KR101587340B1

KR101587340B1 - 통신 시스템에서 제어 정보를 부호화하는 방법과 그 제어 정보를 송수신하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101587340B1
Application number: KR1020140027683A
Authority: KR
Inventors: 명세호; 김재열; 윤성렬; 임연주; 정홍실
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2014-03-10
Publication date: 2016-01-21
Also published as: KR20140048909A

Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 시그널링 정보를 부호화하여 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 실시 예에 따라 시그널링 정보를 수신하는 방법은, 수신된 프레임으로부터 상기 시그널링 정보의 비트 수 정보를 획득하는 과정과, 상기 시그널링 정보의 비트 수를 특정 기준 값으로 나눈 값을 이용하여 상기 시그널링 정보를 전송하는 부호화 블록의 개수를 결정하는 과정과, 상기 결정된 부호화 블록의 개수를 근거로 각 부호화 블록에 대응되는 정보 비트의 수를 계산하는 과정과, 상기 부호화 블록에서 천공된 패리티 비트의 수를 계산하는 과정과, 상기 수신된 프레임에서 하나 또는 복수 개의 부호화 블록을 복호화하는 과정을 포함하며, 여기서 상기 부호화 블록의 복호화는, 상기 시그널링 정보에 대해 상기 획득된 비트 수 정보, 상기 결정된 부호화 블록의 개수, 각 부호화 블록에 대응되는 상기 계산된 정보 비트의 수, 그리고 각 부호화 블록에서 상기 천공된 패리티 비트의 수를 근거로 수행되며, 상기 특정 기준 값은 상기 시그널링 정보의 전송을 위해 사용 가능한 부반송파들의 개수와 변조 차수를 근거로 결정된다.

Description

통신 시스템에서 제어 정보를 부호화하는 방법과 그 제어 정보를 송수신하는 방법 및 장치{METHOD FOR ENCODING CONTORL INFORMATION IN A COMMUNICATION SYSTEM AND TRANSMISSION/RECEPTION METHOD AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 통신 시스템에서 송수신 방법에 대한 것으로서, 특히 통신 시스템에서 제어 정보를 부호화하고, 상기 부호화된 제어 정보를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

방송 통신 서비스는 본격적인 디지털화, 다채널화, 광대역화, 고품질화의 시대를 맞이하고 있다. 최근에 고화질 디지털 TV(Television)의 보급 확산과, 케이블 TV 방송의 서비스 가입자 수 증가에 따라 유무선 통신망을 이용하는 각종 디지털 방송 기기의 이용도 대폭 증가되고 있다. 그리고 디지털 방송 서비스를 안정적으로 제공하기 위해서는 광대역 전송에 적합한 전송 방식과, 방송 데이터의 수신 시 요구되는 제어 정보의 효율적인 부호화와 송수신 등이 중요하다.

상기 광대역 전송에 적합한 전송 방식의 대표적인 예로는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 들 수 있다. 상기 OFDM 방식은 멀티-캐리어(Multi-Carrier)를 사용하여 데이터를 전송하는 전송 방식이다. 상기 OFDM 방식은 직렬로 입력되는 심벌(Symbol)열을 병렬 변환하고, 병렬 심벌열 각각을 상호 직교성을 갖는 다수의 서브 캐리어(sub-carrier)들, 즉 다수의 서브 캐리어 채널(sub-carrier channel)들로 변조하여 전송하는 멀티 캐리어 변조(MCM : Multi Carrier Modulation) 방식의 일종이다.

도 1은 통신 시스템에서 제어 정보를 포함하는 프레임의 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 하나의 프레임(101)은 하나 또는 복수 개의 심볼(104,...,105)로 구성되는 프리앰블(102)과, 복수 개의 심볼(106,...,107)로 구성되는 데이터 심볼들(103)을 포함한다. 상기 프리앰블(102)은 통상적으로 수신기에서 시간 및 주파수 동기(time and frequency synchronization), 프레임 경계에 대한 동기 등을 획득하는데 사용된다. 이러한 이유로 통신 시스템의 송신기는 프리앰블(102)을 먼저 전송한 이후에 데이터 심볼들(103)을 이후에 전송한다.

하지만, 통신 시스템에 따라 프리앰블은 송신기와 수신기간에 송수되는 제어 정보로서 시그널링(signalling) 정보를 함께 전송하는데 사용할 수 있다.

도 2는 통신 시스템에서 프리앰블을 전송하는 OFDM 심볼의 일 구성 예를 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 OFDM 프리앰블 심볼(201)은 프리앰블을 전송하는 OFDM 심볼을 의미한다.

도 2를 참조하면, OFDM 심볼(201)은 다수의 부반송파들에 할당된 헤더(203)와 부호화 시그널링 블록(205)(이하, 부호화 블록)을 포함한다. 상기 부호화 블록(205)에서 상기 시그널링 정보는 헤더(203)에 할당되지 않은 잔여 부반송파들, 즉 1 부터

까지의 인덱스(index)로 나타낸

개의 부반송파들에 할당된다. 상기 헤더(203)는 수신기에서 동기를 획득하는데 사용할 수 있으며,또한 상기 부호화 블록(205)의 변조(modulation) 방식 및 부호율(code rate)과 같은 부가 정보를 포함할 수 있다. 여기서 도 2에서 파일럿(pilot)과 같은 기능을 위해 부가적으로 할당되어 있는 OFDM 심볼(201)의 다른 부반송파 등은 제외하였음에 유의한다.

통신 시스템에서 수신기는 프리앰블(102)의 헤더(203)를 통해 상기 프레임의 동기를 획득하고, 부호화 블록(205)으로부터 데이터 심볼들(103)이 전송되는 방식 및 프레임의 길이 등과 같은 제어 정보를 얻은 다음 각 데이터 심볼(106, 107)들로부터 데이터를 수신한다.

도 3은 통신 시스템에서 제어 정보를 부호화하여 전송하는 송신 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 송신기는 제어 정보로서 주어진 시그널링 정보로부터 적절한 오류 정정 부호(error correction code)를 이용한 부호화(coding) 기법을 적용하여 상기 부호화 블록(coded block)을 생성한 다음, 상기 시그널링 정보를 전송하기 위해 사용 가능한

개의 부반송파를 할당한다. 보다 구체적으로 전송할 시그널링 정보가 주어지면, FEC (forward error correction) 부호화기(encoder)(301)는 정해진 부호화 방식에 따라 상기 시그널링 정보를 부호화하여 부호화 블록을 생성한다. 변조기(modulator)(303)는 상기 생성된 부호화 블록을 정해진 변조 방식에 따라 변조하여 변조 심볼을 생성한다. 이후 부반송파 매핑기(subcarrier mapper)(305)는 상기 변조 심볼의 전송을 위해 사용 가능한

개의 부반송파들에 상기 변조 심볼을 대응시키고, 헤더 삽입기(307)는 상기 맵핑된 변조 심볼에 헤더를 붙여 도 2와 같은 OFDM 심볼을 생성한다.

상기와 같이 통신 시스템에서 부호화 블록은 상기 시그널링 정보로부터 생성되어 OFDM 심볼을 통해 전송된다. 상기한 설명에서는 편의상 시그널링 정보를 하나의 부호화 블록으로 생성하여 하나의 OFDM 심볼을 통해 전송하는 동작을 설명하였으나, 시그널링 정보는 그 시그널링 정보의 크기가 큰 경우 하나 이상의 OFDM 심볼을 통해 전송될 수 있다. 이 경우 통신 시스템은 시그널링 정보를 복수 개의 부호화 블록으로 분할하여 복수 개의 OFDM 심볼을 통해 전송하여야 하며, 이를 위한 효율적인 분할 방식과, 부호화 방식 및 송수신 방식이 요구된다.

본 발명은 통신 시스템에서 제어 정보를 효율적으로 부호화하는 방법과, 그 제어 정보를 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 통신 시스템에서 가변적인 크기를 갖는 제어 정보를 효율적으로 부호화하는 방법과, 그 제어 정보를 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 통신 시스템에서 제어 정보를 복수 개의 부호화 블록으로 분할하여 전송하는 경우 효율적인 부호화 방법과, 그 제어 정보를 송수신하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 통신 시스템에서 제어 정보를 복수 개의 블록으로 분할하여 전송할 때 분할되는 블록의 크기를 효율적으로 정하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따라 시그널링 정보를 수신하는 방법은, 수신된 프레임으로부터 상기 시그널링 정보의 비트 수 정보를 획득하는 과정과, 상기 시그널링 정보의 비트 수를 특정 기준 값으로 나눈 값을 이용하여 상기 시그널링 정보를 전송하는 부호화 블록의 개수를 결정하는 과정과, 상기 결정된 부호화 블록의 개수를 근거로 각 부호화 블록에 대응되는 정보 비트의 수를 계산하는 과정과, 상기 부호화 블록에서 천공된 패리티 비트의 수를 계산하는 과정과, 상기 수신된 프레임에서 하나 또는 복수 개의 부호화 블록을 복호화하는 과정을 포함하며, 여기서 상기 부호화 블록의 복호화는, 상기 시그널링 정보에 대해 상기 획득된 비트 수 정보, 상기 결정된 부호화 블록의 개수, 각 부호화 블록에 대응되는 상기 계산된 정보 비트의 수, 그리고 각 부호화 블록에서 상기 천공된 패리티 비트의 수를 근거로 수행되며, 상기 특정 기준 값은 상기 시그널링 정보의 전송을 위해 사용 가능한 부반송파들의 개수와 변조 차수를 근거로 결정된다.

또한 본 발명의 실시 예에 따라 시그널링 정보를 수신하는 수신 장치는, 상기 시그널링 정보가 포함된 프레임을 수신하는 수신부와, 상기 시그널링 정보를 복호화하는 복호부와, 상기 수신된 프레임으로부터 상기 시그널링 정보의 비트 수 정보를 획득하고, 상기 시그널링 정보의 비트 수를 특정 기준 값으로 나눈 값을 이용하여 결정되는 상기 시그널링 정보를 전송하는 부호화 블록의 개수, 상기 결정된 부호화 블록의 개수를 근거로 각 부호화 블록에 대응되는 정보 비트의 수, 그리고 상기 부호화 블록에서 천공된 패리티 비트의 수를 계산하는 제어 파라미터 계산부와, 상기 시그널링 정보에 대해 상기 획득된 비트 수 정보, 상기 결정된 부호화 블록의 개수, 각 부호화 블록에 대응되는 상기 계산된 정보 비트의 수, 그리고 각 부호화 블록에서 상기 천공된 패리티 비트의 수를 근거로 상기 수신된 프레임에서 하나 또는 복수 개의 부호화 블록을 복호화하는 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 특정 기준 값은 상기 시그널링 정보의 전송을 위해 사용 가능한 부반송파들의 개수와 변조 차수를 근거로 결정된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 동일한 비트의 수로 시그널링 정보를 분할 및 패딩 비트를 삽입하여 부호화함에 있어서, 시그널링 정보는 최적의 비트 수를 갖는 부호화 블록으로 분할될 수 있다. 따라서 주파수 및 시간 측면에서 효율적으로 시그널링 정보를 전달하는 장점을 제공한다.

또한 본 발명에 의하면, 시그널링 정보를 분할하여 전송할 때 시그널링 정보를 최적의 비트 수로 분할함으로써 통신 자원을 보다 효율적으로 이용할 수 있다.

도 1은 통신 시스템에서 제어 정보를 포함하는 프레임의 도시한 도면,
도 2는 통신 시스템에서 프리앰블을 전송하는 OFDM 심볼의 일 구성 예를 나타낸 도면,
도 3은 통신 시스템에서 제어 정보를 부호화하여 전송하는 송신 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 제어 정보를 부호화하는 과정을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 시그널링 정보를 분할 및 부호화하여 전송하는 송신 방법을 나타낸 순서도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 시그널링 정보를 수신하는 수신 방법을 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 구성을 나타낸 블록도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기의 구성을 나타낸 블록도.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

본 발명은 통신 시스템에서 송신기와 수신기간의 제어 정보로서 시그널링 정보를 부호화하여 송수신하는 장치 및 방법을 제안한다. 이하 본 명세서에서 설명되는 통신 시스템은 디지털 방송 서비스 또는 각종 통신 서비스를 제공하는 유선 또는 무선 통신 시스템을 포괄하는 의미로 해석하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따라 송신기가 시그널링 정보의 크기에 따라 상기 시그널링 정보를 블록들로 분할하여 부호화를 수행하고, 부호화된 블록들을 OFDM 심볼을 통해 전송한다. 그리고, 상기 블록들은 동일한 비트 수를 포함한다. 상기 부호화를 수행하는 과정에서 송신기는 상기 시그널링 정보 이외에 패딩(padding) 비트들을 추가하는데, 상기 패딩 비트의 수는 상기 분할된 블록의 개수에 따라 결정된다.

시그널링 정보의 크기가 클 경우 예를 들어 시그널링 정보의 크기가 시스템에서 정해진 크기를 넘어서는 경우 시그널링 정보는 복수 개의 블록으로 분할된다.

일 예로 도 3과 같은 시스템에서 FEC 부호화기(301)를 통해 부호화된 부호화 블록의 길이를

이라 하고, 변조 차수(modulator order)를

라 할 때, 다음 <수학식 1>이 성립하지 않으면 시스템은 상기 시그널링 정보의 부호화 블록을 하나의 OFDM 심볼에 전송할 수 없게 된다.

상기 <수학식 1>에서 상기 변조 차수

는 BPSK (Binary Phase Shift Keying), QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM (Quadrature amplitude modulation), 64-QAM에 대해 각각 1, 2, 4, 6의 값을 갖는다.

이와 같이 시스템의 조건에 따라 시그널링 정보를 전송할 때 하나의 OFDM 심볼로 충분하지 못한 경우가 존재하기 때문에, 시그널링 정보를 분할하여 전송한다. 그리고 시그널링 정보의 분할 과정 및 부호화 과정의 일 예를 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.

먼저 주어진 시그널링 정보가

개의 비트를 포함함을 가정하면, 송신기는 상기 시그널링 정보를 부호화하여 전송하기 위해 몇 개의 부호화 블록으로 전송할지 다음 <수학식 2>와 같이 결정한다.

상기 <수학식 2>에서

는

보다 크거나 같은 최소 정수를 의미한다. 그리고 "L1"은 L1(Layer 1) 계층 즉, 물리 계층을 의미한다. 따라서 본 발명에서 제어 정보로서 송수신되는 시그널링 정보는 물리 계층 시그널링 정보를 의미한다.

상기 <수학식 2>에서

은 상기 시그널링 정보를 복수 개로 분할하여 전송하는 경우 필요한 부호화 블록의 수를 의미하며,

는 패딩 비트가 부가되기 전의 상기 시그널링 정보의 길이,

은 상기 시그널링 정보를 분할하는 기준 값이다.

송신기는 그 길이가

인 상기 시그널링 정보를

길이의 부호화 블록들로 분할한다. 이때

가

로 정확히 나누어 떨어지지 않는 경우에는 상기 시그널링 정보에 패딩 비트를 추가하여 상기 분할된 부호화 블록의 수

가 구해지도록 한다. 통상적으로 상기 패딩 비트의 값은 '0'으로 설정한다. 여기서 상기 추가되는 패딩 비트의 수

는 다음 <수학식 3>을 이용하여 결정된다.

상기 <수학식 3>에서

의 값이

로 나누어 떨어지면, 시그널링 정보에 부가되는 패딩 비트 수

의 값은 "0"이 되고, 그렇지 않은 경우에는

이 "0"이 아닌 값을 가짐을 알 수 있다.

따라서 상기

이 "0"이 아닌 값을 갖는 경우 그 길이가

인 상기 주어진 시그널링 정보에

개의 패딩 비트를 부가함으로써 길이가

인 시그널링 정보가 생성된다. 여기서 패딩 비트가 부가된(appended) 시그널링 정보의 길이

값은 다음 <수학식 4>을 이용하여 계산된다.

다음으로 길이가

인 상기 시그널링 정보를

개로 분할한다. 이 경우에 상기 길이가

인 시그널링 정보는 각각 길이가

인

개의 복수 개의 블록들로 분할되며,

의 값은 다음 <수학식 5>를 이용하여 결정된다.

송신기는 상기 길이가

인 분할된 시그널링 정보의 블록들을 각각 독립적으로 FEC 기법을 통해 부호화하여 패리티(parity) 비트들을 생성하고, 상기 분할된 시그널링 정보의 각 블록에 대해 상기 패리티 비트가 포함된 부호화 블록을 생성한다. 예를 들어 상기 FEC 기법으로는 잘 알려진 BCH (Bose, Chaudhuri, Hocquenghem) 부호와, LDPC (low-density parity-check) 부호의 연접(concatenation) 부호화 방식을 이용할 수 있다.

상기 연접 부호화 방식에서, 송신기는 상기 분할된 시그널링 정보의 블록들에 각각 먼저 BCH 부호화 기법을 적용한 후, BCH 부호화된 블록들에 각각 LDPC 부호화 기법을 적용한다. 여기서 편의상 BCH 부호는 그 정보어의 길이(information length)가

, 패리티의 길이는

이며, LDPC 부호는 부호의 길이(code length)(즉, 부호어(codeword)의 비트 수)가

, 부호율(code rate)이

임을 가정한다.

상기 각 분할된 시그널링 정보의 길이

의 값이

보다 작은 경우에는

비트만큼 적절한 단축(shortening) 방법이 필요함에 유의한다. 단축 방법은 통상적으로 zero 패딩 방법을 사용한다. 따라서 BCH 부호화된 결과는 상기 zero 패딩된 비트들을 고려하지 않으면, 길이가

인 상기 각 분할된 시그널링 정보 블록에 길이가

인 패리티 비트들이 부가되어(appended) 있는 형태이다.

송신기는 길이가

인 상기 각 분할된 시그널링 정보의 블록과 길이가

인 부가된 패리티 비트들에 대해 단축 및 천공(puncturing)된 LDPC 부호화 기법을 적용한다. 이때

값과 변조 차수

값이 주어져 있을 경우에, 천공할 LDPC 패리티 비트의 수

(이하, "최종 천공 비트 수"의 값은 다음과 같은 4 단계를 거쳐 구한다.

단계 1)

송신기는 다음 <수학식 6>과 같이 LDPC 부호화 후, 각 부호화 블록에서 임시(temporary) 천공될 패리티 비트의 수(이하, "임시 천공 비트 수")

를 구한다.

상기 <수학식 6>에서

는

보다 작거나 같은 최대 정수,

는 분할된 시그널링 정보의 블록을 BCH 부호화할 때 부호화되는 정보어의 길이(information length),

는 분할된 시그널링 정보의 패딩 비트가 포함된 각 블록의 길이를 의미한다.

단계 2)

송신기는 <수학식 7>과 같이 분할된 시그널링 정보의 부호화 블록의 임시 길이

(이하, "임시 부호어 비트 수")를 구한다. 하기 <수학식 7>에서

는 LDPC 부호의 부호율을 의미한다.

단계 3)

송신기는 상기 분할된 시그널링 정보의 부호화 블록의 임시 부호어 비트 수를 이용하여 다음 <수학식 8>과 같이 시그널링 정보의 부호화 블록의 실제 길이

(이하, "최종 부호어 비트 수")를 구한다.

상기 <수학식 8>에서 “LI_TI_MODE"는 분할된 시그널링 정보의 부호화 블록에 대한 시간 인터리빙(time interleaving) 기법의 모드를 나타낸 것이다. 상기 “LI_TI_MODE"는 도 2에 도시된 헤더(203)에 포함되는 정보이다. 상기 “LI_TI_MODE"에서‘00’은 시간 인터리빙을 적용하지 않음을 의미하고, '01'은

개의 블록으로 분할된 시그널링 정보의 부호화 블록을

개의 OFDM 심볼을 통해 전송하되 시간 인터리빙을 적용함을 의미하고, ‘10’및 ‘11’은

개의 블록으로 분할된 시그널링 정보의 부호화 블록을

개의 OFDM 심볼을 통해 전송하되 시간 인터리빙을 적용함을 의미한다. 상기

에서 L1_TI_Depth는 OFDM 심볼의 전송 시 적용되는 시간 인터리빙의 깊이(depth)이고, 상기

의 값은 시스템에서 상기“LI_TI_MODE"의 정해진 모드에 따라 적절히 정의할 수 있다.

단계 4)

송신기는 천공될 LDPC 패리티 비트의 수, 즉 최종 천공 비트 수

를 다음 <수학식 9>와 같이 최종적으로 결정한다.

상기한 시그널링 정보의 분할 및 부호화 과정에서 <수학식 2>의

값은 통상적으로

값으로 설정한다. 만일 시그널링 정보의 길이

의 값이 가변적이고 매우 넓은 범위의 값을 가진다고 하면, <수학식 5>의

값의 최대값은

가 됨을 알 수 있으며, 또한 <수학식 6>에 따라

의 최소값은 0이 된다.

이때 상기 <수학식 2>에서 설명한 시그널링 정보를 분할하는 기준 값인

의 값이 너무 큰 값을 가질 경우에, 즉 BCH 부호의 정보어의 길이

의 값이 너무 큰 값을 가질 경우에, 상기 분할된 시그널링 정보의 각 부호화 블록의 길이인 최종 부호어 비트 수

역시 매우 큰 값을 가질 수 있기 때문에 최종 부호어 비트 수를 변조 차수로 나눈

의 값이 OFDM 심볼을 통해 시그널링 정보를 전송할 때 사용할 수 있는 부반송파(sub-carrier or cell) 의 개수

보다 커질 위험이 있다.

예로서 다음 <표 1>의 parameter들을 갖는 시스템을 생각해 보자.

만일 상기 시스템에서

값을

와 동일하게 설정하였을 때

이라 가정하면, 상기 <표 1>의 파라미터를 이용하는 시스템에서 상기 <수학식 2> 내지 <수학식 9>의 수식을 이용하여, 시간 인터리빙 기법을 적용하지 않을 경우에 예를 들어, 길이가 10000 bits인 시그널링 정보는 길이가 5000 bits인 2개의 블록으로 분할되며, 상기 분할된 시그널링 정보의 각 부호화 블록의 길이

값이 11744 bits이다.

따라서 이 경우 시스템에서

= 2936의 값이

(= 2808) 보다 크므로, 상기 분할된 시그널링 정보의 각 부호화 블록은 하나의 OFDM 심볼에 대응되지 않는다.

통상적으로 시스템에서 시간 인터리빙을 적용하지 않을 경우에는 하나의 부호화된 블록은 하나의 OFDM 심볼을 통해서 전송되기 때문에 상기한 시스템의 예에서는

값을

보다 작은 값으로 설정해야 한다.

그런데

값을 너무 작게 설정하게 되면 상기 분할된 시그널링 정보의 각 부호화 블록이 하나의 OFDM 심볼에 대응되는 반면에, 많은 수의 OFDM 심볼이 필요하게 되며, 상기 하나의 OFDM 심볼을 구성하는 부반송파들 중에서 낭비되는 부반송파가 발생하게 된다. 예를 들어 상기 시스템의 예에서

= 1000 bits로 설정하면, 상기 시그널링 정보는 10개의 블록으로 분할되며, 부호화 블록의 길이

값은 2960 bits이다. 또한

= 740 이므로 상기 분할된 시그널링 정보의 각 부호화 블록을 전송하기 위해 하나의 OFDM 심볼에서 740개의 부반송파들이 할당되며, 나머지 2808 - 740 = 2068 개의 부반송파는 부호화 블록의 전송을 위해 할당되지 않지만, 전체 시그널링 정보를 전송하기 위해서 총 10개의 OFDM 심볼이 필요하게 된다. 상기 할당되지 않은 즉, 사용되지 않는 2068 개의 부반송파는 임의의

값에 대해서도 마찬가지로 사용되지 않는다.

따라서, 주어진 시그널링 정보를 분할하기 위한 기준 값(이하, "시그널링 정보의 분할 기준 값")인

을 시스템의 조건에 따라 적절하게 설정해야 주어진 시그널링 정보를 분할하여 전송할 때, 낭비되는 부반송파의 개수와, 필요한 OFDM 심볼 수를 최대한 줄이면서 효율적으로 전송할 수 있다.

이하 시그널링 정보를 분할하여 OFDM 심볼을 통해 전송할 때 본 발명에서 제안하는 시그널링 정보의 최적의 분할 기준을 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 제안하는 상기 시그널링 정보의 최적 분할 기준은 다음과 같은 두 가지 조건 중 적어도 하나를 만족한다.

조건 1)

주어진 시그널링을 분할하여 전송함에 있어서, 시간 인터리빙이 적용되지 않을 경우에 각 분할된 시그널링 정보의 부호화 블록은 각각 하나의 OFDM 심볼에 대응되어야 한다. 상기 조건 1은 <수학식 1>을 만족하는 것과 동일하다.

조건 2)

상기 주어진 시그널링을 분할하여 전송함에 있어서, 시간 인터리빙이 적용되지 않을 경우에 전송에 필요한 OFDM 심볼의 수를 최소화 한다. 이는 <수학식 2>의 부호화 블록의 수(

)의 수를 최소화 하는 것과 동일하다.

본 발명에서 상기 조건 1) 및 조건 2)와 상기 <수학식 2>에서 설명한 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)은 다음과 같은 관계를 갖는다.

만일 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)이 증가하게 되면, <수학식 2>의 부호화 블록 수(

)는 감소되거나 그대로 유지되는 경향을 갖게 된다. 따라서 상기 조건 2)를 만족하기 위해서는 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)이 가능한 큰 값을 갖도록 설정해야 한다.

그러나 상기 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)이 증가하게 되면, <수학식 5>의

의 최대값이 증가하게 되므로, <수학식 6>의

의 최소값은 감소하게 된다. 결과적으로 <수학식 7>과 <수학식 8>에 의해 각 부호화 블록의 길이(

)은 전반적으로 증가하는 경향을 갖게 되므로 변조 차수를 고려하여 결정된

역시 증가하는 경향을 갖는다.

따라서 <조건 1>과 <조건 2>를 만족하기 위해서 먼저 본 발명에서 해결해야 할 문제는 <수학식 1>을 만족시키는 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)의 최대값을 구하는 것이다.

여기서 주의해야 할 점은, <수학식 8>에서 부호화 블록의 길이(

)는 변조 차수(

)와 부호화 블록의 수(

)에 영향을 받기 때문에, 상기 변조 차수(

) 및/또는 부호화 블록의 수(

)가 변할 경우에 <수학식 1>을 만족하는 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)의 최대값 역시 변하게 된다는 것이다.

예를 들어 <표 1>과 같은 파라미터를 이용하는 시스템에서 상기 <수학식 2> 내지 <수학식 9>의 모든 수식을 이용하여, 주어진 시그널링 정보를 분할하고, 부호화함을 가정한다. 이 경우에 만일 부호화 블록 수(

)를 1이라 가정할 때, 상기 <수학식 1>을 만족하는 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)의 최대값을 구해보면 4772 bits가 된다. 하지만, 부호화 블록의 수(

)가 5라 가정하면, 상기 <수학식 1>을 만족하는 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)의 최대값은 4759 bits가 된다.

따라서 변조 차수

나 부호화 블록의 수

에 상관없이 조건 1)과 조건 2)를 만족하기 위해서는 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)를 결정하는데 있어서 특정 제한 조건이 필요하다.

상기 제한 조건과 관련하여 본 발명에서는 시간 인터리빙까지 고려하여 부호화 블록의 수(

)와, <수학식 8>의

의 값들 중에서 최대값을 부호화 블록의 최대 수(

)라 정하고, 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)의 선택 기준(selection criteria)을 제안한다.

< 선택 기준 >

시그널링 정보의 분할 기준 값(

)은

각

(

)에 대해 다음 <수학식 10>을 만족하는 시그널링 정보의 길이 (

)의 최대값들 중에서 가장 작은 값으로 선택한다.

<수학식 10>에서

은 시그널링 정보를 전송할 때 사용할 수 있는 부반송파(sub-carrier or cell)의 개수,

는 부호화 블록 수(

)의 값이

인 경우에 대해서 시그널링 정보의 길이가

라 할 때, 상기 시그널링 정보의 부호화 블록의 길이를 의미한다.

상기한 본 발명의 선택 기준에 따라 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)을 정하는 일 예를 다음과 같이 설명한다.

상기 <표 1>과 같은 파라미터를 갖는 시스템에서 상기 <수학식 2> 내지 <수학식 9>의 모든 수식을 이용하여, 주어진 시그널링 정보를 분할하고 부호화를 수행한다고 가정하고, 추가적인 조건으로 부호화 블록의 최대 수(

)가 8로 주어져 있다고 가정하자.

우선 상기 <수학식 10>은 다음 <수학식 11>로 나타낼 수 있다.

그러면, 상기 선택 기준에 의해서 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)은 각

(

)에 대해 상기 <수학식 11>을 만족하는

의 최대값들 중에서 가장 작은 값으로 선택한다. 각

에 대해 상기 <수학식 11>을 만족하는

의 최대값들을

라 할 때 다음과 같음을 쉽게 확인할 수 있다.

,

따라서 본 발명의 선택 기준에 따라 상기 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)은 각

중에서 최소값인 4759로 설정된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 제어 정보를 부호화하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 4를 살펴보면, 401 단계에서 송신기는 먼저 시그널링 정보의 크기에 따라 시그널링 정보를 복수 개의 블록으로 분할하는 동작을 수행한다. 여기서 상기 분할 동작은 상기 <선택 기준>을 통해 얻은 시그널링 정보의 분할 기준 값(

) 기준으로 수행하게 된다.

402 단계에서 송신기는 각 분할된 시그널링 정보에 대해 BCH 부호화를 위해 zero 패딩 (402)을 수행하고, 403 단계에서 패딩 비트가 부가된 시그널링 정보에 대해 BCH 부호화(403)를 수행한다. 여기서 상기 BCH 부호화를 위한 zero 패딩은 상기 <수학식 4>에서 시그널링 정보의 분할을 위한 zero 패딩과 구별된다. 404 단계에서 송신기는 상기 분할된 시그널링 정보의 BCH 부호화 블록에 대해 LDPC 부호화(404)를 수행하고, 405 단계에서 송신기는 LDPC 부호화된 부호화 블록에 대해 천공 비트 수 만큼 천공(405)을 수행한다. 본 발명에서 상기 천공 비트 수를 계산하는 방식은 상기한 단계 1) 내지 단계 4)의 방식을 적용할 수 있다. 상기한 과정들을 거쳐 최종적으로 얻게 되는 결과가 상기 분할된 시그널링 정보의 부호화 블록이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 시그널링 정보를 분할 및 부호화하여 전송하는 송신 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 501 단계에서 현재 프레임의 시그널링 정보가 결정된다. <수학식 2>를 이용하여 502 단계에서 송신기는 상기 시그널링 정보를 몇 개의 부호화 블록으로 전송할지 결정한다. 보다 구체적으로 상기한 <선택 기준>을 통해 얻은 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)을 적용한다. 503 단계에서는 송신기는 <수학식 3>을 통해 시그널링 정보의 분할을 위해 필요한 패딩 비트 수를 계산하고, 필요할 경우 상기 시그널링 정보에 패딩 비트를 덧붙인다. 504 단계에서 송신기는 <수학식 5>를 통해 결정된 수만큼 상기 시그널링 정보를 동일한 크기로 분할한다. 여기서 상기 504 단계에 따라 분할된 상기 시그널링 정보는 상기 <선택 기준>을 통해 얻은 시그널링 정보의 분할 기준 값(

) 보다 크지 않다.

이후 505 단계에서 송신기는 <수학식 6> 내지 <수학식 9>의 수식을 이용하여 부호화 블록에 대해 천공을 적용할 패리티 비트 수를 계산한다. 506 단계에서는 상기 504 단계에서 분할된 각 시그널링 정보에 대해 FEC 부호화를 수행하여 502 단계에서 결정한 수만큼 부호화 블록을 생성한다. 507 단계에서 송신기는 상기 506 단계에서 생성된 부호화 블록들에 대해 각각 상기 505 단계에서 결정된 수만큼 패리티를 천공한다. 508 단계에서 송신기는 상기 507 단계를 통해 결정된 최종 부호화 블록들을 전송하고 다음 프레임의 처리를 시작한다. 이후 상기 다음 프레임에 대해 상기 501 단계 내지 507 단계의 동작을 반복하여 수행한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 시그널링 정보를 수신하는 수신 방법을 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하면, 601 단계에서 수신기는 현재 프레임에서 전송되는 순수한 시그널링 정보의 비트 수를 획득한다. 상기 순수한 시그널링 정보의 비트 수는 OFDM 심볼의 헤더(203)를 수신 및 복호함으로써 얻을 수 있다. 상기 전송되는 시그널링 정보 비트 수를 상기 헤더(203)로부터 획득할 수 있기 때문에 수신기는 시그널링 정보의 분할 시 부가된 패딩 비트가 포함된 시그널링 정보 비트 수

도 계산하여 획득할 수 있다. 다른 실시 예로 상기 OFDM 심볼의 헤더(203)를 통해 패딩 비트가 포함된 시그널링 정보 비트 수

을 직접 획득하도록 하는 것도 가능할 것이다.

이어 602 단계에서 수신기는 상기 시그널링 정보가 몇 개의 부호화 블록을 통해 전송되고 있는지 다음 <수학식 12>를 통해 계산한다.

여기서 시그널링 정보의 분할 기준 값(

)은 상기한 <선택 기준>을 통해서 획득된 값으로 설정됨에 유의한다.

상기 수신기는 603 단계에서 각 부호화 블록에 대응되는 각 분할된 시그널링 정보의 길이(비트 수)

를 상기 <수학식 5>와 같이 계산한다.

수신기는 604 단계에서 각 부호화 블록에서 천공된 패리티 비트 수를 계산한다. 상기 천공 비트 수의 계산 방법은 상기 <수학식 6> 내지 <수학식 9>의 방법을 통해 설명한 방법과 동일하다. 이후 수신기는 605 단계에서 상기 계산된 천공 비트 수를 이용하여 상기 602 단계에서 결정한 수만큼 각 부호화 블록을 복호하여 송신된 시그널링 정보들을 복원한다.. 그리고 수신기는 606 단계에서 다음 프레임의 처리를 시작하고, 상기 501 단계 내지 507 단계의 동작을 반복하여 수행한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 송신기(700)의 구성을 나타낸 블록도로서, 제어 정보로서 물리 계층(L1) 시그널링 정보를 전송하기 위한 송신기(700)의 구성을 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 송신기(700)는 송신 데이터 버퍼(701), 스케쥴러(702), 제어 정보 생성부(703), 제어 파라미터 계산부(704), 제어부(705), FEC 부호화부(706), 송신부(707)를 포함한다. 상기 제어 정보는 시그널링 정보이므로, 상기 제어 정보 생성부(703)는 시그널링 정보를 생성하며, 상기 송신부(707)는 시그널링 정보를 송신한다.

도 7에서 상기 송신 데이터 버퍼(701)는 통신 시스템에서 방송 서비스를 제공하는 경우 다수의 방송 서비스 채널에서 전송해야 할 서비스 데이터를 버퍼링하고, 통신 서비스를 제공하는 경우 해당 통신 서비스에서 제공되는 서비스 데이터를 버퍼링한다.

스케쥴러(702)는 상기 데이터 버퍼(701)에 버퍼링되는 데이터에 대한 상태를 입력으로 받아 스케쥴링을 수행한다. 상기 스케쥴링 동작은 특정 프레임 또는 매 프레임에 대해 전송될 OFDM 심볼과, 데이터 심볼을 포함하여 프레임의 구성을 결정하는 동작을 포함한다. 상기 시그널링 정보는 상기 OFDM 심볼을 통해 전송된다. 그리고 상기 스케률링 결과는 제어 정보 생성부(703)로 입력된다.

상기 제어 정보 생성부(703)는 프레임의 구성을 알 수 있는 구체적인 시그널링 필드(signalling field) 값들을 생성한다. 상기 필드 값들은 제어 파라미터 계산부(704)로 입력되며, 상기 제어 파라미터 계산부(704)는 도 5에서 설명한 방법에 따라 시그널링 정보의 전송을 위한 제어 파라미터로서 분할된 시그널링 정보의 부호화 블록 수, 분할을 위한 패딩 비트 수, 분할된 시그널링 정보의 비트 수, 천공될 패리티 비트 수 등을 계산한다.

상기 계산된 제어 파라미터는 제어부(705)로 입력되며, 상기 제어부(705)의 제어에 따라 FEC 부호화부(706)는 제어 정보 생성부(703)로부터 출력되는 시그널링 정보를 입력 받아 정해진 FEC 부호화 방식에 따라 시그널링 정보를 부호화하여 부호화 블록을 출력한다. 여기서 상기 시그널링 정보는 도 5의 방법에 따라 시그널링 정보의 분할 기준 값을 근거로 복수 개의 블록으로 분할되고, 분할된 각 블록은 FEC 부호화되어 출력된다. 여기서 상기 시그널링 정보의 분할 기준 값은 상기한 <선택 기준>을 통해서 획득된 값을 이용한다. FEC 부호화부(706)의 출력은 송신부(707)로 입력되고, 송신부(707)는 부호화된 시그널링 정보를 전송한다. 본 발명에서는 FEC 부호화 방식으로 BCH, LDPC 부호를 이용한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명에 따른 시그널링 정보의 분할 방식이 적용될 수 있다면, 다른 부호화 방식에도 이용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 수신기(800)의 구성을 나타낸 블록도로서, 도 8의 수신기(800)는 제어 정보로서 물리 계층(L1) 시그널링 정보를 수신하기 위한 장치 구성을 나타낸 것이다.

도 8을 참조하면, 수신기(800)는 수신부(801), 제어 파라미터 계산부(802), 제어 정보 복호부(803), 제어부(804)를 포함한다. 상기 수신기(800)는 도 6의 방법에 따라 시그널링 정보를 수신하여 복호한다.

도 8에서 상기 수신부(801)는 송신기가 전송하는 프레임으로부터 헤더 정보를 수신하고, 헤더로부터 전송되는 시그널링 정보의 비트 수 또는 상기 시그널링 정보의 전송에 사용되는 변조 방식(일 예로, QPSK, 16QAM, 64QAM 등) 등과 같은 시그널링 정보의 수신을 위한 정보를 획득한다. 여기서 상기 전송된 시그널링 정보의 비트 수를 상기 헤더 정보로부터 수신할 수 있으므로 수신기는 분할을 위한 패딩 비트가 포함된 시그널링 정보의 비트 수

도 계산하여 획득할 수 있다. 상기 획득한 정보들은 제어 파라미터 계산부(802)로 입력된다. 상기 제어 파라미터 계산부(802)는 상기 <수학식 12>를 사용하여 시그널링 정보의 분할 기준 값에 따른 시그널링 정보의 부호화 블록의 수를 계산하고, 상기 <수학식 13>을 이용하여 분할된 시그널링 정보 비트 수를 계산하고, <수학식 6>부터 <수학식 9>까지의 방법으로 천공된 패리티 비트 수즉, 부호화 블록에서 상기한 천공 비트 수를 계산한다.

상기 제어 파라미터 계산부(802)에서 계산된 제어 파라미터 값들은 제어부(804)로 입력되며, 상기 제어부(804)는 상기 계산된 제어 파라미터 값들를 이용하여 제어 정보 복호부(803)를 제어하여 프레임에서 OFDM 프리앰블 심볼을 통해 전송된 시그널링 정보를 복호한다.

Claims

시그널링 정보를 수신하는 방법에 있어서,
수신된 프레임으로부터 상기 시그널링 정보의 비트 수 정보를 획득하는 과정;
상기 시그널링 정보의 비트 수를 특정 기준 값으로 나눈 값을 이용하여 상기 시그널링 정보를 전송하는 부호화 블록의 개수를 결정하는 과정;
상기 결정된 부호화 블록의 개수를 근거로 각 부호화 블록에 대응되는 정보 비트의 수를 계산하는 과정;
상기 부호화 블록에서 천공된 패리티 비트의 수를 계산하는 과정; 및
상기 수신된 프레임에서 하나 또는 복수 개의 부호화 블록을 복호화하는 과정을 포함하며,
여기서 상기 부호화 블록의 복호화는, 상기 시그널링 정보에 대해 상기 획득된 비트 수 정보, 상기 결정된 부호화 블록의 개수, 각 부호화 블록에 대응되는 상기 계산된 정보 비트의 수, 그리고 각 부호화 블록에서 상기 천공된 패리티 비트의 수를 근거로 수행되며,
상기 특정 기준 값은 상기 시그널링 정보의 전송을 위해 사용 가능한 부반송파들의 개수와 변조 차수를 근거로 결정되는 시그널링 정보를 수신하는 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 시그널링 정보의 전송을 위해 사용 가능한 상기 부반송파들의 개수와 상기 변조 차수를 근거로 하는 상기 특정 기준 값은,
을 만족하는 시그널링 정보 길이의 최대값들 중에서 가장 작은 값으로 선택되는 시그널링 정보를 수신하는 방법,
여기서
는 상기 부호화 블록의 개수가
인 경우에 대해서 상기 시그널링 정보의 길이가
라 할 때, 상기 부호화 블록의 길이를 나타내며,
은 상기 시그널링 정보를 전송하기 위해 사용 가능한 상기 부반송파들의 개수를 나타내며,
는 상기 변조 차수를 나타냄.
제 1 항에 있어서,
상기 부호화 블록들 각각은 동일한 정보 비트 수를 포함하는 것을 특징으로 하는 시 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 천공된 패리티 비트의 수를 계산하는 과정은,
상기 부호화 블록에서 임시 천공된 비트 수와 임시 부호화 블록의 길이를 계산하는 과정;
상기 변조 차수와 상기 임시 부호화 블록의 비트 수를 이용하여 상기 부호화 블록의 실제 길이를 계산하는 과정; 및
상기 임시 천공된 비트 수, 상기 임시 부호어 블록의 길이, 그리고 상기 부호화 블록의 실제 길이를 이용하여 실제 천공 비트 수를 계산하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시그널링 정보를 수신하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 시그널링 정보의 전송을 위해 사용 가능한 상기 부반송파들의 개수는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에서 정의되는 시그널링 정보를 수신하는 방법.
시그널링 정보를 수신하는 수신 장치에 있어서,
상기 시그널링 정보가 포함된 프레임을 수신하는 수신부;
상기 시그널링 정보를 복호화하는 복호부;
상기 수신된 프레임으로부터 상기 시그널링 정보의 비트 수 정보를 획득하고, 상기 시그널링 정보의 비트 수를 특정 기준 값으로 나눈 값을 이용하여 결정되는 상기 시그널링 정보를 전송하는 부호화 블록의 개수, 상기 결정된 부호화 블록의 개수를 근거로 각 부호화 블록에 대응되는 정보 비트의 수, 그리고 상기 부호화 블록에서 천공된 패리티 비트의 수를 계산하는 제어 파라미터 계산부; 및
상기 시그널링 정보에 대해 상기 획득된 비트 수 정보, 상기 결정된 부호화 블록의 개수, 각 부호화 블록에 대응되는 상기 계산된 정보 비트의 수, 그리고 각 부호화 블록에서 상기 천공된 패리티 비트의 수를 근거로 상기 수신된 프레임에서 하나 또는 복수 개의 부호화 블록을 복호화하는 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 특정 기준 값은 상기 시그널링 정보의 전송을 위해 사용 가능한 부반송파들의 개수와 변조 차수를 근거로 결정되는 수신 장치.
삭제
제 7 항에 있어서,
상기 시그널링 정보의 전송을 위해 사용 가능한 상기 부반송파들의 개수와 상기 변조 차수를 근거로 하는 상기 특정 기준 값은,
을 만족하는 시그널링 정보 길이의 최대값들 중에서 가장 작은 값으로 선택되는 것을 특징으로 하는 수신 장치,
여기서
는 상기 부호화 블록의 개수가
인 경우에 대해서 상기 시그널링 정보의 길이가
라 할 때, 상기 부호화 블록의 길이를 나타내며,
은 상기 시그널링 정보를 전송하기 위해 사용 가능한 상기 부반송파들의 개수를 나타내며,
는 상기 변조 차수를 나타냄.
제 7 항에 있어서,
상기 부호화 블록들 각각은 동일한 정보 비트 수를 포함하는 수신 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 부호화 블록에서 임시 천공된 비트 수와 임시 부호화 블록의 길이를 계산하고, 상기 변조 차수와 상기 임시 부호화 블록의 비트 수를 이용하여 상기 부호화 블록의 실제 길이를 계산하며, 상기 임시 천공된 비트 수, 상기 임시 부호어 블록의 길이, 그리고 상기 부호화 블록의 실제 길이를 이용하여 상기 천공된 패리티 비트의 수를 계산하는 수신 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 시그널링 정보의 전송을 위해 사용 가능한 상기 부반송파들의 개수는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼에서 정의되는 수신 장치.