KR102364733B1 - Pbrl-ldpc 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

Pbrl-ldpc 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102364733B1
KR102364733B1 KR1020200160943A KR20200160943A KR102364733B1 KR 102364733 B1 KR102364733 B1 KR 102364733B1 KR 1020200160943 A KR1020200160943 A KR 1020200160943A KR 20200160943 A KR20200160943 A KR 20200160943A KR 102364733 B1 KR102364733 B1 KR 102364733B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
matrix
proto
information
data receiving
range values
Prior art date
Application number
KR1020200160943A
Other languages
English (en)
Inventor
박호성
노혜진
김정현
박지연
손세희
Original Assignee
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Priority to KR1020200160943A priority Critical patent/KR102364733B1/ko
Priority to PCT/KR2021/014981 priority patent/WO2022114539A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102364733B1 publication Critical patent/KR102364733B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0057—Block codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0009—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • H04L1/203—Details of error rate determination, e.g. BER, FER or WER

Abstract

PBRL-LDPC 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법은 통신 채널에 대한 품질 측정 값과 데이터 수신 장치가 필요로 하는 요구 오류율(required error rate)을 기초로 소정의 엣지 추가 정보를 생성하고, 상기 엣지 추가 정보를 기초로 PBRL(Protograph-Based Raptor-Like)-LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호의 생성을 위한 프로토행렬(protomatrix)에서 '1'의 성분 값을 추가하여 상기 프로토행렬을 보정한 후 보정된 프로토행렬을 이용하여 상기 데이터 수신 장치로 전송할 원본 메시지에 대한 채널 코딩을 수행함으로써, 상기 데이터 수신 장치와의 통신 조건에 따른 적응적 채널 코딩이 가능하도록 지원할 수 있다.

Description

PBRL-LDPC 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법{DATA TRANSMISSION APPARATUS THAT PERFORMS COMMUNICATION THROUGH CHANNEL CODING USING A PBRL-LDPC CODE AND THE OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 PBRL(Protograph-Based Raptor-Like)-LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법에 대한 것이다.
LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호는 특수한 형태를 갖는 선형 부호의 일종으로 패리티 체크 행렬의 요소 대부분이 '0'이고, 극소수만 '1'이므로, 저밀도(low density) 패리티 체크 부호라고 불리어진다.
이러한 LDPC 부호는 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 오류 정정 부호라는 점에서, 최근 5세대 이동통신 시스템에서의 오류 정정 부호로 주로 활용되고 있다.
LDPC 부호의 패리티 체크 행렬은 이분 그래프(bipartite graph) 표현인 태너(Tanner) 그래프로 표현할 수 있다. 아울러, 최근 주로 활용되고 있는 PBRL(Protograph-Based Raptor-Like)-LDPC 부호는 작은 수의 노드로 구성된 프로토그래프(Protograph)를 설계한 후 해당 프로토그래프에 대해 복사(copy)와 순열(permute)이라고 하는 리프팅(lifting) 과정을 수행하여 프로토그래프를 확장함으로써, 패리티 체크 행렬을 표현하기 위한 태너 그래프를 만들어낼 수 있는 특징이 있다.
따라서, PBRL-LDPC 부호는 소정의 프로토그래프를 설계한 후 통신 시스템의 요구 조건에 따라 리프팅 크기를 적절히 조정하여 그 리프팅 크기만큼 상기 프로토그래프에 대한 리프팅을 수행함으로써, 통신 시스템의 요구 조건에 합치되는 오류 정정 부호를 생성하기 위한 패리티 체크 행렬을 만들어 낼 수 있다.
이때, PBRL-LDPC 부호에 대한 프로토그래프는 프로토행렬(protomatrix)이라고 하는 행렬로 표현할 수 있다. 이러한 프로토행렬은 그 구조가 '
Figure 112020127554213-pat00001
'와 같이 구성될 수 있으며, 여기서, '0'은 영행렬, 'I'는 단위 행렬을 의미한다. 따라서, PBRL-LDPC 부호의 프로토그래프에 대한 프로토행렬은 Hp와 HLT에 해당되는 부분 행렬에 의해 그 형태가 달라지게 된다.
PBRL-LDPC 부호는 채널 상태에 적응적으로 채널 코딩을 하기 위해 부호율 호환적(rate-compatible)인 특징을 가진다. 기존 일반적인 방법에서는 부호율마다 각각의 LDPC 부호를 설계하여 저장하고 구현해야 하는 반면, PBRL-LDPC 부호는 설계된 하나의 부호를 가지고 다양한 부호율을 구현할 수 있는 구조를 가지고 있어 채널이 수시로 변하는 무선 통신 환경에 적합한 부호이다. 구체적으로 Hp에 해당하는 부호로 인코딩을 수행하여 1차 코드워드를 생성한 후, HLT와 I 부분의 구조를 이용하여 추가적인 패리티 비트를 생성할 수 있다. 이때, 추가되는 패리티 비트의 수를 자유롭게 조절함으로써 원하는 부호율을 쉽게 얻을 수 있고, 그럼에도 인코딩과 디코딩의 구현 측면에서 달라지는 점이 없다는 장점을 가진다.
이와 관련해서, 선행기술문헌 'T. Chen, K. Vakilinia, D. Divsalar and R. D. Wesel, "Protograph-Based Raptor-Like LDPC Codes," in IEEE Transactions on Communications, vol. 63, no. 5, pp. 1522-1532(2015년 5월 공개)'에서는 프로토그래프와 프로토행렬에 대한 설명이 제시되어 있다.
만약, 상기 선행기술문헌 3페이지의 도면 2에서 제시된 그림과 같은 PBRL-LDPC 부호에 대한 프로토그래프가 존재한다고 하는 경우, 해당 프로토그래프에 대응되는 프로토행렬은
Figure 112020127554213-pat00002
로 나타낼 수 있고, 이때,
Figure 112020127554213-pat00003
이고,
Figure 112020127554213-pat00004
가 될 수 있다. Hp는 프로토그래프에서 LDPC 프리코드 부분에 대응되는 행렬로, 행의 개수는 체크 노드(check node)의 개수인 2개, 열의 개수는 변수 노드(variable node)의 개수인 6개로 구성되고, 각 행과 열에 대응되는 성분은 대응되는 체크 노드와 변수 노드에 연결된 선(엣지)의 개수로 구성된다. 그리고, HLT는 프로토그래프에서 LT 코드 부분에 대응되는 행렬로, 행의 개수는 체크 노드의 개수인 7개, 열의 개수는 변수 노드의 개수인 6개로 구성되고, 각 행과 열에 대응되는 성분은 대응되는 체크 노드와 변수 노드에 연결된 선(엣지)의 개수로 구성된다.
부호율 호환적인 측면에서 설명하면,
Figure 112020127554213-pat00005
만 이용한 LDPC 부호를 사용하는 경우, 부호율은 R=1-2/6=2/3이 된다. 만약, Hp를 기준으로 아래로 하나의 행, 오른쪽으로 하나의 열을 포함시켜서 프토로행렬을 구성하면
Figure 112020127554213-pat00006
가 되고 부호율은 R=1-3/7=4/7가 된다. 또한, Hp를 기준으로 아래로 두 개의 행, 오른쪽으로 두 개의 열을 포함시켜서 프토로행렬을 구성하면
Figure 112020127554213-pat00007
이 되고 부호율은 R=1-4/8=1/2이 된다. 이러한 방식으로 프로토행렬의 크기를 좌상단으로부터 단위 행렬 상의 하나의 1까지로 정하여 조정할 수 있고, 그에 따른 부호율이 결정된다. 전체 프로토행렬을 모두 포함하는 경우, 부호율이 R=1-9/13=4/13이 되므로, 위의 예시는 부호율 2/3부터 4/13까지를 호환적으로 구현할 수 있는 구조가 된다. 리프트 크기도 자유롭게 조절할 수 있으므로, 주어진 부호의 길이에 대해 부호율을 조정하는 것이 가능하다.
앞서 언급한 바와 같이, PBRL-LDPC 부호에 대한 프로토행렬은 그 구조가 '
Figure 112020127554213-pat00008
'와 같이 구성되는데, 만약, 프로토행렬을 구성하고 있는 단위 행렬에서 '1'의 성분 값(엣지)의 개수를 증가시키는 경우, '1'의 성분 값의 증가로 인해 해당 프로토행렬을 기반으로 생성되는 PBRL-LDPC 부호의 최소 해밍 거리가 증가하는 효과가 발생하게 된다.
일반적으로 오류 정정 부호의 오류 정정 능력은 그 부호의 최소 해밍 거리가 증가할수록 증가하기 때문에, PBRL-LDPC 부호를 이용하는 통신 시스템에 있어서도 최소 해밍 거리가 증가되도록 프로토행렬을 보정함으로써, 오류 정정에 대한 성능 향상을 도모하는 방안을 고려할 수 있다.
T. Chen, K. Vakilinia, D. Divsalar and R. D. Wesel, "Protograph-Based Raptor-Like LDPC Codes," in IEEE Transactions on Communications, vol. 63, no. 5, pp. 1522-1532(2015년 5월 공개) J. Thorpe, "Low-Density Parity-Check (LDPC) Codes Constructed from Protographs", IPN Progress Report 42-154(2003년 8월 15일 공개) 박호성, 노종선, "차세대 통신 시스템을 위한 오류 정정 부호", 한국통신학회지(정보와통신), 29(8), 26-33.(2012년 8월 공개)
본 발명에 따른 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법은 통신 채널에 대한 품질 측정 값과 데이터 수신 장치가 필요로 하는 요구 오류율(required error rate)을 기초로 소정의 엣지 추가 정보를 생성하고, 상기 엣지 추가 정보를 기초로 PBRL(Protograph-Based Raptor-Like)-LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호의 생성을 위한 프로토행렬(protomatrix)에서 '1'의 성분 값을 추가하여 상기 프로토행렬을 보정한 후 보정된 프로토행렬을 이용하여 상기 데이터 수신 장치로 전송할 원본 메시지에 대한 채널 코딩을 수행함으로써, 상기 데이터 수신 장치와의 통신 조건에 따른 적응적 채널 코딩이 가능하도록 지원하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치는 PBRL(Protograph-Based Raptor-Like)-LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호에 대한 패리티 체크 행렬을 생성하기 위한 사전 설정된 프로토행렬(protomatrix)이 저장되어 있는 프로토행렬 저장부, 오류율(error rate)에 대한 사전 설정된 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들 - 상기 정보 테이블들 각각에는 채널 품질 측정 값에 대한 사전 설정된 복수의 제2 범위 값들과 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 엣지 추가 정보(상기 엣지 추가 정보는 상기 프로토행렬을 구성하는 부분 행렬 중 하나인 단위 행렬에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미함)가 기록되어 있음 - 이 저장되어 있는 정보 저장부, 데이터 수신 장치로부터 통신 채널에 대한 품질 측정 값을 수신하고, 상기 데이터 수신 장치로부터 데이터의 정상 수신을 위해 필요로 하는 요구 오류율(required error rate)에 대한 정보를 수신하는 정보 수신부, 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 엣지 추가 정보를 확인하는 확인부, 상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 프로토행렬에 포함된 상기 단위 행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정하는 행렬 보정부 및 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬을 기초로 상기 데이터 수신 장치로 전송할 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 코드워드(codeword)를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송하는 채널 코딩부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 동작 방법은 PBRL-LDPC 부호에 대한 패리티 체크 행렬을 생성하기 위한 사전 설정된 프로토행렬이 저장되어 있는 프로토행렬 저장부를 유지하는 단계, 오류율에 대한 사전 설정된 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들 - 상기 정보 테이블들 각각에는 채널 품질 측정 값에 대한 사전 설정된 복수의 제2 범위 값들과 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 엣지 추가 정보(상기 엣지 추가 정보는 상기 프로토행렬을 구성하는 부분 행렬 중 하나인 단위 행렬에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미함)가 기록되어 있음 - 이 저장되어 있는 정보 저장부를 유지하는 단계, 데이터 수신 장치로부터 통신 채널에 대한 품질 측정 값을 수신하고, 상기 데이터 수신 장치로부터 데이터의 정상 수신을 위해 필요로 하는 요구 오류율에 대한 정보를 수신하는 단계, 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 엣지 추가 정보를 확인하는 단계, 상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 프로토행렬에 포함된 상기 단위 행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정하는 단계 및 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬을 기초로 상기 데이터 수신 장치로 전송할 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법은 통신 채널에 대한 품질 측정 값과 데이터 수신 장치가 필요로 하는 요구 오류율(required error rate)을 기초로 소정의 엣지 추가 정보를 생성하고, 상기 엣지 추가 정보를 기초로 PBRL(Protograph-Based Raptor-Like)-LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호의 생성을 위한 프로토행렬(protomatrix)에서 '1'의 성분 값을 추가하여 상기 프로토행렬을 보정한 후 보정된 프로토행렬을 이용하여 상기 데이터 수신 장치로 전송할 원본 메시지에 대한 채널 코딩을 수행함으로써, 상기 데이터 수신 장치와의 통신 조건에 따른 적응적 채널 코딩이 가능하도록 지원할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 상기 데이터 수신 장치에서 필요로 하는 요구 오류율을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이러한 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서 상에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
본 문서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 있어서, 각 구성요소들, 기능 블록들 또는 수단들은 하나 또는 그 이상의 하부 구성요소로 구성될 수 있고, 각 구성요소들이 수행하는 전기, 전자, 기계적 기능들은 전자회로, 집적회로, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 공지된 다양한 소자들 또는 기계적 요소들로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수도 있다.
한편, 첨부된 블록도의 블록들이나 흐름도의 단계들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터, 휴대용 노트북 컴퓨터, 네트워크 컴퓨터 등 데이터 프로세싱이 가능한 장비의 프로세서나 메모리에 탑재되어 지정된 기능들을 수행하는 컴퓨터 프로그램 명령들(instructions)을 의미하는 것으로 해석될 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령들은 컴퓨터 장치에 구비된 메모리 또는 컴퓨터에서 판독 가능한 메모리에 저장될 수 있기 때문에, 블록도의 블록들 또는 흐름도의 단계들에서 설명된 기능들은 이를 수행하는 명령 수단을 내포하는 제조물로 생산될 수도 있다. 아울러, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 가능한 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 정해진 순서와 달리 실행되는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 실질적으로 동시에 수행되거나, 역순으로 수행될 수 있으며, 경우에 따라 일부 블록들 또는 단계들이 생략된 채로 수행될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 데이터 전송 장치(110)는 프로토행렬 저장부(111), 정보 저장부(112), 정보 수신부(113), 확인부(114), 행렬 보정부(115) 및 채널 코딩부(116)를 포함한다.
프로토행렬 저장부(111)에는 PBRL(Protograph-Based Raptor-Like)-LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호에 대한 패리티 체크 행렬을 생성하기 위한 사전 설정된 프로토행렬(protomatrix)이 저장되어 있다.
정보 저장부(112)에는 오류율(error rate)에 대한 사전 설정된 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들이 저장되어 있다.
여기서, 오류율이란 비트 오류율(bit error rate), 블록 오류율(block error rate), 프레임 오류율(frame error rate) 등을 의미하며, 정보 저장부(112)에는 하기의 표 1과 같이 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들이 저장되어 있을 수 있다.
오류율에 대한 복수의 제1 범위 값들 정보 테이블
0.1~0.01 정보 테이블 1
0.01~0.001 정보 테이블 2
... ...
이때, 상기 정보 테이블들 각각에는 채널 품질 측정 값에 대한 사전 설정된 복수의 제2 범위 값들과 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 엣지 추가 정보(상기 엣지 추가 정보는 상기 프로토행렬을 구성하는 부분 행렬 중 하나인 단위 행렬에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미함)가 기록되어 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 엣지 추가 정보는 상기 단위 행렬을 구성하는 하 삼각 행렬(lower triangular matrix)의 성분들 중 주 대각선(main diagonal)을 제외한 지점에 위치하는 성분들에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미하는 것으로, 각 엣지 추가 정보에서의 '1'의 성분 값이 추가될 지점은 동일한 행에서 둘 이상 존재하지 않도록 사전 설정되어 있을 수 있다.
예컨대, 프로토행렬 저장부(111)에 도 2에 도시된 그림과 같은 형태의 프로토행렬이 저장되어 있다고 가정하자. 참고로, 도 2에 도시된 그림과 같은 형태의 프로토행렬은 5G에서 채택된 PBRL-LDPC 부호 중 base graph 2에 해당하는 부호의 프로토행렬이다.
이때, PBRL-LDPC 부호에 대한 프로토행렬은 그 구조가 '
Figure 112020127554213-pat00009
'와 같이 구성되는데, 도 2에 도시된 그림과 같은 프로토행렬에서도 도면부호 211로 표시한 단위 행렬(211)이 존재할 수 있다.
이때, 본 발명에서의 엣지 추가 정보는 단위 행렬(211)을 구성하는 하 삼각 행렬(212)의 성분들 중 주 대각선(213)을 제외한 지점에 위치하는 성분들에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미하는 것으로, 개발자에 의해 사전 설정된 정보를 의미한다.
그리고, 엣지 추가 정보에서의 '1'의 성분 값이 추가될 지점은 동일한 행에서 둘 이상 존재하지 않도록 사전 설정되어 있을 수 있다.
이와 관련해서, 개발자는 도 3에 도시된 그림과 같이, 단위 행렬(211)에서 회색 음영으로 표시된 지점에 '1'의 성분 값이 추가되도록 엣지 추가 정보를 사전 설정해 둘 수 있다. 여기서, '1'의 성분 값이 추가되는 지점은 도 3에 도시된 그림과 같이, 하 삼각 행렬(212)의 성분들 중에서 결정되며, 동일한 행에서 둘 이상 존재하지 않도록 사전 설정될 수 있다.
이렇게, 프로토행렬에서 '1'의 성분 값을 추가하게 되면, 해당 프로토행렬을 통해서 생성되는 PBRL-LDPC 부호에 대해서는 최소 해밍 거리가 증가하는 효과가 발생할 수 있기 때문에 높은 오류 정정 능력을 기대할 수 있다.
다만, 프로토행렬에서 '1'의 성분 값을 무작정 증가시킨다고 해서, 오류 정정의 성능이 무조건 향상된다고 보기는 어렵기 때문에, 개발자는 소정의 통신 채널 상태를 상정해 둔 후 각 채널 상태에 따라 '1'의 성분 값이 어떻게 추가될 때, 목표로 하는 오류율을 달성하게 되는지를 실험을 통해 확인함으로써, 상기 프로토행렬을 보정하기 위한 엣지 추가 정보를 미리 설정해 둘 수 있다.
따라서, 개발자는 소정의 오류율별로 구분해둔 정보 테이블들 각각에 대해, 소정의 채널 품질 상태에 따른 최적의 엣지 추가 정보를 미리 설정해 둘 수 있다. 이와 관련해서, 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 각각에는 하기의 표 2와 같이 채널 품질 측정 값에 대한 복수의 제2 범위 값들과 상기 복수의 제2 범위들 각각에 대응되는 사전 설정된 엣지 추가 정보가 기록되어 있을 수 있다.
복수의 제2 범위 값들(Eb/No) 엣지 추가 정보
0~0.9dB 엣지 추가 정보 1
0.9~2dB 엣지 추가 정보 2
2dB~3dB 엣지 추가 정보 3
... ...
정보 수신부(113)는 데이터 수신 장치(120)로부터 통신 채널에 대한 품질 측정 값을 수신하고, 데이터 수신 장치(120)로부터 데이터의 정상 수신을 위해 필요로 하는 요구 오류율(required error rate)에 대한 정보를 수신한다.
관련해서, 정보 수신부(113)는 데이터 수신 장치(120)로 소정의 파일럿 신호를 전송하여 데이터 수신 장치(120)가 상기 파일럿 신호의 수신을 통해 통신 채널의 상태를 측정할 수 있도록 함으로써, 데이터 수신 장치(120)로부터 데이터 수신 장치(120)가 측정한 통신 채널에 대한 품질 측정 값을 수신할 수 있다.
그리고, 요구 오류율이란 데이터 수신 장치(120)가 데이터를 수신하였을 때, 수신된 데이터를 정상적으로 활용하기 위해서 필요로 하는 오류율을 의미하는 것으로, 데이터 수신 장치(120)가 휴대폰과 같은 이동통신 단말인 경우에는 비교적 오류율이 높더라도 고속의 데이터 수신이 필요한 상황이므로, 상기 요구 오류율이 높게 설정될 수 있고, 데이터 수신 장치(120)가 발전소 등에서 사용되는 데이터 수신기라고 하는 경우, 수신되는 데이터의 정확도가 높아야 하므로, 상기 요구 오류율이 낮게 설정될 수 있다.
확인부(114)는 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 데이터 수신 장치(120)로부터 수신된 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 데이터 수신 장치(120)로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 엣지 추가 정보를 확인한다.
행렬 보정부(115)는 상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 프로토행렬에 포함된 상기 단위 행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정한다.
예컨대, 프로토행렬 저장부(111)에 도 2에 도시된 그림과 같은 프로토행렬이 저장되어 있다고 하고, 정보 저장부(112)에 표 1과 같이 정보 테이블들이 저장되어 있다고 가정하자. 만약, 데이터 수신 장치(120)로부터 수신된 요구 오류율이 '0.1~0.01'에 포함된다고 하는 경우, 확인부(114)는 정보 저장부(112)에 저장되어 있는 정보 테이블들 중 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 정보 테이블로 '정보 테이블 1'을 확인할 수 있다.
이때, '정보 테이블 1'이 표 2와 같다고 하고, 정보 수신부(113)가 데이터 수신 장치(120)로부터 수신한 통신 채널에 대한 품질 측정 값(Eb/No)이 '1.4dB'이라고 하는 경우, 확인부(114)는 '정보 테이블 1'로부터 '1.4dB'라는 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 엣지 추가 정보로 '엣지 추가 정보 2'를 확인할 수 있다.
이때, '엣지 추가 정보 2'에 따라 상기 프로토행렬에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점의 위치 정보가 도 3에 도시된 그림에서 음영으로 표시한 지점이라고 하는 경우, 행렬 보정부(115)는 '엣지 추가 정보 2'를 기초로 프로토행렬에 포함된 단위 행렬(211)에서 '1'의 성분 값을 추가 함으로써, 도 2에 도시된 형태의 프로토행렬을 도 3에 도시된 형태와 같은 프로토행렬로 보정할 수 있다.
채널 코딩부(116)는 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬을 기초로 데이터 수신 장치(120)로 전송할 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 코드워드(codeword)를 생성한 후 상기 코드워드를 데이터 수신 장치(120)로 전송한다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들 각각에는 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 리프트(lift) 크기와 사전 설정된 부호율(coding rate)에 대한 정보가 추가로 기록되어 있을 수 있다.
관련해서, 상기 정보 테이블들 각각에는 하기의 표 3과 같이 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 리프트 크기와 사전 설정된 부호율에 대한 정보가 추가로 기록되어 있을 수 있다.
복수의 제2 범위 값들(Eb/No) 엣지 추가 정보 리프트 크기 부호율
0~0.9dB 엣지 추가 정보 1 리프트 1 부호율 1
0.9~2dB 엣지 추가 정보 2 리프트 2 부호율 2
2dB~3dB 엣지 추가 정보 3 리프트 3 부호율 3
... ... ... ...
이때, 확인부(114)는 정보 수신부(113)가 데이터 수신 장치(120)로부터 상기 품질 측정 값과 상기 요구 오류율에 대한 정보를 수신하게 되면, 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 데이터 수신 장치(120)로부터 수신된 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 데이터 수신 장치(120)로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 엣지 추가 정보를 확인함과 동시에, 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 리프트 크기와 제1 부호율에 대한 정보를 추가로 확인할 수 있다.
이때, 채널 코딩부(116)는 행렬 보정부(115)에서 상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬과 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율을 기초로 데이터 수신 장치(120)로 전송할 상기 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 상기 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 데이터 수신 장치(120)로 전송할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 채널 코딩부(116)는 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬에 대해 상기 제1 부호율에 따른 부호의 생성을 위한 부분 영역을 지정하여 상기 제1 리프트 크기만큼 리프팅을 수행함으로써 패리티 체크 행렬을 생성하고, 상기 생성된 패리티 체크 행렬을 기초로 상기 원본 메시지에 대한 채널 코딩을 수행하여 상기 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 데이터 수신 장치(120)로 전송할 수 있다.
이렇게, 상기 코드워드가 데이터 수신 장치(120)로 전송되면, 데이터 수신 장치(120)는 상기 코드워드에 대해 오류 정정을 위한 디코딩을 수행함으로써, 원본 메시지를 복원할 수 있다.
이와 관련해서, 데이터 수신 장치(120)는 메모리 상에 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들과 상기 프로토행렬을 사전 저장하고 있을 수 있다.
이때, 데이터 수신 장치(120)는 데이터 전송 장치(110)로부터 상기 코드워드가 수신되면, 상기 메모리 상에 저장되어 있는 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 엣지 추가 정보와 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율에 대한 정보를 확인한 후 상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 메모리 상에 저장되어 있는 상기 프로토행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정할 수 있다.
그러고 나서, 데이터 수신 장치(120)는 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬과 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율을 기초로 데이터 전송 장치(110)로부터 수신된 상기 코드워드에 대해 오류 정정을 위한 디코딩을 수행함으로써, 상기 원본 메시지를 복원할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 데이터 수신 장치(120)는 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬에 대해 상기 제1 부호율에 따른 부호의 생성을 위한 부분 영역을 지정하여 상기 제1 리프트 크기만큼 리프팅을 수행함으로써 패리티 체크 행렬을 생성하고, 상기 생성된 패리티 체크 행렬을 기초로 데이터 전송 장치(110)로부터 수신된 상기 코드워드에 대해 오류 정정을 위한 디코딩을 수행함으로써, 상기 원본 메시지를 복원할 수 있다.
결국, 본 발명에 따른 데이터 전송 장치(110)는 통신 채널에 대한 품질 측정 값과 데이터 수신 장치(120)가 필요로 하는 요구 오류율을 기초로 소정의 엣지 추가 정보를 생성하고, 상기 엣지 추가 정보를 기초로 PBRL-LDPC 부호의 생성을 위한 프로토행렬에서 '1'의 성분 값을 추가하여 상기 프로토행렬을 보정한 후 보정된 프로토행렬을 이용하여 데이터 수신 장치(120)로 전송할 원본 메시지에 대한 채널 코딩을 수행함으로써, 데이터 수신 장치(120)와의 통신 조건에 따른 적응적 채널 코딩이 가능하도록 지원할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 데이터 수신 장치(120)에서 필요로 하는 요구 오류율을 달성할 수 있다.
도 4는 데이터 전송 장치(110)와 데이터 수신 장치(120) 간의 채널 상태에 따라 5G에서 사용되는 PBRL-LDPC 부호에 대한 프로토행렬을 보정하여 채널 코딩을 수행하였을 경우의 프레임 오류율(FER)을 측정한 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도면부호 410으로 표시한 채널 품질 측정 값을 기준으로 하였을 때, 채널 품질 측정 값이 낮을 경우에는 프로토행렬의 보정 없이, 그대로 채널 코딩을 수행하여 메시지를 전송하였을 경우의 FER이 낮게 측정되었고, 채널 품질 측정 값이 높을 경우에는 프로토행렬에 포함된 단위 행렬을 구성하는 하 삼각 행렬 상의 성분들 중 일부 성분들에 '1'의 성분 값을 추가하는 보정을 수행한 후 채널 코딩을 수행하여 메시지를 전송하였을 경우의 FER이 낮게 측정되었다.
즉, 데이터 전송 장치(110)와 데이터 수신 장치(120) 간의 채널 상태에 따라 프로토행렬을 어떻게 보정하느냐에 따라 FER이 달라질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 데이터 전송 장치(110)는 정보 저장부(112) 상에 목표로 하는 오류율을 달성하기 위한 정보 테이블별로 통신 채널의 상태에 따른 적절한 엣지 추가 정보를 미리 설정해 둔 후, 데이터 수신 장치(120)가 필요로 하는 요구 오류율과 현재의 통신 채널의 상태에 따른 엣지 추가 정보를 기초로 프로토행렬을 적절히 보정하여 채널 코딩에 활용함으로써, 데이터 수신 장치(120)가 필요로 하는 요구 오류율을 달성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
단계(S510)에서는 PBRL-LDPC 부호에 대한 패리티 체크 행렬을 생성하기 위한 사전 설정된 프로토행렬이 저장되어 있는 프로토행렬 저장부를 유지한다.
단계(S520)에서는 오류율에 대한 사전 설정된 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들 - 상기 정보 테이블들 각각에는 채널 품질 측정 값에 대한 사전 설정된 복수의 제2 범위 값들과 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 엣지 추가 정보(상기 엣지 추가 정보는 상기 프로토행렬을 구성하는 부분 행렬 중 하나인 단위 행렬에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미함)가 기록되어 있음 - 이 저장되어 있는 정보 저장부를 유지한다.
단계(S530)에서는 데이터 수신 장치로부터 통신 채널에 대한 품질 측정 값을 수신하고, 상기 데이터 수신 장치로부터 데이터의 정상 수신을 위해 필요로 하는 요구 오류율에 대한 정보를 수신한다.
단계(S540)에서는 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 엣지 추가 정보를 확인한다.
단계(S550)에서는 상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 프로토행렬에 포함된 상기 단위 행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정한다.
단계(S560)에서는 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬을 기초로 상기 데이터 수신 장치로 전송할 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송한다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 엣지 추가 정보는 상기 단위 행렬을 구성하는 하 삼각 행렬의 성분들 중 주 대각선을 제외한 지점에 위치하는 성분들에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미하는 것으로, 각 엣지 추가 정보에서의 '1'의 성분 값이 추가될 지점은 동일한 행에서 둘 이상 존재하지 않도록 사전 설정되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들 각각에는 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 리프트 크기와 사전 설정된 부호율에 대한 정보가 추가로 기록되어 있을 수 있다.
이때, 단계(S540)에서는 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 엣지 추가 정보를 확인함과 동시에, 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 리프트 크기와 제1 부호율에 대한 정보를 추가로 확인할 수 있고, 단계(S560)에서는 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬과 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율을 기초로 상기 데이터 수신 장치로 전송할 상기 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 상기 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송할 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따르면, 단계(S560)에서는 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬에 대해 상기 제1 부호율에 따른 부호의 생성을 위한 부분 영역을 지정하여 상기 제1 리프트 크기만큼 리프팅을 수행함으로써 패리티 체크 행렬을 생성하고, 상기 생성된 패리티 체크 행렬을 기초로 상기 원본 메시지에 대한 채널 코딩을 수행하여 상기 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 데이터 수신 장치는 메모리 상에 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들과 상기 프로토행렬을 사전 저장하고 있고, 상기 데이터 전송 장치로부터 상기 코드워드가 수신되면, 상기 메모리 상에 저장되어 있는 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 엣지 추가 정보와 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율에 대한 정보를 확인한 후 상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 메모리 상에 저장되어 있는 상기 프로토행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정하고, 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬과 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율을 기초로 상기 데이터 전송 장치로부터 수신된 상기 코드워드에 대해 오류 정정을 위한 디코딩을 수행함으로써, 상기 원본 메시지를 복원할 수 있다.
이상, 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 동작 방법에 대해 설명하였다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 동작 방법은 도 1을 이용하여 설명한 데이터 전송 장치(110)의 동작에 대한 구성과 대응될 수 있으므로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 동작 방법은 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 장치의 동작 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 데이터 전송 장치
111: 프로토행렬 저장부 112: 정보 저장부
113: 정보 수신부 114: 확인부
115: 행렬 보정부 116: 채널 코딩부
120: 데이터 수신 장치

Claims (12)

  1. PBRL(Protograph-Based Raptor-Like)-LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호에 대한 패리티 체크 행렬을 생성하기 위한 사전 설정된 프로토행렬(protomatrix)이 저장되어 있는 프로토행렬 저장부;
    오류율(error rate)에 대한 사전 설정된 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들 - 상기 정보 테이블들 각각에는 채널 품질 측정 값에 대한 사전 설정된 복수의 제2 범위 값들과 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 엣지 추가 정보(상기 엣지 추가 정보는 상기 프로토행렬을 구성하는 부분 행렬 중 하나인 단위 행렬에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미함)가 기록되어 있음 - 이 저장되어 있는 정보 저장부;
    데이터 수신 장치로부터 통신 채널에 대한 품질 측정 값을 수신하고, 상기 데이터 수신 장치로부터 데이터의 정상 수신을 위해 필요로 하는 요구 오류율(required error rate)에 대한 정보를 수신하는 정보 수신부;
    상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 엣지 추가 정보를 확인하는 확인부;
    상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 프로토행렬에 포함된 상기 단위 행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정하는 행렬 보정부; 및
    상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬을 기초로 상기 데이터 수신 장치로 전송할 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 코드워드(codeword)를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송하는 채널 코딩부
    를 포함하는 데이터 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 엣지 추가 정보는 상기 단위 행렬을 구성하는 하 삼각 행렬(lower triangular matrix)의 성분들 중 주 대각선(main diagonal)을 제외한 지점에 위치하는 성분들에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미하는 것으로, 각 엣지 추가 정보에서의 '1'의 성분 값이 추가될 지점은 동일한 행에서 둘 이상 존재하지 않도록 사전 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들 각각에는 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 리프트(lift) 크기와 사전 설정된 부호율(coding rate)에 대한 정보가 추가로 기록되어 있고,
    상기 확인부는
    상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 엣지 추가 정보를 확인함과 동시에, 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 리프트 크기와 제1 부호율에 대한 정보를 추가로 확인하며,
    상기 채널 코딩부는
    상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬과 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율을 기초로 상기 데이터 수신 장치로 전송할 상기 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 상기 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 채널 코딩부는
    상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬에 대해 상기 제1 부호율에 따른 부호의 생성을 위한 부분 영역을 지정하여 상기 제1 리프트 크기만큼 리프팅을 수행함으로써 패리티 체크 행렬을 생성하고, 상기 생성된 패리티 체크 행렬을 기초로 상기 원본 메시지에 대한 채널 코딩을 수행하여 상기 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 데이터 수신 장치는
    메모리 상에 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들과 상기 프로토행렬을 사전 저장하고 있고, 상기 데이터 전송 장치로부터 상기 코드워드가 수신되면, 상기 메모리 상에 저장되어 있는 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 엣지 추가 정보와 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율에 대한 정보를 확인한 후 상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 메모리 상에 저장되어 있는 상기 프로토행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정하고, 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬과 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율을 기초로 상기 데이터 전송 장치로부터 수신된 상기 코드워드에 대해 오류 정정을 위한 디코딩을 수행함으로써, 상기 원본 메시지를 복원하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치.
  6. PBRL(Protograph-Based Raptor-Like)-LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호에 대한 패리티 체크 행렬을 생성하기 위한 사전 설정된 프로토행렬(protomatrix)이 저장되어 있는 프로토행렬 저장부를 유지하는 단계;
    오류율(error rate)에 대한 사전 설정된 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들 - 상기 정보 테이블들 각각에는 채널 품질 측정 값에 대한 사전 설정된 복수의 제2 범위 값들과 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 엣지 추가 정보(상기 엣지 추가 정보는 상기 프로토행렬을 구성하는 부분 행렬 중 하나인 단위 행렬에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미함)가 기록되어 있음 - 이 저장되어 있는 정보 저장부를 유지하는 단계;
    데이터 수신 장치로부터 통신 채널에 대한 품질 측정 값을 수신하고, 상기 데이터 수신 장치로부터 데이터의 정상 수신을 위해 필요로 하는 요구 오류율(required error rate)에 대한 정보를 수신하는 단계;
    상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 엣지 추가 정보를 확인하는 단계;
    상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 프로토행렬에 포함된 상기 단위 행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정하는 단계; 및
    상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬을 기초로 상기 데이터 수신 장치로 전송할 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 코드워드(codeword)를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송하는 단계
    를 포함하는 데이터 전송 장치의 동작 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 엣지 추가 정보는 상기 단위 행렬을 구성하는 하 삼각 행렬(lower triangular matrix)의 성분들 중 주 대각선(main diagonal)을 제외한 지점에 위치하는 성분들에서 '1'의 성분 값이 추가될 지점에 대한 위치 정보를 의미하는 것으로, 각 엣지 추가 정보에서의 '1'의 성분 값이 추가될 지점은 동일한 행에서 둘 이상 존재하지 않도록 사전 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치의 동작 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 서로 다른 정보 테이블들 각각에는 상기 복수의 제2 범위 값들 각각에 대응되는 사전 설정된 리프트(lift) 크기와 사전 설정된 부호율(coding rate)에 대한 정보가 추가로 기록되어 있고,
    상기 확인하는 단계는
    상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 데이터 수신 장치로부터 수신된 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 엣지 추가 정보를 확인함과 동시에, 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 제1 리프트 크기와 제1 부호율에 대한 정보를 추가로 확인하며,
    상기 전송하는 단계는
    상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬과 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율을 기초로 상기 데이터 수신 장치로 전송할 상기 원본 메시지에 대해 채널 코딩을 수행하여 상기 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는
    상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬에 대해 상기 제1 부호율에 따른 부호의 생성을 위한 부분 영역을 지정하여 상기 제1 리프트 크기만큼 리프팅을 수행함으로써 패리티 체크 행렬을 생성하고, 상기 생성된 패리티 체크 행렬을 기초로 상기 원본 메시지에 대한 채널 코딩을 수행하여 상기 코드워드를 생성한 후 상기 코드워드를 상기 데이터 수신 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치의 동작 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 데이터 수신 장치는
    메모리 상에 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들과 상기 프로토행렬을 사전 저장하고 있고, 상기 데이터 전송 장치로부터 상기 코드워드가 수신되면, 상기 메모리 상에 저장되어 있는 상기 복수의 제1 범위 값들 각각에 대응되는 정보 테이블들 중 상기 요구 오류율이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 정보 테이블을 확인하고, 상기 제1 정보 테이블에 기록되어 있는 상기 복수의 제2 범위 값들 중 상기 품질 측정 값이 속한 범위 값에 대응되는 상기 제1 엣지 추가 정보와 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율에 대한 정보를 확인한 후 상기 제1 엣지 추가 정보를 기초로 상기 메모리 상에 저장되어 있는 상기 프로토행렬에서 '1'의 성분 값을 추가함으로써, 상기 프로토행렬을 보정하고, 상기 프로토행렬의 보정이 완료되면, 보정된 상기 프로토행렬과 상기 제1 리프트 크기 및 상기 제1 부호율을 기초로 상기 데이터 전송 장치로부터 수신된 상기 코드워드에 대해 오류 정정을 위한 디코딩을 수행함으로써, 상기 원본 메시지를 복원하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 장치의 동작 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  12. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
KR1020200160943A 2020-11-26 2020-11-26 Pbrl-ldpc 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법 KR102364733B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200160943A KR102364733B1 (ko) 2020-11-26 2020-11-26 Pbrl-ldpc 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법
PCT/KR2021/014981 WO2022114539A1 (ko) 2020-11-26 2021-10-25 Pbrl-ldpc 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200160943A KR102364733B1 (ko) 2020-11-26 2020-11-26 Pbrl-ldpc 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102364733B1 true KR102364733B1 (ko) 2022-02-17

Family

ID=80493105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200160943A KR102364733B1 (ko) 2020-11-26 2020-11-26 Pbrl-ldpc 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102364733B1 (ko)
WO (1) WO2022114539A1 (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101425506B1 (ko) * 2012-09-22 2014-08-05 최수정 보완적인 저밀도 역 코드를 이용한 부호화/복호화 방법 및 장치
CN108988869B (zh) * 2017-05-31 2021-07-30 大唐移动通信设备有限公司 一种确定校验矩阵的方法及装置、计算机存储介质

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Thorpe, "Low-Density Parity-Check (LDPC) Codes Constructed from Protographs", IPN Progress Report 42-154(2003년 8월 15일 공개)
T. Chen, K. Vakilinia, D. Divsalar and R. D. Wesel, "Protograph-Based Raptor-Like LDPC Codes," in IEEE Transactions on Communications, vol. 63, no. 5, pp. 1522-1532(2015년 5월 공개)
Tsung-Yi Chen; Kasra Vakilinia; Dariush Divsalar; Richard D. Wesel; Protograph-Based Raptor-Like LDPC Codes; IEEE Transactions on Communications ( Volume: 63, Issue: 5, May 2015) *
Xiaoning Wu et al, "Low-Rate PBRL-LDPC Codes for URLLC in 5G", IEEE Wireless Communications Letters ( Volume: 7, Issue: 5, Oct. 2018) *
박호성, 노종선, "차세대 통신 시스템을 위한 오류 정정 부호", 한국통신학회지(정보와통신), 29(8), 26-33.(2012년 8월 공개)

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022114539A1 (ko) 2022-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10567011B2 (en) Systems and methods for piece-wise rate matching when using polar codes
US10291264B2 (en) Systems and methods for rate matching when using general polar codes
US10579452B2 (en) Systems and methods for rate matching via a heterogeneous kernel when using general polar codes
US8683274B1 (en) Error correction coding for varying signal-to-noise ratio channels
EP3457574A1 (en) Data processing method and device for structured ldpc code
CN108988869B (zh) 一种确定校验矩阵的方法及装置、计算机存储介质
CN110830050B (zh) 一种ldpc译码方法、系统、电子设备及存储介质
US9219501B2 (en) LDPC encoding/decoding method and device using same
US11184034B2 (en) Method and device for decoding staircase code, and storage medium
KR102364733B1 (ko) Pbrl-ldpc 부호를 이용한 채널 코딩을 통해 통신을 수행하는 데이터 전송 장치 및 그 동작 방법
JP5215537B2 (ja) 情報符号化装置、情報復号装置、情報符号化方法、および情報復号方法
Xiao et al. Dynamic perturbation decoding of polar-CRC cascaded code
US20200091934A1 (en) Information processing method and communications apparatus
EP4131785A1 (en) Encoding and decoding methods and apparatuses, and device
CN112511173A (zh) 低密度奇偶校验编码、译码方法、编码、译码设备及介质
KR20050107627A (ko) 가변 길이 에러 정정 코드 구축 방법 및 디바이스
KR20050113266A (ko) 가변 길이 에러 정정 코드를 형성하는 방법 및 장치
RU2337478C2 (ru) Декодирование высокоизбыточных кодов с контролем четности с использованием многопорогового прохождения сообщения
KR102163876B1 (ko) Ｌｄｐｃ 부호화, 복호화 방법 및 그 방법을 이용하는 장치
KR101552355B1 (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널부호 및 복호 장치 및 방법
KR20050065615A (ko) 가변-길이 에러 코드를 구성하는 방법 및 디바이스
CN116436471A (zh) 编码和解码方法、通信设备和存储介质
KR20200116889A (ko) Ｌｄｐｃ 부호화, 복호화 방법 및 그 방법을 이용하는 장치
CN114124108A (zh) 基于低密度奇偶校验的编码方法、译码方法和相关装置
CN111064475A (zh) 基于低密度奇偶校验码的译码方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant