KR20070046476A

KR20070046476A - 반복 축적 타입-저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20070046476A
Application number: KR1020050103228A
Authority: KR
Inventors: 홍송남; 주판유; 손중제; 조재원; 임형규; 손영문; 이성진; 이미현; 강현정; 김영호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-05-03
Also published as: US7954041B2; KR100966043B1; US20070113147A1

Abstract

본 발명은 정보 비트들을 포함하는 정보 파트와, 패리티 비트들을 포함하는 패리티 파트를 포함하는 반복 축적(RA: Repeat Accumulate) 타입(type)-저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호를 사용하는 통신 시스템에서, 송신하고자 하는 정보어를 미리 설정되어 있는 부호화율에 상응하게 부호화하여 RT-LDPC 부호어로 생성하고; 상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest) 방식이 중복분 증가(IR: Incremental Redundancy) 방식일 경우 적용할 천공 패턴과, 상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 HARQ 방식이 부분 체이스 컴바이닝(partial Chase Combining) 방식일 경우 적용할 추가 패턴을 생성하고; 현재 사용해야하는 HARQ 방식이 IR 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 천공 패턴을 적용하여 신호를 송신하고, 현재 사용해야하는 HARQ 방식이 partial CC 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 추가 패턴을 적용하여 신호를 송신한다.

천공 패턴, 추가 패턴, RT-LDPC, partial IR 방식, IR 방식, partial CC 방 식

Description

반복 축적 타입-저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM USING REPEAT ACCUMULATE TYPE-LOW DENSITY PARITY CHECK CODES}

도 1은 일반적인 통신 시스템에서 Type-I HARQ 방식에 따른 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 도면

도 2는 일반적인 통신 시스템에서 Type-II HARQ 방식에 따른 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 도면

도 3은 일반적인 RT-LDPC 부호의 Tanner 그래프를 개략적으로 도시한 도면

도 4는 일반적인 통신 시스템에서 Partial IR 방식에 따른 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 도면

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 천공 패턴을 적용할 경우의 패리티 비트 치환 동작을 개략적으로 도시한 도면

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 설계 기준을 만족시키는 천공 패턴을 생성하는 동작을 개략적으로 도시한 도면

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 설계 기준을 만족시키는 추가 패턴을 생성하는 동작을 개략적으로 도시한 도면

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 partial IR 방식을 사용할 경우의 추가 패턴에 따른 신호 재송신 동작을 개략적으로 도시한 도면

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 천공 패턴과 추가 패턴을 사용하여 Partial IR 방식을 지원하기 위한 신호 송신 동작을 도시한 순서도

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 송신기 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 수신기 구조를 개략적으로 도시한 도면

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 partial IR 방식을 사용할 경우의 성능을 도시한 그래프

본 발명은 반복 축적(RA: Repeat Accumulate, 이하 'RA'라 칭하기로 한다) 타입(type)-저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭하기로 한다)(이하, 'RT-LDPC'라 칭하기로 한다) 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 부분(partial) 중복분 증가(IR: Incremental Redundancy, 이하 'IR'이라 칭하기로 한다)(이하, 'partial IR'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

통신에서 가장 근본적인 문제는 채널(channel)을 통하여 얼마나 효율적이고 신뢰성 있게(reliably) 데이터(data)를 송신할 수 있느냐 하는 것이다. 최근에 활발하게 연구되고 있는 차세대 멀티미디어 이동 통신 시스템에서는 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 대용량 데이터를 처리하고 송신할 수 있도록 요구됨에 따라 적절한 채널 부호화 방식을 사용하여 시스템 효율을 증가시키는 것이 필수적이다.

그런데, 데이터를 송신할 때 채널의 상황에 따라 잡음, 간섭 그리고 페이딩(fading) 등으로 인한 불가피한 오류가 발생하여 정보의 손실이 생긴다. 일반적으로 이러한 정보의 손실을 감소시키기 위해 채널의 특성에 따라 다양한 오류 제어 방식(error-control scheme)들을 이용하여 시스템의 신뢰도를 증가시킨다. 이러한 오류 제어 방식들 중 가장 기본적인 방식은 오류 정정 부호(error-correcting code)를 사용하는 방식이다. 이하, 설명의 편의상 상기 오류 정정 부호를 사용하는 방식을 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction, 이하 'FEC'라 칭하기로 한다) 방식이라 칭하기로 한다. 상기 오류 정정 부호의 대표적인 부호들로는 터보 부호(turbo code)와 LDPC 부호 등이 있다.

한편, 상기 오류 제어 방식에는 상기 FEC 방식 이외에도 자동 재송신 요구(ARQ: Automatic Retransmission reQuest, 이하 'ARQ'라 칭하기로 한다) 방식이 존 재하며, 상기 ARQ 방식은 비교적 간단한 구조를 가지고서도 비교적 높은 시스템 신뢰도를 획득할 수 있는 방식이다. 상기에서 설명한 FEC 방식은 오류 정정 능력을 가진 부호를 사용하여 수신된 정보의 오류를 정정하는 방식으로서, 상기 FEC 방식은 수신기가 상기 송신기에서 송신한 정보가 성공적으로 수신되었는지 여부를 상기 송신기로 송신하기 위한 피드백(feedback) 채널이 존재하지 않는 경우 사용되는 방식이다.

그런데, 상기 FEC 방식을 사용할 경우에는 상기 피드백 채널이 존재하지 않기 때문에 수신기에서 수신 정보의 오류 정정에 실패할 경우 오류가 정정되지 않은 데이터가 그대로 전달되어 성능이 저하된다. 이와는 달리, 상기 ARQ 방식은 오류 검출(error detection) 능력이 뛰어난 CRC(Cyclic Redundancy Check) 부호 등을 사용하여 수신기가 수신 정보에 오류가 발생하였음을 검출하면 송신기로 상기 오류가 발생한 정보에 대한 재송신을 요구하는 방식이다.

또한, 상기 ARQ 방식과 FEC 방식의 장점을 결합한 새로운 오류 제어 방식인 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식이 제안되었다. 상기 HARQ 방식은 FEC 방식을 사용하여 비교적 자주 발생하는 오류 패턴을 정정함으로써 재송신 횟수를 줄이는 방식으로서, 상기 HARQ 방식은 2가지 타입(type), 즉 제1타입(Type-I, 이하 'Type-I'라 칭하기로 한다)과 제2타입(Type-II, 이하 'Type-II'라 칭하기로 한다)의 2가지 타입들로 분류된다. 그러면 여기서 상기 HARQ 방식의 2가지 타입들에 대해서 설명하기로 한다.

첫 번째로, 도 1을 참조하여 상기 Type-I HARQ 방식에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 1은 일반적인 통신 시스템에서 Type-I HARQ 방식에 따른 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 1을 설명하기에 앞서, 상기 Type-I HARQ 방식은 체이스 컴바이닝(CC: Chase Combining, 이하 'CC'라 칭하기로 한다) 방식이라고도 불리우며, 송신기가 초기 송신(initial transmission)과 재송신시(retransmission)에 동일한 포맷의 신호를 송신하고, 수신기가 상기 송신기가 상기 초기 송신과 재송신시 송신한 신호를 수신하여 소프트 컴바이닝(soft combining)한 후 복호하는 방식이다. 여기서, 상기 Type-I HARQ 방식에서 송신기는 초기 송신 및 재송신 모두 부호어(codeword) 전체를 송신하며, 상기 부호어는 채널 부호(channel code), 일 예로 오류 정정 부호로 부호화된 부호어이며, 정보어, 즉 정보 비트 스트림(information bit stream)에 상응하는 정보 파트(information part)와 패리티(parity), 즉 패리티 비트 스트림(parity bit stream)에 상응하는 패리티 파트(parity part)로 구성된다.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 여기서, 상기 초기 송신은 첫 번째 송신인 제1송신을 나타내며, 상기 재송신은 두 번째 송신인 제2송신을 포함한 그 이후의 송신들을 나타낸다.

상기 도 1을 참조하면, 먼저 상기 Type-I HARQ 방식을 사용할 경우 송신기는 초기 송신과 재송신시에 동일한 포맷의 신호를 송신한다. 상기 송신기는 수신기에 서 오류 발생으로 인해 상기 송신기가 초기 송신한 신호를 정상적으로 수신하지 못했을 경우, 즉 상기 초기 송신한 신호에 대한 재송신 요구를 검출하였을 경우 상기 초기 송신시에 송신한 신호와 동일한 포맷의 신호를 상기 수신기로 재송신한다.

한편, 상기 수신기는 상기 송신기의 초기 송신에 따라 신호를 수신하면, 상기 수신한 신호를 복호하여 CRC(Cyclic Redundancy Check) 부호 검사 방식 등을 사용하여 그 오류 발생 여부를 확인하고, 상기 수신 신호에 오류가 발생하였을 경우 상기 수신 신호를 버퍼링(buffering)한다. 이후, 상기 송신기로 상기 송신기가 초기 송신한 신호에 오류가 발생하였음을 나타내는 NAK 정보를 송신하여 해당 신호의 재송신을 요구한다. 그리고 나서, 상기 수신기는 상기 재송신 요구에 상응하여 상기 송신기로부터 수신되는 신호를 상기 버퍼링되어 있는 신호와 소프트 컴바이닝한 후 복호한다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 Type-I HARQ 방식을 사용할 경우에는 초기 송신 및 재송신시 모두 동일한 신호, 즉 부호어 전체를 송신함으로써 재송신에 따른 부호화 이득(coding gain)은 존재하지 않으며, 다만 채널 상태에 따른 수신 이득만 존재하게 된다.

두 번째로, 도 2를 참조하여 상기 Type-II HARQ 방식에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 2는 일반적인 통신 시스템에서 Type-II HARQ 방식에 따른 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 2를 설명하기에 앞서, 상기 Type-II HARQ 방식은 IR 방식이라고도 불리우며, 송신기는 초기 송신과 재송신시에 상이한 포맷의 신호를 송신하고, 수신기는 상기 송신기가 상기 초기 송신과 재송신시 송신한 신호를 부호 컴바이닝(code combining)한 후 복호하는 방식이다. 또한, 상기 Type-II HARQ 방식은 현재 제안되어 있는 HARQ 방식들중 최대 처리량(throughput)을 제공한다. 상기 Type-II HARQ 방식을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 여기서, 상기 초기 송신은 첫 번째 송신인 제1송신을 나타내며, 상기 재송신은 두 번째 전송인 제2송신을 포함한 그 이후의 송신들을 나타낸다.

상기 도 2를 참조하면, 먼저 상기 Type-II HARQ 방식을 사용할 경우, 송신기는 초기 송신과 재송신시에 상이한 포맷의 신호를 송신한다. 즉, 상기 송신기는 초기 송신한 신호를 수신기에서 오류 발생으로 인해 정상적으로 수신하지 못했을 경우, 즉 상기 초기 송신한 신호에 대한 재송신 요구를 검출하였을 경우 상기 초기 송신시에 송신한 신호와 상이한 신호를 상기 수신기로 송신한다. 여기서, 상기 송신기가 초기 송신시 송신하는 신호는 미리 생성되어 있는 부호어중 정보 파트와 패리티 파트내 일부 패리티 비트 스트림이며, 상기 송신기가 재송신시 송신하는 신호는 상기 패리티 파트내 상기 초기 송신시 송신한 패리티 비트 스트림을 제외한 나머지 패리티 비트 스트림중 일부의 패리티 비트 스트림이다.

한편, 수신기는 상기 송신기의 초기 송신에 따라 신호를 수신하면, 상기 수신 신호를 복호하여 그 오류 발생 여부를 확인하고, 상기 수신 신호에 오류가 발생하였을 경우 상기 수신 신호를 버퍼링한다. 이후, 상기 수신기는 상기 송신기로 상기 송신기가 초기 송신한 신호의 비정상 수신을 나타내는 NAK 정보를 전송하여 해 당 신호의 재송신을 요구한다. 그리고 나서, 상기 수신기는 상기 재송신 요구에 상응하여 상기 송신기로부터 재송신되는 신호를 상기 송신기가 초기 송신한 신호와 부호 컴바이닝한 후 복호한다.

상기 Type-II HARQ 방식을 사용할 경우에는 상기 수신기는 상기 송신기에서 초기 송신시 송신한 신호와 재송신시 송신한 신호를 부호 컴바이닝한 후 복호함으로써 부호화 이득을 갖게 된다. 즉, 상기 Type-II HARQ 방식을 사용할 경우 상기 수신기는 상기 송신기의 재송신에 따른 신호를 수신하게 되면 상기 송신기의 초기 송신에 따라 수신한 신호, 즉 정보 비트 스트림과 일부 패리티 비트 스트림에 추가적인 새로운 패리티 비트 스트림을 부호 컴바이닝하여 복호하게 되므로 초기 송신시보다 더 낮은 부호화율로 신호를 복호하게 되어 부호화 이득을 획득할 수 있게 되는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 Type-II HARQ 방식을 사용할 경우 그 성능에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 부호어 자체로서, 우수한 가변 부호화율(coding rate)을 지원하는 부호(rate-compatible code)를 설계하는 것이 상기 Type-II HARQ 방식의 효율성을 증가시키는 중요한 요소로 작용하게 된다.

한편, 일반적으로 LDPC 부호는 검사 노드(check node)의 차수(degree)와 변수 노드(variable node)의 차수에 의해서 정의되며, 일반적으로 부호화율이 낮을수록 검사 노드의 차수는 감소하고 변수 노드의 차수는 증가한다. 그러나, 실제 통신 시스템에서는 부호화 및 복호를 고속으로 처리하기 위해서 LDPC 부호의 구조가 제한된다. 즉, 실제 통신 시스템에서는 최대 변수 노드의 차수는 고속 복호를 위해 제한되고, 최소 검사 노드의 차수는 고속 부호화를 위해 구조화된(structured) LDPC 부호, 즉 RT-LDPC 부호의 구조에 의해 제한된다.

상기 RT-LDPC 부호로는 RA 부호와, 연접 Zigzag(CZZ: Concatenated Zigzag, 이하 'CZZ'라 칭하기로 한다) 부호와, 불균일 RA(IRA: Irregular Repeat Accumulate, 이하 'IRA'라 칭하기로 한다) 부호와, 불균일 CZZ(ICZZ: Irregular Concatenated Zigzag, 이하 'ICZZ'라 칭하기로 한다) 부호와, 블록 LDPC(B-LDPC : Block-type LDPC, 이하 'B-LDPC'라 칭하기로 한다) 부호 등이 존재한다. 그러면 여기서 도 3을 참조하여 RT-LDPC 부호의 Tanner 그래프에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 3은 일반적인 RT-LDPC 부호의 Tanner 그래프를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 고속 부호화를 위한 구조화된 LDPC 부호, 즉 RT-LDPC 부호의 Tanner 그래프는 1개의 검사 노드마다 반드시 2개의 패리티 노드(parity node)들이 연결되어 있는 형태를 나타내므로, 상기 RT-LDPC 부호에서 지원 가능한 부호화율 역시 제한된다. 일 예로, 최대 변수 노드의 차수가 7 미만의 값으로 제한되어 있다고 가정하면, 상기 RT-LDPC 부호에서 지원 가능한 최소 부호화율은 1/7이 된다. 이는 모든 정보 노드(information node)들이 변수 노드로 차수 6을 갖는 균일 LDPC 부호에 해당하는 부호화율이다. 그러나, 상기 RT-LDPC 부호의 성능을 향상시키기 위해서 불균일 LDPC 부호를 생성할 경우에는 그 부호화율이 1/7을 초과하게 된다. 따라서, 변수 노드 차수가 6으로 제한될 경우 상기 불균일 LDPC 부호에서 지원 가능한 최소 부호화율은 1/5 ~ 1/6 정도가 된다.

일반적으로, 실제 통신 시스템에서는 변수 노드의 차수가 7 미만, 즉 6으로 제한되는 경우가 많은데, 이렇게 변수 노드 차수가 6으로 제한될 경우 상기 불균일 LDPC 부호에서 지원 가능한 최소 부호화율은 1/5 ~ 1/6 정도가 되므로 상기 Type-II HARQ 방식을 사용한다고 하더라도 지원 가능한 최소 부호화율은 1/5 ~ 1/6 정도가 된다. 그러나, 실제 통신 시스템에서는 페이딩(fading) 등으로 인해 채널 상태가 열악할 경우 상기 1/5 ~ 1/6 정도보다 더 낮은 부호화율이 필요로되는 경우가 발생할 수 있다.

이렇게, 1/5 ~ 1/6 보다 더 낮은 부호화율을 지원하는 RT-LDPC 부호를 필요하게되는 경우가 발생하게 되고, 이 경우에는 부분 CC(이하, 'Partial CC'라 칭하기로 한다) 방식을 사용해야만 한다. 여기서, 상기 Partial CC 방식은 상기 CC 방식처럼 초기 송신시 송신되는 신호와 동일한 포맷의 신호가 재송신되는 방식이 아니라 상기 초기 송신시 송신된 신호중 일부의 신호만 재송신되는 방식을 나타낸다.

따라서, 1개의 RT-LDPC 부호를 사용하여 높은 부호화율부터 낮은 부호화율까지 지원하기 위해서는 상기 IR 방식과 Partial CC 방식을 결합한 Partial IR 방식을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 그러면 여기서 도 4를 참조하여 상기 Partial IR 방식에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 4는 일반적인 통신 시스템에서 Partial IR 방식에 따른 신호 송신 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 Partial IR 방식은 상기에서 설명한 바와 같이 상기 통신 시스템에서 지원 가능한 최대 부호화율부터 최소 부호화율까지는 IR 방 식을 사용하고, 상기 최소 부호화율 보다 더 낮은 부호화율을 지원해야할 경우는 Partial CC 방식을 사용하는 방식이다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 partial IR 방식 역시 상기 IR 방식을 사용하므로 그 성능을 향상시키기 위해서는 부호어로 우수한 가변 부호화율을 지원하는 부호어를 설계하는 것이 가장 중요한 요소로 작용하게 된다. 특히, RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서는 상기 가변 부호화율을 지원하는 부호어, 즉 가변 부호화율을 지원하는 RT-LDPC 부호어를 설계하는 것이 굉장히 중요하게 된다. 따라서, partial IR 방식을 사용하는 통신 시스템에서 그 성능을 향상시키기 위해 가변 부호화율을 지원하는 RT-LDPC 부호어를 효율적으로 송수신하는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 partial IR 방식을 사용하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 partial IR 방식을 사용함에 있어 수신 성능을 최대화시키는 천공 패턴과 수신 패턴을 사용하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 정보 비트들을 포함하는 정보 파트와, 패리티 비트들을 포함하는 패리티 파트를 포함하는 반복 축적(RA: Repeat Accumulate) 타입(type)-저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check)(RT-LDPC) 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치에 있어서, 송신하고자 하는 정보어를 미리 설정되어 있는 부호화율에 상응하게 부호화하여 RT-LDPC 부호어로 생성하는 RT-LDPC 부호화기와, 상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest) 방식이 중복분 증가(IR: Incremental Redundancy) 방식일 경우 적용할 천공 패턴과, 상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 HARQ 방식이 부분 체이스 컴바이닝(partial Chase Combining) 방식일 경우 적용할 추가 패턴을 생성하고; 현재 사용해야하는 HARQ 방식이 IR 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 천공 패턴을 적용하여 신호를 송신하도록 제어하고; 현재 사용해야하는 HARQ 방식이 partial CC 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 추가 패턴을 적용하여 신호를 송신하도록 제어하는 제어기와, 상기 제어기의 제어에 따라 상기 RT-LDPC 부호어에서 송신할 비트들을 결정하는 송신 비트 결정기와, 상기 송신 비트 결정기에서 결정한 송신 비트들을 송신하는 송신 처리기를 포함함을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 정보 비트들을 포함하는 정보 파트와, 패리티 비트들을 포함하는 패리티 파트를 포함하는 반복 축적(RA: Repeat Accumulate) 타입(type)-저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check)(RT-LDPC) 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법에 있어서, 송신하고자 하는 정보어를 미리 설정되어 있는 부호화율에 상응하게 부호화하여 RT-LDPC 부호어로 생성하는 과정과, 상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest) 방식이 중복분 증가(IR: Incremental Redundancy) 방식일 경우 적용할 천공 패턴과, 상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 HARQ 방식이 부분 체이스 컴바이닝(partial Chase Combining) 방식일 경우 적용할 추가 패턴을 생성하는 과정과, 현재 사용해야하는 HARQ 방식이 IR 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 천공 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정과, 현재 사용해야하는 HARQ 방식이 partial CC 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 추가 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭하기로 한다) 부호, 일 예로 구조화된(structured) LDPC 부호, 즉 반복 축적(RA: Repeat Accumulate, 이하 'RA'라 칭하기로 한다) 타입(type)-LDPC(이하, 'RT-LDPC'라 칭하기로 한다) 부호를 사용하는 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법을 제안한다. 본 발명은 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식으로 부분(partial) 중복분 증가(IR: Incremental Redundancy, 이 하 'IR'이라 칭하기로 한다)(이하, 'partial IR'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용할 경우의 신호 송수신 장치 및 방법을 제안한다.

특히, 본 발명은 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 상기 partial IR 방식을 사용함에 있어 해당 부호화율(coding rate)을 지원하기 위해 IR 방식을 사용할 경우 RT-LDPC 부호어(codeword)에 적용할 천공(puncturing) 패턴(pattern)과, 부분 체이스 컴바이닝(patial Chase Combining, 이하 'partial CC'라 칭하기로 한다) 방식을 사용할 경우 상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 추가 패턴을 추가 패턴을 제안하여 가변 부호화율을 지원하면서도 수신 성능을 향상시키는 신호 송수신 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명에서는 상기 통신 시스템이 RT-LDPC 부호를 사용하는 경우를 일 예로 하여 설명하지만, 본 발명에서 제안하는 신호 송수신 장치 및 방법은 상기 RT-LDPC 부호를 사용하는 경우에만 한정되는 것이 아님은 물론이다.

먼저, 상기 partial IR 방식은 IR 방식과 partial CC 방식을 결합한 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식으로서 1개의 부호어를 사용하여 높은 부호화율부터 낮은 부호화율까지 지원하는 방식이다. 즉, 상기 Partial IR 방식은 상기 통신 시스템에서 지원 가능한 최대 부호화율부터 지원 가능한 최소 부호화율까지는 IR 방식을 사용하고, 상기 최소 부호화율 보다 더 낮은 부호화율을 지원해야할 경우는 상기 Partial CC 방식을 사용하는 방식이다. 이렇게, 상기 partial IR 방식을 지원하기 위해서는 생성된 부호어, 즉 모 부호어(parent codeword)에서 해당 부호화율에 상응하는 부호 화 심벌(coded symbol)을 선택하여 송신하면 된다. 본 발명에서는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템을 일 예로 하여 설명하므로, 상기 모 부호어는 RT-LDPC 부호어가 된다.

그런데, 상기 모 부호어, 즉 RT-LDPC 부호어에서 해당 부호화율에 상응하는 부호화 심볼을 선택하는 경우, 상기 부호화 심볼을 어떻게 선택하여 송신하는지에 따라 그 수신 성능이 크게 좌우된다. 따라서, 본 발명에서는 가변 부호화율을 지원하면서도 수신기의 수신 성능을 향상시키기 위해서, 상기 IR 방식을 사용할 경우 RT-LDPC 부호어에서 해당 부호화율에 따라 천공해야하는 패리티(parity) 비트들을 선택하기 위한 패턴인 천공 패턴과, 상기 Partial CC 방식을 사용할 경우 RT-LDPC 부호어에서 해당 부호화율에 따라 추가적으로 송신해야만 하는 패리티 비트들을 선택하기 위한 패턴인 추가 패턴을 제안한다. 그러면 여기서 상기 천공 패턴과 추가 패턴에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저. 상기 RT-LDPC 부호어는 정보어, 즉 정보 비트 스트림(information bit stream)에 상응하는 정보 파트(information part)와 패리티, 즉 패리티 비트 스트림(parity bit stream)에 상응하는 패리티 파트(parity part)로 구성된다. 상기 IR 방식을 사용할 경우 송신기는 상기 RT-LDPC 부호어에서 해당 부호화율에 상응하게 패리티 파트내 패리티 비트(parity bit)들을 천공하여 송신하면 된다. 그런데, 상기 패리티 비트들을 천공하는 동작은 실제 상기 패리티 파트내 모든 패리티 패턴들을 상기 천공 패턴에 상응하게 치환(permutation)한 후 해당 부호화율에 상응하게 상기 치환한 패리티 비트들을 순차적으로 송신하는 동작과 동일하게 된다. 따라서, 본 발명에서 제안하는 천공 패턴은 상기 패리티 비트들을 천공하는 동작 자체를 위한 패턴이 아니라 실제 천공 동작과 동일한 효과를 가지도록 치환하는 패턴임에 유의하여야만 한다. 또한, 상기 Partial CC 방식을 사용할 경우 송신기는 상기 RT-LDPC 부호어에서 해당 부호화율에 상응하게 패리티 파트내 패리티 비트들을 선택하여 추가적으로 송신하면 된다. 이 경우 역시 상기 실제 상기 패리티 파트내 모든 패리티 패턴들을 상기 추가 패턴에 상응하게 치환한 후 해당 부호화율에 상응하게 상기 치환한 패리티 비트들을 순차적으로 송신하면 된다.

또한, 본 발명에서 제안하는 천공 패턴 및 추가 패턴은 상기 패리티 파트내 패리티 비트들을 미리 설정된 개수씩 그룹핑하여 생성된 그룹들을 치환하는 패턴으로서, 상기 천공 패턴 및 추가 패턴을 적용하게 되는 패리티 비트들은 상기 그룹 단위로 치환된다. 상기 천공 패턴 및 추가 패턴에 따른 그룹 단위의 패리티 비트들 치환 동작을 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.

상기 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 천공 패턴을 적용할 경우의 패리티 비트 치환 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 5를 설명하기에 앞서, 먼저 상기 통신 시스템에서 송신하고자 하는 정보어가 발생되면, 상기 정보어는 부호화되어 모 부호어, 즉 RT-LDPC 부호어로 생성된다. 상기 RT-LDPC 부호어는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 정보어에 상응하는 정보 파트와 패리티에 상응하는 패리티 파트로 구성된다. 상기 도 5에는 상기 RT-LDPC 부호어의 패리티 파트만이 도시되어 있으며, 상기 패리티 파트를 구성하는 패리티 비트들은 총 24개의 그룹(group)들로 구성된다. 여기서, 상기 그룹들 각각은 총 L개의 패리티 비트들로 구성된다. 상기에서 설명한 바와 같이 상기 partial IR 방식을 사용할 경우 IR 방식을 사용하게 되면 상기 천공 패턴에 상응하게 상기 그룹들을 치환하여 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 패리티 비트들을 송신하면 되고, 상기 partial CC 방식을 사용하게 되면 상기 추가 패턴에 상응하게 상기 그룹들을 치환하여 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 패리티 비트들을 송신하면 된다.

상기 도 5에는 상기 천공 패턴을 적용할 경우의 상기 그룹들 치환 동작이 도시되어 있으며, 따라서 초기 송신(initial transmission), 즉 제1송신과 재송신(retransmission)인 두 번째 송신, 즉 제2송신시 도시한 바와 같이 패리티 비트들을 순차적으로 송신하면 된다. 상기 초기 송신시에는 상기 패리티 비트들 뿐만 아니라 정보 비트(information bit)들 역시 송신됨은 물론이다. 여기서, 상기 초기 송신은 첫 번째 송신인 제1송신을 나타내며, 상기 재송신은 두 번째 송신인 제2송신을 포함한 그 이후의 송신들을 나타낸다. 또한, 별도로 도시하지는 않았으나 상기 추가 패턴을 적용할 경우의 상기 그룹들 치환 동작 역시 상기 천공 패턴을 적용할 경우의 상기 그룹들 치환 동작과 동일하다.

그러면 여기서 상기 천공 패턴과 추가 패턴을 생성하는 동작에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 상기 천공 패턴과 추가 패턴은 하기 설계 기준(design criterion)을 만족시키는 패턴으로 생성되며, 상기 설계 기준은 밀도 진화(density evolution) 방식에 의해 생성된다. 여기서, 상기 밀도 진화 방식 자체는 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 설계 기준에 대해서 설명하면 다음과 같다.

<설계 기준>

검사 노드(check node)로부터 정보 노드(information node)로 전달되는 메시지가 가능한 균일한 값이 되도록 천공 패턴과 추가 패턴을 생성한다.

상기 설계 기준을 만족하는 천공 패턴과 추가 패턴은 상기 밀도 진화 방식에 의해 검출되며, 이는 상기 RT-LDPC 부호의 구조에 따라 상이하게 생성된다. 그러면 여기서 도 6을 참조하여 상기 설계 기준을 만족시키는 천공 패턴을 생성하는 동작에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 설계 기준을 만족시키는 천공 패턴을 생성하는 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 6을 설명하기에 앞서, 상기 설계 기준을 만족시키기 위해서는 상기 RT-LDPC 부호어의 천공되기 이전의 패리티 비트들이 가능한한 일정한 거리를 두고 배치되도록 천공 패턴을 결정해야만 한다. 상기 도 6을 참조하면, 도시되어 있는 검은색 원은 상기 RT-LDPC 부호어에서 천공되지 않은 패리티 비트들을 나타내고, 흰색원은 상기 RT-LDPC 부호어에서 천공된 패리티 비트들을 나타낸다.

상기 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 가장 윗줄의 패턴이 가장 일정한 간격으로 상기 RT-LDPC 부호어에서 천공되지 않은 패리티 비트들이 배치되고 있다. 따라서, 실제 시뮬레이션(simulation) 및 밀도 진화 방식을 통해 성능을 분석할 경우 상기 도 6에 도시되어 있는 4개의 패턴들중 가장 윗줄의 패턴이 가장 좋은 성능을 나타내고, 아래줄로 내려갈수록 그 성능이 저하됨을 알 수 있다. 이는 상기 설계 기준에서 설명한 바와 같이 상기 RT-LDPC 부호어에서 천공되지 않은 패리티 비트들이 가능한한 일정한 거리를 두고 배치되도록 해야 그 성능이 가장 우수함을 나타낸다.

다음으로 도 7을 참조하여 상기 설계 기준을 만족시키는 추가 패턴을 생성하는 동작에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 설계 기준을 만족시키는 추가 패턴을 생성하는 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 7을 참조하면, 도시되어 있는 검은색 원은 상기 RT-LDPC 부호어에서 한 번 송신된 패리티 비트들을 나타내고, 흰색원은 상기 RT-LDPC 부호어에서 두 번 송신된 패리티 비트들을 나타낸다. 실제 시뮬레이션 및 밀도 진화 방식을 통해 성능을 분석할 경우 상기 도 7에 도시되어 있는 패턴들중 가장 윗줄의 패턴이 가장 좋은 성능을 나타낸다. 상기 천공 패턴은 상기 RT-LDPC 부호어에서 천공되지 않은 패리티 비트들이 일정한 간격을 유지하도록 배치될 경우 가장 좋은 성능을 나타내지만, 상기 추가 패턴은 상기 천공 패턴과는 달리 추가로 송신되는 패리티 비트들이 하나 건너 하나씩 위치하도록 배치되고, 더 이상 위치할 곳이 없는 경우에는 처음부터 비어 있는 위치에 추가로 전송되는 패리티 비트들이 위치하도록 배치되도록 해야 그 성능이 가장 우수하다. 따라서, 상기 도 7에 도시되어 있는 패턴들중 첫 번째 줄에 위치하는 패턴이 세 번째 줄에 위치하는 패턴보다 추가 패턴으로서 우수 한 성능을 나타낸다.

그러면 여기서 도 8을 참조하여 상기 추가 패턴에 따른 신호 재송신 동작에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 partial IR 방식을 사용할 경우의 추가 패턴에 따른 신호 재송신 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 8을 설명하기에 앞서, 먼저 RT-LDPC 부호어의 패리티 비트들이 7비트이고, 재송신시마다 3비트의 패리티 비트들이 송신된다고 가정하기로 한다. 상기 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 첫 번째 재송신인 제1재송신에서는 추가로 송신되는 패리티 비트들이 한 비트 건너 하나씩 위치하도록 배치시키고, 두 번째 재송신인 제2재송신에서는 더 이상 위치할 곳이 없으므로 처음부터 비워있는 위치에 추가로 송신되는 패리티 비트들이 위치하도록 배치시키면 된다. 또한, 상기 RT-LDPC 부호어의 패리티 비트들이 7비트를 초과하는 경우 역시 상기 도 8에서 설명한 바와 같이 추가 패턴을 결정해야함은 물론이다.

다음으로 도 9를 참조하여 상기 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 상기 천공 패턴과 추가 패턴을 사용하여 상기 Partial IR 방식을 지원하기 위한 신호 송신 동작에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 천공 패턴과 추가 패턴을 사용하여 Partial IR 방식을 지원하기 위한 신호 송신 동작을 도시한 순서도이다.

상기 도 9를 설명하기에 앞서, 먼저 생성된 부호어, 즉 모부호어인 RT-LDPC 부호어의 부호화율이

이고, 상기 통신 시스템에서 지원 가능한 최대 부호화율이

라고 가정하기로 한다. 여기서, 상기 N은 정보 비트 수를 나타내고, P_m은 상기 부호화율 R_m을 만족시키는 패리티 비트수를 나타내고, P_t는 상기 부호화율 R_t를 만족시키는 패리티 비트수를 나타낸다. 따라서, 상기 최대 부호화율 R_t를 지원하기 위해 상기 RT-LDPC 부호어에서 천공되어야만 하는 패리티 비트수는 P_m-P_t가 된다.

상기 도 9를 참조하면, 먼저 911단계에서 제어기(도시하지 않음)는 상기 최대 부호화율 R_t를 지원하기 위한 천공 패턴의 주기 P를 결정하고 913단계로 진행한다. 여기서, 상기 천공 패턴 주기 P는 하기 수학식 1에 의해 계산된다.

상기 수학식 1에서 상기 천공 패턴 주기 P는

(

)이고, 상기 b는

가 정수가 되는 최소값을 나타낸다.

상기 913단계에서 상기 제어기는 상기 P_m개의 패리티 비트들을 P 비트씩 그룹핑하여

개의 그룹 G(i)를 생성하고 915단계로 진행한다. 상기 915단계에서 상기 제어기는 설계 기준을 만족시키도록

개의 그룹 G(i)를 치환시키는 천공 패턴인 제1치환 시퀀스 PS1을 생성한다. 또한, 상기 제어기는 상기 설계 기준을 만족시키도록 상기

개의 그룹 G(i)를 치환시키는 추가 패턴인 제2치환 시퀀스 PS2를 생성하고 917단계로 진행한다. 상기에서 설명한 바와 같이 상기 Partial IR 방식을 사용하는 중에 IR 방식을 사용할 경우에는, 즉 재송신 횟수가 작을 경우에는 제1치환 시퀀스 PS1에 의해 상기 그룹 G(i)이 치환되고, Partial CC 방식을 사용할 경우에는, 즉 재송신 횟수가 클 경우에는 제2치환 시퀀스 PS2에 의해 상기 그룹 G(i)이 치환되어 상기 그룹 G(i)이 재배열되는 것이다.

상기 917단계에서 상기 제어기는 상기 partial IR 방식을 사용함에 있어 현재 IR 방식을 사용해야하는지 혹은 partial CC 방식을 사용하는지에 따라 상기 그룹 G(i)을 상기 제1치환 시퀀스 PS1에 상응하게 치환시키거나 혹은 제2치환 시퀀스 PS2에 상응하게 치환시키도록 제어한다. 이후, 상기 제어기는 현재 IR 방식을 사용해야할 경우에는 해당 부호화율에 상응하게 상기 제1치환 시퀀스 PS1에 상응하게 치환된 그룹들을 송신하도록 제어하고, 현재 partial CC 방식을 사용해야할 경우에는 해당 부호화율에 상응하게 상기 제2치환 시퀀스 PS2에 상응하게 치환된 그룹들을 송신하도록 제어한다. 여기서, 상기 IR 방식을 사용할 경우 초기 송신시에는 상기 제1치환 시퀀스 PS1에 상응하게 치환된 그룹들뿐만 아니라 정보 파트가 함께 송신되어야함은 물론이다.

한편, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템에서는 상기 RT-LDPC 부호의 한 종류인 블록(block) LDPC(이하, 'B-LDPC'라 칭하기로 한다) 부호를 사용하여 신호를 송수신하기로 결정된 바 있으며, 따라서 상기 B-LDCP 부호를 사용할 경우 설계 기준을 만족시키기 위한 천공 패턴과 추가 패턴을 생성하는 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 제1치환 시퀀스 PS1과 제2치환 시퀀스 PS2를 생성하는 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.

상기 B-LDCP 부호의 기본적인 파라미터(parameter)들을 정의하면 다음과 같다.

(1) 기본 행렬(base matrix)의 크기:

(2) 치환 행렬과 영(zero) 행렬의 크기:

상기 치환 행렬은

크기를 가지는 정사각 행렬로서, 상기 치환 행렬은 상기 치환 행렬을 구성하는 L개의 행(row)들 각각의 웨이트(weight)가 1이고, 상기 치환 행렬을 구성하는 L개의 행(column)들 각각의 웨이트 역시 1인 행렬을 나타낸다.

따라서, 상기 B-LDCP 부호의 패리티 검사 행렬(parity check matrix)의 크기는

가 된다. 상기 패리티 검사 행렬은 상기 기본 행렬에 크기

의 치환 행렬 또는 영 행렬을 사용하여 확장시킴으로써 생성할 수 있다. 즉, 상기 패리티 검사 행렬은 상기 기본 행렬의 엘리먼트(element)들중 -1의 값을 가지는 엘리먼트에는 영 행렬을 대입하고, 양의 정수값을 가지는 엘리먼트에는 상기 순환 행렬을 대입하여 생성된다. 여기서, 상기 양의 정수값은 상기 치환 행렬의 시작되는 값을 나타낸다. 일 예로, L = 3이고, 상기 양의 정수값이 2일 경우 하기 수학식 2와 같은 치환 행렬이 상기 기본 행렬에 대입되는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이

크기의 패리티 검사 행렬에 대응되는 B-LDPC 부호에 해당하는 부호어는 L(N-M) 비트의 정보 비트들과 LM 비트의 패리티 비트들로 구성된다. 여기서, 상기 천공 패턴의 주기 P를 결정해야만 하는데, 상기 천공 패턴의 주기 P를 M이라고 가정하기로 한다.

그러면, 상기 LN개의 비트들로 구성된 부호어를 L개의 비트들씩 그룹핑하여 총 N개의 그룹들, 즉 G(1), G(2), ... , G(N)으로 생성한다. 또한, 상기 제1치환 시퀀스 PS1과 제2치환 시퀀스 PS2를 생성해야만 한다. 상기 제1치환 시퀀스 PS1과 제2치환 시퀀스 PS2를 생성시에는 상기 설계 기준을 만족시키도록 해야만 하며, 상기 제1치환 시퀀스 PS1과 제2치환 시퀀스 PS2를 생성하는 구체적인 방식은 다음과 같다.

(1) 첫 번째 패리티 그룹인 제1패리티 그룹에 적용할 제1치환 시퀀스 PS1의 엘리먼트 값은 1로 설정한다. 여기서, 상기 패리티 그룹은 상기 N개의 그룹들중 정보 비트들이 아닌 패리티 비트들로 구성된 그룹을 나타낸다.

PS1(1) = 1, PS2(1) = 1

(2) 제1패리티 그룹 이외의 그룹들, 즉 M-1 개의 패리티 그룹들에 적용할 제 1순환 시퀀스 PS1 및 제2순환 시퀀스 PS2의 엘리먼트 값들은 상기 설계 조건을 만족하도록 설정한다.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 B-LDCP 부호를 사용할 경우 천공 패턴과 추가 패턴, 즉 제1치환 시퀀스 PS1과 제2치환 시퀀스 PS2는 그 부호화율과 상기 기본 행렬의 크기에 따라 다음과 같이 생성된다.

(1) 부호화율=1/3, M=16, N= 24일 경우

(2) 부호화율=1/5, M=16, N=20일 경우

한편, 상기 B-LDCP 부호를 사용할 경우 Partial IR 방식을 지원함에 있어 송신하는 신호의 순서들은 하기와 같으며, 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 송신하면 된다. 이하, 상기 송신하는 신호의 순서들은 설명의 편의상 상기 부호화율=1/3, M=16, N= 24일 경우를 일 예로 하여 설명하기로 한다.

<송신 신호 순서>

정보 비트 스트림, 패리티 그룹 인덱스

에 해당하는 패리티 비트 스트림, 패리티 그룹 인덱스

에 해당하는 패리티 비트 스트림, 정보 비트 스트림, ... , 패리티 그룹 인덱스

에 해당하는 패리티 비트 스트림, 정보 비트 스트림

다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 송신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 송신기 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 10을 참조하면, 상기 송신기는 RT-LDPC 부호화기(encoder)(1011)와, 송신 비트 결정기(1013)와, 송신 처리기(1015)를 포함한다.

먼저, 송신해야할 정보 비트 스트림이 발생하면, 상기 정보 비트 스트림은 상기 RT-LDPC 부호화기(1011)로 입력된다. 상기 RT-LDPC 부호화기(1011)는 상기 입력되는 정보 비트 스트림을 부호화하여 RT-LDPC 부호어로 생성한 후 상기 송신 비트 결정기(1013)로 출력한다. 상기 송신 비트 결정기(1013)는 상기 RT-LDPC 부호화기(1011)에서 출력한 RT-LDPC 부호어를 입력하여 제어기(도시하지 않음)의 제어에 따라 송신 비트들을 결정한 후, 그 결정된 송신 비트들을 상기 송신 처리기(1015)로 출력한다. 여기서, 상기 송신 비트 결정기(1013)가 상기 RT-LDPC 부호어에서 송신하고자 하는 비트들을 결정하는 동작은 상기 도 9에서 설명한 바와 같은 제어기의 동작에 의해 제어되며, 이에 대해서는 상기 도 9에서 구체적으로 설명하였으므로 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 송신 처리기(1015)는 상기 송신 비트 결정기(1013)에서 출력한 송신 비트들을 입력하여 송신 처리한 후, 일 예로 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 처리 동작등을 통해 송신 처리한 후 안테나를 통해 송신한다.

상기 도 10에서 설명한 바와 같이 상기 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템 송신기는 상기 partial IR 방식을 지원하기 위해 상기 제1치환 시퀀스와 제2치환 시퀀스만을 저장하면 되므로, 별도의 복잡도 증가없이도 비교적 간단하게 상기 partial IR 방식을 지원할 수 있다.

다음으로 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 수신기 구조에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 수신기 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

상기 도 11을 참조하면, 상기 수신기는 수신 처리기(1111)와, 부호어 생성기(1113)와, RT-LDPC 복호기(decoder)(1115)를 포함한다.

먼저, 상기 수신기의 안테나를 통해 신호가 수신되면, 상기 수신 신호는 상기 수신 처리기(1111)로 입력된다. 상기 수신 처리기(1111)는 상기 수신 신호를 수신 처리한 후, 일 예로 RF 처리 동작 등을 통해 수신 처리한 후 상기 부호어 생성기(1113)로 출력한다. 상기 부호어 생성기(1113)는 상기 수신 처리기(1111)에서 출력한 신호를 입력하여 현재 송신 시점이 IR 방식을 사용하는 시점인지 혹은 partial CC 방식을 사용하는 시점인지와, 또한 이전 송신에서 송신된 마지막 비트의 위치와 제1순환 시퀀스와 제2순환 시퀀스 등을 고려하여 현재 시점에서의 부호어를 생성한 후 상기 RT-LDPC 복호기(1115)로 출력한다. 상기 RT-LDPC 복호기 (1115)는 상기 부호어 생성기(1113)에서 출력한 신호를 입력하여 복호함으로써 정보 비트 스트림을 복원하여 출력한다.

이를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

송신기에서 상기 Partial CC 방식이 적용되어 송신된 데이터, 즉 정보 비트들과 패리티 비트들로 구성된 송신 데이터는 상기 수신기에서 2개 이상의 수신 신호들로 수신된다. 일 예로, 상기 송신기에서 송신된 데이터를 d라고 칭하기로 하면, 상기 송신 데이터 d에 해당하는 수신 신호들은 r₁과 r₂라고 칭하기로 한다. 상기 Partial CC 방식을 사용할 경우 상기 수신 신호 r₁과 r₂를 사용하여 정보 비트 스트림을 복원하는 방식은 상기 CC 방식을 사용하여 정보 비트 스트림을 복원하는 방식과 상이하다.

상기 CC 방식을 사용할 경우

의 값이 상기 송신 데이터 d에 대한 초기 메시지 값으로 입력되며, 상기 Partial CC 방식을 사용할 경우 r₁과 r₂각각이 상기 데이터 d에 대한 초기 메시지 값들로 입력된다. 즉, 상기 Partial CC 방식을 사용하여 송신한 데이터의 경우 그 초기값이 두 개가 되고, 상기 Partial CC 방식을 사용하지 않고 송신한 데이터의 경우 그 초기값이 한 개가 된다. 합곱 알고리즘을 사용하여 복호할 경우 초기 값이 두 개인 송신 데이터 d에 대해서는 각각을 변수 노드에 연결된 하나의 브리지(bridge)로 인식하여 처리한다. 따라서, 상기 송신 데이터 d에 대한 초기 메시지 값은 r₁+ r₂가 되며, 상기 CC 방식을 사용할 경우와 는 달리 2로 나누어서는 안된다.

상기 도 11에서 설명한 바와 같이 상기 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템 수신기 역시 상기 partial IR 방식을 지원하기 위해 상기 제1치환 시퀀스와 제2치환 시퀀스만을 저장하면 되므로, 별도의 복잡도 증가없이도 비교적 간단하게 상기 partial IR 방식을 지원할 수 있다.

다음으로 도 12를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 partial IR 방식을 사용할 경우의 성능에 대해서 설명하기로 한다.

상기 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 partial IR 방식을 사용할 경우의 성능을 도시한 그래프이다.

상기 도 12에 도시되어 있는 그래프는 정보어 길이가 600이고, 모 부호어인 RT-LDPC 부호어의 부호화율은 1/5인 경우의 성능 그래프이다. 1200 비트로 도시되어 있는 그래프는 첫 번째 송신의 성능을 나타내는 그래프로서, 길이 600의 정보어와 길이 600의 패리티가 송신되고, 복호시 부호화율 1/2인 LDPC 부호에 의해 복호된경우의 성능을 나타내는 그래프이다. 1800 비트로 도시되어 있는 그래프는 두 번째 송신의 성능을 나타내는 그래프로서, 길이 600의 패리티가 송신되고, 복호시 첫 번째 송신에서 송신된 비트들과 컴바이닝하여 부호화율 1/3인 LDPC 부호에 의해 복호된경우의 성능을 나타내는 그래프이다. 3000 비트로 도시되어 있는 그래프는 두 번째 송신의 성능을 나타내는 그래프로서, 길이 1200의 패리티가 송신되고, 복호시 첫 번째 송신 및 두 번째 송신에서 송신된 비트들과 컴바이닝하여 부호화율 1/5인 LDPC 부호에 의해 복호된경우의 성능을 나타내는 그래프이다. 상기에서 설명한 첫 번째 송신부터 세 번째 송신까지 IR 방식이 적용된다.

4200 비트로 도시되어 있는 그래프는 네 번째 송신의 성능을 나타내는 그래프로서, 이미 송신된 비트들 중에서 1200 비트가 추가적으로 송신되며, 상기 부호화율 1/5인 LDPC 부호에 대해 Partial CC 방식이 적용되었음을 알 수 있다. 5400 비트로 도시되어 있는 그래프는 다섯 번째 송신의 성능을 나타내는 그래프로서, 이미 송신된 비트들 중에서 1200 비트가 추가적으로 송신되며, 복호시 사용되는 LDPC 부호의 부호화율을 1/5로 그대로 사용된다.

상기 도 12에서 설명한 바와 같이 본 발명에서 제안한 바와 같이 신호를 송수신할 경우 넓은 범위의 신호대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)를 한 개의 LDPC 부호를 사용하여 지원할 수 있다.

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

상술한 바와 같은 본 발명은, RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 가변 부호화율 지원을 위한 천공 패턴과 추가 패턴을 제안하여 partial IR 방식을 지 원함에 있어 그 수신 성능을 최대화시킨다는 이점을 가진다.

Claims

정보 비트들을 포함하는 정보 파트와, 패리티 비트들을 포함하는 패리티 파트를 포함하는 반복 축적(RA: Repeat Accumulate) 타입(type)-저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check)(RT-LDPC) 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법에 있어서,

송신하고자 하는 정보어를 미리 설정되어 있는 부호화율에 상응하게 부호화하여 RT-LDPC 부호어로 생성하는 과정과,

상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest) 방식이 중복분 증가(IR: Incremental Redundancy) 방식일 경우 적용할 천공 패턴과, 상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 HARQ 방식이 부분 체이스 컴바이닝(partial Chase Combining) 방식일 경우 적용할 추가 패턴을 생성하는 과정과,

현재 사용해야하는 HARQ 방식이 IR 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 천공 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정과,

현재 사용해야하는 HARQ 방식이 partial CC 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 추가 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 천공 패턴을 생성하는 과정은;

상기 패리티 비트들이 미리 설정한 개수씩 그룹핑되어 생성된 다수개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 RT-LDPC 부호어의 검사 노드(check node)로부터 정보 노드(information node)로 전달되는 메시지가 가능한 균일한 값이 되도록 상기 천공 패턴을 생성하는 것임을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제2항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호어에 상기 천공 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정은;

상기 천공 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환하는 과정과,

상기 다수개의 그룹들을 치환한 후 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들을 순차적으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 천공 패턴을 생성하는 과정은;

상기 패리티 비트들이 미리 설정한 개수씩 그룹핑되어 생성된 다수개의 그룹 들이 치환되었을 경우 상기 RT-LDPC 부호어의 천공되기 이전의 패리티 비트들이 가능한한 일정한 거리를 두고 배치되도록 상기 천공 패턴을 생성하는 것임을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제4항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호어에 상기 천공 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정은;

상기 천공 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환하는 과정과,

상기 다수개의 그룹들을 치환한 후 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들을 순차적으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 추가 패턴을 생성하는 과정은;

상기 패리티 비트들이 미리 설정한 개수씩 그룹핑되어 생성된 다수개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 RT-LDPC 부호어의 검사 노드(check node)로부터 정보 노드(information node)로 전달되는 메시지가 가능한 균일한 값이 되도록 상기 추가 패턴을 생성하는 것임을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제6항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호어에 상기 추가 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정은;

상기 추가 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환하는 과정과,

상기 다수개의 그룹들을 치환한 후 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들을 순차적으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 추가 패턴을 생성하는 과정은;

상기 패리티 비트들이 미리 설정한 개수씩 그룹핑되어 생성된 다수개의 그룹들이 치환되었을 경우 추가적으로 송신되는 패리티 비트들이 한 비트씩 이격되어 위치하도록 배치되고, 더 이상 위치할 곳이 없는 경우에는 처음부터 비어 있는 위치에 상기 추가로 전송되는 패리티 비트들이 위치하도록 배치되도록 상기 추가 패턴을 생성하는 것임을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제8항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호어에 상기 추가 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정은;

상기 추가 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환하는 과정과,

상기 다수개의 그룹들을 치환한 후 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들을 순차적으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호가 블록 LDPC 부호이고, 기본 행렬의 크기가
이고, 치환 행렬과 영 행렬의 크기가
이고, 패리티 검사 행렬의 크기가
이고, 블록 LDPC 부호어가 L(N-M) 비트의 정보 비트들과 LM 비트의 패리티 비트들로 구성될 경우, 상기 천공 패턴을 생성하는 과정은;

상기 블록 LDPC 부호어의 패리티 비트들을 L개의 비트들씩 그룹핑하여 총 M개의 그룹들로 생성하는 과정과,

상기 M개의 그룹들중 첫 번째 패리티 그룹인 제1패리티 그룹에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 1로 설정하는 과정과,

상기 M개의 그룹들중 상기 제1패리티 그룹을 제외한 M-1개의 패리티 그룹들에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 상기 M개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 B-LDPC 부호어의 검사 노드(check node)로부터 정보 노드(information node)로 전달되는 메시지가 가능한 균일한 값이 되도록 상기 천공 패턴을 생성하는 과정 을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제10항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호어에 상기 천공 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정은;

상기 천공 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환하는 과정과,

상기 다수개의 그룹들을 치환한 후 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들을 순차적으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제10항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/3이고, M이 16이고, N이 24일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 3과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.

상기 수학식 3에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제10항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/5이고, M이 16이고, N이 20일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 4와 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.

상기 수학식 4에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제1항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호가 블록 LDPC 부호이고, 기본 행렬의 크기가
이고, 치환 행렬과 영 행렬의 크기가
이고, 패리티 검사 행렬의 크기가
이고, 블록 LDPC 부호어가 L(N-M) 비트의 정보 비트들과 LM 비트의 패리티 비트들로 구성될 경우, 상기 천공 패턴을 생성하는 과정은;

상기 블록 LDPC 부호어의 패리티 비트들을 L개의 비트들씩 그룹핑하여 총 M개의 그룹들로 생성하는 과정과,

상기 M개의 그룹들중 첫 번째 패리티 그룹인 제1패리티 그룹에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 1로 설정하는 과정과,

상기 M개의 그룹들중 상기 제1패리티 그룹을 제외한 M-1개의 패리티 그룹들 에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 상기 M개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 B-LDPC 부호어의 천공되기 이전의 패리티 비트들이 가능한한 일정한 거리를 두고 배치되도록 상기 천공 패턴을 생성하는 것임을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제14항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호어에 상기 천공 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정은;

상기 천공 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환하는 과정과,

상기 다수개의 그룹들을 치환한 후 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들을 순차적으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제14항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/3이고, M이 16이고, N이 24일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 5와 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.

상기 수학식 5에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제14항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/5이고, M이 16이고, N이 20일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 6과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.

상기 수학식 6에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제1항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호가 블록 LDPC 부호이고, 기본 행렬의 크기가
이고, 치환 행렬과 영 행렬의 크기가
이고, 패리티 검사 행렬의 크기가
이고, 블록 LDPC 부호어가 L(N-M) 비트의 정보 비트들과 LM 비트의 패리티 비트들로 구성될 경우, 상기 추가 패턴을 생성하는 과정은;

상기 블록 LDPC 부호어의 패리티 비트들을 L개의 비트들씩 그룹핑하여 총 M개의 그룹들로 생성하는 과정과,

상기 M개의 그룹들중 첫 번째 패리티 그룹인 제1패리티 그룹에 적용할 상기 추가 패턴의 엘리먼트 값은 1로 설정하는 과정과,

상기 M개의 그룹들중 상기 제1패리티 그룹을 제외한 M-1개의 패리티 그룹들에 적용할 상기 추가 패턴의 엘리먼트 값은 상기 M개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 B-LDPC 부호어의 검사 노드(check node)로부터 정보 노드(information node)로 전달되는 메시지가 가능한 균일한 값이 되도록 상기 추가 패턴을 생성하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제18항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호어에 상기 추가 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정은;

상기 추가 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환하는 과정과,

상기 다수개의 그룹들을 치환한 후 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들을 순차적으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제18항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/3이고, M이 16이고, N이 24일 경우 상기 추가 패턴 PS2는 하기 수학식 7과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스 템의 신호 송신 방법.

상기 수학식 7에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제18항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/5이고, M이 16이고, N이 20일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 8과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.

상기 수학식 8에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제1항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호가 블록 LDPC 부호이고, 기본 행렬의 크기가
이고, 치환 행렬과 영 행렬의 크기가
이고, 패리티 검사 행렬의 크기가
이고, 블록 LDPC 부호어가 L(N-M) 비트의 정보 비트들과 LM 비트의 패리티 비트들로 구성될 경우, 상기 추가 패턴을 생성하는 과정은;

상기 블록 LDPC 부호어의 패리티 비트들을 L개의 비트들씩 그룹핑하여 총 M개의 그룹들로 생성하는 과정과,

상기 M개의 그룹들중 첫 번째 패리티 그룹인 제1패리티 그룹에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 1로 설정하는 과정과,

상기 M개의 그룹들중 상기 제1패리티 그룹을 제외한 M-1개의 패리티 그룹들에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 상기 M개의 그룹들이 치환되었을 경우 추가적으로 송신되는 패리티 비트들이 한 비트씩 이격되어 위치하도록 배치되고, 더 이상 위치할 곳이 없는 경우에는 처음부터 비어 있는 위치에 상기 추가로 전송되는 패리티 비트들이 위치하도록 배치되도록 상기 추가 패턴을 생성하는 것임을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제22항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호어에 상기 추가 패턴을 적용하여 신호를 송신하는 과정은;

상기 추가 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환하는 과정과,

상기 다수개의 그룹들을 치환한 후 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들을 순차적으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.
제22항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/3이고, M이 16이고, N이 24일 경우 상기 추가 패턴 PS2는 하기 수학식 9와 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.

상기 수학식 9에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제22항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/5이고, M이 16이고, N이 20일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 10과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.

상기 수학식 10에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
정보 비트들을 포함하는 정보 파트와, 패리티 비트들을 포함하는 패리티 파트를 포함하는 반복 축적(RA: Repeat Accumulate) 타입(type)-저밀도 패리티 검사 (LDPC: Low Density Parity Check)(RT-LDPC) 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치에 있어서,

송신하고자 하는 정보어를 미리 설정되어 있는 부호화율에 상응하게 부호화하여 RT-LDPC 부호어로 생성하는 RT-LDPC 부호화기와,

상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest) 방식이 중복분 증가(IR: Incremental Redundancy) 방식일 경우 적용할 천공 패턴과, 상기 RT-LDPC 부호어에 적용할 HARQ 방식이 부분 체이스 컴바이닝(partial Chase Combining) 방식일 경우 적용할 추가 패턴을 생성하고; 현재 사용해야하는 HARQ 방식이 IR 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 천공 패턴을 적용하여 신호를 송신하도록 제어하고; 현재 사용해야하는 HARQ 방식이 partial CC 방식일 경우 해당 부호화율에 상응하게 상기 RT-LDPC 부호어에 상기 추가 패턴을 적용하여 신호를 송신하도록 제어하는 제어기와,

상기 제어기의 제어에 따라 상기 RT-LDPC 부호어에서 송신할 비트들을 결정하는 송신 비트 결정기와,

상기 송신 비트 결정기에서 결정한 송신 비트들을 송신하는 송신 처리기를 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제26항에 있어서,

상기 제어기는 상기 패리티 비트들이 미리 설정한 개수씩 그룹핑되어 생성된 다수개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 RT-LDPC 부호어의 검사 노드(check node)로부터 정보 노드(information node)로 전달되는 메시지가 가능한 균일한 값이 되도록 상기 천공 패턴을 생성함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제27항에 있어서,

상기 제어기는 상기 송신 비트 결정기가 상기 천공 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환한 후, 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들이 순차적으로 송신되게 송신 비트들을 결정하도록 제어함을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제26항에 있어서,

상기 제어기는 상기 패리티 비트들이 미리 설정한 개수씩 그룹핑되어 생성된 다수개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 RT-LDPC 부호어의 천공되기 이전의 패리티 비트들이 가능한한 일정한 거리를 두고 배치되도록 상기 천공 패턴을 생성함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제29항에 있어서,

상기 제어기는 상기 송신 비트 결정기가 상기 천공 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환한 후, 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들이 순차적으로 송신되게 송신 비트들을 결정하도록 제어함을 포함함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제26항에 있어서,

상기 제어기는 상기 패리티 비트들이 미리 설정한 개수씩 그룹핑되어 생성된 다수개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 RT-LDPC 부호어의 검사 노드(check node)로부터 정보 노드(information node)로 전달되는 메시지가 가능한 균일한 값이 되도록 상기 추가 패턴을 생성함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제31항에 있어서,

상기 제어기는 상기 송신 비트 결정기가 상기 추가 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환한 후, 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들이 순차적으로 송신되게 송신 비트들을 결정하도록 제어함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제26항에 있어서,

상기 제어기는 상기 패리티 비트들이 미리 설정한 개수씩 그룹핑되어 생성된 다수개의 그룹들이 치환되었을 경우 추가적으로 송신되는 패리티 비트들이 한 비트씩 이격되어 위치하도록 배치되고, 더 이상 위치할 곳이 없는 경우에는 처음부터 비어 있는 위치에 상기 추가로 전송되는 패리티 비트들이 위치하도록 배치되도록 상기 추가 패턴을 생성함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제33항에 있어서,

상기 제어기는 상기 송신 비트 결정기가 상기 추가 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환한 후, 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들이 순차적으로 송신되도록 제어함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제26항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호가 블록 LDPC 부호이고, 기본 행렬의 크기가
이고, 치환 행렬과 영 행렬의 크기가
이고, 패리티 검사 행렬의 크기가
이고, 블록 LDPC 부호어가 L(N-M) 비트의 정보 비트들과 LM 비트의 패리티 비트들로 구성될 경우,

상기 제어기는 상기 블록 LDPC 부호어의 패리티 비트들을 L개의 비트들씩 그룹핑하여 총 M개의 그룹들로 생성하고; 상기 M개의 그룹들중 첫 번째 패리티 그룹인 제1패리티 그룹에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 1로 설정하고; 상기 M개의 그룹들중 상기 제1패리티 그룹을 제외한 M-1개의 패리티 그룹들에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 상기 M개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 B-LDPC 부호어의 검사 노드(check node)로부터 정보 노드(information node)로 전달되는 메시지가 가능한 균일한 값이 되도록 상기 천공 패턴을 생성함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제35항에 있어서,

상기 제어기는 상기 천공 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환한 후, 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들이 순차적으로 송신되게 제어함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하 는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제35항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/3이고, M이 16이고, N이 24일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 11과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.

상기 수학식 11에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제35항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/5이고, M이 16이고, N이 20일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 12와 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.

상기 수학식 12에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제26항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호가 블록 LDPC 부호이고, 기본 행렬의 크기가
이고, 치환 행렬과 영 행렬의 크기가
이고, 패리티 검사 행렬의 크기가
이고, 블록 LDPC 부호어가 L(N-M) 비트의 정보 비트들과 LM 비트의 패리티 비트들로 구성될 경우,

상기 제어기는 상기 블록 LDPC 부호어의 패리티 비트들을 L개의 비트들씩 그룹핑하여 총 M개의 그룹들로 생성하고; 상기 M개의 그룹들중 첫 번째 패리티 그룹인 제1패리티 그룹에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 1로 설정하고; 상기 M개의 그룹들중 상기 제1패리티 그룹을 제외한 M-1개의 패리티 그룹들에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 상기 M개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 B-LDPC 부호어의 천공되기 이전의 패리티 비트들이 가능한한 일정한 거리를 두고 배치되도록 상기 천공 패턴을 생성함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제39항에 있어서,

상기 제어기는 상기 천공 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환한 후, 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들이 순차적으로 송신되도록 제어함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용 하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제39항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/3이고, M이 16이고, N이 24일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 13과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.

상기 수학식 13에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제39항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/5이고, M이 16이고, N이 20일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 14와 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.

상기 수학식 14에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제41항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호가 블록 LDPC 부호이고, 기본 행렬의 크기가
이고, 치환 행렬과 영 행렬의 크기가
이고, 패리티 검사 행렬의 크기가
이고, 블록 LDPC 부호어가 L(N-M) 비트의 정보 비트들과 LM 비트의 패리티 비트들로 구성될 경우,

상기 제어기는 상기 블록 LDPC 부호어의 패리티 비트들을 L개의 비트들씩 그룹핑하여 총 M개의 그룹들로 생성하고; 상기 M개의 그룹들중 첫 번째 패리티 그룹인 제1패리티 그룹에 적용할 상기 추가 패턴의 엘리먼트 값은 1로 설정하고; 상기 M개의 그룹들중 상기 제1패리티 그룹을 제외한 M-1개의 패리티 그룹들에 적용할 상기 추가 패턴의 엘리먼트 값은 상기 M개의 그룹들이 치환되었을 경우 상기 B-LDPC 부호어의 검사 노드(check node)로부터 정보 노드(information node)로 전달되는 메시지가 가능한 균일한 값이 되도록 상기 추가 패턴을 생성함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제43항에 있어서,

상기 제어기는 상기 추가 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환한 후, 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들이 순차적으로 송신되도록 제어함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용 하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제43항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/3이고, M이 16이고, N이 24일 경우 상기 추가 패턴 PS2는 하기 수학식 15와 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.

상기 수학식 15에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제43항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/5이고, M이 16이고, N이 20일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 16과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.

상기 수학식 16에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제41항에 있어서,

상기 RT-LDPC 부호가 블록 LDPC 부호이고, 기본 행렬의 크기가
이고, 치환 행렬과 영 행렬의 크기가
이고, 패리티 검사 행렬의 크기가
이고, 블록 LDPC 부호어가 L(N-M) 비트의 정보 비트들과 LM 비트의 패리티 비트들로 구성될 경우,

상기 제어기는 상기 블록 LDPC 부호어의 패리티 비트들을 L개의 비트들씩 그룹핑하여 총 M개의 그룹들로 생성하고; 상기 M개의 그룹들중 첫 번째 패리티 그룹인 제1패리티 그룹에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 1로 설정하고; 상기 M개의 그룹들중 상기 제1패리티 그룹을 제외한 M-1개의 패리티 그룹들에 적용할 상기 천공 패턴의 엘리먼트 값은 상기 M개의 그룹들이 치환되었을 경우 추가적으로 송신되는 패리티 비트들이 한 비트씩 이격되어 위치하도록 배치되고, 더 이상 위치할 곳이 없는 경우에는 처음부터 비어 있는 위치에 상기 추가로 전송되는 패리티 비트들이 위치하도록 배치되도록 상기 추가 패턴을 생성함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제47항에 있어서,

상기 제어기는 상기 송신 비트 결정기가 상기 추가 패턴에 상응하게 상기 다수개의 그룹들을 치환한 후, 해당 부호화율에 상응하게 순차적으로 정보 비트들과 패리티 비트들 혹은 패리티 비트들이 순차적으로 송신되도록 상기 송신 비트들을 결정함을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.
제47항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/3이고, M이 16이고, N이 24일 경우 상기 추가 패턴 PS2는 하기 수학식 17과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 장치.

상기 수학식 17에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.
제47항에 있어서,

상기 해당 부호화율이 1/5이고, M이 16이고, N이 20일 경우 상기 천공 패턴 PS1은 하기 수학식 18과 같음을 특징으로 하는 RT-LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 신호 송신 방법.

상기 수학식 18에서 숫자들은 패리티 그룹 인덱스를 나타냄.