KR20070075643A - 통신 시스템에서 신호 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 신호 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법 Download PDF

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KR20070075643A
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박성은
최승훈
정홍실
경규범
박동식
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서, 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 패리티 검사 행렬의 정지 집합(Stopping Set)과, 상기 LDPC 부호에 적용할 변조 방식에 상응하는 변조 차수중 적어도 어느 하나를 고려하여 인터리빙 방식을 생성하고, 상기 인터리빙 방식에 상응하게 상기 LDPC 부호가 포함하는 부호화된 비트들을 인터리빙하여 상기 변조 방식에 상응하는 변조 심볼들 각각의 변조 비트들에 매핑되도록 한다.
고차 변조 방식, LDPC 부호, 신뢰도, 인터리빙 방식

Description

통신 시스템에서 신호 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INTERLEAVING/DE-INTERLEAVING SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬과 bipartite graph상에 표현된 Stopping Set을 도시한 도면
도 2는 일반적인 LDPC 부호의 bipartite graph에서 동일한 Stopping Set을 구성하는 변수 노드들에 연결된 부호화된 비트들이 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되는 경우를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬과 그 bipartite graph를 개략적으로 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방식과 일반적인 인터리빙 방식을 적용하였을 경우의 성능을 비교 도시한 그래프
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 신호 송신 장치 구조를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 신호 수신 장치 구조를 도시한 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 인터리빙 방식 결정 동작을 도시한 순서도
본 발명은 통신 시스템에서 신호 인터리빙(interleaving)/디인터리빙(de-interleaving) 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭하기로 한다) 부호를 사용하는 통신 시스템에서 변조 차수(modulation order)에 상응하게 신호를 인터리빙/디인터리빙하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템은 패킷 서비스 통신 시스템(packet service communication system) 형태로 발전되어 왔으며, 패킷 서비스 통신 시스템은 버스트(burst)한 패킷 데이터(packet data)를 다수의 이동 단말기(MS: Mobile Station)들로 송신하는 시스템으로서, 대용량 데이터 송신에 적합하도록 설계되어 왔다. 특히, 차세대 통신 시스템에서는 제한된 주파수 자원을 사용하면서도 데이터 송신량을 증가시키기 위해 고차 변조(HOM: High Order Modulation, 이하 'HOM'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용하고 있다. 그러나, 상기 HOM 방식을 사용하기 위해서는 저차 변조(LOM: Low Order Modulation, 이하 'LOM'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 경우에 비해 동일한 성능을 획득하기 위해 더 높은 신호대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio, 이하 'SNR'이라 칭하기로 한다)가 요구된다. 이렇게 요구되는 SNR을 감소시키기 위해 성능이 우수한 순방향 오류 정정(FEC: Forward Error Correction, 이하 'FEC'라 칭하기로 한다) 부호들을 사용하는 것이 필요로 된다.
상기 FEC 부호들중 대표적인 부호들로는 터보 부호(turbo code)와, LDPC 부호 등이 있으며, 차세대 통신 시스템에서는 상기 터보 부호와 함께 고속 데이터 송신시에 그 성능 이득이 우수할 뿐만 아니라, 송신 채널에서 발생하는 잡음에 의한 오류를 효과적으로 정정하여 데이터 송신의 신뢰도를 높일 수 있는 장점을 가지는 상기 LDPC 부호를 사용하는 것을 적극적으로 고려하고 있다.
한편, 상기 LDPC 부호는 Shannon의 채널 부호화 이론(channel coding theorem)에서 제시하는 채널 용량 한계에 거의 근접하는 성능을 가진다. 특히, 상기 통신 시스템에서 상기 LOM 방식을 사용할 경우를 가정하고, density evolution 방식 등을 적용하여 최적화시킬 경우 상기 LDPC 부호의 성능이 상기 채널 용량 한계에 거의 근접하게 된다. 따라서, 현재 제안되어 있는 대부분의 LDPC 부호들은 상기 LOM 방식을 사용할 경우를 가정하여 설계되었다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 LDPC 부호는 일반적으로 상기 LOM 방식을 사용할 경우를 가정하여 설계된 부호이므로, 상기 통신 시스템에서 상기 LOM 방식이 아닌 HOM 방식을 사용할 경우 상기 LDPC 부호의 성능에 열화가 발생할 수 있다. 즉, 상기 LDPC 부호가 상기 LOM 방식을 사용하는 경우에 최적화되어 설계되어 있기 때문에 상기 LOM 방식이 아닌 HOM 방식을 사용할 경우에는 그 성능에 열화가 발생하게 되는 것이다. 따라서, 상기 HOM 방식을 사용할 경우 상기 LDPC 부호의 성능 열화를 방지하는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 신호 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 통신 시스템에서 LDPC 부호를 사용할 경우 변조 차수에 상응하게 신호를 인터리빙/디인터리빙하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 신호 인터리빙 장치는; 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 장치에 있어서, 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호를 입력받고, 상기 LDPC 부호를 소정 제어에 따라 제공되는 인터리빙 방식에 상응하게 인터리빙하는 인터리버와, 상기 신호 송신 장치에서 사용할 변조 방식을 고려하여 설정된 인터리빙 방식을 상기 인터리버로 제공하는 제어기를 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 신호 디인터리빙 장치는; 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 장치에 있어서, 수신 신호를 미리 설정되어 있는 복조 방식에 상응하게 복조하는 복조기와, 상기 복조된 신호를 미리 설정되어 있는 디인터리빙 방식에 상응하게 디인터리빙하는 디인터리버를 포함하며, 상기 디인터리빙 방식은 상기 신호 수신 장치에 대응하는 신호 송신 장치에서 사용한 인터리빙 방식에 상응하는 방식이며, 상기 인터리빙 방식은 상기 신호 송신 장치에서 사용하는 변조 방식을 고려하여 설정된 방식임을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 신호 인터리빙 방법은; 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 방법에 있어서, 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호를 입력받는 과정과, 상기 LDPC 부호를 상 기 신호 송신 장치에서 사용할 변조 방식을 고려하여 설정된 인터리빙 방식에 상응하게 인터리빙하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 신호 디인터리빙 방법은; 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 방법에 있어서, 수신 신호를 미리 설정되어 있는 복조 방식에 상응하게 복조하는 과정과, 상기 복조된 신호를 미리 설정되어 있는 디인터리빙 방식에 상응하게 디인터리빙하는 과정을 포함하며, 상기 디인터리빙 방식은 상기 신호 수신 장치에 대응하는 신호 송신 장치에서 사용한 인터리빙 방식에 상응하는 방식이며, 상기 인터리빙 방식은 상기 신호 송신 장치에서 사용하는 변조 방식을 고려하여 설정된 방식임을 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 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 통신 시스템에서 신호 인터리빙(interleaving)/디인터리빙(de-interleaving) 장치 및 방법을 제안한다. 또한, 본 발명은 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭하기로 한다) 부호를 사용하는 통신 시스템에서 변조 차수(modulation order)에 상응하게 신호를 인터리빙/디인터리빙하는 장치 및 방법을 제안한다.
먼저, 종래 기술 부분에서 설명한 바와 같이 현재 제안되어 있는 대부분의 LDPC 부호들은 통신 시스템에서 저차 변조(LOM: Low Order Modulation, 이하 'LOM'라 칭하기로 한다) 방식을 사용할 경우를 가정하고, density evolution 방식 등을 적용하여 최적화시킬 경우 설계된 부호들이며, Shannon의 채널 부호화 이론(channel coding theorem)에서 제시하는 채널 용량 한계에 거의 근접하는 성능을 가진다. 그러나, 상기 LOM 방식을 사용할 경우를 가정하여 생성된 상기 LDPC 부호들을 상기 통신 시스템에서 고차 변조(HOM: High Order Modulation, 이하 'HOM'이라 칭하기로 한다) 방식을 사용할 경우 그대로 사용하게 되면 그 성능 열화가 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 상기 통신 시스템에서 HOM 방식을 사용할 경우라도 상기 LDPC 부호의 성능 열화 발생을 방지하기 위해서 인터리빙 방식을 제안하며, 본 발명에서 제안하는 인터리빙 방식을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 일반적으로 HOM 방식을 사용하여 변조되는 변조 비트(modulation bit)들은 각각이 상이한 신뢰도를 가진다. 일 예로, 상기 HOM 방식이 64QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 방식이라고 가정하면, 6개의 비트들이 1개의 변조 심볼(modulation symbol)을 구성하게 되는데, 상기 6개의 비트들은 서로 다른 3개의 신뢰도들을 가지는 3개의 비트 그룹들로 분류된다. 여기서, 상기 LDPC 부호를 구성하는 비트들은 원래의 정보 비트들(information bits), 즉 정보 벡터(information vector)가 LDPC 부호화 방식으로 부호화되어 생성된 비트들이므로 '부호화된 비트들(coded bits)'라 칭하기로 한다.
본 발명에서 제안하는 인터리빙 방식은 상기 LDPC 부호를 구성하는 부호화된 비트들이 변조 심볼들로 변조될 때 상기 변조 심볼들 각각내의 변조 비트들에 매핑되는 방식을 나타내는 것이며, 상기 LDPC 부호의 변조 차수(modulation order)를 고려하여 상기 부호화된 비트들의 변조 비트들로의 매핑을 결정하는 방식이다. 즉, 본 발명에서는 상기 HOM 방식을 사용할 경우 1개의 변조 심볼을 구성하는 변조 비트들은 서로 다른 신뢰도들을 가지므로, 서로 다른 신뢰도들을 가지는 변조 비트들에 상기 LDPC 부호를 구성하는 부호화된 비트들을 상기 LDPC 부호의 성능 열화가 방지될 수 있도록 매핑하는 인터리빙 방식을 제안한다.
상기 인터리빙 방식은 상기 변조 차수에 따른 부호화된 비트들의 변조 비트들로의 매핑을 고려함에 있어 상기 LDPC 부호의 구조를 고려하며, 상기 LDPC 부호의 구조에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 LDPC 부호의 구조라 함은 정지 집합(Stopping Set, 이하 'Stopping Set'라 칭하기로 한다)을 나타낸다. 여기서, 상기 Stopping Set이란 변수 노드(variable node)들의 집합으로서, 상기 Stopping Set에 포함되는 변수 노드들에 연결된 각각의 검사 노드(check node)들이 상기 Stopping Set에 속하는 변수 노드들중 적어도 2개 이상의 변수 노드들에 연결되어 있는 변수 노드들의 집합을 나타낸다. 그러면 여기서 도 1을 참조하여 상기 Stopping Set에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 1은 일반적인 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬(parity check matrix)과 양자 그래프(bipartite graph, 이하 'bipartite graph'라 칭하기로 한다) 상에 표현된 Stopping Set을 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 먼저 도시한 바와 같은 패리티 검사 행렬의 열(column)들 각각은 변수 노드들 각각을 나타내며, 행(row)들 각각은 검사 노드들 각각을 나타낸다. 상기 도 1에 도시한 패리티 검사 행렬의 1,5,7 변수 노드들이 Stopping Set을 구성하는 변수 노드들이 되며, bipartite graph에 도시되어 있는 바와 같이 상기 1,5,7 변수 노드들에 연결된 검사 노드들, 즉 1,2,4,6 검사 노드들은 상기 1,5,7 변수 노드들중 적어도 2개 이상의 변수 노드들에 연결되어 있음을 알 수 있다. 또한, 복호 과정에서 상기 변수 노드들이 복호 성능에 서로 영향을 미치게 됨은 쉽게 유추할 수 있으며, 일반적으로 상기 LDPC 부호의 복호에 있어 상기 Stopping Set은 상기 LDPC 부호의 최소 거리(minimum distance)와 관련이 있으며, 상기 LDPC 부호의 성능에 큰 영향을 미치는 것이 잘 알려져 있다.
한편, 상기 LDPC 부호를 구성하는 부호화된 비트들은 일반적으로 그대로 변조 비트들에 순서대로 매핑된다. 이렇게, 부호화된 비트들이 그대로 변조 비트들에 순서대로 매핑될 경우, 신뢰도가 낮은 변조 비트들에 매핑되는 부호화된 비트들이 동일한 Stopping Set에 연결되어 있다면, 그 부호화된 비트들은 복호 과정에서 오류가 정정될 확률이 크게 감소하게 된다. 그러면 여기서 도 2를 참조하여 동일한 Stopping Set을 구성하는 변수 노드들에 연결된 부호화된 비트들이 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되는 경우 복호 과정에서의 오류 정정 확률에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 2는 일반적인 LDPC 부호의 bipartite graph에서 동일한 Stopping Set을 구성하는 변수 노드들에 연결된 부호화된 비트들이 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되는 경우를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 동일한 Stopping Set을 구성하는 변수 노드들에 연결된 부호화된 비트들이 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되는 경우 복호 과정에서 오류가 정정될 확률은 크게 낮아짐을 알 수 있다. 즉, LDPC 부호에서 동일한 Stopping Set을 구성하는 변수 노드들에 연결된 부호화된 비트들이 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑될 될 경우, 신뢰도가 낮은 변조 비트들에 매핑된 부호화된 비트들은 반복 복호 과정에서도 오류가 정정되지 않기 때문에 상기 LDPC 부호의 성능 열화가 크게 발생하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명에서는 통신 시스템에서 HOM 방식을 사용할 경우 부호화된 비트들을 변조 비트들에 매핑함에 있어 동일한 Stopping Set을 구성하는 변수 노드들에 연결된 부호화된 비트들을 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않도록 하는 인터리빙 방식을 제안하는 것이다. 특히, 본 발명에서 제안하는 인터리빙 방식은 멀티 길이(multi length)와 멀티 레이트(multi rate)를 지원하기 위해 그 사용이 적극적으로 고려되고 있는 구조적(structured) LDPC 부호에 적용할 경우 그 성능 향상 이득이 최대화된다.
일반적으로 상기 구조적 LDPC 부호의 경우 효율적인 부호화를 위해 시스테메틱(systematic, 이하 'systematic'라 칭하기로 한다) 구조를 가지는 패리티 검사 행렬을 사용한다. 이하, 상기 systematic 구조를 가지는 패리티 검사 행렬을 'systematic 구조-패리티 검사 행렬'이라 칭하기로 한다. 상기 systematic 구조-패리티 검사 행렬은 정보 파트(information part)와 패리티 파트(parity part)로 구 분되며, 상기 정보 파트는 정보 벡터(information vector)에 매핑되는 파트이며, 상기 패리티 파트는 패리티 벡터(parity vector)에 매핑되는 파트이다. 그런데, 상기 systematic 구조-패리티 검사 행렬의 패리티 파트는 일반적으로 이중 대각(dual diagonal, 이하 'dual diagonal'라 칭하기로 한다) 구조를 가진다. 그러면 여기서 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 구조적 LDPC 부호를 일 예로 하여 상기 systematic 구조-패리티 검사 행렬의 패리티 파트가 dual diagonal 구조를 가짐을 설명하기로 한다.
도 3은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템에서 제안하고 있는 구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬과 그 bipartite graph를 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저, 상기 구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬은 전체 패리티 검사 행렬이 다수의 블록(block)들로 분할되고, 상기 블록들 각각에 순열 행렬(permutation matrix)이 대응되는 형태를 가진다. 여기서, 상기 순열 행렬은
Figure 112006002721596-PAT00001
크기를 가지는 정사각 행렬로서, 상기 순열 행렬은 상기 순열 행렬을 구성하는 Z개의 행(row)들 각각의 웨이트(weight)가 1이고, 상기 순열 행렬을 구성하는 Z개의 행(column)들 각각의 웨이트 역시 1인 행렬을 나타낸다. 일 예로, 상기 구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬이
Figure 112006002721596-PAT00002
개의 블록들로 분할된다고 가정하면, 상기
Figure 112006002721596-PAT00003
개의 블록들 각각에는 순열 행렬이 대응된다. 또한,
Figure 112006002721596-PAT00004
를 상기 패리티 검사 행렬의 다수의 블록들중 p번째 블록 행(row)과 n번째 블록 열(column)이 교차하는 지점에 위치하는 순열 행렬을 나타낸다고 가정하기로 하며, 상기 순열 행렬의 위첨자 apq는
Figure 112006002721596-PAT00005
혹은 apq = ∞를 가진다.
상기 도 3에는 p = 8이고, q = 24일 경우의 구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬이 도시되어 있으며, 그 도시되어 있는 숫자들 각각은 상기 구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬을 구성하는 순열 행렬들 각각의 위첨자, 즉 apq를 나타낸다. 또한, 상기 도 3에 도시한 바와 같이 상기 구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬은 systematic 구조-패리티 검사 행렬이고, 상기 systematic 구조-패리티 검사 행렬의 패리티 파트의 변수 노드들은 Stopping Set를 구성함을 알 수 있다. 따라서, 부호화된 비트들이 순차적으로 변조 비트들에 매핑될 경우 동일한 Stopping Set을 구성하는 변수 노드들에 연결된 부호화된 비트들이 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되어 상기 구조적 LDPC 부호의 성능에 열화가 발생하게 된다.
그러면 여기서 도 4를 참조하여 본 발명에서 제안하는 인터리빙 방식을 사용할 경우와 일반적인 인터리빙 방식을 사용할 경우의, 즉 Stopping Set을 고려하는 인터리빙 방식을 사용할 경우와 Stopping Set을 고려하지 않는 인터리빙 방식을 사용할 경우의 성능을 비교 설명하기로 한다.
상기 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방식과 일반적인 인터리빙 방식을 적용하였을 경우의 성능을 비교 도시한 그래프이다.
상기 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에서 제안하는 인터리빙 방식을 사용할 경우 일반적인 인터리빙 방식을 사용하는 경우에 비에 성능 개선이 있음을 확인할 수 있다.
또한, 상기 HOM 방식을 사용할 경우의 LDPC 부호의 성능 열화 원인이 동일한 Stopping Set에 속하는 변수 노드들에 연결된 부호화된 비트들이 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되는데 있다는 점을 고려하여 상기 구조적 LDPC 부호의 블록 크기, 즉 순열 행렬의 크기를 나타내는 Z와 변조 차수를 나타내는 M과의 연관성을 고려해볼 수 있다.
먼저, 상기 systematic 구조-패리티 검사 행렬의 패리티 파트에 속하는 변수 노드들이 동일한 Stopping Set을 구성하게 되더라도 상기 Z가 상기 M의 배수가 되지 않을 경우에는 그 성능 열화가 감소되는데, 그 이유는 구조적 LDPC 부호를 구성하는 부호화된 비트들이 모두 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않기 때문이다. 따라서, 상기 Z가 M의 배수가 되지 않도록 systematic 구조-패리티 검사 행렬을 설계할 경우에도 LDPC 부호의 성능 열화를 방지하는 것이 가능하게 된다.
그러면 여기서 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 신호 송신 장치 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 신호 송신 장치 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 신호 송신 장치는 부호화기(encoder)(511)와, 인터리버(interleaver)(513)와, 제어기(515)와, 변조기(modulator)(517)와, 무선 주파수(RF: Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다) 처리기(519)를 포함한다.
먼저, 상기 신호 송신 장치에서 송신하고자 하는 정보 벡터()가 발생되면, 상기 정보 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00006
)는 상기 부호화기(511)로 전달된다. 상기 부호화기(511)는 상기 정보 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00007
) 미리 설정되어 있는 부호화 방식으로 부호화하여 부호어 벡터(codeword vector)(
Figure 112006002721596-PAT00008
), 즉 LDPC 부호로 생성한 후 상기 인터리버(513)로 출력한다. 여기서, 상기 부호화 방식은 LDPC 부호화 방식이 되는 것이다.
상기 인터리버(513)는 상기 부호어 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00009
)를 미리 설정되어 있는 인터리빙 방식으로 인터리빙한 후 상기 변조기(517)로 출력한다. 여기서, 상기 인터리버(513)는 상기 제어기(515)에서 제공하는 인터리빙 방식에 상응하게 상기 부호어 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00010
)를 구성하는 부호화된 비트들을 상기 변조기(517)에서 출력하는 변조 심벌들 각각의 변조 비트들에 매핑되도록 인터리빙한다. 상기 인터리빙 방식 자체에 대해서는 상기에서 구체적으로 설명한 바 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 상기 제어기(515)는 상기 인터리빙 방식을 상기 신호 송신 장치에서 사용하는 변조 방식의 변조 차수와 상기 LDPC 부호의 Stopping Set을 고려하여 생성한다. 또한, 상기 LDPC 부호가 구조적 LDPC 부호일 경우 상기 제어기(515)는 상기 변조 차수와, Stopping Set 뿐만 아니라 상기 구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬, 즉 systematic 구조-패리티 검사 행렬의 블록 크기 Z까지 고려하여 상기 인터리빙 방식을 결정한다. 또한, 상기 제어기(515)는 상기 정보 벡터가 발생되는 시 점에서 상기 인터리빙 방식을 결정할 수도 있고, 혹은 미리 상기 인터리빙 방식을 결정해 놓을 수도 있음은 물론이다.
한편, 상기 변조기(517)는 상기 인터리버(513)에서 출력한 인터리빙된 부호화된 비트들, 즉 인터리빙 부호어 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00011
)를 입력하여 미리 설정되어 있는 변조 방식으로 변조하여 변조 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00012
)으로 생성한 후 상기 RF 처리기(519)로 출력한다. 상기 RF 처리기(519)는 상기 변조기(517)에서 출력한 변조 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00013
)를 입력하여 RF 처리한 후 안테나를 통해 신호 수신 장치로 송신한다.
다음으로 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 신호 수신 장치 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 신호 수신 장치 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 신호 수신 장치는 RF 처리기(611)와, 복조기(de-modulator)(613)와, 디인터리버(de-interleaver)(615)와, 제어기(617)와, 복호기(decoder)(619)를 포함한다.
먼저, 신호 송신 장치에서 송신한 신호는 상기 신호 수신 장치의 안테나를 통해 수신되고, 상기 안테나를 통해 수신된 신호는 상기 RF 처리기(611)로 전달된다. 상기 RF 처리기(611)는 상기 수신 신호를 RF 처리한 후 그 RF 처리된 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00014
)를 상기 복조기(613)로 출력한다. 상기 복조기(613)는 상기 RF 처리기(611)에 서 출력한 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00015
)를 입력하여 상기 신호 송신 장치의 변조기, 즉 변조기(517)에서 적용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조한 후 그 복조한 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00016
)를 상기 디인터리버(615)로 출력한다. 상기 디인터리버(615)는 상기 복조기(613)에서 출력한 복조 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00017
)를 입력하여 상기 제어기(617)의 제어에 따라 상기 신호 송신 장치의 인터리버, 즉 인터리버(513)에서 적용한 인터리빙 방식에 상응하는 디인터리빙 방식으로 디인터리빙한 후 그 디인터리빙한 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00018
)를 상기 복호기(619)로 출력한다. 또한, 상기 제어기(617)는 상기 신호 송신 장치에서 적용한 인터리빙 방식을 미리 알고 있으며, 상기 인터리빙 방식에 상응하는 디인터리빙 방식을 상기 디인터리버(615)가 사용하도록 제어하는 것이다.
상기 복호기(619)는 상기 디인터리버(615)에서 출력한 디인터리빙 벡터(
Figure 112006002721596-PAT00019
)를 입력하여 상기 신호 송신 장치의 부호화기, 즉 부호화기(511)에서 적용한 부호화 방식에 상응하는 복호 방식으로 복호한 후 그 복호한 신호
Figure 112006002721596-PAT00020
를 최종적으로 복원된 정보 벡터로 출력한다.
다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 인터리빙 방식 결정 동작에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 인터리빙 방식 결정 동작을 도시한 순서도이다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저 711단계에서 신호 송신 장치는 상기 신호 송신 장치에서 사용할 변조 차수와 상기 변조 차수에 상응하는 성상도상의 각 변조 비트들의 신뢰도를 검출하고 713단계로 진행한다. 상기 713단계에서 상기 신호 송신 장치는 상기 신호 송신 장치에서 사용하는 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 Stopping Set을 계산하고 715단계로 진행한다. 상기 715단계에서 상기 신호 송신 장치는 동일한 Stopping Set을 구성하는 부호화된 비트들이 가능한한 동일한 신뢰도를 가지지 않는 변조 비트들에 매핑되도록 인터리빙 방식을 결정하고 종료한다.
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, 통신 시스템에서 변조 차수에 상응하게 LDPC 부호를 사용하여 신호 송수신을 가능하게 함으로써 HOM 방식을 사용할 경우의 성능 열화를 방지한다는 이점을 가진다. 또한, 본 발명은 구조적 LDPC 부호의 블록 크기까지 고려하여 변조 차수에 상응하게 LDPC 부호에 적용할 인터리빙 방식을 제안함으로써 HOM 방식을 사용할 경우의 성능 열화를 방지한다는 이점을 가진다.

Claims (20)

  1. 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 방법에 있어서,
    저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호를 입력받는 과정과,
    상기 LDPC 부호를 상기 신호 송신 장치에서 사용할 변조 방식을 고려하여 설정된 인터리빙 방식에 상응하게 인터리빙하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 정지 집합(Stopping Set)과, 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수중 적어도 어느 하나를 고려하여 생성된 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호가 구조적 LDPC 부호일 경우, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 정지 집합(Stopping Set)과, 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수와, 상기 패리티 검사 행렬이 포함하는 블록들의 블록 크기중 적어도 어느 하나를 고려하여 생성된 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 동일한 정지 집합(Stopping Set)을 구성하는 변수 노드들에 연결되는 부호화 비트들이 상기 변조 방식에 상응하게 생성되는 변조 심벌들 각각이 포함하는 변조 비트들중 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않도록 하는 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호가 구조적 LDPC 부호일 경우, 상기 패리티 검사 행렬이 포함하는 블록들의 블록 크기가 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수의 배수가 되지 않도록 하고, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 동일한 정지 집합(Stopping Set)을 구성하는 변수 노드들에 연결되는 부호화 비트들이 상기 변조 방식에 상응 하게 생성되는 변조 심벌들 각각이 포함하는 변조 비트들중 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않도록 하는 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 방법.
  6. 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 장치에 있어서,
    저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호를 입력받고, 상기 LDPC 부호를 소정 제어에 따라 제공되는 인터리빙 방식에 상응하게 인터리빙하는 인터리버와,
    상기 신호 송신 장치에서 사용할 변조 방식을 고려하여 설정된 인터리빙 방식을 상기 인터리버로 제공하는 제어기를 포함함을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 정지 집합(Stopping Set)과, 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수중 적어도 어느 하나를 고려하여 생성된 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호가 구조적 LDPC 부호일 경우, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 정지 집합(Stopping Set)과, 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수와, 상기 패리티 검사 행렬이 포함하는 블록들의 블록 크기중 적어도 어느 하나를 고려하여 생성된 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 동일한 정지 집합(Stopping Set)을 구성하는 변수 노드들에 연결되는 부호화 비트들이 상기 변조 방식에 상응하게 생성되는 변조 심벌들 각각이 포함하는 변조 비트들중 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않도록 하는 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호가 구조적 LDPC 부호일 경우, 상기 패리티 검사 행렬이 포함하는 블록들의 블록 크기가 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수의 배수가 되지 않도록 하고, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 동일한 정지 집합(Stopping Set)을 구성하는 변수 노드들에 연결되는 부호화 비트들이 상기 변조 방식에 상응하게 생성되는 변조 심벌들 각각이 포함하는 변조 비트들중 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않도록 하는 방식임을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호를 인터리빙하는 장치.
  11. 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 방법에 있어서,
    수신 신호를 미리 설정되어 있는 복조 방식에 상응하게 복조하는 과정과,
    상기 복조된 신호를 미리 설정되어 있는 디인터리빙 방식에 상응하게 디인터리빙하는 과정을 포함하며,
    상기 디인터리빙 방식은 상기 신호 수신 장치에 대응하는 신호 송신 장치에서 사용한 인터리빙 방식에 상응하는 방식이며, 상기 인터리빙 방식은 상기 신호 송신 장치에서 사용하는 변조 방식을 고려하여 설정된 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 정지 집합(Stopping Set)과, 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수중 적어도 어느 하나를 고려하여 생성된 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호가 구조적 LDPC 부호일 경우, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 정지 집합(Stopping Set)과, 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수와, 상기 패리티 검사 행렬이 포함하는 블록들의 블록 크기중 적어도 어느 하나를 고려하여 생성된 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 동일한 정지 집합(Stopping Set)을 구성하는 변수 노드들에 연결되는 부호화 비트들이 상기 변조 방식에 상응하게 생성되는 변조 심벌들 각각이 포함하는 변조 비트들중 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않도록 하는 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호 를 디인터리빙하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호가 구조적 LDPC 부호일 경우, 상기 패리티 검사 행렬이 포함하는 블록들의 블록 크기가 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수의 배수가 되지 않도록 하고, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 동일한 정지 집합(Stopping Set)을 구성하는 변수 노드들에 연결되는 부호화 비트들이 상기 변조 방식에 상응하게 생성되는 변조 심벌들 각각이 포함하는 변조 비트들중 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않도록 하는 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 방법.
  16. 통신 시스템의 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 장치에 있어서,
    수신 신호를 미리 설정되어 있는 복조 방식에 상응하게 복조하는 복조기와,
    상기 복조된 신호를 미리 설정되어 있는 디인터리빙 방식에 상응하게 디인터리빙하는 디인터리버를 포함하며,
    상기 디인터리빙 방식은 상기 신호 수신 장치에 대응하는 신호 송신 장치에서 사용한 인터리빙 방식에 상응하는 방식이며, 상기 인터리빙 방식은 상기 신호 송신 장치에서 사용하는 변조 방식을 고려하여 설정된 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 정지 집합(Stopping Set)과, 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수중 적어도 어느 하나를 고려하여 생성된 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호가 구조적 LDPC 부호일 경우, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 정지 집합(Stopping Set)과, 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수와, 상기 패리티 검사 행렬이 포함하는 블록들의 블록 크기중 적어도 어느 하나를 고려하여 생성된 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 동일한 정지 집합(Stopping Set)을 구성하는 변수 노드들에 연결되는 부호화 비트들이 상기 변조 방식에 상응하게 생성되는 변조 심벌들 각각이 포함하는 변조 비트들중 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않도록 하는 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 인터리빙 방식은;
    상기 LDPC 부호가 구조적 LDPC 부호일 경우, 상기 패리티 검사 행렬이 포함하는 블록들의 블록 크기가 상기 변조 방식에 상응하는 변조 차수의 배수가 되지 않도록 하고, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 동일한 정지 집합(Stopping Set)을 구성하는 변수 노드들에 연결되는 부호화 비트들이 상기 변조 방식에 상응하게 생성되는 변조 심벌들 각각이 포함하는 변조 비트들중 동일한 신뢰도를 가지는 변조 비트들에 매핑되지 않도록 하는 방식임을 특징으로 하는 신호 수신 장치에서 신호를 디인터리빙하는 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101426557B1 (ko) * 2007-11-02 2014-08-06 삼성전자주식회사 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서데이터 송수신 장치 및 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101426557B1 (ko) * 2007-11-02 2014-08-06 삼성전자주식회사 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서데이터 송수신 장치 및 방법

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