KR101740335B1 - 다중 안테나 통신 시스템에서 저밀도 패리티 검사 부호 기반의 채널 부호화 및 복호화 장치 및 방법 - Google Patents

다중 안테나 통신 시스템에서 저밀도 패리티 검사 부호 기반의 채널 부호화 및 복호화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 안테나 통신 시스템에서 저밀도 패리티 검사 부호 기반의 채널 부호화를 통해 최대 다이버시티 이득을 얻기 위한 것으로서, 패리티 검사 행렬을 결정하는 과정과, 상기 패리티 검사 행렬을 이용하여 부호화를 수행함으로써 정보어 및 패리티를 포함하는 부호어를 생성하는 과정과, 상기 정보어의 일부를 천공하는 과정과, 상기 패리티를 송신 안테나 개수만큼의 부분 패리티들로 분할하는 과정과, 천공되지 아니한 정보어의 나머지 및 하나의 부분 패리티를 제1안테나를 통해 송신하는 과정과, 적어도 하나의 나머지 부분 패리티를 상기 제1안테나를 제외한 나머지 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함한다.

Description

다중 안테나 통신 시스템에서 저밀도 패리티 검사 부호 기반의 채널 부호화 및 복호화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL ENCODING AND DECODING BASED ON LOW DENSITY PARITY CHECK CODE IN MULTIPLE ANTENNA COMMUNICATON SYSTEM}
본 발명은 다중 안테나 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 다중 안테나 통신 시스템에서 천공(punctuation)을 적용한 LDPC(Low Density Parity Check) 부호 기반의 채널 부호화/복호화 시 부호어(codeword)의 적절한 전송을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신 시스템에서 데이터 송수신의 개략적인 과정은 다음과 같다. 즉, 송신단에서 생성된 데이터는 소스 부호화(Source Coding)와 채널 부호화(Channel Coding), 인터리빙(Interleaving), 변조(Modulation)를 거친 후, 채널(Channel)을 통해 송신된다. 또한, 수신단은 송신된 신호를 수신하여 복조(Demodulation), 디인터리빙(Deinterleaving), 채널 복호화(Channel Decoding), 소스 복호화(Source Decoding)를 수행하게 된다.
통신 시스템에서는 채널의 여러 가지 잡음(noise)과 페이딩(fading) 현상 및 심볼간 간섭(inter-symbol interference: ISI)에 의해 신호의 왜곡이 생기게 된다. 특히 차세대 이동 통신, 디지털 방송 및 휴대 인터넷과 같이 높은 데이터 처리량과 신뢰도를 요구하는 고속 디지털 통신 시스템에서는 잡음과 페이딩 및 ISI에 의한 신호 왜곡을 극복하기 위한 기술이 필수적이다. 상기 채널 부호화와 인터리빙이 그 대표적인 기술에 해당한다.
상기 인터리빙은 전송하고자 하는 비트들의 손상되는 부분이 한곳에 집중되지 않고 여러 곳으로 분산되도록 함으로써, 페이딩 채널을 통과하면서 자주 발생하는 군집 오류(Burst Error)를 방지하여 데이터 전송 손실을 최소화하고 후술하는 채널 부호화의 효과를 상승시키기 위하여 사용된다. 상기 채널 부호화는 잡음과 페이딩 및 ISI 등에 의한 신호의 왜곡을 수신단이 확인하고 이를 효율적으로 복원할 수 있도록 하여 통신의 신뢰도를 높이기 위한 하나의 방법으로 널리 사용되고 있다. 채널 부호화에 사용되는 부호(Code)들은 오류를 정정시킨다는 의미에서 오류정정부호(error-correcting code: ECC)로 불리며, 다양한 종류의 오류정정부호에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
일반적으로 알려져 있는 오류 정정 부호 중 패리티 검사 행렬에 기반한 패리티 검사 부호가 있다. 상기 패리티 검사 부호는 패리티 검사 행렬(parity-check matrix) 또는 생성 행렬(generate matrix)을 이용하여 정의될 수 있다. 일반적으로 패리티 검사 부호의 패리티 검사 행렬
Figure 112011000192413-pat00001
또는 생성 행렬
Figure 112011000192413-pat00002
가 주어지며, 하기 <수학식 1>과 같은 관계를 만족하도록 부호어(codeword)가 결정된다.
Figure 112011000192413-pat00003
상기 <수학식 1>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00004
은
Figure 112011000192413-pat00005
개의 정보어 비트(information bit)들을 포함하는 길이
Figure 112011000192413-pat00006
의 정보어(information word)로서
Figure 112011000192413-pat00007
이고, 상기
Figure 112011000192413-pat00008
는 패리티 검사 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00009
는 생성 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00010
는 상기 정보어로부터 얻어지는 부호어를 의미한다.
패리티 검사 행렬이 시스테매틱(systematic) 부호인 경우, 부호어
Figure 112015126882647-pat00011
는
Figure 112015126882647-pat00012
로 나타난다. 여기서, 상기
Figure 112015126882647-pat00013
는 패리티(parity)를 의미한다. 일반적으로, 메시지(=정보어) 길이가
Figure 112015126882647-pat00014
, 부호어의 길이가
Figure 112015126882647-pat00015
인 경우, 상기 패리티
Figure 112015126882647-pat00016
의 길이는
Figure 112015126882647-pat00017
이다. 또한, 최대 랭크(full rank)를 가질 경우, 상기 패리티 검사 행렬의 크기는
Figure 112015126882647-pat00018
이 된다.
상기 시스테매틱 부호의 구체적 예로서, 하기 <수학식 2>와 같은 패리티 검사 행렬이 가능하다.
Figure 112011000192413-pat00019
상기 <수학식 2>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00020
는 패리티 검사 행렬을 의미한다.
상기 <수학식 2>와 같은 패리티 검사 행렬에 대응되는 부호어
Figure 112011000192413-pat00021
는 4개의 정보 비트들을 포함하는 정보어
Figure 112011000192413-pat00022
및 5개의 패리티 비트들을 포함하는 패리티
Figure 112011000192413-pat00023
를 포함한다. 이때, 상기 부호어
Figure 112011000192413-pat00024
및 상기 패리티 검사 행렬
Figure 112011000192413-pat00025
의 관계는 하기 <수학식 3>과 같다.
Figure 112011000192413-pat00026
상기 <수학식 3>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00027
는 패리티 검사 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00028
는 부호어, 상기 는 정보 비트, 상기
Figure 112011000192413-pat00030
는 패리티 비트를 의미한다.
상기 <수학식 3>의 행렬식에서, 패리티 검사 행렬의 각 행(row)은 대수적 관계식을 의미한다. 통상적으로, 상기 각 대수 관계식을 패리티 검사식(parity-check equation)이라고 한다. 상기 <수학식 3>을 정리하여 각 대수 관계식을 표현하면 하기 <수학식 4>와 같다.
Figure 112011000192413-pat00031
상기 <수학식 4>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00032
는 정보 비트, 상기
Figure 112011000192413-pat00033
는 패리티 비트를 의미한다
패리티 검사 행렬에서 0이 아닌 원소는 무게(weight)라 지칭된다. 일반적으로, 패리티 검사 부호에서 상기 무게의 개수가 증가함에 따라, 부호화 및 복호화 복잡도가 증가하는 경향이 나타난다. 즉, 전체 패리티 검사 행렬에서 무게의 비율이 낮으면 낮을수록 복잡도가 감소한다. 일반적으로 무게의 비율이 매우 낮은 부호를 저밀도 패리티 검사 부호(low-density parity-check code, 이하 'LDPC 부호')라 하며, 많은 경우에, 상기 LDPC 부호는 부호어 길이가 증가할수록 무게의 밀도는 더욱 낮아지는 특성을 가진다.
시스테매틱한 형태의 패리티 검사 부호를 다중 안테나 시스템의 한 종류인 시공간 부호(space-time code)에 적용할 경우, 패리티 검사 행렬의 특성에 따라 다이버시티(diversity) 효과가 발생할 수 있다. 상기 다이버시티 효과는 다중 안테나들 간 서로 간섭을 줄임으로써 각 안테나 스트림의 신호 품질이 개선되는 것을 의미한다. 상기 다이버시티의 정도가 클수록 높은 전송률이 제공될 수 있다. LDPC 부호를 사용하는 경우, 최대 다이버시티가 얻어지는지 여부는 패리티 검사 행렬의 특성 및 부호어를 어느 송신 안테나를 통해 송신하는지에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 최대 다이버시티를 얻을 수 있는 패리티 검사 행렬의 조건은 패리티 검사 행렬이 시스테매틱한 형태인지 여부에 따라서 달라지고, 또한, 송신 안테나의 개수에 따라서 달라질 수 있다. 따라서, 다중 안테나 통신 시스템에서 LDPC를 이용한 최대 다이버시티를 얻기 위해서, 패리티 검사 행렬의 조건 및 송신 안테나 별 부호어의 분배 기준이 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 안테나 통신 시스템에서 LDPC 부호를 이용한 시공간 부호화 시 최대 다이버시티를 얻기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다중 안테나 통신 시스템에서 최대 다이버시티를 위한 조건을 만족하는 패리티 검사 행렬을 이용하여 부호화/복호화를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나 통신 시스템에서 최대 다이버시티를 위한 조건에 대응되는 부호어 분배 방식에 따라 다수의 송신 안테나를 통해 부호어를 송신하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 다중 입출력 무선통신 시스템에서 송신단의 동작 방법은, 패리티 검사 행렬을 결정하는 과정과, 상기 패리티 검사 행렬을 이용하여 부호화를 수행함으로써 정보어 및 패리티를 포함하는 부호어를 생성하는 과정과, 상기 정보어의 일부를 천공하는 과정과, 상기 패리티를 송신 안테나 개수만큼의 부분 패리티들로 분할하는 과정과, 천공되지 아니한 정보어의 나머지 및 하나의 부분 패리티를 제1안테나를 통해 송신하는 과정과, 적어도 하나의 나머지 부분 패리티를 상기 제1안테나를 제외한 나머지 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단의 동작 방법은, 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 정보어의 일부가 천공된 부호어를 수신하는 과정과, 송신단의 제1송신 안테나를 통해 송신된 부호어 일부에서 천공되지 아니한 정보어의 나머지 및 하나의 부분 패리티를 획득하고, 적어도 하나의 나머지 송신 안테나를 통해 송신된 부호어 일부에서 적어도 하나의 나머지 부분 패리티들을 획득하고, 상기 천공되지 아니한 정보어의 나미저 및 부분 패리티들을 재정렬하는 과정과, 송신단에서 사용된 패리티 검사 행렬을 이용하여 재정렬된 부호어를 복호화함으로써 정보어를 복원하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3견지에 따르면, 다중 입출력 무선통신 시스템에서 송신단 장치는, 패리티 검사 행렬을 결정하는 제어부와, 상기 패리티 검사 행렬을 이용하여 부호화를 수행함으로써 정보어 및 패리티를 포함하는 부호어를 생성하는 부호화부와, 상기 정보어의 일부를 천공하는 천공부와, 상기 패리티를 송신 안테나 개수만큼의 부분 패리티들로 분할하는 분배부와, 천공되지 아니한 정보어의 나머지 및 하나의 부분 패리티를 제1안테나를 통해 송신하고, 적어도 하나의 나머지 부분 패리티를 상기 제1안테나를 제외한 나머지 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 송신하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4견지에 따르면, 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단 장치는, 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 정보어의 일부가 천공된 부호어를 수신하는 수신부와, 송신단의 제1송신 안테나를 통해 송신된 부호어 일부에서 천공되지 아니한 정보어의 나머지 및 하나의 부분 패리티를 획득하고, 적어도 하나의 나머지 송신 안테나를 통해 송신된 부호어 일부에서 적어도 하나의 나머지 부분 패리티들을 획득하고, 상기 천공되지 아니한 정보어의 나머지 및 부분 패리티들을 재정렬하는 정렬부와, 송신단에서 사용된 패리티 검사 행렬을 이용하여 재정렬된 부호어를 복호화함으로써 정보어를 복원하는 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다중 안테나 통신 시스템에서 최대 다이버시티를 얻을 수 있는 조건을 만족하는 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 부호화를 수행함으로써, 우수한 채널 품질을 제공하고, 전송률을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 부호어의 송신 예를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 송신 안테나가 2개인 경우 천공(punctuation)된 부호어의 송신 예를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 송신 안테나가 3개인 경우 천공된 부호어의 송신 예를 도시하는 도면,]
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 송신단의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 송신단의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 다중 안테나 통신 시스템에서 LDPC 부호를 이용한 시공간 부호화 시 최대 다이버시티를 얻기 위한 기술에 대해 설명한다.
2개의 송신 안테나들을 구비한 송신단에서 시스테매틱한 형태의 패리티 검사 행렬을 이용한 시공간 부호화(space-time coding)를 수행하는 경우, 다이버시티(diversity) 효과를 얻을 수 있는 조건은 다음과 같다.
시스테매틱한 패리티 검사 부호의 패리티 검사 행렬은 하기 <수학식 5>와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112011000192413-pat00034
상기 <수학식 5>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00035
는 패리티 검사 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00036
는 정보어에 대응되는 부분 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00037
는 패리티에 대응되는 부분 행렬을 의미한다.
상기 <수학식 5>를 참고하면, 정보어의 길이가
Figure 112011000192413-pat00038
, 부호어의 길이가
Figure 112011000192413-pat00039
인 경우, 상기 정보어에 대응되는 부분 행렬
Figure 112011000192413-pat00040
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00041
이고, 상기 패리티에 대응되는 부분 행렬
Figure 112011000192413-pat00042
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00043
이다. 또한, 부호어는 상기 <수학식 1>의 관계를 만족하므로, 하기 <수학식 6>과 같은 관계식이 성립된다.
Figure 112011000192413-pat00044
상기 <수학식 6>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00045
는 패리티 검사 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00046
는 부호어, 상기
Figure 112011000192413-pat00047
는 정보어에 대응되는 부분 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00048
는 패리티에 대응되는 부분 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00049
은 정보어, 상기
Figure 112011000192413-pat00050
는 패리티를 의미한다.
부호어
Figure 112015126882647-pat00051
는 도 1에 도시된 바와 같이 송신된다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 패리티 검사 행렬
Figure 112015126882647-pat00052
를 통해 생성된 부호어
Figure 112015126882647-pat00053
에서, 정보어
Figure 112015126882647-pat00054
은 제1송신 안테나를 통해, 패리티
Figure 112015126882647-pat00055
는 제2송신 안테나를 통해 전송된다. 최대 다이버시티를 얻기 위해서, 모두 0으로 이루어진 부호어를 제외한 임의의 부호어
Figure 112015126882647-pat00056
에 대응되는
Figure 112015126882647-pat00057
크기의 행렬
Figure 112015126882647-pat00058
를 정의할 때, 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00059
는 항상 최대 랭크(full rank)를 가져야 한다. 여기서, 최대 랭크를 가짐은 해당 행렬의 행(row)들 중 적어도 2개를 감산 또는 가산하더라도, 특정 행과 동일한 행이 도출되지 아니하는 것을 의미한다. 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00060
는
Figure 112015126882647-pat00061
크기를 가지므로, 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00062
의 최대 랭크는 2가 된다. 따라서, 2개의 송신 안테나들을 사용하는 수신단에서 최대 다이버시티를 얻기 위한 조건을 만족하는 패리티 검사 부호를 찾는 것은 모두 0로 이루어진 부호어를 제외한 임의의 부호어에 대해 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00063
의 랭크가 1이 되지 아니하는 패리티 검사 행렬을 설계하는 것과 동일한 문제가 된다.
상기 행렬
Figure 112011000192413-pat00064
의 랭크가 1이 되는 경우 및 해당 경우가 존재하지 않도록 하는 패리티 검사 행렬
Figure 112011000192413-pat00065
에 대한 조건을 정리하면 하기 <표 1>과 같다.
Figure 112011000192413-pat00066
상기 <표 1>에 따르면, 랭크가 1이 되는 첫 번째 경우는
Figure 112011000192413-pat00067
은 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00068
는 0인 경우이다.
Figure 112011000192413-pat00069
가 최대 랭크를 가지면, 상기 <수학식 6>으로부터
Figure 112011000192413-pat00070
가 도출된다. 이 경우, 패리티 행렬
Figure 112011000192413-pat00071
가 0이면, 정보어
Figure 112011000192413-pat00072
또한 0이 되므로, 상기 <표 1>의 랭크 1인 첫 번째 경우가 성립될 수 없다.
랭크가 1이 되는 두 번째 경우는
Figure 112011000192413-pat00073
은 0이고,
Figure 112011000192413-pat00074
는 0이 아닌 경우이다.
Figure 112011000192413-pat00075
가 최대 랭크를 가지면, 상기 <수학식 6>로부터
Figure 112011000192413-pat00076
가 도출된다. 이 경우, 정보어
Figure 112011000192413-pat00077
이 0이면, 패리티 행렬
Figure 112011000192413-pat00078
또한 0이 되므로, 상기 <표 1>의 랭크 1인 두 번째 경우가 성립될 수 없다.
랭크가 1이 되는 세 번째 경우는
Figure 112011000192413-pat00079
및
Figure 112011000192413-pat00080
이 동일하고, 모두 0이 아닌 경우이다.
Figure 112011000192413-pat00081
및
Figure 112011000192413-pat00082
이 동일하고,
Figure 112011000192413-pat00083
가 최대 랭크를 가지면, 상기 <수학식 6>으로부터
Figure 112011000192413-pat00084
가 도출된다. 이 경우, 상기
Figure 112011000192413-pat00085
가 최대 랭크이면,
Figure 112011000192413-pat00086
및
Figure 112011000192413-pat00087
이 0이 되므로, 상기 <표 1>의 랭크 1인 세 번째 경우가 성립될 수 없다.
즉, 상기 <표 1>에 나타난 랭크 1인 경우가 존재하지 않기 위한 조건들을 모두 만족하면, 송신단은 최대 다이버시티를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시 에에 따른 시스템은 상기 <수학식 5>와 같은 패리티 검사 행렬 외에 하기 <수학식 7>과 같은 패리티 검사 행렬을 사용할 수 있다.
Figure 112011000192413-pat00088
상기 <수학식 7>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00089
는 패리티 검사 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00090
, 상기
Figure 112011000192413-pat00091
, 상기
Figure 112011000192413-pat00092
은 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00093
, 상기
Figure 112011000192413-pat00094
는 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미한다. 상기 정보어에 대응되는 부분 행렬들 중 상기
Figure 112011000192413-pat00095
, 상기
Figure 112011000192413-pat00096
는 전송되지 않는 정보어에 대응되는, 즉, 천공(punctuation)되는 부호어에 대응되는 부분 행렬들이다.
상기 <수학식 7>에 나타난 패리티 검사 행렬을 분해해서 살펴보면 다음과 같다.
Figure 112011000192413-pat00097
는 길이가
Figure 112011000192413-pat00098
인 정보어의 일부
Figure 112011000192413-pat00099
에 대응되는 부분 행렬,
Figure 112011000192413-pat00100
는 길이가
Figure 112011000192413-pat00101
인 정보어의 일부
Figure 112011000192413-pat00102
에 대응되는 부분 행렬,
Figure 112011000192413-pat00103
는 길이가
Figure 112011000192413-pat00104
인 패리티의 일부
Figure 112011000192413-pat00105
에 대응되는 부분 행렬,
Figure 112011000192413-pat00106
는 길이가
Figure 112011000192413-pat00107
인 정보어의 일부
Figure 112011000192413-pat00108
에 대응되는 부분 행렬이다. 따라서, 정보어
Figure 112011000192413-pat00109
의 길이는
Figure 112011000192413-pat00110
이며, 패리티
Figure 112011000192413-pat00111
의 길이는
Figure 112011000192413-pat00112
이다. 또한, 상기
Figure 112011000192413-pat00113
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00114
, 상기
Figure 112011000192413-pat00115
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00116
, 상기
Figure 112011000192413-pat00117
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00118
, 상기
Figure 112011000192413-pat00119
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00120
, 상기
Figure 112011000192413-pat00121
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00122
이다.
부호어
Figure 112011000192413-pat00123
는
Figure 112011000192413-pat00124
를 만족하므로, 하기 <수학식 8>과 같은 관계식이 성립된다.
Figure 112011000192413-pat00125
상기 <수학식 8>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00126
는 패리티 검사 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00127
는 부호어, 상기
Figure 112011000192413-pat00128
, 상기
Figure 112011000192413-pat00129
, 상기
Figure 112011000192413-pat00130
은 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00131
, 상기
Figure 112011000192413-pat00132
는 패리티에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00133
는 정보어의 일부, 상기
Figure 112011000192413-pat00134
는 패리티의 일부를 의미한다.
상기 <수학식 8>은 하기 <수학식 9>와 같이 정리될 수 있다.
Figure 112011000192413-pat00135
상기 <수학식 9>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00136
, 상기
Figure 112011000192413-pat00137
, 상기
Figure 112011000192413-pat00138
은 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00139
, 상기
Figure 112011000192413-pat00140
는 패리티에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00141
는 정보어의 일부, 상기
Figure 112011000192413-pat00142
는 패리티의 일부를 의미한다.
상기 <수학식 7>의 형태를 가지는 패리티 검사 행렬
Figure 112015126882647-pat00143
에 대응되는 패리티 검사 부호 또는 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서, 본 발명의 실시 예에 따른 송신단은 부호어
Figure 112015126882647-pat00144
중 길이가
Figure 112015126882647-pat00145
인 정보어의 일부
Figure 112015126882647-pat00146
을 천공, 다시 말해, 전송하지 아니할 수 있다. 또한, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 송신단은 천공된 부호어
Figure 112015126882647-pat00147
를 도 2에 도시된 바와 같이 전송한다. 상기 도 2를 참고하면, 상기 송신단은 제1송신 안테나를 통해
Figure 112015126882647-pat00148
를, 제2송신 안테나를 통해
Figure 112015126882647-pat00149
을 송신할 수 있다. 이때, 상기 송신단은 상기 제1송신 안테나를 통해
Figure 112015126882647-pat00150
를 먼저, 그 후
Figure 112015126882647-pat00151
를 송신한다. 최초 정보어의 길이는
Figure 112015126882647-pat00152
이고, 실제 전송되는 천공된 부호어
Figure 112015126882647-pat00153
의 길이는
Figure 112015126882647-pat00154
이므로, 실질적인 부호율은 1/2이 된다. 또한, 상기 제1송신 안테나를 통해 송신되는
Figure 112015126882647-pat00155
및 상기 제2송신 안테나를 통해 송신되는
Figure 112015126882647-pat00156
의 길이는
Figure 112015126882647-pat00157
로 동일하다.
상기 <수학식 7>과 같은 형태의 패리티 검사 행렬을 사용하는 경우, 2개의 송신 안테나들을 사용하는 송신단에서 최대 다이버시티를 얻기 위한 조건은 다음과 같다.
모두 0으로 이루어진 부호어를 제외한 임의의 천공된 부호어
Figure 112015126882647-pat00158
는
Figure 112015126882647-pat00159
크기의 행렬
Figure 112015126882647-pat00160
로 표현될 수 있으며, 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00161
는 최대 랭크를 가져야 한다. 2개의 송신 안테나를 가정하면, 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00162
의 최대 랭크는 2이다. 따라서, 상기 <수학식 7>과 같은 형태의 패리티 검사 행렬을 사용하는 경우, 2개의 송신 안테나들을 사용하는 송신단에서 최대 다이버시티를 얻기 위한 조건을 만족하는 패리티 검사 부호를 결정하는 것은 모두 0으로 이루어진 부호어를 제외한 임의의 부호어에 대하여 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00163
의 랭크가 1이 되지 아니하도록 하는 패리티 검사 행렬을 설계하는 것과 동일한 문제가 된다.
상기 <수학식 9>의 아래 수식으로부터
Figure 112015126882647-pat00164
가 도출되고, 이를 상기 <수학식 9>의 위 수식에 대입하면
Figure 112015126882647-pat00165
이 도출된다. 상기
Figure 112015126882647-pat00166
로부터 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00167
의 랭크가 1이 되지 아니하도록 패리티 검사 행렬
Figure 112015126882647-pat00168
의 조건을 도출하면 다음과 같다.
설명의 편의를 위해,
Figure 112011000192413-pat00169
를 하나의 벡터
Figure 112011000192413-pat00170
로 치환하면 상기
Figure 112011000192413-pat00171
는 하기 <수학식 10>과 같이 정리된다.
Figure 112011000192413-pat00172
상기 <수학식 10>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00173
, 상기
Figure 112011000192413-pat00174
, 상기
Figure 112011000192413-pat00175
은 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00176
, 상기
Figure 112011000192413-pat00177
는 패리티에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00178
는
Figure 112011000192413-pat00179
, 상기
Figure 112011000192413-pat00180
는 정보어의 일부, 상기
Figure 112011000192413-pat00181
는 패리티의 일부를 의미한다.
랭크가 1이 되는 첫 번째 경우는,
Figure 112011000192413-pat00182
는 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00183
은 0인 경우이다. 하지만, 상기 <수학식 10>에 포함된
Figure 112011000192413-pat00184
이 최대 랭크를 가짐으로써 역행렬(inverse matrix)이 존재하면,
Figure 112011000192413-pat00185
가 만족된다. 이 경우,
Figure 112011000192413-pat00186
는 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00187
은 0인 경우는 성립될 수 없다.
랭크가 1이 되는 두 번째 경우는,
Figure 112011000192413-pat00188
는 0이고,
Figure 112011000192413-pat00189
은 0이 아닌 경우이다. 하지만, 상기 <수학식 9>에서
Figure 112011000192413-pat00190
는 최대 랭크를 가짐으로써 역행렬이 존재하면,
Figure 112011000192413-pat00191
가 만족된다. 이 경우,
Figure 112011000192413-pat00192
는 0이고,
Figure 112011000192413-pat00193
은 0이 아닌 경우는 성립될 수 없다.
랭크가 1이 되는 세 번째 경우는,
Figure 112011000192413-pat00194
및
Figure 112011000192413-pat00195
이 같고, 모두 0이 아닌 경우이다. 하지만, 상기 <수학식 9>에서
Figure 112011000192413-pat00196
이 최대 랭크를 가지면,
Figure 112011000192413-pat00197
가 만족된다. 이 경우,
Figure 112011000192413-pat00198
및
Figure 112011000192413-pat00199
이 같고, 모두 0이 아닌 경우는 성립될 수 없다.
상기 <수학식 7>의 형태를 가지는 패리티 검사 행렬
Figure 112011000192413-pat00200
에 대응되는 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서, 부호어
Figure 112011000192413-pat00201
중 길이가
Figure 112011000192413-pat00202
인 정보어의 일부
Figure 112011000192413-pat00203
을 천공하고, 제1송신 안테나를 통해
Figure 112011000192413-pat00204
를, 제2송신 안테나를 통해
Figure 112011000192413-pat00205
을 송신하는 송신단이 최대 다이버시티를 얻기 위한 조건은 상술한 바와 같다. 상기 조건을 정리하면 하기 <표 2>와 같다.
Figure 112011000192413-pat00206
즉, 상기 <표 2>에 나타난 랭크 1인 경우가 존재하지 않기 위한 조건들을 모두 만족하면, 송신단은 최대 다이버시티를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시 에에 따른 시스템은 상기 <수학식 5> 또는 상기 <수학식 7>과 같은 패리티 검사 행렬 외에, 3개의 송신 안테나들을 사용하여 하기 <수학식 11>과 같은 패리티 검사 행렬을 사용할 수 있다.
Figure 112011000192413-pat00207
상기 <수학식 11>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00208
는 패리티 검사 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00209
, 상기
Figure 112011000192413-pat00210
, 상기
Figure 112011000192413-pat00211
은 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00212
, 상기
Figure 112011000192413-pat00213
,
Figure 112011000192413-pat00214
은 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미한다. 상기 정보어에 대응되는 부분 행렬들 중 상기
Figure 112011000192413-pat00215
, 상기
Figure 112011000192413-pat00216
는 전송되지 않는 정보어에 대응되는, 즉, 천공(punctuation)되는 부호어에 대응되는 부분 행렬들이다.
상기 <수학식 11>에 나타난 패리티 검사 행렬을 분해해서 살펴보면 다음과 같다.
Figure 112011000192413-pat00217
는 길이가
Figure 112011000192413-pat00218
인 정보어의 일부
Figure 112011000192413-pat00219
에 대응되는 부분 행렬,
Figure 112011000192413-pat00220
는 길이가
Figure 112011000192413-pat00221
인 정보어의 일부
Figure 112011000192413-pat00222
에 대응되는 부분 행렬,
Figure 112011000192413-pat00223
는 길이가
Figure 112011000192413-pat00224
인 패리티의 일부
Figure 112011000192413-pat00225
에 대응되는 부분 행렬,
Figure 112011000192413-pat00226
는 길이가
Figure 112011000192413-pat00227
인 정보어의 일부
Figure 112011000192413-pat00228
에 대응되는 부분 행렬,
Figure 112011000192413-pat00229
는 길이가
Figure 112011000192413-pat00230
인 정보어의 일부
Figure 112011000192413-pat00231
에 대응되는 부분 행렬이다. 따라서, 정보어
Figure 112011000192413-pat00232
의 길이는
Figure 112011000192413-pat00233
이며, 패리티
Figure 112011000192413-pat00234
의 길이는
Figure 112011000192413-pat00235
이다. 또한, 상기
Figure 112011000192413-pat00236
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00237
, 상기
Figure 112011000192413-pat00238
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00239
, 상기
Figure 112011000192413-pat00240
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00241
, 상기
Figure 112011000192413-pat00242
및 상기
Figure 112011000192413-pat00243
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00244
, 상기
Figure 112011000192413-pat00245
의 크기는
Figure 112011000192413-pat00246
이다.
부호어
Figure 112011000192413-pat00247
는
Figure 112011000192413-pat00248
를 만족하므로, 하기 <수학식 12>와 같은 관계식이 성립된다.
Figure 112011000192413-pat00249
상기 <수학식 12>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00250
는 패리티 검사 행렬, 상기
Figure 112011000192413-pat00251
는 부호어, 상기
Figure 112011000192413-pat00252
, 상기
Figure 112011000192413-pat00253
, 상기
Figure 112011000192413-pat00254
은 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00255
, 상기
Figure 112011000192413-pat00256
,
Figure 112011000192413-pat00257
은 패리티에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00258
는 정보어의 일부, 상기
Figure 112011000192413-pat00259
는 패리티의 일부를 의미한다.
상기 <수학식 12>는 하기 <수학식 13>과 같이 정리될 수 있다.
Figure 112011000192413-pat00260
상기 <수학식 13>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00261
, 상기
Figure 112011000192413-pat00262
, 상기
Figure 112011000192413-pat00263
은 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00264
, 상기
Figure 112011000192413-pat00265
,
Figure 112011000192413-pat00266
은 패리티에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00267
는 정보어의 일부, 상기
Figure 112011000192413-pat00268
는 패리티의 일부를 의미한다.
상기 <수학식 11>의 형태를 가지는 패리티 검사 행렬
Figure 112015126882647-pat00269
에 대응되는 패리티 검사 부호 또는 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서, 본 발명의 실시 예에 따른 송신단은 부호어
Figure 112015126882647-pat00270
중 길이가
Figure 112015126882647-pat00271
인 정보어의 일부
Figure 112015126882647-pat00272
을 천공, 다시 말해, 전송하지 아니할 수 있다. 또한, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 송신단은 천공된 부호어
Figure 112015126882647-pat00273
도 3에 도시된 바와 같이 전송한다. 상기 도 3를 참고하면, 상기 송신단은 제1송신 안테나를 통해
Figure 112015126882647-pat00274
를, 제2송신 안테나를 통해
Figure 112015126882647-pat00275
을, 제3송신 안테나를 통해
Figure 112015126882647-pat00276
를 송신할 수 있다. 이때, 상기 송신단은 상기 제1송신 안테나를 통해
Figure 112015126882647-pat00277
를 먼저, 그후
Figure 112015126882647-pat00278
를 송신한다. 최초 정보어의 길이는
Figure 112015126882647-pat00279
이고, 실제 전송되는 천공된 부호어
Figure 112015126882647-pat00280
의 길이는
Figure 112015126882647-pat00281
이므로, 실질적인 부호율은 1/3이 된다. 또한, 상기 제1송신 안테나를 통해 송신되는
Figure 112015126882647-pat00282
, 상기 제2송신 안테나를 통해 송신되는
Figure 112015126882647-pat00283
, 상기 제3송신 안테나를 통해 송신되는
Figure 112015126882647-pat00284
의 길이는
Figure 112015126882647-pat00285
로 동일하다.
상기 <수학식 11>과 같은 형태의 패리티 검사 행렬을 사용하는 경우, 3개의 송신 안테나들을 사용하는 송신단에서 최대 다이버시티를 얻기 위한 조건은 다음과 같다.
모두 0으로 이루어진 부호어를 제외한 임의의 천공된 부호어
Figure 112015126882647-pat00286
는
Figure 112015126882647-pat00287
크기의 행렬
Figure 112015126882647-pat00288
로 표현될 수 있으며, 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00289
는 최대 랭크를 가져야 한다. 3개의 송신 안테나를 가정하면, 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00290
의 최대 랭크는 3이다. 따라서, 상기 <수학식 11>과 같은 형태의 패리티 검사 행렬을 사용하는 경우, 3개의 송신 안테나들을 사용하는 송신단에서 최대 다이버시티를 얻기 위한 조건을 만족하는 패리티 검사 부호를 결정하는 것은 모두 0으로 이루어진 부호어를 제외한 임의의 부호어에 대하여 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00291
의 랭크가 1 또는 2가 되지 아니하도록 하는 패리티 검사 행렬을 설계하는 것과 동일한 문제가 된다.
상기 <수학식 13>의 아래 수식으로부터
Figure 112015126882647-pat00292
가 도출되고, 이를 상기 <수학식 13>의 위 수식에 대입하면
Figure 112015126882647-pat00293
이 도출된다. 상기
Figure 112015126882647-pat00294
로부터 상기 행렬
Figure 112015126882647-pat00295
의 랭크가 1 또는 2가 되지 아니하도록 패리티 검사 행렬
Figure 112015126882647-pat00296
의 조건을 도출하면 다음과 같다.
설명의 편의를 위해,
Figure 112011000192413-pat00297
를 하나의 벡터
Figure 112011000192413-pat00298
로 치환하면 상기
Figure 112011000192413-pat00299
는 하기 <수학식 14>과 같이 정리된다.
Figure 112011000192413-pat00300
상기 <수학식 14>에서, 상기
Figure 112011000192413-pat00301
, 상기
Figure 112011000192413-pat00302
, 상기
Figure 112011000192413-pat00303
은 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00304
, 상기
Figure 112011000192413-pat00305
, 상기
Figure 112011000192413-pat00306
은 패리티에 대응되는 부분 행렬들, 상기
Figure 112011000192413-pat00307
는
Figure 112011000192413-pat00308
, 상기
Figure 112011000192413-pat00309
는 정보어의 일부, 상기
Figure 112011000192413-pat00310
는 패리티의 일부를 의미한다.
랭크가 1가 되는 경우는 다음과 같다. 첫째,
Figure 112015126882647-pat00311
은 0이 아니고,
Figure 112015126882647-pat00312
및
Figure 112015126882647-pat00313
이 모두 0인 경우, 랭크는 1이 된다. 둘째,
Figure 112015126882647-pat00314
은 0이 아니고,
Figure 112015126882647-pat00315
및
Figure 112015126882647-pat00316
이 모두 0인 경우, 랭크는 1이 된다. 셋째,
Figure 112015126882647-pat00317
는 0이 아니고,
Figure 112015126882647-pat00318
및
Figure 112015126882647-pat00319
이 모두 0인 경우, 랭크는 1이 된다. 넷째,
Figure 112015126882647-pat00320
및
Figure 112015126882647-pat00321
가 동일하며 0이 아니고,
Figure 112015126882647-pat00322
이 0인 경우, 랭크는 1이 된다. 다섯째,
Figure 112015126882647-pat00323
및
Figure 112015126882647-pat00324
이 동일하며 0이 아니고,
Figure 112015126882647-pat00325
이 0인 경우, 랭크는 1이 된다. 여섯째,
Figure 112015126882647-pat00326
및
Figure 112015126882647-pat00327
이 동일하며 0이 아니고,
Figure 112015126882647-pat00328
이 0인 경우, 랭크는 1이 된다. 일곱째,
Figure 112015126882647-pat00329
Figure 112015126882647-pat00330
및
Figure 112015126882647-pat00331
이 모두 동일하며 0이 아닌 경우, 랭크는 1이 된다. 이때,
Figure 112015126882647-pat00332
가 최대 랭크를 가지면 상기 첫째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112015126882647-pat00333
이 최대 랭크를 가지면 상기 둘째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112015126882647-pat00334
가 최대 랭크를 가지면 상기 셋째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112015126882647-pat00335
이 최대 랭크를 가지면 상기 넷째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112015126882647-pat00336
가 최대 랭크를 가지면 상기 다섯째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112015126882647-pat00337
가 최대 랭크를 가지면 상기 여섯째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112015126882647-pat00338
가 최대 랭크를 가지면 상기 일곱째 경우가 성립될 수 없다.
랭크가 2가 되는 경우는 다음과 같다. 첫째,
Figure 112011000192413-pat00339
및
Figure 112011000192413-pat00340
이 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00341
이 0인 경우, 랭크는 2가 된다. 둘째,
Figure 112011000192413-pat00342
및
Figure 112011000192413-pat00343
이 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00344
이 0인 경우, 랭크는 2가 된다. 셋째,
Figure 112011000192413-pat00345
및
Figure 112011000192413-pat00346
이 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00347
이 0인 경우, 랭크는 2가 된다. 넷째,
Figure 112011000192413-pat00348
및
Figure 112011000192413-pat00349
이 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00350
및
Figure 112011000192413-pat00351
가 동일한 경우, 랭크는 2가 된다. 다섯째,
Figure 112011000192413-pat00352
및
Figure 112011000192413-pat00353
이 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00354
및
Figure 112011000192413-pat00355
이 동일한 경우, 랭크는 2가 된다. 여섯째,
Figure 112011000192413-pat00356
및
Figure 112011000192413-pat00357
가 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00358
및
Figure 112011000192413-pat00359
이 동일한 경우, 랭크는 2가 된다. 일곱째,
Figure 112011000192413-pat00360
및
Figure 112011000192413-pat00361
이 0이 아니고,
Figure 112011000192413-pat00362
및
Figure 112011000192413-pat00363
이 동일한 경우, 랭크는 2가 된다. 이때,
Figure 112011000192413-pat00364
가 최대 랭크를 가지면 상기 첫째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112011000192413-pat00365
가 최대 랭크를 가지면 상기 둘째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112011000192413-pat00366
가 최대 랭크를 가지면 상기 셋째 경우가 성립될 수 없고, 가 최대 랭크를 가지면 상기 넷째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112011000192413-pat00368
가 최대 랭크를 가지면 상기 다섯째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112011000192413-pat00369
가 최대 랭크를 가지면 상기 여섯째 경우가 성립될 수 없고,
Figure 112011000192413-pat00370
가 최대 랭크를 가지면 상기 일곱째 경우가 성립될 수 없다.
상기 <수학식 11>의 형태를 가지는 패리티 검사 행렬
Figure 112011000192413-pat00371
에 대응되는 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서, 부호어
Figure 112011000192413-pat00372
중 길이가
Figure 112011000192413-pat00373
인 정보어의 일부
Figure 112011000192413-pat00374
을 천공하고, 제1송신 안테나를 통해
Figure 112011000192413-pat00375
를, 제2송신 안테나를 통해
Figure 112011000192413-pat00376
을, 제3송신 안테나를 통해
Figure 112011000192413-pat00377
를 송신하는 송신단이 최대 다이버시티를 얻기 위한 조건은 상술한 바와 같다. 상기 조건을 정리하면 하기 <표 3>과 같다.
Figure 112011000192413-pat00378
즉, 상기 <표 3>에 나타난 랭크 1인 경우가 존재하지 않기 위한 조건들 및 랭크 2인 경우가 존재하지 않기 위한 조건들을 모두 만족하면, 송신단은 최대 다이버시티를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 패리티 검사 행렬의 형태가 주어진 경우, 최대 다이버시티를 얻기 위한 패리티 검사 행렬의 조건들을 도출할 수 있다. 상술한 조건 도출 방식은 4개 이상의 송신 안테나들을 사용하는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 하나의 송신 안테나를 통해 패리티의 일부 및 천공되지 아니한 정보어를 전송하고, 다른 송신 안테나들을 통해 상기 하나의 송신 안테나를 통해 전송되는 패리티 및 정보어의 길이와 동일한 길이로 나머지 패리티를 나누어 전송하면, 상술한 조건 도출 방식과 유사하게 해당 패리티 검사 행렬의 조건들이 도출될 수 있다.
예를 들어, M개의 송신 안테나들을 사용하는 시공간 부호를 적용하는 송신단에서, 모두 0으로 이루어진 부호어
Figure 112011000192413-pat00379
에 대하여,
Figure 112011000192413-pat00380
을 천공하고, 제1송신 안테나를 통해
Figure 112011000192413-pat00381
를 전송하고, 다른
Figure 112011000192413-pat00382
개의 송신 안테나들을 통해
Figure 112011000192413-pat00383
각각을 전송할 경우,
Figure 112011000192413-pat00384
이 최대 랭크를 가지게 하는 패리티 검사 행렬을 설계하면, 상기 송신단은 최대 다이버시티가 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 송신단의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 송신단은 401단계에서 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 부호화를 수행한다. 상세히 설명하면, 상기 송신단은 시스템에서 설정된 부호율, 부호어의 길이, 정보어의 길이, 송신 안테나 개수에 따라 필요한 패리티 검사 행렬을 결정한다. 그리고, 상기 송신단은 결정된 패리티 검사 행렬을 생성 또는 로딩(loading)하고, 상기 패리티 검사 행렬 및 상기 부호어의 전치(transpose) 행렬의 곱이 0이 되는 패리티를 결정한다. 예를 들어, 상기 송신단은 상기 <수학식 7> 또는 상기 <수학식 11>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬을 사용할 수 있다. 상기 <수학식 7>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬이 사용되는 경우, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 패리티 검사 행렬에서,
Figure 112011000192413-pat00385
,
Figure 112011000192413-pat00386
,
Figure 112011000192413-pat00387
중 적어도 하나가 최대 랭크를 가진다. 또는, 상기 <수학식 11>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬이 사용되는 경우,
Figure 112011000192413-pat00388
,
Figure 112011000192413-pat00389
,
Figure 112011000192413-pat00390
,
Figure 112011000192413-pat00391
,
Figure 112011000192413-pat00392
,
Figure 112011000192413-pat00393
,
Figure 112011000192413-pat00394
,
Figure 112011000192413-pat00395
,
Figure 112011000192413-pat00396
,
Figure 112011000192413-pat00397
,
Figure 112011000192413-pat00398
,
Figure 112011000192413-pat00399
,
Figure 112011000192413-pat00400
,
Figure 112011000192413-pat00401
중 적어도 하나가 최대 랭크를 가진다.
이어, 상기 송신단은 403단계로 진행하여 상기 부호어의 일부를 천공한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 송신단은 정보어의 일부를 천공한다. 예를 들어, 상기 송신 단은 상기 정보어를 2개의 부분 정보어들로 분할하고, 부호어의 MSB(Most Significant Bit)를 포함하는 첫 번째 부분 정보어를 천공한다.
상기 정보어의 일부를 천공한 후, 상기 송신단은 405단계로 진행하여 상기 천공된 부호어를 분할하고, 분할된 부호어 조각들을 각 송신 안테나에 분배한다. 다시 말해, 상기 송신단은 상기 일부 천공된 부호어를 다수의 부분들로 분할하고, 상기 다수의 부분들 각각을 다수의 송신 안테나들로 분배한다. 예를 들어, 상기 송신단은 상기 패리티를 상기 송신 안테나 개수만큼의 부분 패리티들로 분할하고, 천공되지 아니한 나머지 부분 정보어 및 하나의 부분 패리티를 제1송신 안테나로, 나머지 부분 패리티 각각을 나머지 송신 안테나 각각으로 분배한다. 여기서, 상기 나머지 부분 패리티 각각의 길이는 천공되지 아니한 나머지 부분 정보어 및 하나의 부분 패리티의 길이와 동일할 수 있다. 또한, 상기 천공되지 아니한 정보어와 함께 상기 제1송신 안테나 경로로 출력되는 부분 패리티는 상기 부호어의 LSB(Least Significant Bit)를 포함한다.
이후, 상기 송신단은 407단계로 진행하여 상기 405단계에서의 분배 결과에 따라 다수의 송신 안테나들을 통해 상기 천공 및 분배된 부호어를 송신한다. 다시 말해, 상기 송신단은 천공되지 아니한 나머지 부분 정보어 및 하나의 부분 패리티를 제1송신 안테나를 통해, 나머지 부분 패리티 각각을 나머지 송신 안테나 각각을 통해 송신한다. 이때, 상기 송신단은 제1송신 안테나를 통해 상기 하나의 부분 패리티를 먼저 송신하고, 상기 천공되지 아니한 정보어를 송신한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 수신단의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 5를 참고하면, 상기 수신단은 501단계에서 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 정보어의 일부가 천공된 부호어를 수신한다.
이어, 상기 수신단은 503단계로 진행하여 상기 송신단의 송신 안테나별로 분배되어 전송된 부호어 조각들을 재정렬하여 부호어를 구성한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 수신단은 상기 송신단의 제1송신 안테나를 통해 송신된 부호어 일부에서 천공되지 아니한 정보어 및 부분 패리티를 획득하고, 적어도 하나의 나머지 송신 안테나를 통해 송신된 부호어 일부에서 나머지 부분 패리티들을 획득하고, 상기 천공되지 아니한 정보어 및 부분 패리티들을 재정렬한다.
상기 부호어를 구성하고, 상기 수신단은 505단계로 진행하여 패리티 검사 행렬을 이용하여 재정렬된 부호어를 복호화함으로써 정보어를 복원한다. 구체적으로 설명하면, 상기 수신단은 수신되는 제어 정보를 이용하여 송신단에서 사용된 패리티 검사 행렬을 판단하고, 판단된 패리티 검사 행렬을 생성 또는 로딩(loading)한 후, LDPC 복호화를 수행한다, 즉, 상기 수신단은 상기 패리티 검사 행렬 및 상기 부호어의 전치(transpose) 행렬의 곱이 0이 되는 정보어를 결정한다. 이때, 부호어의 일부가 천공된 경우, 상기 복호화부(760)는 천공된 비트가 0일 확률과 1일 확률이 각각 1/2로 동일함을 가정하여 복호화를 수행하거나, 또는, 천공된 비트를 소실(erasure)로 처리하여 복호화를 수행한다. 예를 들어, 상기 수신단은 상기 <수학식 7> 또는 상기 <수학식 11>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬을 사용할 수 있다. 상기 <수학식 7>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬이 사용되는 경우, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 패리티 검사 행렬에서,
Figure 112011000192413-pat00402
,
Figure 112011000192413-pat00403
,
Figure 112011000192413-pat00404
중 적어도 하나가 최대 랭크를 가진다. 또는, 상기 <수학식 11>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬이 사용되는 경우,
Figure 112011000192413-pat00405
,
Figure 112011000192413-pat00406
,
Figure 112011000192413-pat00407
,
Figure 112011000192413-pat00408
,
Figure 112011000192413-pat00409
,
Figure 112011000192413-pat00410
,
Figure 112011000192413-pat00411
,
Figure 112011000192413-pat00412
, ,
Figure 112011000192413-pat00414
,
Figure 112011000192413-pat00415
,
Figure 112011000192413-pat00416
,
Figure 112011000192413-pat00417
,
Figure 112011000192413-pat00418
중 적어도 하나가 최대 랭크를 가진다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 송신단의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 송신단은 제어부(610), 행렬제공부(620), 부호화부(630), 천공부(640), 부호어분배부(650), 다수의 변조부들(660-1 내지 660-N), 다수의 RF(Radio Frequency)송신부들(670-1 내지 670-N)를 포함하여 구성된다.
상기 제어부(610)는 시스템에서 설정된 부호율, 부호어의 길이, 정보어의 길이, 송신 안테나 개수에 따라 필요한 패리티 검사 행렬을 결정한다. 그리고, 상기 제어부(610)는 부호화를 통해 생성된 부호어를 천공하고, 패리티를 다수의 부분 패리티들로 분할하고, 상기 다수의 부분 정보어들 및 다수의 부분 패리티들을 각 안테나에 할당하도록 다른 블록들을 제어한다. 구체적으로 설명하면, 상기 제어부(610)는 정보어의 일부를 천공하도록 상기 천공부(640)를 제어한다. 또한, 상기 제어부(610)는 상기 패리티를 상기 송신 안테나 개수만큼의 부분 패리티들로 분할하도록 상기 부호어분배부(650)를 제어한다. 그리고, 상기 제어부(610)는 하나의 부분 정보어 및 하나의 부분 패리티를 포함하는 제1신호를 제1안테나를 통해 송신하도록 상기 부호어분배부(650)를 제어하고, 적어도 하나의 나머지 부분 패리티를 상기 제1안테나를 제외한 나머지 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 송신하도록 상기 부호어분배부(650)를 제어한다.
상기 행렬제공부(620)는 상기 제어부(610)의 결정에 따라 패리티 검사 행렬을 제공한다. 이때, 상기 행렬제공부(620)는 미리 정의된 규칙에 따라 상기 패리티 검사 행렬을 생성하거나, 저장 수단에 저장된 패리티 검사 행렬을 로딩(loading)할 수 있다. 상기 부호화부(630)는 상기 행렬제공부(620)로부터 제공되는 패리티 검사 행렬을 이용하여 부호화를 수행함으로써 정보어 및 패리티를 포함하는 부호어를 생성한다. 즉, 상기 부호화부(630)는 상기 패리티 검사 행렬 및 상기 부호어의 전치(transpose) 행렬의 곱이 0이 되는 패리티를 결정한다. 예를 들어, 상기 부호화부(630)는 상기 <수학식 7> 또는 상기 <수학식 11>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬을 사용할 수 있다. 상기 <수학식 7>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬이 사용되는 경우, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 패리티 검사 행렬에서,
Figure 112011000192413-pat00419
,
Figure 112011000192413-pat00420
,
Figure 112011000192413-pat00421
중 적어도 하나가 최대 랭크를 가진다. 또는, 상기 <수학식 11>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬이 사용되는 경우,
Figure 112011000192413-pat00422
,
Figure 112011000192413-pat00423
,
Figure 112011000192413-pat00424
,
Figure 112011000192413-pat00425
,
Figure 112011000192413-pat00426
,
Figure 112011000192413-pat00427
,
Figure 112011000192413-pat00428
,
Figure 112011000192413-pat00429
,
Figure 112011000192413-pat00430
,
Figure 112011000192413-pat00431
,
Figure 112011000192413-pat00432
,
Figure 112011000192413-pat00433
,
Figure 112011000192413-pat00434
,
Figure 112011000192413-pat00435
중 적어도 하나가 최대 랭크를 가진다.
상기 천공부(640)는 상기 제어부(610)의 제어에 따라 부호어의 일부를 천공한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 천공부(640)는 상기 부호어에 포함된 정보어 중 일부를 천공한다. 예를 들어, 상기 천공부(640)는 상기 정보어를 2개의 부분 정보어들로 분할하고, 첫 번째 부분 정보어를 천공한다.
상기 부호어분배부(650)는 천공되지 아니한 상기 두 번째 부분 정보어 및 패리티를 포함하는 부호어를 각 안테나에 분배한다. 다시 말해, 상기 부호어분배부(650)는 상기 일부 천공된 부호어를 다수의 조각들로 분할하고, 상기 다수의 부호어 조각들 각각을 대응되는 송신 안테나 경로로 출력한다. 예를 들어, 상기 부호어분배부(650)는 상기 패리티를 상기 송신 안테나 개수만큼의 부분 패리티들로 분할하고, 천공되지 아니한 나머지 부분 정보어 및 하나의 부분 패리티를 제1송신 안테나의 경로로 출력하고, 나머지 부분 패리티 각각을 나머지 송신 안테나 각각의 경로로 출력한다. 여기서, 상기 나머지 부분 패리티 각각의 길이는 천공되지 아니한 나머지 부분 정보어 및 하나의 부분 패리티의 길이와 동일하다. 또한, 상기 천공되지 아니한 정보어와 함께 상기 제1송신 안테나 경로로 출력되는 부분 패리티는 상기 부호어의 LSB(Least Significant Bit)를 포함한다. 이때, 상기 부호어분배부(650)는 제1송신 안테나의 경로로 상기 하나의 부분 패리티를 먼저 출력하고, 상기 천공되지 아니한 정보어를 출력한다.
상기 다수의 변조부들(660-1 내지 660-N)는 상기 부호어를 각 송신 안테나에 대응되는 변조 기법에 따라 변조함으로써 기저대역 신호들을 생성한다. 상기 다수의 RF송신부들(670-1 내지 670-N)는 상기 기저대역 신호들을 RF 대역 신호로 상향변환하고, 증폭한 후, 다수의 안테나를 통해 송신한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 통신 시스템에서 수신단의 블록 구성을 도시하고 있다. 상기 수신단은 적어도 하나의 수신 안테나를 구비한다.
상기 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수신단은 RF수신부(710), 복조부(720), 제어부(730), 행렬제공부(740), 부호어정렬부(760), 복호화부(760)를 포함하여 구성된다.
상기 RF수신부(710)는 상기 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 수신되는 RF대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 상기 복조부(720)는 상기 기저대역 신호를 복조(demodulation)하고, 복조된 신호를 상기 복호화부(760) 및 상기 제어부(730)로 제공한다.
상기 제어부(730)는 상기 복조부(720)로부터 제공되는 신호로부터 송신단에서 사용된 패리티 검사 행렬을 판단하고, 판단된 패리티 검사 행렬을 상기 복호화부(760)로 제공하도록 상기 행렬제공부(740)를 제어한다. 만일, 송신단에서 부호어에 대한 천공이 적용된 경우, 상기 제어부(730)는 상기 복조부(720)로부터 제공되는 신호로부터 천공 패턴에 대한 정보를 획득하고, 상기 천공 패턴에 대한 정보를 상기 복호화부(730)로 제공한다. 예를 들어, 상기 제어부(730)는 기 저장된 천공 패턴을 사용하거나, 미리 정의된 규칙에 따라 천공 패턴을 판단하거나, 또는, 송신단으로부터 지시되는 정보를 이용하여 상기 천공 패턴을 판단할 수 있다.
상기 행렬제공부(740)는 상기 제어부(730)에 의해 판단된 패리티 검사 행렬을 상기 복호화부(760)로 제공한다. 예를 들어, 상기 행렬제공부(740)는 미리 정의된 규칙에 따라 상기 패리티 검사 행렬을 생성하거나, 저장 수단에 저장된 패리티 검사 행렬을 로딩(loading)하거나, 상기 송신단으로부터 통지된 패리티 검사 행렬을 제공할 수 있다.
상기 부호어정렬부(750)는 송신단의 송신 안테나 별 부호어 조각들을 구분하고, 상기 송신단에서 안테나 별로 분배되어 송신된 부호어 조각들을 재정렬한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 부호어정렬부(750)는 상기 송신단의 제1송신 안테나를 통해 송신된 부호어 일부에서 천공되지 아니한 정보어 및 제1부분 패리티를 획득하고, 적어도 하나의 나머지 송신 안테나를 통해 송신된 부호어 일부에서 나머지 부분 패리티들을 획득하고, 상기 천공되지 아니한 정보어 및 부분 패리티들을 재정렬한다. 예를 들어, 상기 부호어정렬부(750)는 상기 천공되지 아니한 정보어, 상기 나머지 부분 패리티들, 상기 제1부분 패리티 순으로 부호어를 재정렬한다.
상기 복호화부(760)는 상기 행렬제공부(740)로부터 제공되는 패리티 검사 행렬을 이용하여 상기 부호어정렬부(750)로부터 제공되는 부호어를 복호화(decoding)한다. 다시 말해, 상기 복호화부(760)는 상기 패리티 검사 행렬 및 상기 부호어의 전치(transpose) 행렬의 곱이 0이 되는 정보어를 결정한다. 이때, 부호어의 일부가 천공된 경우, 상기 복호화부(760)는 천공된 비트가 0일 확률과 1일 확률이 각각 1/2로 동일함을 가정하여 복호화를 수행하거나, 또는, 천공된 비트를 소실(erasure)로 처리하여 복호화를 수행한다. 예를 들어, 상기 부호어에 포함된 정보어의 일부가 천공될 수 있다. 예를 들어, 상기 복호화부(760)는 상기 <수학식 7> 또는 상기 <수학식 11>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬을 사용할 수 있다. 상기 <수학식 7>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬이 사용되는 경우, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 패리티 검사 행렬에서,
Figure 112011000192413-pat00436
,
Figure 112011000192413-pat00437
,
Figure 112011000192413-pat00438
중 적어도 하나가 최대 랭크를 가진다. 또는, 상기 <수학식 11>과 같은 구조의 패리티 검사 행렬이 사용되는 경우,
Figure 112011000192413-pat00439
,
Figure 112011000192413-pat00440
,
Figure 112011000192413-pat00441
,
Figure 112011000192413-pat00442
,
Figure 112011000192413-pat00443
,
Figure 112011000192413-pat00444
,
Figure 112011000192413-pat00445
,
Figure 112011000192413-pat00446
,
Figure 112011000192413-pat00447
,
Figure 112011000192413-pat00448
,
Figure 112011000192413-pat00449
,
Figure 112011000192413-pat00450
,
Figure 112011000192413-pat00451
,
Figure 112011000192413-pat00452
중 적어도 하나가 최대 랭크를 가진다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (34)

  1. 다중 입출력 무선통신 시스템에서 송신단의 동작 방법에 있어서,
    패리티 검사 행렬을 결정하는 과정과,
    상기 패리티 검사 행렬을 이용하여 부호어(codeword)를 생성하는 과정과,
    상기 부호어에서 정보어(information word)의 일부를 천공(puncturing)하는 과정과,
    상기 부호어에서 패리티(parity)를 복수의 송신 안테나들의 개수에 기반하여 복수의 부분 패리티들로 분할하는 과정과,
    상기 정보어 중 천공되지 않은 나머지 정보어 및 상기 복수의 부분 패리티들 중 제1 부분 패리티를 상기 복수의 송신 안테나들 중 제1 송신 안테나를 통해 송신하는 과정과,
    상기 복수의 부분 패리티들 중 상기 제1 부분 패리티와는 다른 적어도 하나의 부분 패리티를 상기 복수의 송신 안테나들 중 상기 제1 송신 안테나와는 다른 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부분 패리티는, 상기 천공되지 않은 나머지 정보어 및 상기 제1 부분 패리티의 총 길이와 동일한 길이를 가지는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 천공되지 않은 나머지 정보어 및 상기 제1 부분 패리티를 상기 제1 안테나를 통해 송신하는 과정은,
    상기 제1 부분 패리티를 송신하는 과정과,
    상기 제1 부분 패리티를 송신한 뒤, 상기 천공되지 않은 나머지 정보어를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부분 패리티는, 상기 부호어의 LSB(Least Significant Bit)를 포함하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬은, 하기 수식과 같은 구조를 가지는 방법,
    Figure 112016123674970-pat00604

    상기 수식에서, 상기
    Figure 112016123674970-pat00605
    는 상기 패리티 검사 행렬, 상기
    Figure 112016123674970-pat00606
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00607
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00608
    은 각 부분 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
    Figure 112016123674970-pat00609
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00610
    는 각 부분 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미하며, 상기 정보어에 대응되는 부분 행렬들 중 상기
    Figure 112016123674970-pat00611
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00612
    는 상기 정보어 중 천공되는 정보어에 대응되는 부분 행렬들임.
  6. 제5항에 있어서,
    Figure 112016123674970-pat00613
    ,
    Figure 112016123674970-pat00614
    ,
    Figure 112016123674970-pat00615
    중 적어도 하나가 최대 랭크를 가지는 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬은, 하기 수식과 같은 구조를 가지는 방법,
    Figure 112016123674970-pat00616

    상기 수식에서, 상기
    Figure 112016123674970-pat00617
    는 상기 패리티 검사 행렬, 상기
    Figure 112016123674970-pat00618
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00619
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00620
    은 각 부분 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
    Figure 112016123674970-pat00621
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00622
    ,
    Figure 112016123674970-pat00623
    은 각 부분 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미하며, 상기
    Figure 112016123674970-pat00624
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00625
    는 상기 정보어 중 천공되는 정보어에 대응되는 부분 행렬들임.
  8. 제7항에 있어서,
    Figure 112016123674970-pat00626
    ,
    Figure 112016123674970-pat00627
    ,
    Figure 112016123674970-pat00628
    ,
    Figure 112016123674970-pat00629
    ,
    Figure 112016123674970-pat00630
    ,
    Figure 112016123674970-pat00631
    ,
    Figure 112016123674970-pat00632
    ,
    Figure 112016123674970-pat00633
    ,
    Figure 112016123674970-pat00634
    ,
    Figure 112016123674970-pat00635
    ,
    Figure 112016123674970-pat00636
    ,
    Figure 112016123674970-pat00637
    ,
    Figure 112016123674970-pat00638
    ,
    Figure 112016123674970-pat00639
    중 적어도 하나가 최대 랭크를 가지는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 부호어를 생성하는 과정은,
    상기 패리티 검사 행렬 및 상기 부호어의 전치(transpose) 행렬의 곱이 0이 되도록 상기 패리티를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  10. 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단의 동작 방법에 있어서,
    정보어 중 천공되지 않은 정보어 및 복수의 부분 패리티들을 포함하는 부호어를 수신하는 과정과,
    상기 천공되지 않은 정보어 및 상기 복수의 부분 패리티들을 재정렬하는 과정과,
    송신단에서 사용된 패리티 검사 행렬을 이용하여 재정렬된 상기 천공되지 않은 정보어 및 상기 복수의 부분 패리티들로부터 상기 정보어를 검출하는 과정을 포함하고,
    상기 천공되지 않은 정보어 및 상기 복수의 부분 패리티들 중 제1 부분 패리티는, 상기 송신단의 복수의 송신 안테나들 중 제1 송신 안테나로부터 획득되고,
    상기 복수의 부분 패리티들 중 상기 제1 부분 패리티와 다른 적어도 하나의 부분 패리티는, 상기 복수의 송신 안테나들 중 상기 제1 송신 안테나와는 다른 적어도 하나의 송신 안테나로부터 획득되는 방법.

  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부분 패리티는, 상기 천공되지 않은 정보어 및 상기 제1 부분 패리티의 총 길이와 동일한 길이를 가지는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 재정렬하는 과정은,
    상기 천공되지 않은 정보어, 상기 적어도 하나의 부분 패리티, 상기 제1 부분 패리티의 순서로 재정렬하는 과정을 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬은, 하기 수식과 같은 구조를 가지는 방법,
    Figure 112016123674970-pat00640

    상기 수식에서, 상기
    Figure 112016123674970-pat00641
    는 상기 패리티 검사 행렬, 상기
    Figure 112016123674970-pat00642
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00643
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00644
    은 각 부분 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
    Figure 112016123674970-pat00645
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00646
    는 각 부분 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미하며, 상기 정보어에 대응되는 부분 행렬들 중 상기
    Figure 112016123674970-pat00647
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00648
    는 상기 정보어 중 천공된 나머지 정보어에 대응되는 부분 행렬들임.
  14. 제13항에 있어서,
    Figure 112016123674970-pat00649
    ,
    Figure 112016123674970-pat00650
    ,
    Figure 112016123674970-pat00651
    중 적어도 하나가 최대 랭크를 가지는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬은, 하기 수식과 같은 구조를 가지는 방법,
    Figure 112016123674970-pat00652

    상기 수식에서, 상기
    Figure 112016123674970-pat00653
    는 상기 패리티 검사 행렬, 상기
    Figure 112016123674970-pat00654
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00655
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00656
    은 각 부분 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
    Figure 112016123674970-pat00657
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00658
    ,
    Figure 112016123674970-pat00659
    은 각 부분 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미하며, 상기
    Figure 112016123674970-pat00660
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00661
    는 상기 정보어 중 천공된 나머지 정보어에 대응되는 부분 행렬들임.
  16. 제15항에 있어서,
    Figure 112016123674970-pat00662
    ,
    Figure 112016123674970-pat00663
    ,
    Figure 112016123674970-pat00664
    ,
    Figure 112016123674970-pat00665
    ,
    Figure 112016123674970-pat00666
    ,
    Figure 112016123674970-pat00667
    ,
    Figure 112016123674970-pat00668
    ,
    Figure 112016123674970-pat00669
    ,
    Figure 112016123674970-pat00670
    ,
    Figure 112016123674970-pat00671
    ,
    Figure 112016123674970-pat00672
    ,
    Figure 112016123674970-pat00673
    ,
    Figure 112016123674970-pat00674
    ,
    Figure 112016123674970-pat00675
    중 적어도 하나가 최대 랭크를 가지는 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 정보어를 검출하는 과정은,
    상기 패리티 검사 행렬 및 상기 부호어의 전치(transpose) 행렬의 곱이 0이 되도록 상기 정보어를 검출하는 과정을 포함하는 방법.
  18. 다중 입출력 무선통신 시스템에서 송신단 장치에 있어서,
    패리티 검사 행렬을 결정하는 제어부와,
    상기 패리티 검사 행렬을 이용하여 부호어를 생성하는 부호화부와,
    상기 부호어에서 정보어의 일부를 천공하도록 구성되는 천공부와,
    상기 부호어에서 패리티를 복수의 송신 안테나들의 개수에 기반하여 복수의 부분 패리티들로 분할하도록 구성되는 분배부와,
    상기 정보어 중 천공되지 않은 나머지 정보어 및 상기 복수의 부분 패리티들 중 제1 부분 패리티를 상기 복수의 송신 안테나들 중 제1 송신 안테나를 통해 송신하고, 상기 복수의 패리티들 중 상기 제1 부분 패리티와는 다른 적어도 하나의 부분 패리티를 상기 복수의 송신 안테나들 중 상기 제1 송신 안테나와는 다른 적어도 하나의 안테나를 통해 송신하도록 구성되는 송신부를 포함하는 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부분 패리티는, 상기 천공되지 않은 나머지 정보어 및 상기 제1 부분 패리티의 총 길이와 동일한 길이를 가지는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 송신부는,
    상기 제1 부분 패리티를 송신하고,
    상기 제1 부분 패리티를 송신한 뒤, 상기 천공되지 않은 나머지 정보어를 송신하도록 구성되는 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1 부분 패리티는, 상기 부호어의 LSB(Least Significant Bit)를 포함하는 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬은, 하기 수식과 같은 구조를 가지는 장치,
    Figure 112016123674970-pat00676

    상기 수식에서, 상기
    Figure 112016123674970-pat00677
    는 상기 패리티 검사 행렬, 상기
    Figure 112016123674970-pat00678
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00679
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00680
    은 각 부분 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
    Figure 112016123674970-pat00681
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00682
    는 각 부분 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미하며, 상기 정보어에 대응되는 부분 행렬들 중 상기
    Figure 112016123674970-pat00683
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00684
    는 상기 정보어 중 천공되는 정보어에 대응되는 부분 행렬들임.
  23. 제22항에 있어서,
    Figure 112016123674970-pat00685
    ,
    Figure 112016123674970-pat00686
    ,
    Figure 112016123674970-pat00687
    중 적어도 하나가 최대 랭크를 가지는 장치.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬은, 하기 수식과 같은 구조를 가지는 장치,
    Figure 112016123674970-pat00688

    상기 수식에서, 상기
    Figure 112016123674970-pat00689
    는 상기 패리티 검사 행렬, 상기
    Figure 112016123674970-pat00690
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00691
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00692
    은 각 부분 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
    Figure 112016123674970-pat00693
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00694
    ,
    Figure 112016123674970-pat00695
    은 각 부분 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미하며, 상기
    Figure 112016123674970-pat00696
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00697
    는 상기 정보어 중 천공되는 정보어에 대응되는 부분 행렬들임.
  25. 제24항에 있어서,
    Figure 112016123674970-pat00698
    ,
    Figure 112016123674970-pat00699
    ,
    Figure 112016123674970-pat00700
    ,
    Figure 112016123674970-pat00701
    ,
    Figure 112016123674970-pat00702
    ,
    Figure 112016123674970-pat00703
    ,
    Figure 112016123674970-pat00704
    ,
    Figure 112016123674970-pat00705
    ,
    Figure 112016123674970-pat00706
    ,
    Figure 112016123674970-pat00707
    ,
    Figure 112016123674970-pat00708
    ,
    Figure 112016123674970-pat00709
    ,
    Figure 112016123674970-pat00710
    ,
    Figure 112016123674970-pat00711
    중 적어도 하나가 최대 랭크를 가지는 장치.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 부호화부는,
    상기 패리티 검사 행렬 및 상기 부호어의 전치(transpose) 행렬의 곱이 0이 되도록 상기 패리티를 결정하도록 구성되는 장치.
  27. 다중 입출력 무선통신 시스템에서 수신단 장치에 있어서,
    정보어 중 천공되지 않은 정보어 및 복수의 부분 패리티들을 포함하는 부호어를 수신하는 수신부와,
    상기 천공되지 않은 정보어 및 상기 복수의 부분 패리티들을 재정렬하는 정렬부와,
    송신단에서 사용된 패리티 검사 행렬을 이용하여 재정렬된 상기 천공되지 않은 정보어 및 상기 복수의 부분 패리티들로부터 상기 정보어를 검출하는 복호화부를 포함하고,
    상기 천공되지 않은 정보어 및 상기 복수의 부분 패리티들 중 제1 부분 패리티는, 상기 송신단의 복수의 송신 안테나들 중 제1 송신 안테나로부터 획득되고,
    상기 복수의 부분 패리티들 중 상기 제1 부분 패리티와 다른 적어도 하나의 부분 패리티는, 상기 복수의 송신 안테나들 중 상기 제1 송신 안테나와는 다른 적어도 하나의 송신 안테나로부터 획득되는 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부분 패리티는, 상기 천공되지 않은 정보어 및 상기 제1 부분 패리티의 총 길이와 동일한 길이를 가지는 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 정렬부는,
    상기 천공되지 않은 정보어, 상기 적어도 하나의 부분 패리티, 상기 제1 부분 패리티의 순서로 재정렬하도록 구성되는 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬은, 하기 수식과 같은 구조를 가지는 장치,
    Figure 112016123674970-pat00712

    상기 수식에서, 상기
    Figure 112016123674970-pat00713
    는 상기 패리티 검사 행렬, 상기
    Figure 112016123674970-pat00714
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00715
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00716
    은 각 부분 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
    Figure 112016123674970-pat00717
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00718
    는 각 부분 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미하며, 상기 정보어에 대응되는 부분 행렬들 중 상기
    Figure 112016123674970-pat00719
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00720
    는 상기 정보어 중 천공된 나머지 정보어에 대응되는 부분 행렬들임.
  31. 제30항에 있어서,
    Figure 112016123674970-pat00721
    ,
    Figure 112016123674970-pat00722
    ,
    Figure 112016123674970-pat00723
    중 적어도 하나가 최대 랭크를 가지는 장치.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬은, 하기 수식과 같은 구조를 가지는 장치,
    Figure 112016123674970-pat00724

    상기 수식에서, 상기
    Figure 112016123674970-pat00725
    는 상기 패리티 검사 행렬, 상기
    Figure 112016123674970-pat00726
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00727
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00728
    은 각 부분 정보어에 대응되는 부분 행렬들, 상기
    Figure 112016123674970-pat00729
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00730
    ,
    Figure 112016123674970-pat00731
    은 각 부분 패리티에 대응되는 부분 행렬들을 의미하며, 상기
    Figure 112016123674970-pat00732
    , 상기
    Figure 112016123674970-pat00733
    는 상기 정보어 중 천공된 나머지 정보어에 대응되는 부분 행렬들임.
  33. 제32항에 있어서,
    Figure 112016123674970-pat00734
    ,
    Figure 112016123674970-pat00735
    ,
    Figure 112016123674970-pat00736
    ,
    Figure 112016123674970-pat00737
    ,
    Figure 112016123674970-pat00738
    ,
    Figure 112016123674970-pat00739
    ,
    Figure 112016123674970-pat00740
    ,
    Figure 112016123674970-pat00741
    ,
    Figure 112016123674970-pat00742
    ,
    Figure 112016123674970-pat00743
    ,
    Figure 112016123674970-pat00744
    ,
    Figure 112016123674970-pat00745
    ,
    Figure 112016123674970-pat00746
    ,
    Figure 112016123674970-pat00747
    중 적어도 하나가 최대 랭크를 가지는 장치.
  34. 제27항에 있어서,
    상기 복호화부는,
    상기 패리티 검사 행렬 및 상기 부호어의 전치(transpose) 행렬의 곱이 0이 되도록 상기 정보어를 검출하도록 구성되는 장치.
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