KR20080076635A - 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법 Download PDF

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KR20080076635A
KR20080076635A KR1020070016826A KR20070016826A KR20080076635A KR 20080076635 A KR20080076635 A KR 20080076635A KR 1020070016826 A KR1020070016826 A KR 1020070016826A KR 20070016826 A KR20070016826 A KR 20070016826A KR 20080076635 A KR20080076635 A KR 20080076635A
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check matrix
matrix
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정홍실
김재열
박동식
박성은
최승훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법에 있어서, 사용할 부호화율에 상응하게 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정과, 정보 벡터를 상기 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는 과정과, 상기 부호화율에 상응하게 상기 부호어 벡터를 그대로 송신하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하여 송신하는 과정을 포함하며, 상기 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정은; 상기 부호화율이 제1부호화율일 경우, 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬을 그대로 상기 패리티 검사 행렬로 생성하는 과정과, 상기 부호화율이 상기 제1부호화율 보다 높은 제2부호화율일 경우, 상기 제1패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열들과, 상기 디그리가 1인 열들에 연결된 행들에서부터 디그리가 2인 열들과, 상기 디그리가 2인 열들에 연결된 행들을 순차적으로 제거하여 상기 제2부호화율을 지원하는 제2패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 제2패리티 검사 행렬을 상기 패리티 검사 행렬로 생성하는 과정을 포함한다.
반구조적 LDPC 부호, 모 패리티 검사 행렬, 부호화율, 자 패리티 검사 행렬, 단축 방식, 천공 방식

Description

통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING/RECEIVING SIGNAL IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 구조를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 구조를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 구조를 도시한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 구조를 도시한 도면
본 발명은 통신 시스템의 신호 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭하기로 한다) 부호를 사용하는 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 장치 및 방법에 관한 것 이다.
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, 고속 대용량 데이터 송수신에 적합하도록 설계되어 왔다. 특히, 차세대 통신 시스템에서는 고속 대용량 데이터 송수신 지원을 위해 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repeat reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식과 적응적 변조 및 부호화(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 방식 등과 같은 다양한 방식들이 제안된 바 있으며, 상기 HARQ 방식 및 AMC 방식 등과 같은 방식들을 사용하기 위해서는 다양한 부호화율(coding rate)들을 지원해야만 한다.
또한, 차세대 통신 시스템에서는 터보 부호(turbo code)와 함께 고속 데이터 송신시에 그 성능 이득이 우수한 것으로 알려져 있으며, 송신 채널에서 발생하는 잡음에 의한 오류를 효과적으로 정정하여 데이터 송신의 신뢰도를 높일 수 있는 장점을 가지는 LDPC 부호를 사용하는 것을 적극적으로 고려하고 있다. 그런데, 상기 LDPC 부호는 부호화율면에 있어서 단점을 가진다. 즉, 상기 LDPC 부호는 상기 LDPC 부호의 특성상 그 생성되는 부호어 벡터(codeword vector)가 비교적 높은 부호화율을 가지기 때문에 부호화율면에서 자유롭지 못하다는 단점을 가진다. 현재 제안되어 있는 LDPC 부호의 경우 대부분이 1/2의 부호화율을 가지고, 일부만 1/3의 부호화율을 가진다. 이렇게, 상기 LDPC 부호의 경우 그 부호화율면에서 제한이 존재하 여, 고속 데이터 송신에 부적합하게 된다.
물론, 비교적 낮은 부호화율을 구현하기 위해서 밀도 진화(density evolution) 방식 등을 사용하여 최적의 성능을 나타내는 차수 분포를 구할 수는 있지만, 상기 최적의 성능을 나타내는 차수 분포를 가지는 LDPC 부호를 구현하는 것은 이분(bipartite, 이하 'bipartite'라 칭하기로 한다) 그래프 상의 사이클(cycle) 구조와 하드웨어 구현(implementation) 등의 여러 가지 제약 조건들로 인해서 난이하다.
상기에서 설명한 바와 같이 LDPC 부호의 경우 그 특성상 부호화율면에서 제한이 존재하므로, 상기 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 낮은 부호화율부터 높은 부호화율까지 다양한 부호화율들을 지원하여 신호를 송수신하는 방안에 대한 필요성이 대두되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 신호를 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 다양한 부호화율들을 지원하여 신호를 송수신하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는; 통신 시스템의 신호 송신 장치에 있어서, 소정 제어에 따라 정보 벡터를 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는 부호화기와, 소정 제어에 따라 사용할 부호화율에 상응하게 상 기 부호어 벡터를 그대로 출력하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하는 천공기를 포함하며, 상기 부호화율에 상응하게 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 상기 패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 부호화율에 상응하게 상기 천공기가 상기 부호어 벡터를 그대로 출력하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하도록 제어하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 상기 부호화율이 제1부호화율일 경우, 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬을 그대로 상기 패리티 검사 행렬로 생성하고, 상기 부호화율이 상기 제1부호화율 보다 높은 제2부호화율일 경우, 상기 제1패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열들과, 상기 디그리가 1인 열들에 연결된 행들에서부터 디그리가 2인 열들과, 상기 디그리가 2인 열들에 연결된 행들을 순차적으로 제거하여 상기 제2부호화율을 지원하는 제2패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 제2패리티 검사 행렬을 상기 패리티 검사 행렬로 생성함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는; 통신 시스템의 신호 송신 장치에 있어서, 소정 제어에 따라 정보 벡터를 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는 부호화기와, 소정 제어에 따라 사용할 부호화율에 상응하게 상기 부호어 벡터를 그대로 출력하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하는 천공기를 포함하며, 상기 부호화율에 상응하게 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 상기 패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 부호화율에 상응하게 상기 천공기가 상기 부호어 벡터를 그대로 출력하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하도록 제어하는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 상기 부호화 율이 제1부호화율일 경우, 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열들과, 상기 디그리가 1인 열들에 연결된 행들에서부터 디그리가 2인 열들과, 상기 디그리가 2인 열들에 연결된 행들을 순차적으로 제거하여 상기 제1부호화율을 지원하는 제2패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 제2패리티 검사 행렬을 상기 패리티 검사 행렬로 생성함을 특징으로 한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은; 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법에 있어서, 사용할 부호화율에 상응하게 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정과, 정보 벡터를 상기 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는 과정과, 상기 부호화율에 상응하게 상기 부호어 벡터를 그대로 송신하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하여 송신하는 과정을 포함하며, 상기 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정은; 상기 부호화율이 제1부호화율일 경우, 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬을 그대로 상기 패리티 검사 행렬로 생성하는 과정과, 상기 부호화율이 상기 제1부호화율 보다 높은 제2부호화율일 경우, 상기 제1패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열들과, 상기 디그리가 1인 열들에 연결된 행들에서부터 디그리가 2인 열들과, 상기 디그리가 2인 열들에 연결된 행들을 순차적으로 제거하여 상기 제2부호화율을 지원하는 제2패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 제2패리티 검사 행렬을 상기 패리티 검사 행렬로 생성하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은; 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법에 있어서, 사용할 부호화율에 상응하게 저밀도 패리 티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정과, 정보 벡터를 상기 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는 과정과, 상기 부호화율에 상응하게 상기 부호어 벡터를 그대로 송신하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하여 송신하는 과정을 포함하며, 상기 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정은; 상기 부호화율이 제1부호화율일 경우, 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열들과, 상기 디그리가 1인 열들에 연결된 행들에서부터 디그리가 2인 열들과, 상기 디그리가 2인 열들에 연결된 행들을 순차적으로 제거하여 상기 제1부호화율을 지원하는 제2패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 제2패리티 검사 행렬을 상기 패리티 검사 행렬로 생성하는 과정을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 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.
먼저, 차세대 통신 시스템에서는 고속 대용량 데이터 송수신을 지원하기 위해 다양한 방식들, 일 예로 하이브리드 자동 반복 요구(HARQ: Hybrid Automatic Repaet reQuest, 이하 'HARQ'라 칭하기로 한다) 방식과 적응적 변조 및 부호화(AMC: Adaptive Modulation and Coding, 이하 'AMC'라 칭하기로 한다) 방식 등과 같은 다양한 방식들이 제안되었으며, 상기 HARQ 방식 및 AMC 방식 등을 사용하기 위해서는 다양한 부호화율들을 지원해야만 한다. 그런데, 종래 기술 부분에서도 설명한 바와 같이 차세대 통신 시스템에서 적극적으로 사용을 고려하고 있는 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭하기로 한다) 부호는 그 특성상 부호화율면에서 제한이 존재한다. 따라서, 본 발명에서는 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 다양한 부호화율(coding rate)들을 지원하는 신호 송수신 장치 및 방법을 제안한다.
먼저, LDPC 부호의 설계는 패리티 검사 행렬(parity check matrix)의 설계를 통해 구현된다. 그런데, LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 1개의 코덱(CODEC)을 사용하여 다양한 부호화율들을 지원하기 위해서는 1개의 패리티 검사 행렬이 다양한 부호화율들을 지원할 수 있도록 설계되어야만 한다. 이렇게, 1개의 패리티 검사 행렬을 사용하여 2개 이상의 부호화율들을 지원하도록 하는 대표적인 방식들로는 천공(puncturing) 방식과 단축(shortening) 방식 등이 존재한다.
그러면 여기서 상기 천공 방식과 단축 방식에 대해서 설명하면 다음과 같다.
첫 번째로, 상기 천공 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 천공 방식은 부호화기에서 생성한 부호어 벡터(codeword vector) 전부를 송신하지 않고 일부만 송신함으로써 부호화율을 높이는 방식이다. 즉, 상기 천공 방식은 부호어 벡터에서 일부를 천공하고, 상기 천공된 일부를 제외한 나머지 부분만을 송신하는 방식이다. 여기서, 상기 부호어 벡터가 정보 벡터(information vector)와 패리티 벡터(parity vector)를 포함하고, 상기 정보 벡터가 적어도 1개 이상의 정보 비트를 포함하고, 상기 패리티 벡터가 적어도 1개 이상의 패리티 비트 를 포함한다고 가정할 경우, 상기 부호어 벡터중 천공되는 부분은 일반적으로 패리티 벡터에 존재한다. 즉, 부호어 벡터중 정보 벡터가 천공될 경우에는 복호기에서 정보 벡터에 대한 입력값이 존재하지 않아 그 복호가 정상적으로 수행되지 않는 경우가 발생할 수 있기 때문에, 일반적으로 부호어 벡터중 패리티 벡터가 천공되는 것이다. 그러나, LDPC 부호의 경우 정보 벡터중 디그리(degree)가 높은 패리티 검사 행렬의 열(column)에 대응되는 소수의 정보 비트들을 천공할 경우에는 정보 벡터를 천공했다고 하더라도 반복 복호를 통하여 복호가 정상적으로 수행되며, 소수의 정보 비트들을 천공한 대신 패리티 벡터가 포함하는 패리티 비트들을 추가적으로 생성할 수 있으므로 그 복호 성능이 향상된다.
그러면 여기서 부호화율이 1/2인 (N,K) = (1720,860) LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 (1720,860) LDPC 부호를 정보 벡터와 패리티 벡터로 표현하면 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007014765396-PAT00001
상기 수학식 1에서
Figure 112007014765396-PAT00002
는 부호어 벡터, 즉 (1720,860) LDPC 부호를 나타내며,
Figure 112007014765396-PAT00003
는 정보 벡터를 나타내며,
Figure 112007014765396-PAT00004
는 상기 정보 벡터가 포함하는 정보 비트들중 i번째 정보 비트를 나타내며,
Figure 112007014765396-PAT00005
는 패리티 벡터를 나타내며,
Figure 112007014765396-PAT00006
는 상기 패리티 벡터가 포함하는 패리티 비트들중 i번째 패리티 비트를 나타낸다.
상기 (1720,860) LDPC 부호의 패리티 벡터를 천공하여 하기 수학식 2와 같은 천공된 부호어 벡터가 생성된다고 가정하기로 한다.
Figure 112007014765396-PAT00007
상기 수학식 2에서
Figure 112007014765396-PAT00008
는 천공된 부호어 벡터를 나타낸다. 상기 수학식 2와 같은 천공된 부호어 벡터는 결국 부호화율 2/3인 (N,K) = (1290,860) LDPC 부호와 동일하게 된다.
한편, 상기 천공 방식이 사용되었을 경우, LDPC 부호의 복호는 천공된 패리티 비트를 소실(erasure)로 간주함으로써 천공 방식이 사용되지 않은 LDPC 부호의 복호시 사용되는 패리티 검사 행렬과 동일한 패리티 검사 행렬을 사용하여 수행된다. 즉, 천공된 패리티 비트에 대응되는 채널로부터 입력되는 LLR (log-likelihood ratio) 값을 항상 0으로 간주하면 된다. 일 예로, 부호어 벡터에서 디그리가 2인 패리티 검사 행렬의 열에 대응되는 비트들이 천공되면, 천공된 비트들에 대응되는 노드(node)들은 복호시 반복 복호에 따른 성능 개선 또는 열화에 영향을 주지 않으며, 단지 다른 노드들로부터 전달되는 메시지들이 이동하는 경로 역할을 수행할 뿐이다. 다른 예로, 부호어 벡터에서 디그리가 1인 패리티 검사 행렬의 열에 대응되는 비트들이 천공되면 천공된 비트들에 대응되는 노드들은 복호시 단순히 '0'값만을 전달한다. 이 경우, 상기 천공된 비트들에 연결된 검사 노드들의 출력 신호는 항상 '0'이 되므로 상기 천공된 비트들에 연결된 행(row)들을 삭제할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 천공 방식을 사용하게 되면 부호화율을 변 경하더라도 부호화 및 복호를 위해 처음 주어진 부호화기 및 복호기를 그대로 사용하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 천공 방식은 부호화 복잡도와 복호 복잡도가 부호화율과 부호어 벡터 길이에 상관없이 거의 일정하다는 특성을 가진다. 또한, 상기 천공 방식은 정보 벡터의 길이는 항상 고정시키고 패리티 벡터의 길이만을 변화시켜 부호화율을 변화시킬 수 있다는 특성을 가진다.
두 번째로, 상기 단축 방식에 대해서 설명하기로 한다.
상기 단축 방식은 패리티 검사 행렬의 행의 개수는 고정시키고 정보 벡터에 해당하는 열(column)의 개수를 감소시켜가면서 부호율을 감소시키는 방식으로서, 다양한 부호어 벡터 길이에 대해 다양한 부호화율들을 획득하고자 할 경우 유용한 방식이다. 일반적으로 주어진 패리티 검사 행렬에서 패리티 벡터에 해당하는 열을 제거하게 되면, 원래의 부호어 벡터 집합과는 전혀 다른 부호어 벡터 집합이 생성되므로 상기 단축 방식에서는 패리티 검사 행렬에서 정보 벡터에 해당하는 열이 제거되는 것이다.
본 발명의 실시예에서는 상기 단축 방식을 정보 벡터에 해당하는 패리티 검사 행렬의 열의 개수를 감소시켜서 부호화율을 감소시키기 위해 사용하는 것이 아니라, 천공 방식을 사용하여 부호화율을 증가시킬 경우 상기 천공 방식 사용에 따라 발생할 수 있는 성능 열화를 방지하기 위해 사용하기로 하며, 이에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
그러면 여기서 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기에서 설명한 바와 같이 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 1 개의 코덱을 사용하여 다양한 부호화율을 지원하기 위해서는 1개의 패리티 검사 행렬이 다양한 부호화율을 지원하는 형태를 가져야만 한다. 따라서, 본 발명에서는 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬, 즉 모(parent) 패리티 검사 행렬과 상기 모 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 생성되는 자(child) 패리티 검사 행렬을 사용하여 다양한 부호화율을 지원하는 방안을 제안한다. 여기서는 설명의 편의를 위해 상기 자 패리티 검사 행렬이 상기 모 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 생성되는 경우를 설명하기로 하나, 상기 모 패리티 검사 행렬과 자 패리티 검사 행렬이 별도로 생성 가능함은 물론이다.
또한, 패리티 검사 행렬은 정보 벡터에 대응되는 정보 파트(information part)와 패리티 벡터에 대응되는 패리티 파트를 포함하며, 본 발명에서는 모 패리티 검사 행렬이 반구조적(semi-systematic) LDPC 부호의 패리티 검사 행렬로 생성된다고 가정하기로 한다. 상기 반구조적 LDPC 부호라함은 일반적인 LDPC 부호와 단일 패리티 검사 부호(single parity check code)가 연접된 구조를 가지는 부호를 나타낸다.
그러면 도 1을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1에 도시되어 있는 패리티 검사 행렬은 본 발명의 제1실시예에 따른 모 패리티 검사 행렬이며, 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. 이하, 설명의 편 의상 본 발명의 제1실시예에 따른 모 패리티 검사 행렬을 '제1모 패리티 검사 행렬'이라 칭하기로 한다.
Figure 112007014765396-PAT00009
상기 수학식 3에 나타낸 바와 같은 제1모 패리티 검사 행렬은 부호화율 1/2과, 부호화율 2/3와, 부호화율 3/4를 지원할 수 있는 반구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬이다. 여기서, 부호화율 1/2을 지원할 경우에는 상기 제1모 패리티 검사 행렬을 그대로 사용하며, 상기 제1모 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호화율 1/2의 반구조적 LDPC 부호를 생성하는 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제1모 패리티 검사 행렬은 다수의 부분 행렬(partial matrix)들, 즉 H11과, H2과, Hp과, 0과, H12과, H22과, 0과, I를 포함한다. 여기서, 0은 해당 행렬의 모든 엘리먼트(element)들이 0 값을 가지는 0 행렬을 나타내며, I는 항등(identity) 행렬을 나타낸다. 또한, 우수한 성능을 보장하는 1/2의 반구조적 LDPC 부호를 생성하기 위해 상기 수학식 3에 나타낸 바와 같은 제1모 패리티 검사 행렬은 최적의 디그리 분포를 갖도록 설계된다. 여기서, 일 예로 밀도 진화 분석 방식을 사용하여 최적의 디그리 분포를 검출할 수 있다.
상기 제1모 패리티 검사 행렬에서 정보 벡터의 길이가
Figure 112007014765396-PAT00010
이고, 패리 티 벡터의 길이가
Figure 112007014765396-PAT00011
이라고 가정할 경우, 부분 행렬 H11은
Figure 112007014765396-PAT00012
크기를 가지며, 부분 행렬 H21은
Figure 112007014765396-PAT00013
크기를 가지며, 부분 행렬 H2는
Figure 112007014765396-PAT00014
크기를 가지며, 부분 행렬 H22은
Figure 112007014765396-PAT00015
크기를 가지며, 부분 행렬 Hp는
Figure 112007014765396-PAT00016
크기를 가지며, 부분 행렬 I는
Figure 112007014765396-PAT00017
크기를 가진다. 따라서, 상기 제1모 패리티 검사 행렬의 크기는
Figure 112007014765396-PAT00018
이다.
상기 제1모 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호화를 수행할 경우, k개 정보 비트들에 대해 m개의 패리티 비트들을 생성한 후,
Figure 112007014765396-PAT00019
(여기서, T는 이항(transpose) 연산을 나타냄)에 해당하는 l1개의 정보 비트들을 천공하여 송신한다. 이 경우, 상기 l1개의 정보 비트들을 천공하는 대신 이에 상응하도록 패리티 비트들을 더 많이 생성하도록 하는데, 이때 상기 제1모 패리티 검사 행렬의 디그리가 1인 행에 상응되는 패리티 비트들을 생성하도록 하는 것이다. 따라서, 실제 송신되는 부호어의 길이는
Figure 112007014765396-PAT00020
이 되는 것이며, 이 때
Figure 112007014765396-PAT00021
이라면 부호화율
Figure 112007014765396-PAT00022
이다.
상기에서 설명한 바와 같이 상기 제1모 패리티 검사 행렬을 사용하여 LDPC 부호를 생성할 경우 상기 제1모 패리티 검사 행렬의 디그리가 1인 열에 대응되는 패리티 비트들이 생성된다. 여기서, 상기 디그리가 1인 열에 대응되어 생성되는 패리티 비트들이 단일 패리티 검사 부호이다. 일반적으로 1/2이하의 부호화율을 가지는 LDPC 부호에서는 상기 제1모 패리티 검사 행렬을 사용하여 생성되는 LDPC 부호 의 성능이 우수하였으나, 1/2을 초과하는 부호화율을 가지는 LDPC 부호에서는 디그리가 1인 열이 존재하지 않는 패리티 검사 행렬을 사용하여 생성되는 LDPC 부호에 비하여 성능의 향상을 획득하기가 난이하다.
따라서, 상기 제1모 패리티 검사 행렬을 사용하여 1/2을 초과하는 부호화율을 지원하는 LDPC 부호를 생성하기 위하여서는 일정한 패턴의 천공 방식을 사용해야만 한다. 즉, 우선적으로 상기 제1모 패리티 검사 행렬의 디그리가 1인 열에 대응되는 패리티 비트들을 천공하며, 추가적으로 더 천공이 필요할 경우에는 상기 제1모 패리티 검사 행렬의 디그리가 2인 열에 대응되는 패리티 비트들을 천공하도록 하는데, 이는 하기 수학식 4를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 상기 제1모 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 부호화율 2/3의 LDPC 부호를 생성하기 위해서는 상기 제1모 패리티 검사 행렬의 디그리가 1인 열에 대응되는 패리티 비트들을 천공하는데, 상기 천공된 패리티 비트들에 연결된 행들은 모두 삭제할 수 있다. 그러므로 상기 수학식 3에 나타낸 제1모 패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열과 그에 연결된 행들은 모두 삭제할 수 있으며, 이는 하기 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112007014765396-PAT00023
이하, 설명의 편의상 상기 수학식 4에 나타낸 패리티 검사 행렬을 '제1자 패리티 검사 행렬'이라 칭하기로 한다. 상기에서 설명한 바와 같이 부분 행렬 H11은
Figure 112007014765396-PAT00024
크기를 가지며, 부분 행렬 H2는
Figure 112007014765396-PAT00025
크기를 가지며, 부분 행렬 Hp는
Figure 112007014765396-PAT00026
크기를 가지므로, 제1자 패리티 검사 행렬은
Figure 112007014765396-PAT00027
크기를 가진다.
상기 제1자 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호화를 수행할 경우
Figure 112007014765396-PAT00028
개의 정보 비트들에 대해 lp개의 패리티 비트들을 생성한 후, 상기 lp개의 패리티 비트들 중
Figure 112007014765396-PAT00029
개의 패리티 비트들을 천공하여 송신하면 부호화율 2/3의 반구조적인 LDPC 부호를 생성할 수 있다. 이와는 달리
Figure 112007014765396-PAT00030
개의 정보 비트들과 lp개의 패리티 비트들 중
Figure 112007014765396-PAT00031
개의 비트들을 선택하여 천공할 수도 있다. 또한, 상기 제1자 패리티 검사 행렬에서 부분 행렬 Hp가 이중 대각(dual diagonal) 구조를 가질 경우에는 일정한 간격으로 패리티 비트들을 천공할 경우 그 생성되는 부호화율 2/3의 반구조적인 LDPC 부호의 성능이 우수해진다.
상기 부호화율 1/2과 부호화율 2/3에서 동시에 우수한 성능을 보장하는 패리티 검사 행렬을 설계하기 위하여 부호화율이 2/3인 제1자 패리티 검사 행렬의 디그리 분포를 기반으로 하여 부호화율 1/2에서 최적의 디그리 분포를 검출한다. 또한, 변수 노드(variable node) 중에 디그리가 j인 변수 노드가 상기 제1자 패리티 검사 행렬에 포함되어 있음을 제한 조건으로 추가하여 디그리 분포의 최적화를 수행한다. 검사 노드(check node)의 경우에도 변수 노드와 마찬가지로 디그리 분포의 최적화를 수행할 수 있다.
한편, 패리티 비트들을 더 많이 천공할 수록 더 높은 부호화율을 갖는 반구 조적 LDPC 부호를 생성할 수 있다. 일 예로, 패리티 비트들중에서
Figure 112007014765396-PAT00032
개의 패리티 비트들을 천공한다면 부호화율 3/4의 반구조적 LDPC 부호가 생성되는 것이다.
본 발명의 제1실시예에서 설명한 바와 같이 패리티 검사 행렬을 생성할 경우 그 반구조적 LDPC 부호의 성능이 우수함을 보장하기 위해서는 일반적으로 부분 행렬 H11의 열 디그리를 3 정도로 생성한다. 여기서, 상기 열 디그리는 패리티 검사 행렬내 해당 열의 0이 아닌(non-zero) 값, 일 예로 1의 개수를 나타낸다. 본 발명의 제1실시예에서와 같이 패리티 검사 행렬을 생성하면, 부호화율 1/2에 대하여서는 그 생성되는 반구조적 LDPC 부호에 대해서 우수한 성능을 보장하지만, 부호화율 2/3이나 부호화율 3/4에 대해서 생성되는 반구조적 LDPC 부호에 대해서는 우수한 성능을 보장하는 것이 난이하다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에서는 부호화율 2/3와 부호화율 3/4에 대해 그 생성되는 반구조적 LDPC 부호가 우수한 성능을 보장받을 수 있도록 디그리가 높은 열들을 추가적으로 더 생성해 놓은 후, 지원해야만 하는 부호화율에 상응하게 상기 추가적으로 생성해 놓은, 디그리가 높은 열들중 해당 열들만을 사용하는 방안을 제안한다. 일반적으로, 단축 방식은 상기에서 설명한 바와 같이 정보 비트들중 일부를 0으로 설정한 후 부호화여 부호어를 생성한 후, 그 부호어중 상기 0으로 설정된 정보 비트들을 송신하지 않음으로 전체 부호화율을 감소시키는 방식이다. 그러나, 본 발명의 제2실시예에서는 다양한 부호화율들을 지원하는 패리티 검사 행렬을 생성할 때 다양한 디그리 분포를 동시에 지원할 수 있도록 상기 단축 방식을 사용하 기로 한다. 상기 단축 방식을 사용할 경우 패리티 검사 행렬에서 일부의 열을 제거하는 것과 동일한 효과를 나타낸다. 이 경우 부호화 및 복호화를 수행할 때 메모리에 저장되어 있는 패리티 검사 행렬 중 일부만을 사용할 수 있다.
그러면 도 2를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 2에서 본 발명의 제2실시예에 따른 모 패리티 검사 행렬은 하기 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 이하, 설명의 편의상 본 발명의 제2실시예에 따른 모 패리티 검사 행렬을 '제2모 패리티 검사 행렬'이라 칭하기로 한다.
Figure 112007014765396-PAT00033
상기 수학식 5에 나타낸 바와 같은 제2모 패리티 검사 행렬은 부호화율 1/2과, 부호화율 2/3와, 부호화율 3/4를 지원할 수 있는 반구조적 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬이다. 상기 제2모 패리티 검사 행렬은 다수의 부분 행렬들, 즉 H1과, H2과, H31과, H4과, Hp과, 0과, 0과, 0과, H32과,H42과, 0과, I를 포함한다.
먼저, 부호화율 1/2의 반구조적 LDPC 부호를 생성하기 위해서는 상기 제2모 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 생성된, 하기 수학식 6에 나타낸 바와 같은 제2자 패리티 검사 행렬을 사용한다.
Figure 112007014765396-PAT00034
상기 제2자 패리티 검사 행렬은 부호화율 1/2를 지원하기 위해 사용되며, 다수의 부분 행렬들, 즉 H31과, H4과, Hp과, 0과, H32과, H42과, 0과, I를 포함한다. 또한, 우수한 성능을 보장하는 1/2의 반구조적 LDPC 부호를 생성하도록 상기 수학식 6에 나타낸 바와 같은 제2자 패리티 검사 행렬은 최적의 디그리 분포를 갖도록 설계된다. 여기서, 일 예로 밀도 진화 분석 방식을 사용하여 최적의 디그리 분포를 검출할 수 있다.
상기 제2자 패리티 검사 행렬에서 정보 벡터의 길이가
Figure 112007014765396-PAT00035
이고, 패리티 벡터의 길이가
Figure 112007014765396-PAT00036
이라고 가정할 경우, 부분 행렬 H31은
Figure 112007014765396-PAT00037
크기를 가지며, 부분 행렬 H32은
Figure 112007014765396-PAT00038
크기를 가지며, 부분 행렬 H4는
Figure 112007014765396-PAT00039
크기를 가지며, 부분 행렬 H42은
Figure 112007014765396-PAT00040
크기를 가지며, 부분 행렬 Hp는
Figure 112007014765396-PAT00041
크기를 가지며, 부분 행렬 I는
Figure 112007014765396-PAT00042
크기를 가진다. 따라서, 상기 제2자 패리티 검사 행렬의 크기는
Figure 112007014765396-PAT00043
이다.
상기 제2자 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호화를 수행할 경우, k개 정보 비트들에 대해 m개의 패리티 비트들을 생성한 후,
Figure 112007014765396-PAT00044
에 해당하는 l1개의 정보 비트들을 천공하여 송신한다. 따라서, 실제 송신되는 부호어의 길이는
Figure 112007014765396-PAT00045
이 되는 것이며, 이 때
Figure 112007014765396-PAT00046
이라면 부호화율
Figure 112007014765396-PAT00047
이다.
다음으로, 부호화율 2/3의 반구조적 LDPC 부호를 생성하기 위해서는 상기 제2모 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 생성된, 하기 수학식 7에 나타낸 바와 같은 제3자 패리티 검사 행렬을 사용한다.
Figure 112007014765396-PAT00048
상기 수학식 7에 나타낸 바와 같은 제3자 패리티 검사 행렬은 다음과 같이 생성된다.
먼저, 상기 제2자 패리티 검사 행렬의 디그리가 1인 패리티 비트들을 천공한다. 상기 디그리가 1인 패리티 비트들을 천공하면 상기 천공된 패리티 비트들에 대응되는 상기 제2자 패리티 검사 행렬의 열들과 상기 열들에 연결되어 있는 행들은 모두 삭제할 수 있다. 또한, 부호화율 2/3을 지원할 경우 최적의 디그리 분포를 지원하기 위여 높은 디그리를 갖는 열들을 추가하고, 상기 추가된 열들의 수만큼 상기 제2자 패리티 검사 행렬에서 사용되는 열들을 제거한다.
한편, 상기 제3자 패리티 검사 행렬에서 부분 행렬 H2은
Figure 112007014765396-PAT00049
크기를 가지고, 부분 행렬
Figure 112007014765396-PAT00050
은 부분 행렬 H31에서 부분 행렬 H2의 열 크기와 동일한 크기의 열을 제거한 행렬이며, 상기 부분 행렬
Figure 112007014765396-PAT00051
은
Figure 112007014765396-PAT00052
크기를 가지며, 부분 행렬 H4는
Figure 112007014765396-PAT00053
크기를 가지며, 부분 행렬 Hp는
Figure 112007014765396-PAT00054
크기를 가진다. 따라서, 상기 제 3자 패리티 검사 행렬은
Figure 112007014765396-PAT00055
크기를 가진다.
그러면 여기서 상기 제3자 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호화율 2/3의 반구조적 LDPC 부호를 생성하는 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제3자 패리티 검사 행렬에서 부분 행렬 H2에 대응되는 정보 비트들과 부분 행렬 Hp에 대응되는 패리티 비트들중
Figure 112007014765396-PAT00056
개의 비트들을 천공하여 부호화율 2/3의 반구조적 LDPC 부호가 생성되도록 한다. 이때, 상기
Figure 112007014765396-PAT00057
개의 비트들을 천공하는 방식은 다양하게 존재할 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 제3자 패리티 검사 행렬에서 부분 행렬 Hp가 이중 대각 구조를 가질 경우에는 일정한 간격으로 패리티 비트들을 천공할 경우 그 생성되는 부호화율 2/3의 반구조적인 LDPC 부호의 성능이 우수해진다.
다음으로, 부호화율 3/4의 반구조적 LDPC 부호를 생성하기 위해서는 상기 제2모 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 생성된, 하기 수학식 8에 나타낸 바와 같은 제4자 패리티 검사 행렬을 사용한다.
Figure 112007014765396-PAT00058
상기 수학식 8에 나타낸 바와 같은 제4자 패리티 검사 행렬 역시 상기 부호화율 3/4를 지원하기 위해 높은 디그리를 갖는 열들을 추가하고, 상기 추가된 열들의 수만큼 상기 제2자 패리티 검사 행렬에서 사용되는 열들을 제거하여 생성된다.
상기 제4자 패리티 검사 행렬에서 부분 행렬 H1은
Figure 112007014765396-PAT00059
크기를 가지며, 부분 행렬
Figure 112007014765396-PAT00060
은 부분 행렬 H31에서 부분 행렬 H1의 열 크기와 동일한 크기의 열을 제거한 행렬이며, 상기 부분 행렬
Figure 112007014765396-PAT00061
은
Figure 112007014765396-PAT00062
크기를 가지며, 부분 행렬 H4는
Figure 112007014765396-PAT00063
크기를 가지며, 부분 행렬 Hp는
Figure 112007014765396-PAT00064
크기를 가진다. 따라서, 상기 제4자 패리티 검사 행렬은
Figure 112007014765396-PAT00065
크기를 가진다.
그러면 여기서 상기 제4자 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호화율 3/4의 반구조적 LDPC 부호를 생성하는 동작에 대해서 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제4자 패리티 검사 행렬에서 부분 행렬 H1에 대응되는 정보 비트들과 부분 행렬 Hp에 대응되는 패리티 비트들중
Figure 112007014765396-PAT00066
개의 비트들을 천공하여 부호화율 3/4의 반구조적 LDPC 부호가 생성되도록 한다. 이때, 상기
Figure 112007014765396-PAT00067
개의 비트들을 천공하는 방식은 다양하게 존재할 수 있음은 물론이다.
다음으로 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 신호 송신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 신호 송신 장치는 부호화기(encoder)(311)와, 천공기(313)와, 제어기(315)와, 변조기(modulator)(317)와, 송신기(319)를 포 함한다. 먼저, 상기 신호 송신 장치에서 송신하고자 하는 정보 벡터가 발생되면, 상기 정보 벡터는 상기 부호화기(311)로 전달된다. 상기 부호화기(311)는 상기 제어기(315)의 제어에 따라 상기 정보 벡터를 미리 설정되어 있는 부호화 방식으로 부호화하여 부호어 벡터로 생성한 후 상기 천공기(313)로 출력한다. 여기서, 상기 부호화기(311)는 상기 정보 벡터를 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는데, 상기 패리티 검사 행렬은 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에서 설명한 바와 같으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 특히, 상기 부호화기(311)는 상기 신호 송신 장치에서 지원하는 부호화율에 상응하게 상기 제어기(315)의 제어에 따라 상기 제1모 패리티 검사 행렬을 그대로 사용하거나, 혹은 상기 제1모 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 생성된 제2자 패리티 검사 행렬을 사용하거나, 혹은 제2모 패리티 검사 행렬을 그대로 사용하거나, 혹은 상기 제2모 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 생성된 제2자 패리티 검사 행렬, 혹은 제3자 패리티 검사 행렬, 혹은 제4자 패리티 검사 행렬을 사용한다.
상기 천공기(313)는 상기 제어기(315)의 제어에 따라 상기 부호화기(311)에서 출력하는 부호어 벡터를 천공하여 최종 부호어 벡터로 생성한 후 상기 변조기(317)로 출력한다. 여기서, 상기 제어기(315)는 상기 신호 송신 장치에서 지원하는 부호화율에 상응하게 상기 천공기(313)의 천공 동작을 제어하며, 이는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 상기 변조기(317)는 상기 천공기(313)에서 출력한 최종 부호어 벡터를 미리 설정되어 있는 변조 방식으로 변조하여 변조 벡터로 생성한 후 상기 송신기(319)로 출력 한다. 상기 송신기(319)는 상기 변조기(317)에서 출력한 변조 벡터를 입력하여 송신 신호 처리한 후 안테나를 통해 신호 수신 장치로 송신한다.
다음으로 도 4를 참조하여본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 신호 수신 장치 구조에 대해서 설명하기로 한다.
상기 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템에서 신호 수신 장치의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 신호 수신 장치는 수신기(411)와, 복조기(de-modulator)(413)와, 0 삽입기(415)와, 복호기(decoder)(417)와, 제어기(419)를 포함한다. 먼저, 신호 송신 장치에서 송신한 신호는 상기 신호 수신 장치의 안테나를 통해 수신되고, 상기 안테나를 통해 수신된 신호는 상기 수신기(411)로 전달된다. 상기 수신기(411)는 상기 수신 신호를 수신 신호 처리한 후 그 수신 신호 처리된 수신 벡터를 상기 복조기(413)로 출력한다. 상기 복조기(413)는 상기 수신기(411)에서 출력한 수신 벡터를 입력하여 상기 신호 송신 장치의 변조기, 즉 변조기(317)에서 적용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 복조한 후 그 복조한 복조 벡터를 상기 0 삽입기(415)로 출력한다. 상기 0 삽입기(415)는 상기 복조기(413)에서 출력한 복조 벡터를 입력하여 상기 제어기(419)의 제어에 따라 0을 삽입한 후 상기 복호기(417)로 출력한다. 여기서, 상기 제어기(419)는 상기 신호 송신 장치의 천공기(313)가 천공한 비트들의 위치를 미리 알고 있으며, 따라서 상기 천공된 비트들의 위치에 상응하게 상기 0 삽입기(415)가 0을 삽입하도록 제어하는 것이다. 상기 복호기(417)는 상기 제어기(419)의 제어에 따라 상기 0 삽입기(415)에서 출력한 신 호를 입력하여 상기 신호 송신 장치의 부호화기(311)에서 사용한 부호화 방식에 대응하는 복호 방식으로 복호한다. 여기서, 상기 제어기(419)는 상기 부호화기(311)에서 사용한 부호화 방식을 미리 알고 있으며, 따라서 상기 부호화기(311)에서 사용한 부호화 방식에 상응하게 상기 복호기(417)가 복호 동작을 수행하도록 제어하는 것이다.
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 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템에서 다양한 부호화율들을 지원하여 신호를 송수신하는 것을 가능하게 한다는 이점을 가진다. 이렇게, 본 발명은 다양한 부호화율들을 지원함으로써 LDPC 부호의 유연성을 향상시킨다는 이점을 가진다. 또한, 본 발명은 1개의 코덱을 사용하여 다양한 부호화율들을 지원하는 것을 가능하게 함으로써 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 하드웨어 복잡도를 최소화시킨다는 이점을 가진다.

Claims (20)

  1. 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법에 있어서,
    사용할 부호화율에 상응하게 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정과,
    정보 벡터를 상기 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는 과정과,
    상기 부호화율에 상응하게 상기 부호어 벡터를 그대로 송신하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하여 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정은;
    상기 부호화율이 제1부호화율일 경우, 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬을 그대로 상기 패리티 검사 행렬로 생성하는 과정과,
    상기 부호화율이 상기 제1부호화율 보다 높은 제2부호화율일 경우, 상기 제1패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열들과, 상기 디그리가 1인 열들에 연결된 행들에서부터 디그리가 2인 열들과, 상기 디그리가 2인 열들에 연결된 행들을 순차적으로 제거하여 상기 제2부호화율을 지원하는 제2패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 제2패리티 검사 행렬을 상기 패리티 검사 행렬로 생성하는 과정을 포함하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1패리티 검사 행렬은 하기 수학식 9와 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
    Figure 112007014765396-PAT00068
    상기 수학식 9에서, H11과, H2과, Hp과, 0과, H12과, H22과, 0과, I는 상기 제1패리티 검사 행렬이 포함하는 부분 행렬들이며, 0은 0 행렬을 나타내며, I는 항등 행렬을 나타냄.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부호화율이 상기 제1부호화율일 경우, 상기 부호어 벡터를 천공하여 송신하며, 상기 부호어 벡터중 천공되는 비트들은
    Figure 112007014765396-PAT00069
    (단, T는 이항 연산임)에 대응되는 정보 비트들임을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 부호화율이 상기 제2부호화율일 경우, 상기 제2패리티 검사 행렬은 하 기 수학식 10과 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
    Figure 112007014765396-PAT00070
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부호화율이 상기 제2부호화율일 경우, 상기 부호어 벡터를 그대로 송신함을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
  6. 통신 시스템의 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법에 있어서,
    사용할 부호화율에 상응하게 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정과,
    정보 벡터를 상기 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는 과정과,
    상기 부호화율에 상응하게 상기 부호어 벡터를 그대로 송신하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하여 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정은;
    상기 부호화율이 제1부호화율일 경우, 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열들과, 상기 디그리가 1인 열들에 연결된 행들에서부터 디 그리가 2인 열들과, 상기 디그리가 2인 열들에 연결된 행들을 순차적으로 제거하여 상기 제1부호화율을 지원하는 제2패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 제2패리티 검사 행렬을 상기 패리티 검사 행렬로 생성하는 과정을 포함하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1패리티 검사 행렬은 하기 수학식 11과 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
    Figure 112007014765396-PAT00071
    상기 수학식 11에서, H1과, H2과, H31과, H4과, Hp과, 0과, 0과, 0과, H32과,H42과, 0과, I는 상기 제1패리티 검사 행렬이 포함하는 부분 행렬들이며, 0은 0 행렬을 나타내며, I는 항등 행렬을 나타냄.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2패리티 검사 행렬은 하기 수학식 12와 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
    Figure 112007014765396-PAT00072
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2패리티 검사 행렬은 하기 수학식 13과 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
    Figure 112007014765396-PAT00073
    상기 수학식 13에서, 부분 행렬
    Figure 112007014765396-PAT00074
    은 부분 행렬 H31에서 부분 행렬 H2의 열 크기와 동일한 크기의 열을 제거한 행렬임.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2패리티 검사 행렬은 하기 수학식 14와 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치에서 신호 송신 방법.
    Figure 112007014765396-PAT00075
    상기 수학식 14에서, 부분 행렬
    Figure 112007014765396-PAT00076
    은 부분 행렬 H31에서 부분 행렬 H2의 열 크기와 동일한 크기의 열을 제거한 행렬임.
  11. 통신 시스템의 신호 송신 장치에 있어서,
    소정 제어에 따라 정보 벡터를 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는 부호화기와,
    소정 제어에 따라 사용할 부호화율에 상응하게 상기 부호어 벡터를 그대로 출력하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하는 천공기를 포함하며,
    상기 부호화율에 상응하게 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 상기 패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 부호화율에 상응하게 상기 천공기가 상기 부호어 벡터를 그대로 출력하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하도록 제어하는 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는 상기 부호화율이 제1부호화율일 경우, 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬을 그대로 상기 패리티 검사 행렬로 생성하고, 상기 부호화율이 상기 제1부호화율 보다 높은 제2부호화율일 경우, 상기 제1패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열들과, 상기 디그리가 1인 열들에 연결된 행들에서부터 디그리가 2인 열들과, 상기 디그리가 2인 열들에 연결된 행들을 순차적으로 제거하여 상기 제2부호화율을 지원하는 제2패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 제2패리티 검사 행렬을 상기 패리티 검사 행렬로 생성함을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1패리티 검사 행렬은 하기 수학식 15와 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
    Figure 112007014765396-PAT00077
    상기 수학식 15에서, H11과, H2과, Hp과, 0과, H12과, H22과, 0과, I는 상기 제1패리티 검사 행렬이 포함하는 부분 행렬들이며, 0은 0 행렬을 나타내며, I는 항등 행렬을 나타냄.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부호화율이 상기 제1부호화율일 경우, 상기 제어기는 상기 천공기가 상기 부호어 벡터를 천공하도록 제어하며, 상기 부호어 벡터중 천공되는 비트들은
    Figure 112007014765396-PAT00078
    (단, T는 이항 연산임)에 대응되는 정보 비트들임을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 부호화율이 상기 제2부호화율일 경우, 상기 제2패리티 검사 행렬은 하기 수학식 16과 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
    Figure 112007014765396-PAT00079
  15. 제14항에 있어서,
    상기 부호화율이 상기 제2부호화율일 경우, 상기 제어기는 상기 천공기가 상기 부호어 벡터를 그대로 출력하도록 제어함을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  16. 통신 시스템의 신호 송신 장치에 있어서,
    소정 제어에 따라 정보 벡터를 패리티 검사 행렬을 사용하여 부호어 벡터로 생성하는 부호화기와,
    소정 제어에 따라 사용할 부호화율에 상응하게 상기 부호어 벡터를 그대로 출력하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하는 천공기를 포함하며,
    상기 부호화율에 상응하게 저밀도 패리티 검사(LDPC: Low Density Parity Check) 부호의 상기 패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 부호화율에 상응하게 상기 천공기가 상기 부호어 벡터를 그대로 출력하거나, 혹은 상기 부호어 벡터를 천공하 도록 제어하는 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는 상기 부호화율이 제1부호화율일 경우, 미리 설정되어 있는 제1패리티 검사 행렬에서 디그리가 1인 열들과, 상기 디그리가 1인 열들에 연결된 행들에서부터 디그리가 2인 열들과, 상기 디그리가 2인 열들에 연결된 행들을 순차적으로 제거하여 상기 제1부호화율을 지원하는 제2패리티 검사 행렬을 생성하고, 상기 제2패리티 검사 행렬을 상기 패리티 검사 행렬로 생성함을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1패리티 검사 행렬은 하기 수학식 17과 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
    Figure 112007014765396-PAT00080
    상기 수학식 17에서, H1과, H2과, H31과, H4과, Hp과, 0과, 0과, 0과, H32과,H42과, 0과, I는 상기 제1패리티 검사 행렬이 포함하는 부분 행렬들이며, 0은 0 행렬을 나타내며, I는 항등 행렬을 나타냄.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2패리티 검사 행렬은 하기 수학식 18과 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
    Figure 112007014765396-PAT00081
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2패리티 검사 행렬은 하기 수학식 19와 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
    Figure 112007014765396-PAT00082
    상기 수학식 19에서, 부분 행렬
    Figure 112007014765396-PAT00083
    은 부분 행렬 H31에서 부분 행렬 H2의 열 크기와 동일한 크기의 열을 제거한 행렬임.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제2패리티 검사 행렬은 하기 수학식 20과 같이 표현됨을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
    Figure 112007014765396-PAT00084
    상기 수학식 20에서, 부분 행렬
    Figure 112007014765396-PAT00085
    은 부분 행렬 H31에서 부분 행렬 H2의 열 크기와 동일한 크기의 열을 제거한 행렬임.
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