KR102550075B1

KR102550075B1 - 무선 통신 시스템에서 순환 중복 검사를 이용한 복호화를 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102550075B1
Application number: KR1020180034021A
Authority: KR
Inventors: 장민; 박호성; 정홍실
Original assignee: 삼성전자주식회사; 전남대학교산학협력단
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2023-06-30
Also published as: US10848273B2; US20190296859A1; KR20190111630A

Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시는 무선 통신 시스템에서 순환 중복 검사(cyclic redundancy check, CRC)를 이용한 복호화에 관한 것으로, 수신단의 동작 방법은, 송신단으로부터 정보 비트들 및 분산된 CRC(cyclic redundancy check) 비트들을 수신하는 과정과, 상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들을 복호하는 과정을 포함하며, 상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합에 기반하여 결정된 패리티 검사 행렬을 이용한 연쇄 리스트 복호 기법에 의해 복호되거나, 또는 상기 분산된 CRC 비트들을 이용하는 연쇄 반전 복호 기법에 의해 복호된다.

Description

무선 통신 시스템에서 순환 중복 검사를 이용한 복호화를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DECODING UNSING CYCLIC REDUNDANCY CHECK IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 순환 중복 검사(cyclic redundancy check, CRC)를 이용한 복호화를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.

5G 통신 시스템을 비롯한 다양한 통신 시스템들에서, 송신단과 수신단 사이에 데이터를 송신 및 수신하는 경우 통신 채널에 존재하는 잡음으로 인해 발생할 수 있는 데이터 오류를 정정하기 위한 오류 정정 기술이 사용되고 있다. 오류 정정 기술에 따르면, 전송하고자 하는 데이터에 추가적인 비트를 추가하여 송신함으로써 통신 채널에 의해 발생된 오류를 수신단에서 정정할 수 있다. 이에, 5G 시스템에서 보다 효율적인 오류 정정 기술을 도입하기 위한 구체적인 절차가 논의되고 있다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 정보에 대한 복호화를 효과적으로 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 극 부호(polar code)를 기반으로 부호화(encoding)된 정보에 대한 복호화(decoding)를 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 순환 중복 검사(cyclic redundancy checking, CRC) 비트들을 이용하여 오류를 검출하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 분산된 CRC 비트들을 이용하여 오류를 검출하기 위한 행렬을 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 분산 CRC 기법에 기반하여 극 부호(polar code)의 복호화를 조기 종료(early termination)하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC를 이용하여 연쇄 반전 복호(successive cancellation flip decoding)를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 수신단의 동작 방법은, 송신단으로부터 정보 비트들 및 분산된 CRC(cyclic redundancy check) 비트들을 수신하는 과정과, 상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들을 복호하는 과정을 포함하며, 상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합에 기반하여 결정된 패리티 검사 행렬을 이용한 연쇄 리스트 복호 기법에 의해 복호되거나, 또는 상기 분산된 CRC 비트들을 이용하는 연쇄 반전 복호 기법에 의해 복호된다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 수신단 장치는, 송신단으로부터 정보 비트들 및 분산된 CRC(cyclic redundancy check) 비트들을 수신하는 송수신부와, 상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들을 복호하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합에 기반하여 결정된 패리티 검사 행렬을 이용한 연쇄 리스트 복호 기법에 의해 복호되거나, 또는 상기 분산된 CRC 비트들을 이용하는 연쇄 반전 복호 기법에 의해 복호된다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 기존 오류 검출을 위한 행렬을 이용하여 복호를 수행하는 것에 비하여, 더 큰 조기 종료 이득을 얻을 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 기존 연쇄 반전 복호(successive cancellation flip decoding) 기법에 비하여 더 낮은 블록 오류율(block error rate, BLER)을 얻을 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 부호화 및 복호화를 수행하는 송신단 및 수신단을 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 분산 CRC를 이용하여 복호를 수행하는 수신단의 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 분산 CRC에 기반하여 복호 시 조기 종료를 수행하는 수신단의 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 분산 CRC에 기반하여 복호화를 수행하는 수신단의 구체적인 흐름도를 도시한다.
도 9a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합의 예를 도시한다.
도 9b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합의 예를 도시한다.
도 9c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합의 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반하여 연쇄 반전 복호(successive cancellation flip decoding)를 수행하는 수신단의 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반하여 연쇄 반전 복호를 수행하는 수신단의 구체적인 흐름도를 도시한다.
도 12a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호 수행의 예를 도시한다.
도 12b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호 수행의 예를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호에 대한 모의실험 결과를 도시한다.
도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호의 성능에 대한 모의실험 결과를 도시한다.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.

이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 순환 중복 검사(cyclic redundancy checking, CRC)를 이용한 복호화를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 극 부호(polar code)를 이용하는 무선 통신 시스템에서 송신기로부터 수신기로 전송된 신호로부터 복호된 정보 비트들에 오류가 있는지 검사하기 위해, 분산된(distributed) CRC 비트들을 이용하여 패리티 검사 행렬을 생성하고, 패리티 검사 행렬의 CRC 비트들에 기반하여 정보 비트들의 복호화를 수행하기 위한 기술을 설명한다. 또한, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 분산된 CRC 비트들에 기반하여 에러가 발생한 비트의 위치를 결정하고, 에러 비트의 위치에 기반하여 정보 비트들의 복호화를 수행하기 위한 기술을 설명한다. 본 개시의 다양한 실시 예들에서, CRC 비트들 대신 패리티(parity) 비트들이 사용될 수 있다.

이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.

또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국 110, 단말 120, 단말 130을 예시한다. 도 1은 하나의 기지국만을 도시하나, 기지국 110과 동일 또는 유사한 다른 기지국이 더 포함될 수 있다.

기지국 110은 단말들 120, 130에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국 110은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국 110은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

단말 120 및 단말 130 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국 110과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말 120 및 단말 130 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말 120 및 단말 130 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말 120 및 단말 130 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 또는 '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

기지국 110, 단말 120, 단말 130은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 기지국 110, 단말 120, 단말 130은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 즉, 기지국 110, 단말 120, 단말 130은 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 이를 위해, 기지국 110 및 단말들 120, 130은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 서빙(serving) 빔들 112, 113, 121, 131을 선택할 수 있다. 서빙 빔들 112, 113, 121, 131이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔들 112, 113, 121, 131을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다.

제1 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널의 광범위한(large-scale) 특성들이 제2 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널로부터 추정될(inferred) 수 있다면, 제1 안테나 포트 및 제2 안테나 포트는 QCL 관계에 있다고 평가될 수 있다. 예를 들어, 광범위한 특성들은 지연 스프레드(delay spread), 도플러 스프레드(doppler spread), 도플러 쉬프트(doppler shift), 평균 이득(average gain), 평균 지연(average dely), 공간적 수신 파라미터(spatial receiver parameter) 중 적어도 하나를 포함할 수 잇다.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 기지국 110의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 2를 참고하면, 기지국은 무선통신부 210, 백홀통신부 220, 저장부 230, 제어부 240를 포함한다.

무선통신부 210은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부 210은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부 210은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부 210은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.

또한, 무선통신부 210은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 이를 위해, 무선통신부 210은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부 210은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부 210은 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다.

하드웨어의 측면에서, 무선통신부 210은 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다. 디지털 유닛은 적어도 하나의 프로세서(예: DSP(digital signal processor))로 구현될 수 있다.

무선통신부 210은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부 210의 전부 또는 일부는 '송신부(transmitter)', '수신부(receiver)' 또는 '송수신부(transceiver)'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부 210에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

백홀통신부 220은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부 220은 기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

저장부 230은 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 230은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 230은 제어부 240의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부 240은 기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 240은 무선통신부 210를 통해 또는 백홀통신부 220을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 240은 저장부 230에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 240은 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 다른 구현 예에 따라, 프로토콜 스텍은 무선통신부 210에 포함될 수 있다. 이를 위해, 제어부 240은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.

다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240은 CRC 검사부 242 및 분산 CRC 기반 복호화부 244를 포함할 수 있다. CRC 검사부 242는 인터리빙(interleaving)을 통해 분산된 CRC 비트들에 대하여, 오류 검사를 수행할 수 있다. 분산 CRC 기반 복호화부 244는 분산된 CRC 비트들을 이용하여 생성된 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합에 기반하여 조기 종료를 수행할 적어도 하나의 CRC 비트를 결정하고, 결정된 적어도 하나의 CRC 비트에 기반하여 무선 통신부 210이 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 복호화하도록 제어할 수 있다. 여기서 미리 정의된 패리티 검사 행렬은 저장부 230에 저장될 수 있다. 또한, 분산 CRC 기반 복호화부 244는 분산 CRC 비트들에 기반하여 무선 통신부 210이 연쇄 반전 복호(successive cancellation flip decoding)를 수행하도록 제어할 수 있다.

여기서, CRC 검사부 242 및 분산 CRC 기반 복호화부 244는 저장부 230에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 240에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부 240를 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다.

다양한 실시 예들에 따라, 제어부 240는 분산된 CRC 비트들을 이용하여 생성된 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합에 기반하여 조기 종료를 수행할 적어도 하나의 CRC 비트를 결정하고, 결정된 적어도 하나의 CRC 비트에 기반하여 무선 통신부 210이 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 복호화하도록 제어하거나, 무선 통신부 210이 분산 CRC 비트들에 기반하여 연쇄 반전 복호를 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 240은 기지국이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 기지국 110은 송신단(transmitting node) 또는 수신단(receiving node)으로서 동작할 수 있다.

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 단말 120의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 3을 참고하면, 단말은 통신부 310, 저장부 320, 제어부 330를 포함한다.

통신부 310은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 310은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 310은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 310은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 310은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부 310은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.

통신부 310은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 310의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 310에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

저장부 320은 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 320은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 320은 제어부 330의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부 330은 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 330은 통신부 310를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 330은 저장부 320에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 330은 통신 규격에서 요구하는 프로토톨 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 330은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부 310의 일부 및 제어부 330은 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다.

다양한 실시 예들에 따라, 제어부 330은 CRC 검사부 332 및 분산 CRC 기반 복호화부 334를 포함할 수 있다. CRC 검사부 332는 인터리빙(interleaving)을 통해 분산된 CRC 비트들에 대하여, 오류 검사를 수행할 수 있다. 분산 CRC 기반 복호화부 334는 분산된 CRC 비트들을 이용하여 생성된 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합에 기반하여 조기 종료를 수행할 적어도 하나의 CRC 비트를 결정하고, 결정된 적어도 하나의 CRC 비트에 기반하여 무선 통신부 210이 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 복호화하도록 제어할 수 있다. 여기서 미리 정의된 패리티 검사 행렬은 저장부 320에 저장될 수 있다. 또한, 분산 CRC 기반 복호화부 334는 분산 CRC 비트들에 기반하여 통신부 310이 연쇄 반전 복호를 수행하도록 제어할 수 있다. 여기서, CRC 검사부 332 및 분산 CRC 기반 복호화부 334는 저장부 330에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 330에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부 230를 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다.

다양한 실시 예들에 따라, 제어부 330은 분산된 CRC 비트들을 이용하여 생성된 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합에 기반하여 조기 종료를 수행할 적어도 하나의 CRC 비트를 결정하고, 결정된 적어도 하나의 CRC 비트에 기반하여 무선 통신부 210이 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 복호화하도록 제어하거나, 통신부 310이 분산된 CRC 비트들에 기반하여 연쇄 반전 복호를 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 330은 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 단말 120은 송신단 또는 수신단으로서 동작할 수 있다.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 4는 도 2의 무선통신부 210 또는 도 3의 통신부 310의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 4는 도 2의 무선통신부 210 또는 도 3의 통신부 310의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성요소들을 예시한다.

도 4를 참고하면, 무선통신부 210 또는 통신부 310은 부호화 및 변조부 402, 디지털 빔포밍부 404, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N, 아날로그 빔포밍부 408를 포함한다.

부호화 및 변조부 402는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해, LDPC(low density parity check) 코드, 컨볼루션(convoluation) 코드, 폴라(polar) 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 부호화 및 변조부 402는 성상도 맵핑(contellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.

디지털 빔포밍부 404은 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 변조 심벌들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용되며, '프리코딩 행렬(precoding matrix)', '프리코더(precoder)' 등으로 지칭될 수 있다. 디지털 빔포밍부 404는 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.

다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N 각각은 IFFT(inverse fast fourier transform) 연산부, CP(cyclic prefix) 삽입부, DAC, 상향 변환부를 포함할 수 있다. CP 삽입부는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 위한 것으로, 다른 물리 계층 방식(예: FBMC(filter bank multi-carrier))이 적용되는 경우 제외될 수 있다. 즉, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림(stream)들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들 406-1 내지 406-N의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.

아날로그 빔포밍부 408는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부 404은 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다. 구체적으로, 다수의 송신 경로들 430-1 내지 430-N 및 안테나들 간 연결 구조에 따라, 아날로그 빔포밍부 440는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 송신 경로들 430-1 내지 430-N 각각이 하나의 안테나 어레이와 연결될 수 있다. 다른 예로, 다수의 송신 경로들 430-1 내지 430-N이 하나의 안테나 어레이와 연결될 수 있다. 또 다른 예로, 다수의 송신 경로들 430-1 내지 430-N은 적응적으로 하나의 안테나 어레이와 연결되거나, 둘 이상의 안테나 어레이들과 연결될 수 있다.

이하 설명에서, 본 개시는 부호화를 수행하는 장치를 '송신단(transmitting node)', 복호화를 수행하는 장치를 '수신단(receiving node)'로 나타낸다. 하향링크 통신의 경우, 송신단은 기지국(예: 기지국 110), 수신단은 단말(예: 단말 120 및 단말 130)이다. 상향링크 통신의 경우, 송신단은 단말(예: 단말 120, 단말 130), 수신단은 기지국(예: 기지국 110)이다.

일반적으로, 무선 통신 시스템에서, 송신단으로부터 수신단으로 전송된 신호를 복호화하는 경우, 비트에 오류가 있는지 여부를 검출하기 위해, CRC 기법을 사용할 수 있다. CRC는 에러 검출 능력이 우수한 순환 부호의 일종으로, 송신단은 정보 비트들 뒤에 미리 정의된 CRC 생성 다항식을 이용하여 CRC 비트들을 삽입한 후, 전송한다. 그리고, 수신단은 수신한 정보 비트들 및 CRC 비트들에 대해, 미리 정의된 CRC 생성 다항식을 이용하여 에러 검출을 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 일반적인 CRC 기법에 따르면, 정보 비트들로부터 얻어진 CRC 비트들은 정보 비트들 뒤에 연결하여 전송된다.

CRC 비트들이 정보 비트들의 뒤에 위치하면, 극 부호(polar code)와 같이 순차적 복호화(예: 연쇄 복호(successive cancellation decoding) 및 리스트 복호 등)를 이용하는 부호의 경우, 수신단은 최종 복호 완료 전 에러 정정을 통하여 잘못된 복호 경로를 제외할 수 없다. 따라서, 송신단이 조기 종료(early termination) 등을 위하여 인터리빙을 통해 CRC 비트들을 정보 비트들에 분산시킴으로써, 수신단의 복호 동작의 연산량이 감소될 수 있다. 여기서, 조기 종료는 수신된 정보 비트들에 대한 에러 검출 시, 다수의 리스트들 모두에 대하여 해당 CRC 비트를 이용하여 오류 발생 여부를 판단하고 모든 리스트들에 대하여 오류가 발생한 것으로 확인되는 경우 더 이상 복호를 진행하지 않고 복호가 실패한 것으로 판단하는 동작을 의미한다.

본 개시는 수신단이 복호화된 정보 비트들에 오류가 있는지 여부를 검출하기 위해, 상술한 CRC 기법을 이용하는 경우, 인터리빙을 통해 CRC 비트들을 분산 시킴으로써, 분산된 각 비트들 별로 오류를 검출하기 위한 패리티 검사 행렬 및 검사 관계식을 생성하는 기술을 제안한다. 또한, 본 개시는 분산된 CRC 비트들의 조기 종료 특성 및 각 비트들 별로 상이한 위치를 갖는 특성을 이용하여, 연쇄 반전 복호의 오류 정정 성능을 향상시키고, 연산 복잡도를 감소시키는 기술을 제안한다.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 부호화 및 복호화를 수행하는 송신단 및 수신단을 도시한다. 도 5에 도시된 송신단 및 수신단은 기지국(예: 기지국 110) 및 단말(예: 단말 120)일 수 있다. 예를 들어, 하향링크 통신의 경우, 송신단은 기지국, 수신단은 단말로 이해될 수 있다. 다른 예로, 상향링크 통신의 경우, 송신단은 단말, 수신단은 기지국으로 이해될 수 있다.

도 5를 참고하면, 송신단 510은 CRC 생성부 512, 인터리빙부 514, 서브채널 매핑 및 극 부호화부 516을 포함한다. 수신단 520은 극 복호화부 522, 역 인터리빙부 524, CRC 검출부 526를 포함한다.

CRC 생성부 512는, 정보 비트들에 연결할 CRC 비트들을 생성한다. 예를 들어, CRC 생성부 512는 전송할 정보 비트들을 미리 정의된 CRC 생성 다항식으로 나누고, 그 나머지 값을 CRC 비트들로 생성할 수 있다. 또한, CRC 생성부 512는 정보 비트들 뒤에 생성된 CRC 비트들을 연결할 수 있다. 인터리빙부 514는, 분산 CRC를 생성하기 위하여 CRC 생성 다항식의 특성을 이용하여 인터리버를 설계할 수 있다. 그리고, 인터리빙부 514는 정보 비트들 및 정보 비트들에 연결된 CRC 비트들을 설계된 인터리버로 통과시킴으로써, 정보 비트들 및 CRC 비트들을 인터리빙할 수 있다. 서브 채널 매핑 및 극 복호화부 516은 서브 채널 매핑 및 극 부호화를 수행할 수 있다. 즉, 서브 채널 매핑 및 극 복호화부 516은 인터리빙된 정보 비트들 및 CRC 비트들을 극 부호화를 통해 부호화할 수 있다.

극 복호화부 522는 부호화된 신호들을 수신하고, 부호화된 신호들을 극 복호화할 수 있다. 그리고, 역 인터리빙부 524는 복호화한 비트들을 역 인터리빙할 수 있다. CRC 검출부 526은 CRC 검출을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따라, CRC 검출부 526은 분산된 CRC 비트들의 각 비트마다 오류 검사를 수행하여 조기 종료를 수행할 수 있다. 이 경우, 각 비트마다 오류 검사를 위한 관계식이 존재하고, 이러한 관계식은 일부 정보 비트들과 이에 대응하는 CRC 비트들의 이진 합이 0이 되는 경우를 나타낼 수 있다. 상술한 관계식은 CRC 생성 다항식으로부터 도출될 수 있고, CRC 생성 다항식으로부터 생성 행렬이 결정될 수 있다. 예를 들어, 생성 행렬은 CRC 생성 다항식에 기반하여 <수학식 1>과 같이 정의될 수 있다.

<수학식 1>에서, G는 CRC 생성 다항식에 기반하여 결정된 생성 행렬, I는 단위 행렬, P는 CRC 비트 행렬을 나타낸다. 생성 행렬에 대응하는 패리티 검사 행렬은 <수학식 2>와 같이 정의될 수 있다.

<수학식 2>에서, H는 패리티 검사 행렬, P^T는 CRC 비트 행렬의 전치 행렬, I는 단위 행렬을 나타낸다. 패리티 검사 행렬 H의 각 행은 각 CRC 비트의 오류 검사 관계식을 나타낼 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 패리티 검사 행렬 H에 열 순열을 적용한 행렬의 각 행은 CRC 비트의 검사 관계식을 나타낼 수 있다.

도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 분산 CRC를 이용하여 복호를 수행하는 수신단의 흐름도를 도시한다. 도 6은 수신단의 동작으로서 기지국 110 또는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.

도 6을 참고하면, 601 단계에서, 수신단은 송신단으로부터 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 수신한다. 즉, 수신단은 송신단으로부터 인터리빙을 통해 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 수신할 수 있다. 다시 말해, 수신단은 분산된 CRC 비트들을 포함하는 비트열을 수신한다.

603 단계에서, 수신단은 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 복호한다. 다양한 실시 예들에서, 수신단은 분산된 CRC 비트들을 이용하여 생성된 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합에 기반하여 조기 종료를 수행할 적어도 하나의 CRC 비트를 결정하고, 결정된 적어도 하나의 CRC 비트에 기반하여 정보 비트들 및 CRC 비트들의 복호를 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 수신단은 분산된 CRC 비트들에 기반하여 연쇄 반전 복호를 수행할 수 있다. 이를 통해, 수신단은 조기 종료 시 연산 복잡도 및 연쇄 반전 복호의 연산 복잡도를 감소시키고, 반전 후보 비트들을 더 정확히 선택할 수 있다.

도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 분산 CRC에 기반하여 복호 시 조기 종료를 수행하는 수신단의 흐름도를 도시한다. 도 7은 수신단의 동작으로서 기지국 110 또는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.

도 7을 참고하면, 701 단계에서, 수신단은 송신단으로부터 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 수신한다. 즉, 수신단은 인터리빙을 통해 정보 비트들 및 CRC 비트들을 송신단으로부터 수신할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 수신단은 수신된 정보 비트들의 개수와 오류 검출을 위해 사용할 CRC 비트들의 개수에 기반하여 미리 정의된 CRC 생성 다항식을 통해 생성된 미리 정의된 패리티 검사 행렬을 확인할 수 있다.

703 단계에서, 수신단은 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합에 기반하여 적어도 하나의 CRC 비트를 결정한다. 예를 들면, 수신단은 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합을 통해 결정된 패리티 검사 행렬에 기반하여 조기 종료를 수행할 적어도 하나의 CRC 비트를 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 선형 결합을 통해 결정된 패리티 검사 행렬의 각 행은, CRC 비트에 대한 검사 관계식을 나타낼 수 있다. 행 단위 선형 결합을 통해 결정된 패리티 검사 행렬의 검사 관계식이 기존의 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 검사 관계식과 상이하더라도, 기존의 조기 종료 특성을 유지할 수 있으나, 기존의 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 검사 관계식과는 상이한 조기 종료 성능을 가질 수 있다. 상술한 선형 결합은 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행들 간의 비트 별 AND 연산, OR 연산, NOT 연산 및 XOR 연산 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 미리 정의된 패리티 검사 행렬 및 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행단위 선형 결합에 기반하여 결정된 패리티 검사 행렬들은 미리 생성되어 수신단의 저장부에 저장될 수 있다.

705 단계에서, 수신단은 결정된 적어도 하나의 CRC 비트에 기반하여 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들의 복호를 수행 한다. 예를 들면, 수신단은 극 부호의 각 비트들에 대응하는 LLR을 계산하여 연쇄 리스트 복호를 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 수신단은 연쇄 리스트 복호를 통해 비트들을 차례대로 복호하는 동안, 조기 종료를 수행할 CRC 비트의 차례가 되는 경우, 해당 CRC 비트에 대한 검사 관계식에 기반하여 오류 검사를 수행함으로써 조기 종료를 결정할 수 있다.

상술한 과정들을 통해, 수신단은 기존의 패리티 검사 행렬의 검사 관계식에 비하여, 다른 조기 종료 성능을 나타내는 검사 관계식들을 결정할 수 있다. 또한, 수신단은, 결정된 검사 관계식들 중에서 최적의 조기 종료 성능을 갖는 검사 관계식을 선택하여 오류 검사를 수행함으로써, 조기 종료를 결정할 수 있다.

도 8은 분산 CRC에 기반하여 복호화를 수행하는 수신단의 구체적인 흐름도를 도시한다. 도 8은 수신단의 동작으로서 기지국 110 또는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.

도 8을 참고하면, 801 단계에서 수신단은 조기 종료를 위해 검사를 수행할 CRC 비트들을 결정한다. 예를 들면, 수신단은 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합에 기반하여 결정된 패리티 검사 행렬을 이용하여 조기 종료를 수행할 적어도 하나의 CRC 비트를 결정할 수 있다.

803 단계에서, 수신단은 한 비트씩 연쇄 리스트 복호를 수행한다. 예를 들면, 수신단은 복호를 수행하고자 하는 극 부호들의 각 비트들에 대응하는 신뢰도 값을 계산하고, 연쇄 리스트 복호기에 상술한 신뢰도 값을 입력함으로써 복호를 수행할 수 있다. 여기서 신뢰도는 로그 우도 비율(log likelihood ratio, LLR) 등을 통해 표현될 수 있다.

805 단계에서, 수신단은 현재 비트가 결정된 비트인지 여부를 판단한다. 예를 들면, 수신단은 송신단으로부터 수신한 분산된 CRC 비트들을 포함하는 비트열에 대하여 차례로 연쇄 리스트 복호를 수행할 수 있고, 복호의 대상이 되는 비트가 803 단계에서 결정된 CRC 비트인지 여부를 판단할 수 있다. 현재 비트가 결정된 CRC 비트가 아닌 경우, 809 단계에서, 현재 비트가 비트열의 마지막 비트인지 확인할 수 있다. 현재 비트가 결정된 CRC 비트인 경우, 수신단은 807 단계를 수행할 수 있다.

807 단계에서, 수신단은 모든 경로에서 검사가 실패했는지 여부를 판단한다. 예를 들면, 수신단은 연쇄 리스트 복호 수행 중, 복호의 대상이 되는 비트가 결정된 CRC 비트가 되는 경우, 해당 CRC 비트에 대한 검사 관계식에 기반하여 오류 검사를 수행하여 연쇄 리스트 복호의 조기 종료를 결정할 수 있다. 수신단은 해당 CRC 비트에 대한 검사 관계식의 모든 경로에서 오류 검사가 실패하는 경우, 단계를 종료할 수 있고, 모든 경로에서 검사가 실패하지 않는 경우, 809 단계를 수행할 수 있다.

809 단계에서, 수신단은 현재 비트가 마지막 비트인지 여부를 판단한다. 예를 들면, 수신단은 송신단으로부터 수신한 분산된 CRC 비트들을 포함하는 비트열에 대하여 차례로 연쇄 리스트 복호를 수행하는 중에, 복호의 대상이 되는 비트가 조기 종료를 위하여 결정된 CRC 비트가 아닌 경우, 또는, 결정된 CRC 비트에 대한 검사 관계식의 모든 경로에서 오류 검사가 실패하는 경우, 현재 비트가 비트열의 마지막 비트에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 수신단은 현재 비트가 비트열의 마지막 비트에 해당하지 않는 경우, 803 단계를 다시 수행할 수 있고, 현재 비트가 비트열의 마지막 비트에 해당하는 경우, 단계를 종료할 수 있다.

본 개시에서, CRC 생성 다항식을 g(x)로 나타내고, K개의 정보 비트들에 대하여 nCRC개의 CRC 비트들을 발생시키는 경우, CRC 생성 행렬의 패리티 부분의 i번째 행은 x⁽ ^nCRC ^+i-1) mod g(x)의 계수들이 된다. 여기서 i는 1부터 K까지의 정수이고, CRC 생성 행렬의 행은 아래에서 위 방향으로 인덱스가 증가하는 것으로 볼 수 있다. 예를 들면, K=25, nCRC=6, g(x)=x⁶+x⁵+x³+x²+x+1이고, CRC 생성 행렬의 형태가 G=[I P]인 경우, 패리티 검사 행렬 H=[P^T I]는 이하 도 9a와 같이 나타낼 수 있다.

도 9a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합의 예를 도시한다. 도 9a를 참고하면, 패리티 검사 행렬은 25개의 정보 비트들에 대응하는 인덱스 0 내지 24의 열들 910, 6개의 CRC 비트들에 대응하는 인덱스 25 내지 30의 열들 920을 포함한다. 도 9a의 경우, CRC 비트들에 대응하는 열들은 단위 행렬의 형태를 가진다.

도 9b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합의 예를 도시한다. 도 9b는 도 9a와 같은 패리티 검사 행렬에서 인터리빙을 통해 3개의 CRC 비트들을 분산시킴으로써 생성된, 분산된 CRC 비트들을 포함하는 패리티 검사 행렬을 예시한다. 인터리빙을 통해, 도 9a의 패리티 검사 행렬에서 3개의 CRC 비트들에 대응하는 열들 921, 922, 923이 정보 비트들에 대응하는 열들 사이로 이동될 수 있다. 도 9b의 예에 따르면, 패리티 검사 행렬 내의 정보 비트들에 대응하는 열들은 3개의 CRC 비트들에 대응하는 열들 921, 922, 923에 대응하는 각 행에서 패리티 검사 행렬의 성분을 가질 수 있고, CRC 비트들에 대응하는 열들 921, 922, 923은, 상술한 성분들에 대하여만 검사 관계식을 형성하도록 분산될 수 있다.

도 9b의 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합을 통해, 도 9c와 같은 패리티 검사 행렬이 결정될 수 있다. 도 9c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합의 예를 도시한다. 여기서 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합은, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행들 간의 비트 별 논리 연산을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 비트 별 논리 연산은 비트 간 AND 연산, OR 연산, NOT 연산 및 XOR 연산 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 9c의 패리티 검사 행렬의 두 번째 행 925는 도 9b의 패리티 검사 행렬의 첫 번째 행과 두 번째 행의 AND 연산을 통해 생성될 수 있다. 또한, 도 9c의 패리티 검사 행렬의 네 번째 행 927은 도 9b의 패리티 검사 행렬의 두 번째 행과 네 번째 행의 AND 연산을 통해 생성될 수 있다. 일 실시 예에서, 도 9c의 패리티 검사 행렬의 각 행은 CRC 비트들에 대응하는 열들에 대한 검사 관계식들을 나타낸다. 일 실시 예에서, 수신단은 상술한 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합을 통해, 기존 패리티 검사 행렬과 같이 조기 종료 특성을 유지하면서도, 상이한 검사 관계식들을 생성할 수 있다. 수신단은 상이한 검사 관계식들을 통해 기존 패리티 검사 행렬을 이용한 경우와 상이한 조기 종료 성능을 얻을 수 있고, 수신단은 생성된 검사 관계식들 중 가장 좋은 조기 종료 성능을 갖는 검사 관계식을 선택할 수 있다.

일 실시 예에서, 수신단은 비트열의 CRC 비트들 모두 또는 일부를 조기 종료를 위해서 사용할 수 있다. 예를 들면, 수신단은 전체 CRC 비트들 중 일부 CRC 비트들을 조기 종료를 위해서 사용하고, 나머지는 복호 성능의 향상을 위해 경로 중단의 용도로 사용할 수 있다. 즉, 수신단은 선택된 비트들에 대해서만 검사 관계식들을 생성하고, 검사 관계식들의 변경을 통해, 기존의 패리티 검사 행렬로부터 얻어낸 인터리버를 변경시키지 않고도 향상된 조기 종료 이득을 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본원발명은 분산 CRC를 이용하여 극 부호의 복호를 조기 종료하기 위하여, 패리티 검사 행렬의 CRC 비트들에 대응하는 열들에 대한 검사 관계식들을 생성할 수 있다. 생성된 검사 관계식들은 정보 비트들에 대응하는 열들 뿐만 아니라, 각 CRC 비트에 대응하는 열들을 이용하여 생성될 수 있다. 이를 통해, 조기 종료 이득이 증가하여, 연산 복잡도가 감소될 수 있다.

다양한 실시 예들에서, 수신단은 극 부호로 부호화된 정보 비트들을 복호하기 위한 방법으로, 연쇄 반전 복호(successive cancellation flip decoding) 기법을 사용할 수 있다. 연쇄 반전 복호 기법은 기본적으로 연쇄 복호기를 그대로 이용하되, 연쇄 복호 기법보다 더 좋은 블록 오류율(block error rate, BLER) 성능을 기대할 수 있는 복호 기법이다. 다만, 연쇄 반전 복호 기법은 연쇄 복호 기법에 비하여 연산 복잡도가 높으므로, 연산에 소요되는 지연 시간이 늘어날 수 있다. 그러므로, 연쇄 반전 복호 기법은 연산 복잡도보다 블록 오류율 향상이 중요한 응용 분야에서 유용하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 5G 통신 시스템의 다수의 응용 분야들 중에서, mMTC(massive machine type communication)의 경우, 복수의 기기들 중 각각의 기기들은 매우 작은 하드웨어 복잡도를 요구한다. 이때, 연쇄 리스트 복호기의 하드웨어는 많은 메모리 및 로직(logic)들을 필요로 하므로 mMTC에 사용하기에 적절하지 않을 수 있다. 따라서, 연쇄 리스트 복호기 대신 연쇄 복호기와 동일한 하드웨어를 사용하여 복호를 수행할 수 있고, mMTC의 경우, 연산에 소요되는 지연시간은 크게 중요하지 않으므로, 연쇄 반전 복호 기법을 이용할 수 있다.

다양한 실시 예들에서, 연쇄 복호 시, 비트 오류는 하기의 두 가지 이유로 발생할 수 있다. 먼저, 수신단이 채널로부터 수신한 값이 좋지 못할 경우, 일부 정보 비트들에서 복호 오류가 발생할 수 있다. 또한, 연쇄 복호의 특성상 복호 오류 이후의 비트들에 대하여 오류 전파가 일어남으로써 오류가 발생할 수 있다. 다만, 본 개시의 비트 오류 발생 근거는 상기 두 가지 이유들로 제한되지 않으며, 다양한 실시 예들에 따라 비트 오류가 발생할 수 있다.

다양한 실시 예들에서, 연쇄 복호 시 발생하는 오류들은 하나의 채널에 기인한 오류 및 이러한 오류에 근거한 오류 전파로 구성된 오류들을 주로 포함할 수 있다. 그러므로, 수신단은 처음 오류가 발생한 지점을 신속하게 찾을 수 있는 경우, 오류 발생 지점에서 복호를 판단하기 위한 비트를 반전시키고, 나머지 비트들에 대한 연쇄 복호를 수행할 수 있다. 이 경우, 수신단은 수신한 전체 프레임에 대해, 오류 없이 정보 비트들을 복호할 수 있다. 상술한 바와 같은 아이디어에 기반하여 연쇄 반전 복호가 개발되었고, 이러한 연쇄 반전 복호를 수행하기 위해서 정보 비트들에 CRC 비트들을 연결해서 사용할 수 있다.

일반적인 연쇄 반전 복호의 절차는 하기와 같다. 첫 번째로, 수신단은 수신한 정보 비트들에 대해 일반적인 연쇄 복호를 수행할 수 있다. 두 번째로, 수신단은 정보 비트들에 연결된 CRC 비트들에 대해 오류 검사를 수행하여, 오류 검사에 성공한 경우, 복호를 정상 종료할 수 있다. 세 번째로, 수신단은 오류 검사에 실패하는 경우, 미리 정의된 기준에 따라, 첫 번째 채널에 대한 채널 기인 오류가 발생한 것으로 추정되는 정보 비트들의 후보군을 형성할 수 있다. 네 번째로, 수신단은 형성된 후보군들 내의 정보 비트들을 신뢰도 순으로 정렬할 수 있다. 이때, 정렬 과정은 미리 정의된 기준에 따라 미리 수행될 수 있다. 다섯 번째로, 수신단은 신뢰도 순으로 정렬된 후보군들 내의 정보 비트들 중에서 가장 처음 비트를 반전시킨 후, 다시 일반 연쇄 복호를 수행할 수 있다. 예를 들면, 반전은 비트 값 0을 비트 값 1로, 비트 값 1을 비트 값 0으로 변경하는 것을 나타낼 수 있다. 여섯 번째로, 수신단은 일반적인 연쇄 복호를 수행하는 경우, 정보 비트들에 대하여 연결된 CRC 비트들에 대해 오류 검사를 수행할 수 있다. 오류 검사에 성공한 경우, 복호를 정상 종료할 수 있다. 다만, 오류 검사에 실패하는 경우, 다시 후보군들 내의 정보 비트들 중 가장 처음에 위치하는 비트를 반전시킨 후, 일반적인 연쇄 복호를 수행할 수 있다. 일곱 번째로, 수신단은 후보군들 내의 모든 정보 비트들에 대하여 반전 복호를 수행하였으나, 오류 검사에 실패하는 경우, 복호 과정을 종료할 수 있다.

다양한 실시 예들에서, 수신단이 정보 비트들을 하나씩 반전시켜 최대 T번의 추가적인 연쇄 복호를 수행하는 경우, 수신단은 반전시킬 정보 비트들을 선택할 수 있다. 수신단은 반전시킬 정보 비트들을 선택하는 기준으로 복호 진행 중 로그 우도 비율(log likelihood ratio, LLR)의 절대값이 가장 작은 T개의 위치들을 선택할 수 있다. 또한, 수신단은 미리 각 비트의 위치 별로 첫 번째 채널 기인 오류가 발생하는 빈도를 측정함으로써, 채널 기인 오류가 가장 많이 발생한 T개의 위치를 결정할 수 있다. LLR을 이용하는 경우, 수신단은 연쇄 복호를 수행할 때마다 LLR 값을 기준으로 정렬할 필요가 있다. 반면, 위치 별 오류 빈도 수를 이용하는 경우, 미리 정의된 순서대로 T개의 위치들을 구성해 놓을 수 있는 장점이 있다. 그리고, 상술한 기준들을 결합하여 사용하면 각각의 기준을 적용하여 사용할 때와 비교하여, 더 좋은 성능을 얻을 수 있다.

다양한 실시 예들에서, 수신단은 연쇄 반전 복호를 수행하는 경우, 최대 T+1번의 연쇄 복호 연산을 수행할 수 있다. 수신단이 T+1번의 연쇄 복호 연산을 모두 수행하는 경우, 연산 복잡도가 높으므로, 정보 비트들의 마지막에 CRC 비트들을 연결하는 일반적인 CRC 기법 대신, 분산 CRC 기법이 이용될 수 있다. 이러한 경우, T개의 반전 후보 비트들을 형성하기 위하여, 어떠한 CRC 비트에서 오류 검사가 실패 하였는지에 대한 정보가 연쇄 반전 복호에 사용될 수 있다. 수신단은 연쇄 반전 복호 기법에서 분산 CRC를 이용함으로써, 반복되는 복호 연산의 복잡도를 감소시킬 수 있고, 기존 연쇄 반전 복호와 비교하여, 더 정확한 후보 비트들을 선택할 수 있다.

도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반하여 연쇄 반전 복호(successive cancellation flip decoding)를 수행하는 수신단의 흐름도를 도시한다. 도 10은 수신단의 동작으로서 기지국 110 또는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.

도 10을 참고하면, 1001 단계에서, 수신단은 송신단으로부터 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 수신한다. 즉, 수신단은 인터리빙을 통해 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 송신단으로부터 수신할 수 있다.

1003 단계에서, 수신단은 분산된 CRC 비트들 중 에러 비트의 위치를 결정한다. 예를 들면, 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들은 복호 시 조기 종료 특성을 가지므로, 수신단은, 조기 종료 특성을 갖는 연쇄 복호를 수행할 수 있다. 일 실시 예에서, 수신단은 분산된 CRC 비트들에 대하여 오류 검사를 수행하고, 몇 번째 CRC 비트에서 처음으로 오류 검사에 실패하였는지를 판단할 수 있다. 수신단은 오류 검사에 실패한 CRC 비트에 대응하는 미리 정의된 기준에 따라, 반전시킬 에러 비트의 위치를 결정할 수 있다.

1005 단계에서, 수신단은 에러 비트 위치에 기반하여 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들의 복호를 수행한다. 예를 들면, 수신단은 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들에 대한 연쇄 복호를 수행하는 중에, 1003 단계에서 결정된 에러 비트의 위치에서 복호를 수행하는 경우, 그러한 위치에 해당하는 비트에 대해서는 복호 결과를 반전시키고, 연쇄 복호를 계속 수행할 수 있다.

도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반하여 연쇄 반전 복호를 수행하는 수신단의 구체적인 흐름도를 도시한다. 도 11은 수신단의 동작으로서 기지국 110 또는 단말 120의 동작 방법을 예시한다.

도 11을 참고하면, 1101 단계에서, 수신단은 분산 CRC 기반 조기 종료를 수반한 연쇄 복호를 수행한다. 예를 들면, 수신단은 송신단으로부터 수신한 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들에 대하여 연쇄 복호를 수행할 수 있다. CRC 비트들은 인터리빙을 통해 분산되어 있으므로, 조기 종료 특성을 가질 수 있다. 수신단은 분산 CRC의 조기 종료 특성을 이용하여 연쇄 복호를 수행함으로써 연산량을 줄일 수 있다.

1103 단계에서, 수신단은 모든 CRC 비트들에 대하여 오류 검사가 성공했는지 여부를 판단한다. 예를 들면, 수신단은 분산 CRC의 조기 종료 특성을 이용하여 연쇄 복호를 수행하고, 모든 CRC 비트들에 대하여 오류 검사가 성공하는 경우, 단계를 종료하고, 모든 CRC 비트들에 대하여 오류 검사가 성공하지 아니하는 경우, 1105 단계를 수행할 수 있다.

1105 단계에서, 수신단은 몇 번째 CRC 비트에서 처음으로 검사에 실패했는지 여부를 확인한다. 즉, 수신단은 모든 분산된 CRC 비트들에 대하여 오류 검사가 성공하지 아니하는 경우, 오류 검사가 몇 번째 CRC 비트에서 실패하였는지를 판단할 수 있다.

1107 단계에서, 수신단은 검사에 실패한 CRC 비트에 대응하는 기준에 따라, 정보 비트의 위치를 결정한다. 예를 들면, 수신단은 오류 검사에 실패한 CRC 비트에 대응하는 미리 정의된 기준에 기반하여, T 개의 정보 비트의 위치를 결정할 수 있다. 여기서 T는 임의의 값으로, 반전 시킬 비트들의 개수를 나타낼 수 있다. 일 실시 예에서, 수신단은 연쇄 복호를 반복해서 수행하는데 사용되는 인덱스 i를 초기 값, 즉, 1로 결정할 수 있다.

1109 단계에서, 수신단은 복호 결과를 반전하여 연쇄 복호를 수행한다. 예를 들면, 수신단은 분산 CRC의 조기 종료 특성을 이용함으로써 연쇄 복호를 수행하고, 인덱스 i를 갖는 정보 비트의 순서에서는 복호 결과를 반전하여 연쇄 복호를 계속 수행할 수 있다.

1111 단계에서, 수신단은 모든 CRC 비트들의 검사가 성공했는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 수신단은 정보 비트들에 대하여 연쇄 복호를 수행하고, 모든 분산된 CRC 비트들에 대한 오류 검사의 성공 여부를 판단할 수 있다. 모든 분산된 CRC 비트들에 대한 오류 검사를 성공하지 아니하는 경우, 1113 단계에서 인덱스 i를 1만큼 증가시키고, 다시 1109 단계를 수행할 수 있다.

상술한 과정들을 통해서, 수신단은 최대 T+1번의 복호를 수행하는 경우, 각 연쇄 복호마다 분산 CRC 기반 조기 종료를 수행하여 연산량을 줄일 수 있다. 또한, 수신단은 반전시킬 T개의 정보 비트들을 결정하는 경우, 처음 연쇄 복호 시 어떠한 분산 CRC 비트의 위치에서 종료되었는지를 고려하여 연쇄 반전 복호를 수행함으로써, 오류 정정 성능을 향상시킬 수 있다.

도 12a 및 12b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호 수행의 예를 도시한다.

도 12a를 참고하면, 정보 비트들 뒤에 연결된 CRC 비트들 1201은 상술한 바와 같이, CRC 분산 기법을 통해 정보 비트들 사이로 분산될 수 있다. 정보 비트들과, 분산된 CRC 비트들 1203에 대하여, 연쇄 복호가 수행될 수 있다. 연쇄 복호 시, 채널로부터 수신한 값이 좋지 못할 경우, 비트 오류들 1205 및 1207이 발생할 수 있다. 연쇄 복호의 특성에 따라, 비트 오류들은 복호 오류가 발생한 첫 번째 에러 비트 1205와, 첫 번째 에러 비트에 대하여 에러 전파(propagation)가 발생한 두 번째 에러 비트 1207을 포함할 수 있다. 수신단은 분산된 CRC 비트들 1203에 대하여 오류 검사를 수행할 수 있다. 수신단은 분산된 CRC 비트들 1203의 전부 또는 일부에서 오류 검사를 성공 또는 실패할 수 있다. 예를 들면, 분산된 CRC 비트들 1203 중 첫 번째 CRC 비트 1209에 대해서는 오류 검사를 성공하고, 두 번째 CRC 비트 1211에 대해서는 오류 검사에 실패할 수 있다.

도 12b를 참고하면, 수신단은 제1 복호에서, 몇 번째 CRC 비트에서 처음으로 오류 검사에 실패했는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들면, 수신단은 도 12a의 분산된 CRC 비트들 중 두 번째 CRC 비트 1211에서 처음으로 오류 검사에 실패한 것을 확인할 수 있다. 그리고, 수신단은 두 번째 CRC 비트 1211에 해당하는 미리 정의된 기준에 따라 정보 비트들 1213, 1215 및 1217의 위치를 결정할 수 있다. 수신단은 정보 비트들 1213, 1215 및 1217 중에서 첫 번째 정보 비트 1213를 반전하고, 제2 복호를 수행할 수 있다. 제2 복호에서 수신단은 CRC 비트 1219에서 오류 검사가 실패한 것을 확인할 수 있다. 이 경우, 수신단은 두 번째 정보 비트 1215를 반전하고, 연쇄 복호를 계속 수행할 수 있다. 수신단은 상술한 과정을 반복하여 모든 분산된 CRC 비트들에 대하여 오류 검사가 성공했는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들면, 제4 복호에서, 수신단은 모든 분산된 CRC 비트들에 대하여 검사가 성공한 것을 확인하고 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호 동작을 종료할 수 있다.

도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호에 대한 모의실험 결과를 도시한다.

연쇄 반전 복호의 경우, 첫 번째 연쇄 복호 중 어느 CRC 비트에서 복호가 종료되었는지 여부에 따라, 반전을 위해 선택하는 비트들이 달라질 수 있다. 예를 들어, 복호를 수행하려는 부호 길이 N이 1024이고, 정보 비트의 개수 K가 138인 경우, 3GPP에서 사용되는 24비트 CRC에 대하여 각 위치 별로 첫 번째 채널 기인 오류가 발생한 횟수를 체크하여 상대 값을 취한 그래프는 도 13과 같다. 첫 번째 CRC 비트에서 오류 검사에 실패한 경우와, 네 번째 CRC 비트에서 오류 검사에 실패한 경우를 비교해 보면, 첫 번째 채널 기인 오류가 발생하는 분포가 상이한 것을 확인할 수 있다. 이러한 분포는 각 CRC 비트 별로 오류 검사의 실패가 발생했을 때, 선택하는 T개의 비트들을 차별화할 수 있고, 이를 통해, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호 기법의 오류 정정 성능이 기존 연쇄 반전 복호 기법에 비하여 더 향상될 수 있다.

도 14는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호의 성능에 대한 모의실험 결과를 도시한다.

도 14를 참고하면, 복호를 수행하려는 부호 길이 N이 1024개이고, 정보 비트의 개수 K가 138이고, 오류 검사 실패가 발생했을 때, 선택하려는 비트의 개수 T가 10인 경우, 연쇄 복호 및 기존의 연쇄 반전 복호에 비하여, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호가 블록 오류율(block error rate, BLER)이 낮은 것을 확인 할 수 있다. 이는 수신단이 분산 CRC를 이용하여 첫 번째 복호 하는 경우, 중단된 CRC 비트의 위치에 따라서 반전시킬 비트들을 선택할 수 있고, 이러한 선택이 전체 복호 성능의 향상을 가져온 것으로 해석할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에서, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합에 기반하여 결정된 패리티 검사 행렬을 이용하여 연쇄 리스트 복호를 수행할 수 있다. 예를 들면, 3GPP에서 정의된 24비트 CRC 및 대응하는 인터리버를 사용하여 CRC를 분산하는 경우에 대하여 모의실험을 수행한 결과는 <표 1>과 같다.

부호의 파라미터로서, 복호를 수행하려는 부호의 길이 N이 256이고, 정보 비트의 개수 K가 104인 경우 분산되는 CRC의 개수는 7개가 될 수 있다. 조기 종료 이득을 최대화하는 검사 관계식을 얻기 위하여, CRC 부호의 패리티 검사 행렬을 구성하고, CRC 비트들의 맨 앞 5비트에 해당하는 패리티 검사 행렬의 5개의 행들에 대하여 행 단위 선형 결합을 수행한다. 이러한 경우 총 1024개의 비체계적인 행렬들이 존재할 수 있고, 모든 행렬에 대하여 조기 종료를 수행하는 경우의 조기 종료 이득을 계산될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 하나의 분산 CRC 비트에 대한 조기 종료 이득은 해당 위치에서 복호가 조기 종료되었을 때, 아직 복호하지 않은 정보 비트의 비율로 정의될 수 있고, 모든 분산 CRC 비트에 대한 조기 종료 이득은 각 분산 CRC 비트의 조기 종료 이득의 평균으로 정의될 수 있다. 전체 조기 종료 이득은 조기 종료 율과 모든 분산 CRC 비트에 대한 조기 종료 이득의 곱으로 정의할 수 있다. 이 중 최적의 검사 관계식을 도출하여 얻어낸 조기 종료 이득은 <표 1>과 같다. <표 1>을 참고하면, 모든 SNR에 대하여 본원발명의 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 선형 결합을 통한 조기 종료 기법은 기존의 미리 정의된 패리티 검사 행렬을 통한 조기 종료 기법에 비하여 더 좋은 조기 종료 이득을 나타내고, 전체적으로 19.8%정도의 연산 복잡도가 줄어든 것을 확인할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에서, 분산 CRC에 기반한 연쇄 반전 복호를 수행하는 경우, 복호를 수행하려는 부호의 길이 N이 1024이고, 정보 비트의 개수 K가 138이고, 오류 검사 실패가 발생했을 때, 선택하려는 비트의 개수 T가 10인 경우, 3GPP에서 정의한 24비트 CRC에 대하여 본 발명의 연쇄 반전 복호 기법과 기존 연쇄 반전 복호의 성능을 비교한 모의실험 결과는 <표 2>와 같다.

<표 2>와 같은 결과를 갖는 모의 실험은 3GPP에서 정의한 극 부호 시퀀스를 이용하였고, AWGN 채널 하에서 BPSK 변조를 이용하여 진행되었다. <표 2>에서, 평균 복호 횟수는 오류 검사에 실패한 오류 프레임들에 대하여 기존 연쇄 반전 복호를 이용하는 경우, 성공할 때까지 수행하는 연쇄 복호의 총 횟수(첫 번째 복호 포함)와, 본 개시의 분산 CRC 기반 연쇄 반전 복호를 이용하는 경우, 분산 CRC에 의한 조기 종료 이득을 고려하여 수행하게 되는 연쇄 복호의 총 횟수를 포함할 수 있다. 즉, 평균 복호 횟수에서 1은 연쇄 복호 1회에 해당하는 연산량을 나타낼 수 있다. 예를 들면, SNR(Es/No) 값이 -5.5dB인 경우, 연산 복잡도가 30% 정도 감소하는 것을 볼 수 있고, 이러한 감소폭은 전체 SNR 값에 대하여 유사하게 나타난다.

상술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치 및 그 동작 방법은, 송신단으로부터 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들을 수신하고, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합에 기반하여 결정된 패리티 검사 행렬을 이용한 연쇄 리스트 복호 기법에 의하여 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들에 대한 복호를 수행하거나, 분산된 CRC 비트들을 이용하는 연쇄 반전 복호 기법에 의해 복호를 수행할 수 있다.

상술한 실시 예들에서 복호의 대상이 되는 비트들을 부호화하기 위해 극 부호가 적용될 수 있다. NR(new radio)에서 극 부호는 방송 채널(broadcast channel, BCH)에 대한 채널 코딩에 사용될 수 있고, 하향링크 제어 정보(downlink control information, DCI) 및 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)와 같은 제어 정보를 부호화하는데 사용될 수 있다. 그러므로, 본 개시에서, 수신단이 송신단으로부터 수신하는 신호들은 상술한 DCI 및 UCI와 같은 제어 정보들을 포함할 수 있다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리(random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 수신단에 의해 수행되는 방법에 있어서,
송신단으로부터 정보 비트들 및 분산된 CRC(cyclic redundancy check) 비트들을 수신하는 과정과, 상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은 상기 송신단에서 수행되는 인터리빙에 기반하여 생성되고,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들을 복호하는 과정을 포함하며,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합에 기반하여 결정된 패리티 검사 행렬을 이용한 연쇄 리스트 복호 기법에 의해 복호되거나, 또는 상기 분산된 CRC 비트들 중 하나의 CRC 비트의 복호에 대응하는 복호된 비트와 연관되는 복호 결과에 대한 반전을 이용하는 연쇄 반전 복호 기법에 의해 복호되는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합은, 상기 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행들 간의 비트 별 AND 연산, OR 연산, NOT 연산 및 XOR 연산 중 적어도 하나를 포함하는 방법
청구항 1에 있어서,
상기 미리 정의된 패리티 검사 행렬은, 상기 송신단에서 상기 분산된 CRC 비트들을 생성하기 위해 사용된 패리티 검사 행렬을 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 선형 결합을 통해 결정된 패리티 검사 행렬의 검사 관계식은, 상기 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 검사 관계식과 상이한 조기 종료 특성을 갖는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들을 복호하는 과정은,
상기 분산된 CRC 비트들 중 하나를 이용하여 복호된 비트들에 대한 오류 검사를 수행함으로써 조기 종료 여부를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 조기 종료 여부를 결정하는 과정은,
상기 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들에 대하여 연쇄 리스트 복호를 수행하는 과정과,
복수의 경로들에 대응하는 상기 분산된 CRC 비트들을 이용하여 오류 검사를 수행하는 과정과,
상기 복수의 경로들에 대해 오류가 검출되면, 조기 종료를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 조기 종료가 결정되는 경우, 상기 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들에 대하여 상기 연쇄 리스트 복호를 중단하는 과정을 더 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들을 복호하는 과정은,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들 중 하나의 비트를 복호하는 과정과,
상기 비트의 복호 결과에 기반하여 다음 비트를 연쇄적으로 복호하는 과정과,
상기 다음 비트가 상기 분산된 CRC 비트들 중 하나의 CRC 비트이면, 상기 분산된 CRC 비트들 중 하나의 CRC 비트에 대응하는 적어도 하나의 복호된 비트 중 하나의 복호 결과를 반전하는 과정과,
상기 반전된 복호 결과에 기반하여 연쇄적 복호를 수행하는 과정을 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은, 극 부호(polar code)로 부호화된 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은, 하향링크 제어 정보 또는 상향링크 제어 정보를 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 수신단에 있어서,
송수신기와,
상기 송수신기와 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
송신단으로부터 정보 비트들 및 분산된 CRC(cyclic redundancy check) 비트들을 수신하고, 상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은 상기 송신단에서 수행되는 인터리빙에 기반하여 생성되고,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들을 복호하도록 설정되고,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은, 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합에 기반하여 결정된 패리티 검사 행렬을 이용한 연쇄 리스트 복호 기법에 의해 복호되거나, 또는 상기 분산된 CRC 비트들 중 하나의 CRC 비트의 복호에 대응하는 복호된 비트와 연관되는 복호 결과에 대한 반전을 이용하는 연쇄 반전 복호 기법에 의해 복호되는 수신단.
청구항 11에 있어서,
상기 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행 단위 선형 결합은, 상기 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 행들 간의 비트 별 AND 연산, OR 연산, NOT 연산 및 XOR 연산 중 적어도 하나를 포함하는 수신단.
청구항 11에 있어서,
상기 미리 정의된 패리티 검사 행렬은, 상기 송신단에서 상기 분산된 CRC 비트들을 생성하기 위해 사용된 패리티 검사 행렬을 포함하는 수신단.
청구항 11에 있어서,
상기 선형 결합을 통해 결정된 패리티 검사 행렬의 검사 관계식은, 상기 미리 정의된 패리티 검사 행렬의 검사 관계식과 상이한 조기 종료 특성을 갖는 수신단.
청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 분산된 CRC 비트들 중 하나를 이용하여 복호된 비트들에 대한 오류 검사를 수행함으로써 조기 종료 여부를 결정하도록 설정되는 수신단.
청구항 15에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들에 대하여 연쇄 리스트 복호를 수행하고,
복수의 경로들에 대응하는 상기 분산된 CRC 비트들을 이용하여 오류 검사를 수행하고,
상기 복수의 경로들에 대해 오류가 검출되면, 조기 종료를 결정하도록 설정되는 수신단.
청구항 16에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 조기 종료가 결정되는 경우, 상기 정보 비트들 및 분산된 CRC 비트들에 대하여 상기 연쇄 리스트 복호를 중단하도록 설정되는 수신단.
청구항 11에 있어서,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들 중 하나의 비트를 복호하고,
상기 비트의 복호 결과에 기반하여 다음 비트를 연쇄적으로 복호하고,
상기 다음 비트가 상기 분산된 CRC 비트들 중 하나의 CRC 비트이면, 상기 분산된 CRC 비트들 중 하나의 CRC 비트에 대응하는 적어도 하나의 복호된 비트 중 하나의 복호 결과를 반전하고,
상기 반전된 복호 결과에 기반하여 연쇄적 복호를 수행하도록 설정되는 수신단.
청구항 11에 있어서,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은, 극 부호(polar code)로 부호화된 수신단.
청구항 11에 있어서,
상기 정보 비트들 및 상기 분산된 CRC 비트들은, 하향링크 제어 정보 또는 상향링크 제어 정보를 포함하는 수신단.