KR101542256B1 - 계층 데이터를 전송하는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 부호화 기법에 따라서 제1 계층 데이터를 부호화하여 제1 부호화 데이터를 생성하는 제1 부호화부, 제2 부호화 기법에 따라서 상기 제1 부호화 데이터 및 제2 계층 데이터를 함께 부호화하여 제2 부호화 데이터를 생성하는 제2 부호화부 및 상기 제2 부호화 데이터를 수신 장치로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 장치를 제공한다.
Figure R1020090037578
네스티드 코딩, 계층 부호화, 계층 변조, MIMO, 계층 데이터

Description

계층 데이터를 전송하는 장치{APPARATUS FOR TRANSMITTING LAYERED DATA}
본 발명은 복수의 계층 데이터를 전송하는 기술에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT 성장동력기술개발 사업의 일환으로 수행된 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-001-02, 과제명: 4세대 이동통신용 적응 무선접속 및 전송 기술개발].
디지털 방송 방식은 아날로그 방송 방식에 비해 품질이 우수하다는 등의 장점이 있으나 채널이 열화됨에 따라 점차 수신 품질이 저하하는 아날로그 방식과 달리 어떤 한계 이하로 채널의 상태가 열화되면 수신이 전혀 불가능해져 버리는 단점이 있었다. 이를 해결하기 위한 방법으로 계층 변조 방식이 적용되었다.
또한 디지털 무선 통신 시스템은 2세대 이동통신 시스템인 GSM 및 CDMA의 등장 이후 진화를 거듭하면서, 최근에는 무선 통신 시스템에서 별도의 멀티캐스트/브로드캐스트 채널을 통해 무선 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스를 제공하는 융합기술이 조명을 받고 있으며, 또한 특정 단말에게 주어진 유니캐스트 채널을 통해 비디오를 포함한 멀티미디어 서비스 또는 VOD 서비스를 제공하는 개념도 관심을 끌고 있다.
한편 방송 또는 통신 시스템에서 요구되는 소스 코딩을 위한 멀티미디어 압축기술로서 다양한 QoS와 요구사항을 만족시킬 수 있는 SVC (scalable video coding)기술이 최근 큰 관심을 끌고 있다. SVC는 방송망과 각종 통신망이 연동하는 혼재통신망 환경에 적합한 소스 코딩 방식으로 하나의 동영상 소스를 여러 계층으로 나누어 전송한다. 수신단에서는 채널 상태와 같은 여건이 허락하는 한도에서 여러 계층 중 우선순위가 높은 일부 (혹은 전체) 계층을 수신하여 가변적인 품질의 동영상을 재생할 수 있다. SVC의 계층화는 초당 프레임수를 가변적으로 운용하는 시간적 계층화, 재생 화면크기를 가변적으로 운용하는 공간적 계층화, 픽셀당 비트수와 같은 화질을 가변적으로 운용하는 품질 계층화의 3가지 방식으로 이루어질 수 있다. 또한, SVC는 각 계층들이 독립적으로 복호가 안되며 그보다 높은 우선순위의 계층들이 복호되어야만 자신도 복호가 가능한 단계적인 복호 방식을 특징으로 한다.
무선 방송 및 통신 시스템에서 이상과 같은 SVC의 특징과 장점을 최대로 활용하기 위해서는 계층의 수가 매우 많은 계층 전송방식이 필요하다.
SVC와 같은 멀티미디어 소스의 계층 전송을 지원하는 종래 무선 전송 기술의 일례로, 퀄컴의 미디어플로는 계층변조 (layered modulation)을 제안하였다. 계층변조는 먼저 기본 계층 (basic layer)의 멀티미디어 데이터를 QPSK로 변조하고, 여기에 부가 계층 (enhanced layer)을 포함하여 16QAM으로 전송한다. 이 경우, 채널 상태가 좋은 단말기는 두 개의 계층 모두를 오류 없이 수신하고, 채널 상태가 나쁜 단말기는 기본 계층의 데이터만 수신할 수 있게 된다. 상기한 계층변조는 단 순한 구조를 가짐으로 구현하기에 용이하나, 계층의 수가 2~개 정도로 제한적인 문제가 있다.
따라서, 보다 세분화된 매우 많은 수의 계층을 갖는 여러 무선 전송 기술이 요구된다.
본 발명의 목적은 수신 장치의 채널 상태에 따라 수신 가능한 계층 데이터의 수가 다르도록 결정하는 것이다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 제1 부호화 기법에 따라서 제1 계층 데이터를 부호화하여 제1 부호화 데이터를 생성하는 제1 부호화부, 제2 부호화 기법에 따라서 상기 제1 부호화 데이터 및 제2 계층 데이터를 함께 부호화하여 제2 부호화 데이터를 생성하는 제2 부호화부 및 상기 제2 부호화 데이터를 수신 장치로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 장치를 제공한다.
본 발명의 일측에 따르면, 제1 부호화 기법에 따라서 제1 계층 데이터를 부호화하여 제1 부호화 데이터를 생성하는 제1 부호화부, 제2 부호화 기법에 따라서 상기 제1 부호화 데이터 및 제2 계층 데이터를 함께 부호화하여 제2 부호화 데이터를 생성하는 제2 부호화부, 제3 부호화 기법에 따라서 제3 계층 데이터를 부호화하여 제3 부호화 데이터를 생성하는 제3 부호화부, 제4 부호화 기법에 따라서 상기 제3 부호화 데이터 및 제4 계층 데이터를 함께 부호화하여 제4 부호화 데이터를 생성하는 제2 부호화부, 상기 제2 부호화 데이터 및 상기 제4 부호화 데이터에 프리코딩 행렬을 곱하여 복수의 데이터 스트림을 생성하는 프리코딩부, 상기 복수의 데이터 스트림에 각각 상응하는 전송 안테나를 이용하여 상기 복수의 데이터 스트림 을 수신 장치로 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일측에 따르면, 전송 장치로부터 제1 부호화 데이터를 수신하는 수신부, 제1 부호화 기법에 따라서 상기 제1 부호화 데이터를 복호화하여 제2 복호화 데이터 및 제1 계층 데이터를 생성하는 제1 복호화부 및 제2 부호화 기법에 따라서 상기 제2 복호화 데이터를 복호화하여 제2 계층 데이터를 생성하는 제2 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면 수신 장치의 채널 상태에 따라 수신 가능한 계층 데이터의 수가 다르도록 결정할 수 있다. 따라서 채널 상태가 좋지 않은 수신 장치는 기본적인 통신을 유지할 수 있고, 채널 상태가 좋은 수신 장치는 높은 품질의 통신 서비스를 받을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 데이터 전송 방법의 개념을 도시한 도면이다.
스케일러블 부호화기(110)는 멀티미디어 데이터를 계층별로 부호화한다. 기본 계층 데이터는 멀티미디어 데이터를 재생하기 위한 최소한의 데이터만을 포함한다. 부가 계층 데이터는 멀티미디어 데이터의 음질/화질을 향상시키기 위한 추가적인 데이터를 포함한다.
만약 수신 장치(150)의 채널 상태가 우수하지 않다면, 수신 장치(150)는 기 본 계층 데이터 만을 수신하여 멀티미디어 소스를 재생할 수 있다. 반면, 수신 장치(160)의 채널 상태가 우수하다면, 수신 장치(160)는 기본 계층 데이터뿐만 아니라 부가 계층 데이터를 수신하여 우수한 음질/화질의 멀티미디어 데이터를 재생할 수 있다.
동적 선택 장치(120)는 계층 데이터를 수신하는 수신 장치(150, 160)의 정보를 고려하여 각 수신 장치(150, 160)로 전송될 계층 데이터를 결정할 수 있다. 즉, 수신 장치(150)가 작은 화면을 구비하는 경우, 수신 장치(150)는 기본 계층 데이터만을 수신할 수 있다. 수신 장치(160)가 큰 화면을 구비하는 경우, 수신 장치(160)는 기본 계층 데이터뿐만 아니라 부가 계층 데이터를 수신할 수 있다.
스케일러블 부호화기(110)가 부호화하고, 동적 선택 장치(120)가 선택한 각 계층의 데이터들을 통신망(130)을 경유하여 전송 장치(140)로 전송된다.
전송 장치(140)는 각 계층의 데이터들을 계층 부호화 기법(nested channel coding scheme)을 이용하여 부호화하고, 부호화된 각 계층 데이터들을 각 수신 장치(150, 160)로 전송한다.
수신 장치(150)의 채널 상태가 우수하지 않는 경우, 수신 장치(150)는 계층 부호화 기법을 이용하여 부호화된 계층 데이터들 중에서 기본 계층 데이터만을 수신할 수 있다.
수신 장치(160)의 채널 상태가 우수한 경우, 수신 장치(160)은 계층 부호화 기법을 이용하여 부호화된 계층 데이터들 중에서 기본 계층 데이터뿐만 아니라 부가 계층 데이터도 수신할 수 있다.
채널 상태가 좋지 않은 수신 장치(150)는 기본적인 통신을 유지할 수 있고, 채널 상태가 좋은 수신 장치(160)는 높은 품질의 통신 서비스를 받을 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 계층 부호화 기법의 개념을 도시한 도면이다.
디지털 데이터의 상태는 '0' 또는 '1'의 두가지 중의 한 상태로 정의된다. 따라서, n비트의 데이터의 상태는
Figure 112009026050309-pat00001
공간(210) 중에 위치한다. 이하 두 개의 계층 데이터로 구성된 데이터
Figure 112009026050309-pat00002
를 계층 부호화 기법을 이용하여 부호화하는 개념을 설명하기로 한다.
전송 장치는 데이터
Figure 112009026050309-pat00003
를 부호화율이
Figure 112009026050309-pat00004
인 부화화 기법에 따라 부호화하여 부호화 데이터
Figure 112009026050309-pat00005
를 생성한다. 전송 장치는 데이터
Figure 112009026050309-pat00006
과 부호화 데이터
Figure 112009026050309-pat00007
를 함께 부호화율이
Figure 112009026050309-pat00008
인 부호화 기법에 따라 부호화하여 부호화율이
Figure 112009026050309-pat00009
+
Figure 112009026050309-pat00010
인 부호화 데이터
Figure 112009026050309-pat00011
를 생성한다.
이상 두 계층 데이터로 구성된 데이터를 계층 부호화 기법을 이용하여 부호화하는 실시예에 대하여 설명하였지만, 여러 개의 계층 데이터에 대해서도 유사하게 적용될 수 있다.
계층 부호화 기법을 이용하여 부호화된 데이터를 수신한 수신 장치는, 채널 상태를 고려하여 데이터
Figure 112009026050309-pat00012
및 데이터
Figure 112009026050309-pat00013
를 모두 복호할 수 있다. 또는 수신 장 치는 채널 상태 및 수신 장치의 장치 정보를 고려하여 데이터
Figure 112009026050309-pat00014
및 데이터
Figure 112009026050309-pat00015
중에서 어느 한 데이터만을 복호할 수 있다. 수신 장치의 채널 상태 또는 장치 정보를 고려하여 가변적으로 데이터를 복호할 수 있다. 따라서 채널 상태에 따른 최대 데이터 전송률에 근접하는 데이터 전송률을 얻을 수 있다.
부호화 데이터
Figure 112009026050309-pat00016
는
Figure 112009026050309-pat00017
공간 내에서 구분되어진 각 데이터 공간(220, 230)의 중심점에 맵핑된다. 만약 부호화 데이터
Figure 112009026050309-pat00018
와 데이터
Figure 112009026050309-pat00019
가 함께 부호화 된다면, 데이터
Figure 112009026050309-pat00020
는 데이터 공간(230, 240)내의 서브 데이터 공간들(241, 242, 243)들 중에서 어느 한 점으로 맵핑된다.
도 3은 본 발명에 따른 계층 변조 기법의 개념을 도시한 도면이다. 도 3에서는 기본 계층 데이터는 높은 전력의 QPSK 변조 기법을 이용하여 변조하고, 부가 계층 데이터는 낮은 전력의 QPSK 변조 기법을 이용하여 변조하는 실시예가 도시되었다.
도 3의 (a)는 기본 계층 데이터의 변조를 도시한 도면이다. 도 3의 (a)에서는 기본 계층 데이터가 맵핑된 심볼(310)의 전력이
Figure 112009026050309-pat00021
인 실시예가 도시되었다.
도 3의 (b)는 부가 계층 데이터의 변조를 도시한 도면이다. 도 3의 (b)에서는 부가 계층 데이터가 맵핑된 심볼(320)의 전력이
Figure 112009026050309-pat00022
인 실시예가 도시되었다. 도 3의 (a)와 (b)를 비교하면 기본 계층 데이터의 전력인
Figure 112009026050309-pat00023
이 부가 계층 데이터의 전력인
Figure 112009026050309-pat00024
보다 더 큰 것을 알 수 있다.
도 3의 (c)는 각각 변조된 기본 계층 데이터와 부가 계층 데이터가 겹쳐진(superposition) 것을 도시한 도면이다. 수신 장치가 기본 계층 데이터와 부가 계층 데이터가 겹쳐진 심볼(340)을 정확히 검출한다면, 기본 계층 데이터와 부가 계층 데이터를 각각 판단할 수 있다. 수신 장치는 기본 계층 데이터(330)를 먼저 판단하고, 판단된 기본 계층 데이터를 겹쳐진 심볼(340)에서 제거함으로써 부가 계층 데이터를 판단할 수 있다.
부가 계층 데이터의 전력
Figure 112009026050309-pat00025
는 상대적으로 작으므로, 채널 상태가 우수하지 못한 경우 수신 장치는 부가 계층 데이터를 수신하지 못할 수 있다. 수신 장치는 상대적으로 큰 전력
Figure 112009026050309-pat00026
로 전송되는 기본 계층 데이터만을 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 전송 장치는 적어도 하나 이상의 데이터 분할부(410, 140), 제1 부호화부(420), 제2 부호화부(430), 제3 부호화부(450), 제4 부호화부(460) 및 전송부(470)를 포함한다.
제1 부호화부(420)는 제1 계층 데이터를 제1 부호화 기법에 따라서 부호화하여 제1 부호화 데이터를 생성한다. 컨벌루셔널 부호화 기법, 터보 부호화 기법, LDPC 부호화 기법이 제1 부호화 기법으로 사용될 수 있다.
제2 부호화부(430)는 제1 부호화 데이터 및 제2 계층 데이터를 제2 부호화 기법에 따라서 함께 부호화하여 제2 부호화 데이터를 생성한다. 컨벌루셔널 코딩 기법, 터보 코딩 기법, LDPC 코딩 기법이 제2 부호화 기법으로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 부호화 기법과 제2 부호화 기법은 서로 상이한 부호화 기법일 수 있다. 또한 제1 부호화 기법의 부호율과 제2 부호화 기법의 부호율은 서로 상이한 값을 가질 수 있다. 제2 부호화 데이터를 수신한 수신 장치는 수신 장치의 채널 상태와 제1 부호화 기법의 부호율, 제2 부호화 기법의 부호율을 각각 비교하고, 제1 계층 데이터 또는 제2 계층 데이터 중에서 어느 한 데이터만을 선택적으로 복호할 수 있다.
제3 부호화부(450)는 제3 계층 데이터를 제3 부호화 기법에 따라서 부호화하여 제3 부호화 데이터를 생성한다. 컨벌루셔널 부호화 기법, 터보 부호화 기법, LDPC 부호화 기법이 제3 부호화 기법으로 사용될 수 있다.
제4 부호화부(430)는 제3 부호화 데이터 및 제4 계층 데이터를 제4 부호화 기법에 따라서 함께 부호화하여 제4 부호화 데이터를 생성한다. 컨벌루셔널 부호화 기법, 터보 부호화 기법, LDPC 부호화 기법이 제4 부호화 기법으로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 데이터 분할부(410)는 원본 데이터를 분할하여 제1 계층 데이터 및 제2 계층 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면 제1 데이터 분할부(410)는 특정 멀티미디어 데이터를 기본 계층 데이터와 부가 계층 데이터로 분할할 수 있다. 여기서, 기본 계층 데이터는 멀티미디어 데이터를 재생하기 위한 최소한의 데이터이고, 부가 계층 데이터는 멀티미디어 데이터의 재생 화질 또는 재생 음질을 향상시키기 위한 데이터이다. 데이터 분할부(410)는 기본 계층 데이터를 제1 계층 데이터로, 부가 계층 데이터를 제2 계층 데이터로 생성할 수 있다.
또한 제2 데이터 분할부(440)는 제1 데이터 분할부(410)와 유사하게 원본 데이터를 기본 계층 데이터와 부가 계층 데이터로 구분하고, 기본 계층 데이터를 제3 계층 데이터로 생성하고, 부가 계층 데이터를 제4 계층 데이터로 생성할 수 있다.
전송부(470)는 제2 부호화 데이터 또는 제4 부호화 데이터를 수신 장치로 전송한다. 전송부(470)는 제2 부호화 데이터를 제1 전송 전력으로 전송하고, 제4 부호화 데이터를 제2 전송 전력으로 전송할 수 있다. 채널 상태에 따라서, 전송부(470)는 제1 전송 전력의 값과 제2 전송 전력의 값을 달리할 수 있다. 전송부(470)의 구체적인 동작에 대해서는 이하 도 5에서 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송부(470)의 구조를 도시한 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전송부(470)는 전력 제어부(510, 520) 및 프리코딩부(530)를 포함한다.
제1 전력 제어부(510)는 제2 부호화 데이터의 전송 전력을 제어하고, 제2 전력 제어부(520)는 제4 부호화 데이터의 전송 전력을 제어한다. 제1 전력 제어부(510) 및 제2 전력 제어부(520)는 수신 장치(551, 552)의 채널 상태 또는 원본 데이터의 데이터 레이트 등에 따라서 각 부호화 데이터의 전송 전력을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 전력 제어부(510) 및 제2 전력 제어부(520)는 각 부호화 데이터에 포함된 계층 데이터들의 수신 우선 순위를 고려하여 각 부호화 데이터의 전송 전력을 제어할 수 있다.
프리코딩부(530)는 전력 제어된 제2 부호화 데이터 및 전력 제어된 제4 부호화 데이터에 프리코딩 행렬을 곱하여 복수의 데이터 스트림을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 프리코딩부(530)는 다이버시티 이득(diversity gain)을 얻기 위하여 프리코딩 행렬을 제어할 수도 있고, 공간 다중화 이득(spatial multiplexing gain)을 얻기 위하여 프리코딩 행렬을 제어할 수도 있다.
전송부(470)는 복수의 데이터 스트림 각각에 상응하는 전송 안테나를 이용하여 복수의 데이터 스트림을 수신 장치(551, 552)로 전송한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 전송 장치는 계층 부호화부(610, 630), 계층 변조부(620, 640), 전력 제어부(651, 652) 및 프리코딩부(660)를 포함한다.
계층 부호화부(610, 630)는 계층 부호화 기법을 이용하여 부호화 데이터를 생성한다. 계층 부호화 기법은 부호율이 서로 다른 복수의 부호화 기법을 이용하여 부호화 데이터를 생성하는 부호화 기법이다.
제1 계층 부호화부(610)는 제1 부호화부(611), 제2 부호화부(612), 제3 부호화부(613) 및 제4 부호화부(614)를 포함한다.
제1 부호화부(611)는 제1 부호화 기법에 따라서 제1 계층 데이터를 부호화하여 제1 부호화 데이터를 생성하고, 제2 부호화부(612)는 제2 부호화 기법에 따라서 상기 제1 부호화 데이터 및 제2 계층 데이터를 함께 부호화하여 제2 부호화 데이터를 생성한다.
또한, 제3 부호화부(613)는 제3 부호화 기법에 따라서 제3 계층 데이터를 부호화하여 제3 부호화 데이터를 생성하고, 제4 부호화부(614)는 제4 부호화 기법에 따라서 상기 제3 부호화 데이터 및 제4 계층 데이터를 함께 부호화하여 제4 부호화 데이터를 생성한다.
제2 계층 부호화부(630)도 제1 계층 부호화부(610)와 유사하게 복수의 계층 데이터를 부호화하여 복수의 부호화 데이터를 생성할 수 있다.
제1 계층 변조부(620)는 복수의 변조부(621, 623) 및 복수의 전력 제어부(622, 623)를 포함한다. 제1 변조부(621)는 제2 부호화부(612)가 생성한 제2 부호화 데이터를 변조한다. 또한 제2 변조부(623)는 제4 부호화부(614)가 생성한 제4 부호화 데이터를 변조한다. 제1 전력 제어부(622)는 변조된 제2 부호화 데이터의 전송 전력을 제어한다. 또한 제2 전력 제어부(624)는 변조된 제4 부호화 데이터의 전송 전력을 제어한다.
제2 계층 부호화부(630) 및 제2 계층 변조부(640)도 제1 계층 부호화부(610) 및 제1 계층 변조부(620)와 유사하게 복수의 계층 데이터들을 부호화하고 변조할 수 있다.
다중 송수신 (multi-input multi-output; MIMO) 안테나 시스템은 높은 전송 률을 얻기 위한 공간 다중 (spatial multiplexing)과 낮은 오류율을 위한 다이버시티 (diversity)를 제공할 수 있다. 이러한 다중 송수신 안테나 시스템을 이용해 계층 공간 다중화가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 독립적인 부호화 데이터를 송신할 수 있으며, 수신 장치에서의 계층 수신이 가능하도록 우선순위가 높은 기본 계층을 상대적으로 높은 송신전력, 낮은 부호화 율, 그리고/또는 낮은 레벨의 변조 방식으로 송신하여 보다 많은, 또는 가능한 한 모든 수신 장치가 오류 없이 수신하도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 우선순위가 낮은 부가 계층은 상대적으로 낮은 송신전력, 높은 부호화 율, 그리고/또는 높은 레벨의 변조 방식으로 송신하여 채널 상태가 좋은 단말기가 부가 계층의 수신도 가능하도록 한다.
본 발명에 따르면 계층 부호화 기법, 계층 변조 기법, 다중 안테나 송수신 기법(MIMO: Multiple Input Multiple Output)을 결합하여 보다 많은 계층들을 송수신할 수 있다. 도 6에 도시된 전송 장치가 전송할 수 있는 계층의 개수는 계층 부호화 기법이 지원하는 계층의 개수와 계층 변조 기법이 지원하는 계층의 개수와 다중 안테나 송수신 기법이 지원하는 계층의 개수의 곱에 따라서 결정된다.
만약 계층 부호화 기법이 3개의 계층을, 계층 변조 기법이 2개의 계층을, 다중 안테나 송수신 기법이 2개의 계층을 지원한다면, 도 6에 도시된 전송 장치는 모두 12개의 계층을 전송할 수 있다.
다중 안테나 송수신 기법이 지원하는 계층의 개수는 전송 안테나의 개수 및 수신 안테나의 개수 중에서 더 작은 수의 안테나에 따라서 결정된다.
수신 장치(671, 672)는 채널 상태, 수신 장치의 장치 정보를 이용하여 복수의 계층들 중에서 하나 이상의 계층을 선택적으로 수신할 수 있다. 따라서 전송 장치가 동일한 데이터를 전송한 경우에도 각 수신 장치(671, 672)가 수신할 수 있는 계층의 개수는 서로 다를 수 있다. 따라서 각 수신 장치(671, 672)가 재생하는 멀티미디어 데이터의 데이터 레이트는 각기 다를 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 수신 장치(700)는 MIMO검출기(710), 채널추정기 (720), 채널 복호화기(730) 및 데이터 결합부(740)를 포함한다.
도 6에서 송신한 신호의 수신과정은 다음과 같이 기술된다. 상기와 같이 다중 송신된 신호는 MIMO검출기(710)를 통해 먼저 다중안테나 신호간의 분리가 이루어진다. 일례로 1번째 스트림을 고려하면, 1번째 스트림에서 계층변조의 1번 단계인 기본계층을 먼저 검출기를 통해 분리한다. 검출된 신호는 채널상태에 따라 해당하는 복호율에 맞추어 채널 복호기(730)를 통해 전송신호로 복원된다. 여기서 복원된 신호가 정확하다고 가정하여 수신신호에서 이 신호를 제거하면 계층변조의 다음 계층을 위의 과정과 동일하게 복원할 수 있고 1번째 스트림에 대한 복호는 마무리된다. 나머지 스트림에 대한 복호과정은 동일하다.
도 4에서 상기 수신과정의 복호 단계를 보다 자세히 설명하겠다. 본 발명에서 제안한 채널코드의 특징은 여러 수준의 계층 멀티미디어 데이터를 지원하며 각 계층을 위한 부호 코드워드들이 계층구조를 갖는다는 것이다. 이러한 계층구조는 일례로 두 계층을 위한 코드워드 집합
Figure 112009026050309-pat00027
,
Figure 112009026050309-pat00028
가 있는 경우 기본 계층인
Figure 112009026050309-pat00029
의 코드워드 집합이 상위 계층인
Figure 112009026050309-pat00030
의 부분집합이 되는 관계를 의미한다. 결국, 두 개의 계층을 부호화하는데
Figure 112009026050309-pat00031
라는 하나의 코드워드 집합만을 이용하는 특징은 복호과정에서 매우 효과적으로 사용될 수 있다. 도 4에서와 같이 단말기의 채널 상태 및 처리 능력에 따라 어느 단계의 계층까지 복호할 수 있는지의 복호율 (decoding rate)이 채널 추정기에서 결정되면 복호기는 해당하는 단계까지의 계층 데이터를 복호하는 데 있어서 한 번의 복호 과정을 통해 모두 복호할 수 있다. 즉, 부호화는 계층수에 따라 여러 단계를 거쳐 이루어지는 반면, 복호는 복호가능한 계층들을 한번에 처리한다. 이러한 특징은 계층 변조와 같은 각 계층별로 별도의 단계적인 복호가 필요한 기술과의 차이점이다.
데이터 결합부(740)는 제1 계층 데이터 및 제2 계층 데이터를 결합하여 수신 데이터를 생성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 수신 데이터는 멀티미디어 데이터이고, 제1 계층 데이터는 멀티미디어 데이터의 기본 계층 데이터, 제2 계층 데이터는 부가 계층 데이터일 수 있다.
수신 장치는 멀티미디어 데이터의 기본 계층 데이터 만으로 멀티미디어 데이터를 재생할 수 있다. 그러나 부가 계층 데이터를 추가적으로 이용하여 멀티미디어 데이터의 음질, 화질을 향상시킬 수 있다.
수신 장치는 채널 상태 또는 수신 장치의 장치 정보를 고려하여 복수의 계층 데이터 중에서 일부 계층 데이터 만을 수신할 수 있다. 예를 들어 채널 상태가 우수하지 않은 경우에, 수신 장치는 기본 계층 데이터 만을 수신할 수 있다. 또한, 수신 장치에 작은 화면만이 구비된 경우에, 수신 장치는 기본 계층 데이터 만을 수신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기본 계층 데이터는 부가 계층 데이터보다 더 높은 전송 전력으로 전송될 수 있다. 따라서 전송 장치로부터 먼 거리에 있어 부가 계층 데이터를 수신할 수 없는 수신 장치도 기본 계층 데이터를 수신할 수 있다. 전송 장치로부터 먼 거리에 있는 수신 장치는 기본 계층 데이터만을 이용하여 멀티미디어 데이터를 재생할 수 있다.
전송 장치로부터 가까운 거리에 있는 수신 장치는 기본 계층 데이터뿐만 아니라 부가 계층 데이터도 수신할 수 있다. 따라서 전송 장치로부터 가까운 거리에 있는 수신 장치는 향상된 화질, 음질로 멀티미디어 데이터를 재생할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
전송 장치로부터 가까운 거리에 있는 수신 장치는 기본 계층 데이터뿐만 아니라 부가 계층 데이터도 수신할 수 있다. 따라서 전송 장치로부터 가까운 거리에 있는 수신 장치는 향상된 화질, 음질로 멀티미디어 데이터를 재생할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 데이터 전송 방법의 개념을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 계층 부호화 기법의 개념을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 계층 변조 기법의 개념을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송부의 구조를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 장치의 구조를 도시한 블록도이다.

Claims (15)

  1. 제1 부호화 기법에 따라서 제1 계층 데이터를 부호화하여 제1 부호화 데이터를 생성하는 제1 부호화부;
    제2 부호화 기법에 따라서 상기 제1 부호화 데이터 및 제2 계층 데이터를 함께 부호화하여 제2 부호화 데이터를 생성하는 제2 부호화부; 및
    상기 제2 부호화 데이터를 수신 장치로 전송하는 전송부
    를 포함하고,
    전송 전력은 상기 수신 장치의 채널 상태 및 원본 데이터의 데이터 레이트에 기초하여 결정되거나, 상기 부호화 데이터에 포함된 상기 계층 데이터의 수신 우선 순위에 기초하여 결정되는,
    전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부호화 기법과 상기 제2 부호화 기법은 서로 상이한 부호화 기법인 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부호화 기법의 부호율과 상기 제2 부호화 기법의 부호율은 서로 상이한 값을 가지는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    제3 부호화 기법에 따라서 제3 계층 데이터를 부호화하여 제3 부호화 데이터를 생성하는 제3 부호화부;
    제4 부호화 기법에 따라서 상기 제3 부호화 데이터 및 제4 계층 데이터를 함께 부호화하여 제4 부호화 데이터를 생성하는 제4 부호화부
    를 더 포함하고,
    상기 전송부는 제1 전송 전력으로 상기 제2 부호화 데이터를 전송하고, 제2 전송 전력으로 상기 제4 부호화 데이터를 상기 수신 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 전송 전력과 상기 제2 전송 전력은 서로 상이한 값을 가지는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    전송 데이터를 상기 제1 계층 데이터 및 상기 제2 계층 데이터로 분할하는 데이터 분할부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  7. 제1 부호화 기법에 따라서 제1 계층 데이터를 부호화하여 제1 부호화 데이터를 생성하는 제1 부호화부;
    제2 부호화 기법에 따라서 상기 제1 부호화 데이터 및 제2 계층 데이터를 함께 부호화하여 제2 부호화 데이터를 생성하는 제2 부호화부;
    제3 부호화 기법에 따라서 제3 계층 데이터를 부호화하여 제3 부호화 데이터를 생성하는 제3 부호화부;
    제4 부호화 기법에 따라서 상기 제3 부호화 데이터 및 제4 계층 데이터를 함께 부호화하여 제4 부호화 데이터를 생성하는 제4 부호화부;
    상기 제2 부호화 데이터 및 상기 제4 부호화 데이터에 프리코딩 행렬을 곱하여 복수의 데이터 스트림을 생성하는 프리코딩부;
    상기 복수의 데이터 스트림에 각각 상응하는 전송 안테나를 이용하여 상기 복수의 데이터 스트림을 수신 장치로 전송하는 전송부
    를 포함하고,
    전송 전력은 상기 수신 장치의 채널 상태 및 원본 데이터의 데이터 레이트에 기초하여 결정되거나, 상기 부호화 데이터에 포함된 상기 계층 데이터의 수신 우선 순위에 기초하여 결정되는,
    전송 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 부호화 기법과 상기 제2 부호화 기법은 서로 상이한 부호화 기법인 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 부호화 기법의 부호율과 상기 제2 부호화 기법의 부호율은 서로 상이한 값을 가지는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 전송부는 제1 전송 전력으로 상기 제2 부호화 데이터를 전송하고, 제2 전송 전력으로 상기 제4 부호화 데이터를 상기 수신 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 전송 전력과 상기 제2 전송 전력은 서로 상이한 값을 가지는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  12. 수신 장치에 있어서,
    전송 장치로부터 제1 부호화 데이터를 수신하는 수신부;
    제1 부호화 기법에 따라서 상기 제1 부호화 데이터를 복호화하여 제2 복호화 데이터 및 제1 계층 데이터를 생성하는 제1 복호화부; 및
    제2 부호화 기법에 따라서 상기 제2 복호화 데이터를 복호화하여 제2 계층 데이터를 생성하는 제2 복호화부
    를 포함하고,
    전송 전력은 상기 수신 장치의 채널 상태 및 원본 데이터의 데이터 레이트에 기초하여 결정되거나, 상기 부호화 데이터에 포함된 상기 계층 데이터의 수신 우선 순위에 기초하여 결정되는,
    수신 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 부호화 기법과 상기 제2 부호화 기법은 서로 상이한 부호화 기법인 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 부호화 기법의 부호율과 상기 제2 부호화 기법의 부호율은 서로 상이한 값을 가지는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 계층 데이터 및 상기 제2 계층 데이터를 결합하여 수신 데이터를 생성하는 데이터 결합부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
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