기존의 디인터리빙 방식에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이에, 디인터리빙부(250)는, 네트워크 디코딩 처리된 4개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하여 다음과 같은 데이터 레이어를 출력한다.
Figure 112008089888519-pat00020
채널디코딩부(240)는, 디인터리빙부(250)에서 디인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어를 수신하여, 소정의 부호를 이용하여 디코딩 처리한다. 이에, 채널디코딩부(240)는 채널 디코딩을 수행하여 개선된 LLR값을 다음과 같이 계산하여 얻을 수 있다.
Figure 112008089888519-pat00021
(i=1,2...Nt, Nt는 데이터 레이어 수)
여기서,
Figure 112008089888519-pat00022
는 채털디코딩부(240)의 출력으로 개선된 부호비트 LLR 값의 수열에 해당한다.
이에, 채널디코딩부(240)는, 수신되는 4개의 데이터 레이어를 소정의 부호를 이용하여 복호화함으로써, 복수개의 즉 4개의 데이터 레이어를 디코딩 처리하고 멀 티플렉서(230)로 제공할 수 있다.
한편, 채널디코딩부(240)는, 반복적인 네트워크 부호의 디코딩을 수행할 수 있다. 즉, 채널디코딩부(240)는, 수학식(2-1)에서 사용된 L(Cj,N') 대신에 개선된
Figure 112008089888519-pat00023
을 사용하여 다음과 같은 방법으로 L(Ci ,N')을
Figure 112008089888519-pat00024
로 개선할 수 있다.
Figure 112008089888519-pat00025
수학식(5)
여기서, i=1,2...Nt, Nt는 데이터 레이어 수, j=상대 데이터 레이어
멀티플렉서(230)는, 채널디코딩부(240)로부터 출력되는 복수개의 데이터 레이어에 대응하는 개선된 복수개의 LLR값에 대응하는 복수개의 수열 즉, 복수개의 데이터를 수신하고, 이에 기초하여 어느 하나의 데이터를 선택하여 해당 데이터를 필요로 하는 구성장치로 제공한다.
이에 본 발명에 따른 다중입출력을 위한 수신장치(200)는, 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트워크 코딩하여 송신하는 송신장치(100)로부터의 복수개의 데이터를 수신하여, 오류 없이 효율적으로 디코딩과정을 수행함으로써, 송신장치(100) 및 수신장치(200) 간의 효과적인 다이버시티(diversity) 증가를 기대할 수 있다.
이에 따라, 전술한 바와 같은 송신장치(100) 및 수신장치(200)를 채택하는 본 발명에 따른 다중입출력 시스템은, 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트워크 코딩하여 복수개의 송신 안테나를 통해 송신함으로써, 하나의 레이어(layer)에 해당하는 데이터 레이어의 데이터를 다른 데이터 레이어를 이용하여 전송하게 됨으로 인해, 데이터가 전송되는 채널의 수가 증가하는 효과를 갖고 이에 따라 다이버시티(diversity)의 증가를 기대할 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 다중입출력 시스템은, 송신장치(100) 측에서 복수개의 데이터 레이어에 대하여, 매핑 및 변조 수행 전에 XOR 연산을 통해 네트워크 코딩하여 이진 데이터를 생성하기 때문에, 송신 전력을 증가시키지 않고, 전송하는 데이터 rate을 감소시키지 않으면서 다이버시티를 개선하는 효과를 가지며, 결과적으로 다이버시티의 개선에 따라 통신의 신뢰성을 높여 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 다중입출력 시스템은, 일정한 BER을 요구하는 경우 변조지수를 증가시켜 데이터 전송 속도를 개선시킬 수 있으며, HD TV의 셋탑 박스와 TV와의 다중입출력 시스템, 차세대 무선통신 시스템(예 : LTE or WiBro 등)과 같은 서비스에 적용할 수 있는 효율적인 방안으로 간주될 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시에 따른 다중입출력 처리 방법을 설명하도록 한다. 설명에 앞서, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 1 내지 도 4에 도신된 동일한 구성에 대해서는 동일 참조번호를 언급하여 설명하도록 한다.
먼저, 도 5를 참조하여 본 발명의 다중입출력 처리 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 송신장치(100)는 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 채널 인코딩 처리하고(S10), 채널 인코딩 처리한 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리한다(S20). 그리고, 송신장치(100)는 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써, 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리한다(S30). 그리고, 송신장치(100)는 네트워크 코딩 처리된 복수개의 데이터 레이어를 변조하여(S40) 복수개의 송신안테나(11,12,13,14)를 통해 송신한다(S50).
이에, 송신장치(100)로부터 복수개의 수신안테나(21,22,23,24)를 통해 복수개의 데이터 레이어를 수신하는 수신장치(200)는, 수신된 복수개의 데이터 레이어를 복조하고(S60), 복조된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하는 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리한다(S70). 그리고, 수신장치(200)는, 네트워크 디코딩 처리된 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하고(S80), 디인터리빙 처리한 복수개의 데이터 레이어를 채널 디코딩 처리하여(S90), 데이터를 이용한다.
이하에서는, 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 다중입출력을 위한 송신장치(100)의 제어 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
송신장치(100)는, 소정의 부호를 이용하여 전송하고자 하는 복수개(이하에서는 4개로 예시함)의 데이터를 채널 인코딩 처리한다(S110). 여기서, 데이터 레이어의 개수는 송신안테나(11,12,13,14)의 개수에 대응하는 것이 바람직하다. 이에, 4 개의 데이터 레이어를 송신장치(100)가 채널 인코딩 처리하여 얻은 이진 데이터를 각각 다음과 같은 데이터 레이어로 정의한다.
Figure 112008089888519-pat00026
그리고, 송신장치(100)는 버스트(burst)한 오류를 막기 위해, 채널 인코딩된 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리한다(S120). 즉, 송신장치(100)는, 인코딩 처리되어 출력되는 복수개의 데이터 레이어를 랜덤 인터리빙하여 출력할 수 있다. 이러한 인터리빙은 일반적인 기존의 인터리빙 방식에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이에, 채널 인코딩된 4개의 이진 데이터 레이어를 송신장치(100)가 인터리빙 처리하여 다음과 같은 데이터 레이어를 출력한다.
Figure 112008089888519-pat00027
그리고, 송신장치(100)는, 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로 써, 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리한다(S130).
좀 더 자세히 설명하면, 송신장치(100)는, 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 나머지 중 다른 하나의 데이터 레이어와 쌍으로서 대응시켜 각 데이터 레이어에 대한 상대 데이터 레이어를 선택하도록 기 설정되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 전술한 바와 같이 4개의 데이터 레이어 각각을 쌍으로 대응시켜 각 데이터 레이어에 대한 상대 데이터 레이어를 선택하도록 기 설정된다. 예를 들면, 데이터 레이어 C1'은 나머지 데이터 레이어 C2', C3', C4' 중 어느 하나와 쌍이 되며, C2'는 쌍이 되지 않은 나머지 데이터 레이어와 쌍이 되도록 기 설정될 것이다. 이하에서는, C1'과 C2'가 쌍이 되고, C3'와 C4'가 쌍이 되도록 선택되며, 이에 따라 C1'의 상대 데이터 레이어는 C2'이고, C2'의 상대 데이터 레이어는 C1'인 것으로 기 설정된 것을 예로써 설명하도록 한다.
송신장치(100)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체하고, 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체함으로써, 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리한다.
이처럼, 송신장치(100)가 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 과정을 C1'과 C2'를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 송신장치(100)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어 C1'의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C2' 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체한다. 다시 말해, 송신장치(100)는, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 중 어느 하나인 데이터 레이어 C1'의 짝수 또는 홀수(예 : 짝수)번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C2' 내의 대응하는 짝수번째 데이터와 논리 연산하고, 논리 연산된 연산 결과로 데이터 레이어 C1'의 해당하는 짝수번째 데이터를 대체한다.
그리고, 송신장치(100)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 각각에 대하여, 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C2'의 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 데이터 레이어 C1'내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체한다. 다시 말해, 송신장치(100)는, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 중 어느 하나인 데이터 레이어 C2'의 홀수 또는 짝수(예 : 홀수)번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C1' 내의 대응하는 홀수번째 데이터와 논리 연산하고, 논리 연산된 연산 결과로 데이터 레이어 C2'의 해당하는 홀수번째 데이터를 대체한다.
이때, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 각각을 네트워크 코딩 처리함에 있어서, 어느 하나의 데이터 레이어 C1'을 네트워크 코딩 처리할 때 홀수번째 데이터를 논리 연산하면, 다른 하나의 데이터 레이어 C2'을 네트워크 코딩 처리할 때에는 홀수번째가 아닌 짝수번째 데이터를 논리 연산해야 한다. 즉, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 각각을 네트워크 코딩 처리함에 있어서, 각 데이터 레이어의 네트워킹 코딩에 고려되는 데이터가 상호 중복되지 않는 범위에서 논리 연산을 수행해야 한다.
여기서, 송신장치(100)는, 각 데이터 레이어를 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트워크 코딩함에 있어서 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산을 채택하는 것이 바람직하다. 즉, 송신장치(100)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 C1'과 C2' 각각에 대하여, 데이터 레이어 C1'의 짝수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C2' 내의 대응하는 짝수번째 데이터와 XOR 연산하고, XOR 연산된 연산 결과로 데이터 레이어 C1'의 해당하는 짝수번째 데이터를 대체하고, 데이터 레이어 C2'의 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 C1' 내의 대응하는 홀수번째 데이터와 XOR 연산하고, XOR 연산된 연산 결과로 데이터 레이어 C2'의 해당하는 홀수번째 데이터를 대체한다.
이에, 송신장치(100)는, 인터리빙 처리된 4개의 이진 데이터 레이어를 네트워크 코딩 처리하여 다음과 같은 데이터 레이어를 출력한다.
Figure 112008089888519-pat00028
여기서, 인터리빙된 데이터 레이어 C1'의 짝수번째 데이터를 상대 데이터 레이어(예 : C2')를 이용하여 네트워크 코딩하는 경우의 데이터 레이어 d1을 언급하여 설명하면, 다음과 같은 조건이 성립될 것이다. 여기서,
Figure 112008089888519-pat00029
는 논리 연산 XOR을 나타낸다.
N=홀수, d1 ,N = c1 ,N'
N=짝수, d1 ,N = c1 ,N'
Figure 112008089888519-pat00030
c2 ,N'
이와 같이, 송신장치(100)는, 각 데이터 레이어를 상대 데이터 레이어를 이용하여 XOR 연산하고 연산 결과로 해당 데이터 레이어의 데이터를 대체함으로써, 전술한 4개의 데이터 레이어 C1', C2', C3', C4'를 네트워크 코딩 처리할 수 있다.
그리고, 송신장치(100)는, 네트워크 코딩 처리된 복수개의 데이터 레이어를 복수개의 송신 안테나(11,12,13,14)를 통해 송신하기 위해 비트 데이터를 심볼 데이터로 매핑/변조하여(S140), 해당하는 각각의 송신 안테나(11,12,13,14)로 출력/송신한다(S150). 이러한 매칭 및 변조는 일반적인 기존의 매칭 방식과 변조 방식에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중입출력을 위한 송신장치(100)의 제어 방법은, 채널 인코딩된 이진수열의 복수개 데이터 레이어를 인터리빙 처리하고, 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트워크 코딩하여 복수개의 송신 안테나(11,12,13,14)를 통해 송신함으로써, 하나의 레이어(layer)에 해당하는 데이터 레이어의 데이터를 다른 데이터 레이어를 이용하여 전송하게 됨으로 인해, 데이터가 전송되는 채널의 수가 증가하는 효과를 갖고 이에 따라 다이버시티(diversity)의 증가를 기대할 수 있다.
이하에서는, 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 다중입출력을 위한 수신장치(200)의 제어 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
수신장치(200)는 복수개의 수신 안테나(21,22,23,24)를 통해 수신되는 복수개의 데이터 레이어가 존재하는지 판단한다(S155). 이에, 복수개의 수신 안테나(21,22,23,24)를 통해 복수개의 데이터 레이어가 수신되면, 수신장치(200)는, 복수개의 데이터의 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하여, 이에 따른 복수개의 데이터 레이어를 출력한다. 즉, 수신장치(200)는, 복수개의 수신 안테나(21,22,23,24)를 통해 수신된 복수개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하여 출력한다. 이러한 검파과정은, 수신된 신호의 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하기 위한 ZF(zero-forcing), MMSE (minimum mean square error), ML (maximum likelihood) 검파기(detector) 등 다양한 형태의 검파기를 수신장치(200)가 포함하여 달성할 수 있음이 당연하다.
이에, 수신장치(200)가 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하여 계산한 이진 데이터를 각각 다음과 같이 정의한다.
Figure 112008089888519-pat00031
그리고, 수신장치(200)는, 검파된 복수개의 데이터 레이어를 비트 데이터로 매칭하는 기본적인 매칭 기능을 수행하여, 송신장치(100)의 매칭 및 변조부(170)에 대응하는 역기능을 수행하여 복조한다(S160).
그리고, 수신장치(200)는, 복수개의 데이터 레이어 각각에 대응하여 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여, 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리한다(S170).
좀 더 상세하게 네트워크 디코딩 처리를 설명하기에 앞서, 논리 연산 XOR에 대한 기본적인 관계식을 설명하도록 한다.
만약,
Figure 112008089888519-pat00032
이 성립하면, 다음과 같은 수학식(1)이 성립한다.
Figure 112008089888519-pat00033
수학식(1)
또한,
Figure 112008089888519-pat00034
이 성립하면,
Figure 112008089888519-pat00035
역시 만족한다.
이에,
Figure 112008089888519-pat00036
이 성립하면, 다음과 같은 수학식(2) 역시 성립한다.
Figure 112008089888519-pat00037
수학식(2)
이러한 설명은 전술에서와 동일하다.
이에, 네트워크 디코딩 처리를 좀 더 상세히 설명하면, 수신장치(200)는, 수신된 복수개의 데이터 레이어 중 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 기 선택된 대 응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 논리 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체하고, 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 역 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체함으로써, 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리한다.
여기서, 수신장치(200)는, 복수개의 데이터 레이어에 대하여 네트워크 디코딩함에 있어서 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산을 채택하여, 역 XOR 연산한 연산 결과로 대체하는 것이 바람직하다.
여기서, 수신장치(200)는, 송신장치(100)에서 네트워크 코딩 과정을 수행할 때, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어가 각각 어떤 데이터 레이어인지 기 인지하며, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대하여 각각 홀수번째 데이터가 논리 연산으로 대체되었는지 또는 짝수번째 데이터가 논리 연산으로 대체되었는지를 기 인지하고 있는 것이 바람직하다.
이하에서, 수신장치(200)가 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하는 과정을 수신안테나(21,22)에 대응하는 두 개의 데이터 레이어를 예를 들어, 이들 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값 L1, L2를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
수신장치(200)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값인 L1과 L2 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어 L1의 짝수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 L2 내의 대응하는 짝수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체한다.
다시 말해, 수신장치(200)는, L1에 대응하는 현재 데이터 레이어를 네트워크 디코딩함에 있어서, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값인 L1과 L2를 통해, 현재 데이터 레이어의 N번째(여기서, N번째는 짝수번째를 의미함) 데이터의 LLR값인 L(d1,N)을 얻을 수 있다. 그리고,
Figure 112008089888519-pat00038
이면,
Figure 112008089888519-pat00039
이 성립한다. 여기서, 수신장치(200)는, L1의 N번째 데이터의 LLR값인 L(d1 ,N)을 이미 얻었고, L(c2 ,N')는 L1에 해당하는 현재 데이터 레이어의 상대 데이터 레이어의 계산된 L2에서 얻을 수 있다.
따라서, 수신장치(200)는, 전술한 수학식(2)을 이용하여 다음과 같이, 현재 데이터 레이어의 LLR값인 L1의 짝수번째(N번째) 데이터의 LLR값을 상대 데이터 레이어에 기초하여 역 XOR 연산함으로써, L(c1 ,N')을 계산하여 얻을 수 있다.
Figure 112008089888519-pat00040
수학식(2-1)
여기서, i=1,2...Nt, Nt는 데이터 레이어 수, j=상대 데이터 레이어
이에, 수신장치(200)는, 현재 데이터 레이어에 대응하는 L1의 해당하는 L(d1,N)을 계산하여 얻은 L(c1,N')으로 대체한다.
Figure 112008089888519-pat00041
수학식(3)
또한, 수신장치(200)는, 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값인 L1과 L2 각각에 대하여, 다른 하나의 데이터 레이어 L2의 홀수번째 데이터를 다른 하나의 데이터 레이어 L1 내의 대응하는 홀수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체한다.
다시 말해, 수신장치(200)는, L2에 대응하는 현재 데이터 레이어를 네트워크 디코딩함에 있어서, 쌍으로서 대응된 두 개의 데이터 레이어에 대응하는 LLR값인 L2과 L1를 통해, 현재 데이터 레이어의 N번째(여기서, N번째는 홀수번째를 의미함) 데이터의 LLR값인 L(d2,N)을 얻을 수 있다. 그리고,
Figure 112008089888519-pat00042
이면,
Figure 112008089888519-pat00043
이 성립한다. 여기서, 수신장치(200)는, L2의 N번째 데이터의 LLR값인 L(d2 ,N)을 이미 얻었고, L(c1 ,N')는 L2에 해당하는 현재 데이터 레이어의 상대 데이터 레이어의 계산된 L1에서 얻을 수 있다.
따라서, 수신장치(200)는, 전술한 수학식(2-1)과 같이, 현재 데이터 레이어의 LLR값인 L2의 홀수번째(N번째) 데이터의 LLR값을 상대 데이터 레이어에 기초하여 역 XOR 연산함으로써, L(c2 ,N')을 계산하여 얻을 수 있다. 이에, 수신장치(200)는, 현재 데이터 레이어에 대응하는 L2의 해당하는 L(d2 ,N)을 계산하여 얻은 L(c2 ,N') 으로 대체한다.
Figure 112008089888519-pat00044
수학식(4)
이상에서 설명한 바와 같이, 수신장치(200)는, 전술한 바와 같은 수학식들에 기초하여, 복수개(4개)의 데이터 레이어 및 타임 인덱스(index)에 대한 L(ci,N')을 구할 수 있다.
그리고 수신장치(200)는, 네트워크 디코딩 처리되어 출력되는 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리한다(S180). 이러한 디인터리빙은 일반적인 기존의 디인터리빙 방식에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이에, 수신장치(200)는, 네트워크 디코딩 처리된 4개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하여 다음과 같은 데이터 레이어를 출력한다.
Figure 112008089888519-pat00045
그리고 수신장치(200)는, 디인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어를 수신하여, 소정의 부호를 이용하여 디코딩 처리한다(S190). 이에, 수신장치(200)는 채널 디코딩을 수행하여 개선된 LLR값을 다음과 같이 계산하여 얻을 수 있다.
Figure 112008089888519-pat00046
(i=1,2...Nt, Nt는 데이터 레이어 수)
여기서,
Figure 112008089888519-pat00047
는 수신장치(200)의 채널 디코딩 처리를 통해 개선된 부호비트 LLR 값의 수열에 해당한다.
이에, 수신장치(200)는, 수신되는 4개의 데이터 레이어를 소정의 부호를 이용하여 복호화함으로써, 복수개의 즉 4개의 데이터 레이어를 디코딩 처리하고 멀티플렉서(230)로 제공할 수 있다. 이에 멀티플렉서(230)는, 채널 디코딩 처리된 복수개의 데이터 레이어에 대응하는 개선된 복수개의 LLR값에 대응하는 복수개의 수열 즉, 복수개의 데이터를 수신하고, 이에 기초하여 어느 하나의 데이터를 선택하여 해당 데이터를 필요로 하는 구성장치로 제공하여 해당 데이터를 이용한다.
한편, 도 7에는 도시되지 아니하였지만, 수신장치(200)는, 반복적인 네트워크 부호의 디코딩을 수행할 수 있다. 즉, 수신장치(200)는, 수학식(2-1)에서 사용된 L(Cj,N') 대신에 개선된
Figure 112008089888519-pat00048
을 사용하여 다음과 같은 방법으로 L(Ci,N')을
Figure 112008089888519-pat00049
로 개선할 수 있다.
Figure 112008089888519-pat00050
수학식(5)
여기서, i=1,2...Nt, Nt는 데이터 레이어 수, j=상대 데이터 레이어
이에 본 발명에 따른 다중입출력을 위한 수신장치(200)의 제어 방법은, 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트 워크 코딩하여 송신하는 송신장치(100)로부터의 복수개의 데이터를 수신하여, 오류 없이 효율적으로 디코딩과정을 수행함으로써, 송신장치(100) 및 수신장치(200) 간의 효과적인 다이버시티(diversity) 증가를 기대할 수 있다.
이에 따라, 전술한 바와 같은 송신장치(100) 및 수신장치(200)를 채택하는 본 발명에 따른 다중입출력 처리 방법은, 인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트워크 코딩하여 복수개의 송신 안테나를 통해 송신함으로써, 하나의 레이어(layer)에 해당하는 데이터 레이어의 데이터를 다른 데이터 레이어를 이용하여 전송하게 됨으로 인해, 데이터가 전송되는 채널의 수가 증가하는 효과를 갖고 이에 따라 다이버시티(diversity)의 증가를 기대할 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 다중입출력 처리 방법은, 송신장치(100) 측에서 복수개의 데이터 레이어에 대하여, 매핑 및 변조 수행 전에 XOR 연산을 통해 네트워크 코딩하여 이진 데이터를 생성하기 때문에, 송신 전력을 증가시키지 않고, 전송하는 데이터 rate을 감소시키지 않으면서 다이버시티를 개선하는 효과를 가지며, 결과적으로 다이버시티의 개선에 따라 통신의 신뢰성을 높여 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 다중입출력 처리 방법은, 일정한 BER을 요구하는 경우 변조지수를 증가시켜 데이터 전송 속도를 개선시킬 수 있으며, HD TV의 셋탑 박스와 TV와의 다중입출력 시스템, 차세대 무선통신 시스템(예 : LTE or WiBro 등)과 같은 서비스에 적용할 수 있는 효율적인 방안으로 간주될 수 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어 각각을 상대 데이터 레이어를 이용하여 네트워크 코딩하여 복수개의 송신 안테나를 통해 송신함으로써, 하나의 레이어(layer)에 해당하는 데이터 레이어의 데이터를 다른 데이터 레이어를 이용하여 전송하고, 이러한 복수개의 데이터 레이어를 오류 없이 효율적으로 디코딩함으로써, 송신 전력을 증가시키지 않고, 전송 데이터 rate을 감소시키지 않으면서 다이버시티를 개선할 수 있는 본 발명에 따른 다중입출력 시스템 및 다중입출력 처리 방법을 적용할 경우, 다양한 무선통신 시스템에 적용하여 신뢰도 높은 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있으며, 이에 따른 사용자의 만족도 향상 및 적용되는 송신장치 및 수신장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중입출력 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중입출력을 위한 송신장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신장치에서 네트워크 코딩부의 네트워크 코딩 과정을 도식화하여 보여주는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중입출력을 위한 수신장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중입출력 처리 방법의 제어 흐름을 나타내는 제어 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중입출력을 위한 송신장치의 제어 방법의 제어 흐름을 나타내는 제어 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중입출력을 위한 수신장치의 제어 방법의 제어 흐름을 나타내는 제어 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 송신장치 200 : 수신장치

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리는 인터리빙부; 및
    상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 나머지 중 다른 하나의 데이터 레이어와 쌍으로서 대응시켜 각 데이터 레이어에 대한 상대 데이터 레이어를 선택하고, 상기 인터리빙부에서 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 네트워크 코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 송신장치.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크 코딩부는,
    상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체하고, 상기 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 상기 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체함으로써, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 송신장치.
  5. 제 2 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 네트워크 코딩부는,
    데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산하 여, 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 연산 결과로 대체함으로써, 데이터 레이어를 네트워크 코딩 처리하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 송신장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    복수개의 송신 안테나; 및
    상기 네트워크 코딩부에서 네트워크 코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 상기 복수개의 송신 안테나를 통해 송신하기 위해 변조하여 출력하는 매핑 및 변조부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 송신장치.
  7. 무선환경을 통해 수신된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하는 네트워크 디코딩부; 및
    상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 디인터리빙부를 포함하며;
    상기 상대 데이터 레이어는,
    상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 나머지 중 다른 하나의 데이터 레이어와 쌍으로서 대응시켜 각 데이터 레이어에 대해 선택되는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 수신장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 네트워크 디코딩부는,
    상기 수신된 복수개의 데이터 레이어 중 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 기 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 논리 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체하고, 상기 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 역 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 상기 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체함으로써, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 수신장치.
  9. 제 7 항 또는 8 항에 있어서,
    상기 네트워크 디코딩부는,
    데이터 레이어의 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 XOR 연산하여 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 역 XOR 연산 결과로 대체함으로써, 데이터 레이어를 네트워크 디코딩 처리하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 수신장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하는 복수개의 수신 안테나; 및
    상기 복수개의 수신 안테나를 통해 수신된 상기 복수개의 데이터 레이어의 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하여, 이에 따른 복수개의 데이터 레이어를 상기 네트워크 디코딩부로 제공하는 검파부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입출 력을 위한 수신장치.
  11. 삭제
  12. 전송하고자 하는 복수개의 데이터 레이어를 인터리빙 처리는 인터리빙 처리하는 단계; 및
    상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 나머지 중 다른 하나의 데이터 레이어와 쌍으로서 대응시켜 각 데이터 레이어에 대한 상대 데이터 레이어를 선택하고, 상기 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여 논리 연산함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 코딩 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 송신장치의 제어 방법.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 네트워크 코딩 처리하는 단계는,
    상호 간에 상대 데이터 레이어로서 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체하는 단계와,
    상기 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 상기 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터와 논리 연산하여 연산 결과로 대체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 송신장치의 제어 방법.
  15. 제 12 항 또는 14 항에 있어서,
    상기 네트워크 코딩 처리하는 단계는,
    데이터 레이어의 짝수 또는 홀수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터와 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산하여, 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 연산 결과로 대체함으로써, 데이터 레이어를 네트워크 코딩 처리하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 송신장치의 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 네트워크 코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 상기 복수개의 송신 안테나를 통해 송신하기 위해 변조하는 단계; 및
    상기 변조된 상기 복수개의 데이터 레이어를 복수개의 송신 안테나를 통해 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 송신장치의 제어 방법.
  17. 무선환경을 통해 수신된 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해 기 선택된 상대 데이터 레이어 내의 일부 데이터를 이용하여, 상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 디코딩 처리하는 단계; 및
    상기 네트워크 디코딩 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리하는 단계를 포함하며;
    상기 상대 데이터 레이어는,
    상기 복수개의 데이터 레이어 각각을 나머지 중 다른 하나의 데이터 레이어와 쌍으로서 대응시켜 각 데이터 레이어에 대해 선택되는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 수신장치의 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 네트워크 디코딩 처리하는 단계는,
    수신된 복수개의 데이터 레이어 중 상호 간에 상대 데이터 레이어로서 기 선택된 대응된 두 개의 데이터 레이어 각각에 대하여, 하나의 데이터 레이어의 논리 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 나머지 다른 하나의 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체하는 단계와,
    상기 나머지 다른 하나의 데이터 레이어의 상기 역 논리 연산에 이용되지 않은 홀수 또는 짝수번째 데이터를 관련 데이터 레이어인 상기 데이터 레이어 내의 대응하는 홀수 또는 짝수번째 데이터에 기초로 역 논리 연산하여 역 연산 결과로 대체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 수신장치의 제어 방법.
  19. 제 17 항 또는 18 항에 있어서,
    상기 네트워크 디코딩 처리하는 단계는,
    데이터 레이어의 배타적논리합(XOR : eXcllusive OR) 연산 결과에 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 상대 데이터 레이어 내의 대응하는 짝수 또는 홀수번째 데이터에 기초로 역 XOR 연산하여 해당하는 짝수 또는 홀수번째 데이터를 역 XOR 연산 결과로 대체함으로써, 데이터 레이어를 네트워크 디코딩 처리하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 수신장치의 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    무선환경으로부터 복수개의 수신 안테나를 통해 상기 복수개의 데이터 레이어를 수신하는 단계; 및
    상기 복수개의 수신 안테나를 통해 수신된 상기 복수개의 데이터 레이어의 LLR(log-likelihood ratio)를 계산하여 검파한 상기 복수개의 데이터 레이어를 네트워크 디코딩 처리하도록 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중입출력을 위한 수신장치의 제어 방법.
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