KR20080094194A

KR20080094194A - 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치

Info

Publication number: KR20080094194A
Application number: KR1020070038308A
Authority: KR
Inventors: 고우석; 문상철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-10-23
Also published as: KR100921465B1; WO2008130169A1; EP2323301A1; EP1983678A3; RU2427095C2; CN101690240A; EP1983678A2; RU2009142600A

Abstract

본 발명은 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 신호 송신 방법은, 데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 부호화하는 순방향 오류정정 인코딩 단계; 상기 인코된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 단계; 및 상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 단계를 포함한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 기존의 신호 송수신 네트워크 망을 이용하여 제안된 신호 송수신 시스템으로의 전환이 용이하며, 데이터 전송률의 향상 및 신호 송신 거리를 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서, 전체적인 송수신 시스템의 신호 송수신 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

DTV, DVB

Description

신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치{Method for signal transmitting and apparatus for the same, Method for signal receiving and apparatus for the same}

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 송신 장치를 개략적으로 나타낸 블록도

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 순방향 오류정정부를 개략적으로 나타낸 블록도

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 입력 데이터를 인터리빙시키는 인터리버를 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트렐리스 코드 변조부를 개략적으로 나타낸 블록도

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 선형 프리코딩부를 개략적으로 나타낸 블록도

도 6(a) 내지 6(c)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 입력 데이터를 분산시키는 코드의 매트릭스를 나타낸 도면

도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 전송 프레임의 구조를 나타낸 도면

도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 송신 장치에서 복수의 전송 경 로를 갖는 경우를 개략적으로 나타낸 블록도

도 9(a) 내지 9(e)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 입력 심볼을 분산시키는 2×2 코드 매트릭스의 일 예를 나타낸 도면

도 10은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 인터리버의 일 예를 나타낸 도면

도 11은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 10의 인터리버의 구체적인 예를 나타낸 도면

도 12는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 다중 입출력 인코딩 방식의 일 예를 나타낸 도면

도 13(a)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 파일럿 심볼구간의 구조를 나타낸 도면

도 13(b)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 파일럿 심볼구간의 다른 구조를 나타낸 도면

도 14는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 수신 장치를 개략적으로 나타낸 블록도

도 15(a)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 선형 프리코딩 디코더의 예를 개략적으로 나타낸 블록도

도 15(b)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 선형 프리코딩 디코더의 또 다른 일 예를 개략적으로 나타낸 블록도

도 16(a) 내지 16(c)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 분산된 심볼을 복원시키는 2×2 코드 매트릭스의 일 예를 나타낸 도면

도 17은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트렐리스 코드 변조 복호부를 개략적으로 나타낸 블록도

도 18은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 순방향 오류정정 복호부를 개략적으로 나타낸 블록도

도 19는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 수신 장치에서 복수의 수신 경로를 갖는 경우를 개략적으로 나타낸 블록도

도 20은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 다중 입출력 디코딩 방식의 일 예를 나타낸 도면

도 21은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 20의 구체적인 예를 나타낸 도면

도 22는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 송신 장치의 다른 예를 개략적으로 나타낸 블록도

도 23은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 수신 장치의 다른 예를 개략적으로 나타낸 블록도

도 24는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 송신 방법의 순서를 나타낸 순서도

도 25는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 수신 방법의 순서를 나타낸 순서도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 순방향 오류정정부 110 : 제1인터리버

120 : 트렐리스 코드 변조부 130 : 선형 프리코딩부

140 : 제2인터리버 150 : 다중 입출력 인코더

160 : 프레임 형성부 170 : 변조부

180 : 전송부

본 발명은 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 데이터 전송률을 높일 수 있는 신호 송수신 방법 및 송수신 장치에 관한 것이다.

사용자는 디지털 방송(Digital Broadcasting) 기술의 발전으로 인해 HD(High Definition)급의 동영상과 디지털 음향 등의 뛰어남을 경험하게 되었고, 압축 알고리즘의 계속적인 발전과 하드웨어의 고성능화에 의해 앞으로 더 나은 환경을 접하게 될 것이다. 디지털 텔레비전(DTV)은 상기 디지털 방송신호를 수신하여 영상, 음성과 더불어 다양한 부가 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다.

상기 디지털 방송의 보급과 더불어 더 나은 영상, 음향 등과 같은 서비스에 대한 요구가 증가하고 있고, 사용자가 원하는 데이터의 크기나 방송 채널의 수가 점차 커지고 있다.

그러나, 기존의 신호 송수신 방식으로는 증가하는 데이터의 크기나 방송 채널의 수를 감당하기 어렵게 되었다. 따라서, 기존의 신호 송수신 방식보다 채널의 대역폭 효율이 높고, 신호 송수신 네트워크 망을 구성하는 비용이 적게 요구되는 새로운 신호 송수신 기술에 대한 요구가 늘어나고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존의 신호 송수신 네트워크 망을 이용할 수 있고, 데이터의 전송률을 높일 수 있는 신호 송수신 방법 및 송수신 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 신호 송신 장치는,데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 부호화하는 순방향 오류정정부, 상기 오류정정 인코딩된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 인터리버, 및 상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 트렐리스 코드 변조부를 포함한다.

다른 관점에서 본 발명에 따른 신호 송신 장치는, 데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 부호화하는 순방향 오류정정부, 상기 부호화된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 인터리버, 상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 트렐리스 코드 변조부, 상기 심볼 데이터를 주파수 영역에서 분산시키고, 상기 분산된 데이터를 인터리빙하여 출력하는 페이딩(fading) 코딩부, 상기 페이딩 코딩되어 출력된 데이터를 다중으로 전송할 수 있도록 인코딩하는 다중 입출력 인코더, 파일럿 심볼 구간과 데이터 심볼 구간으로 구성된 프레임 데이터를 형성하는 프레임 형성부, 및 상기 프레임 데이터를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 변조하여 전송하는 변조부를 포함한다.

다른 관점에서 본 발명에 따른 신호 송신 장치는, 데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 부호화하는 순방향 오류정정부, 상기 출력된 데이터를 오류정정 인코딩하는 LDPC 인코더, 상기 오류정정 인코딩된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 인터리버, 상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 트렐리스 코드 변조부, 상기 심볼 데이터를 주파수 영역에서 분산시키고, 상기 분산된 데이터를 인터리빙하여 출력하는 페이딩(fading) 코딩부, 파일럿 심볼 구간과 데이터 심볼 구간으로 구성된 프레임 데이터를 형성하는 프레임 형성부, 및 상기 프레임 데이터를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 변조하여 전송하는 변조부를 포함한다.

본 발명에 따른 신호 송신 방법은, 데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 부호화하는 순방향 오류정정 인코딩 단계, 상기 인코된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 단계, 상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 단계, 상기 심볼 데이터를 주파수 영역에서 분산시키고, 상기 분산된 데이터를 인터리빙하여 출력하는 페이딩 코딩 단계, 상기 페이딩 코딩되어 출력된 데이터를 다중으로 전송할 수 있도록 다중 입출력 인코딩하는 단계, 파일럿 심볼 구간과 데이터 심볼 구간으로 구성된 프레임 데이터를 형성하는 단계, 및 상기 프레임 데이터를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 변조하여 전송하는 단계를 포함한다.

다른 관점에서 본 발명에 따른 신호 송신 방법은, 데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 부호화하는 순방향 오류정정 인코딩 단계, 상기 인코된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 단계, 상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 단계, 상기 심볼 데이터를 주파수 영역에서 분산시키고, 상기 분산된 데이터를 인터리빙하여 출력하는 페이딩 코딩 단계, 파일럿 심볼 구간과 데이터 심볼 구간으로 구성된 프레임 데이터를 형성하는 단계, 및 상기 프레임 데이터를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 변조하여 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 신호 수신 장치는, 입력된 심볼 데이터를 디매핑(demapping)하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 트렐리스 코드 변조 복호부, 상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 디인터리버, 상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호부를 포함한다.

다른 관점에서 본 발명에 따른 신호 수신 장치는, 수신신호를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 복조하는 복조부, 상기 복조된 프레임 데이터를 파싱(parsing)하여 해당 전송 경로의 심볼 데이터를 복원하는 프레임 파싱부, 상기 심볼 데이터를 다중 입출력 디코딩하여 하나의 심볼 데이터 열을 출력하는 다중 입출력 디코더, 상기 출력된 심볼 데이터 열을 디인터리빙(de-interleaving)하고, 주파수 영역에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 출력하는 페이딩 디코딩부, 상기 복원되어 출력된 심볼 데이터를 디매핑하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 트렐리스 코드 변조 복호부, 상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 디인터리버, 및 상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호부를 포함한다.

다른 관점에서 본 발명에 따른 신호 수신 장치는, 수신신호를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 복조하는 복조부, 상기 복조된 프레임 데이터를 파싱(parsing)하여 전송된 심볼 데이터를 복원하는 프레임 파싱부, 상기 출력된 심볼 데이터를 디인터리빙(de-interleaving)하고, 주파수 영역에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 출력하는 페이딩 디코딩부, 상기 복원되어 출력된 심볼 데이터를 디매핑하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 트렐리스 코드 변조 복호부, 상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 디인터리버, 상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호부를 포함한다.

본 발명에 따른 신호 수신 방법은, 수신신호를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 복조하는 단계, 상기 복조된 프레임 데이터를 파싱(parsing)하여 해당 전송 경로의 심볼 데이터를 복원하는 단계, 상기 심볼 데이터를 디코딩하여 하나의 심볼 데이터 열을 출력하는 다중 입출력 디코딩 단계, 상기 출력된 심볼 데이터 열을 디인터리빙(de-interleaving)하고, 주파수 영역에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 출력하는 페이딩 디코딩 단계, 상기 복원되어 출력된 심볼 데이터를 디매핑하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 단계, 상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 단계, 및 상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호 단계를 포함한다.

다른 관점에서 본 발명에 따른 신호 수신 방법은, 수신신호를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 복조하는 단계, 상기 복조된 프레임 데이터를 파싱(parsing)하여 전송된 심볼 데이터를 복원하는 단계, 상기 출력된 심볼 데이터를 디인터리빙(de-interleaving)하고, 주파수 영역에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 출력하는 페이딩 디코딩 단계, 상기 복원되어 출력된 심볼 데이터를 디매핑하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 단계, 상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 단계, 및 상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀 두고자 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 송신 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 상기 송수신 시스템은 다중 입출력을 위한 MIMO(Multi Input Multi Output)를 사용할 수 있다.

상기 도 1의 신호 송신 장치는 방송 신호 등 비디오 데이터를 전송하는 신호 송신 시스템이 될 수 있다. 예를 들어, DVB(digital video broadcasting) 시스템에 따른 신호 송신 시스템일 수 있다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 신호 송신 시 스템의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1의 실시예는 순방향 오류정정부(FEC(Forward Error Correction) encoder)(100), 제1인터리버(interleaver)(110), 트렐리스 코드 변조부(Trellis coded modulation)(120), 선형 프리코딩부(130), 제2인터리버(140), 다중 입출력 인코더(150), 프레임 형성부(frame builder)(160), 변조부(170) 및 전송부(180)를 포함한다. 상기 도 1의 실시예는 상기 신호 전송 시스템에서 신호가 처리되는 과정을 중심으로 설명한 것이다.

순방향 오류정정부(100)는 입력된 신호를 부호화하여 출력함으로써, 전송되는 데이터에 발생한 오류를 수신기에서 검출하고, 상기 오류를 수정할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 순방향 오류정정부를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 상기 도 2의 순방향 오류정정부는 도 1과 같은 송신 시스템에 사용될 수 있다. 상기 순방향 오류정정부는 아웃터 인코더(outer encoder)와 인너 인코더(inner encoder)로서 BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) 인코더(102)와 LDPC(Low Density Parity Check) 인코더(104)를 포함한다.

LDPC 코드는 오류정정부호의 일종으로 데이터의 정보유실 확률을 가능한 한 적게 할 수 있다. 상기 LDPC 인코더(104)는 블록의 길이를 크게 하여 전송 데이터가 전송 에러에 강인한 특성을 가지도록 할 수 있다. 또한, 블록 사이즈의 증가로 인한 하드웨어 복잡도 증가를 막기 위해서, 패리티 비트(parity bit)의 밀도를 작게 하여 복호화기의 복잡도를 감소시켜 줄 수 있다.

수신측의 출력 데이터에 에러 플로어(error floor)가 발생하는 것을 방지하기 위해, 추가적인 아웃터 인코더(outer encoder)로 BCH 인코더(102)를 상기 LDPC 인코더(104)에 연결(concatenate) 시킨다. 만약, 에러 플로어를 무시할 수 있을 정도의 LDPC 인코더(104)가 사용된다면 상기 BCH 인코더(102)는 사용되지 않을 수도 있다. 또는, 상기 BCH 인코더 이외의 다른 인코더를 아웃터 인코더로 사용할 수도 있다.

상기 BCH 인코더(102)와 LDPC 인코더(104)를 거쳐 순방향 오류정정 인코딩된 데이터는 제1인터리버(110)로 출력된다.

상기 제1인터리버(110)는 전송 시 발생하는 버스트 에러(burst error)에 강인하도록, 상기 순방향 오류정정부(100)에서 출력된 데이터 열을 섞어 랜덤한 위치로 분산시킨다. 상기 제1인터리버(110)에는 컨벌루션 인터리버(convolution interleaver), 블록 인터리버(block interleaver) 등을 사용할 수 있으며, 이는 전송 시스템에 따라 달라질 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 입력 데이터를 인터리빙시키는 인터리버를 나타낸 도면이다. 상기 도 3의 인터리버는 블록 인터리버의 한 종류로 상기 제1인터리버(110)에 사용될 수 있는 인터리버의 한 예이다.

상기 도 3의 인터리버는 매트릭스(Matrix) 형태의 저장 공간(memory space)에 입력되는 데이터를 일정 패턴으로 저장하고, 상기 저장 패턴과 다른 패턴으로 데이터를 읽어 출력한다. 예를 들어, 도 3의 인터리버는 Nr의 행과 Nc의 열로 이루어진 저장공간(Nr×Nc)을 가지며, 상기 인터리버에 입력된 데이터는 상기 저장공간 의 1열 1행 위치에서부터 채워진다. 1열의 1행에서부터 시작하여 1열의 Nr행까지 데이터를 저장하며, 상기 1열이 다 채워지면 그 다음 열(2열)의 1행에서부터 시작하여 Nr행까지 데이터를 저장한다. 상기와 같은 순서로 Nc열의 Nr행까지 데이터를 저장할 수 있다.

그리고 상기 저장공간에 저장된 데이터를 읽는 경우에는, 저장공간의 1행 1열의 데이터에서부터 시작하여 1행 Nc열까지 해당 행의 데이터를 읽어서 출력한다. 그리고 해당 행의 데이터를 모두 읽으면, 다음 아래 행(2행)의 1열부터 시작하여 우측 방향으로 해당 행의 데이터를 읽어서 출력한다. 상기와 같은 순서로 Nr행의 Nc열까지 데이터를 읽어서 출력할 수 있다. 이때, 데이터 블록의 MSB(Most Significant Bit) 위치는 좌측 최상단이며, LSB(Least Significant Bit) 위치는 우측 최하단이다.

상기 인터리버의 블록의 크기, 저장 패턴, 읽기 패턴 등은 하나의 실시 예이며 이는 구현 예에 따라 달라질 수 있다.

상기 제1인터리버(110)에서 인터리빙된 데이터는 트렐리스 코드 변조부(120)에 입력된다. 상기 트렐리스 코드 변조부(120)는 입력된 데이터를 부호화된(coded) 심볼 데이터로 변환할 수 있다. 즉, 상기 트렐리스 코드 변조부(120)는 송신 신호를 부호화하여 QAM, QPSK 등의 방식에 따라 심볼로 매핑(mapping)할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트렐리스 코드 변조부를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 상기 트렐리스 코드 변조부(120)은 지연부(delay element)와 비트 단위 연산부(bit wise operator)를 포함한다. 도 4에서는 설명의 편의를 위해 2개의 지연부(제1지연부(122), 제2지연부(124))와 비트 단위 덧셈부(bit wise adder)(126)를 사용한 경우를 예로 든다. 즉, 상기 지연부와 비트 단위 연산부의 수는 상태(state)의 수나 트렐리스 인코딩할 입력 비트의 수에 따라 달라질 수 있으며, 상기 도 4의 예에 국한되지 아니한다.

상기 트렐리스 코드 변조부(120)에 입력된 n개의 비트(X₁ ~ X_n)는 규칙적인 코드 경로(code path)를 통해 n개(Y₁ ~ Y_n)의 MSB(Most Significant Bit)로 출력된다. 그리고 입력된 LSB(Least Significant Bit) (X₁)는 출력 Y₁과 트렐리스 인코딩된 추가적인 부호화 비트인 Y_o을 출력한다.

비트 단위 덧셈부(126)는 입력된 X₁값과 제1지연부(122)에서 출력된 값을 비트 단위에서 더하여 출력한다. 제2지연부(124)는 상기 비트 단위 덧셈부(126)에서 출력된 값을 지연 연산하여 Y₀로 출력한다. 그리고 상기 제2지연부(124)에서 출력된 값은 다시 제1지연부(122)로 피드백(feed-back)된다.

상기 출력된 비트(Y₀ ~ Y_n) 가운데 Y₁, Y₀는 트렐리스 코드 변조(Trellis Coded Modulation) 인코딩된 성상도(constellation)에서 부분집합인 코셋(coset)을 선택하는 데 사용되며, 나머지 Y₂ ~ Y_n 비트는 상기 코셋(coset) 내의 성상 배치를 결정하는 데 사용된다.

상기 트렐리스 코드 변조부(120)는 상태(state)의 수를 늘리거나, 트렐리스 인코딩할 입력 비트의 수를 늘리는 경우, 상기 코셋을 선택하는 비트에 대한 오류 를 줄일 수 있다.

선형 프리코딩부(130)는 입력된 심볼 데이터를 여러 개의 출력 심볼 데이터에 분산시켜, 주파수 선택적 페이딩 채널을 겪었을 때 모든 정보가 페이딩으로 손실될 확률을 줄여준다.

도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 선형 프리코딩부를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 상기 프리코딩부(130)는 직/병렬 변환부(132), 인코딩부(134) 및 병/직렬 변환부(136)를 포함한다.

직/병렬 변환부(132)는 입력된 데이터를 병렬(parallel) 데이터로 변환한다. 인코딩부(134)는 상기 병렬 데이터를 인코딩 매트릭싱(matrixing)을 통해 여러 개의 데이터에 분산시킨다.

상기 인코딩 매트릭스는 출력 심볼과 입력 심볼을 비교해서, 상기 두 심볼이 틀릴 확률인 PEP(Pairwise Error Probability)가 최소화되도록 설계한다. PEP를 최소화하도록 설계하여 선형 프리코딩을 통해서 얻는 다이버시티 이득(diversity gain)과 코딩 이득(coding gain)을 최대로 할 수 있다.

또한, 상기 인코딩 매트릭스를 통해 선형 프리코딩된 심볼의 최소 유클리드 거리(Euclidean distance)가 최대가 되도록 하면, 수신단에서 ML(Maximum Likelihood) 디코더를 사용할 경우 오류 확률(error probability)을 최소화시킬 수 있다.

도 6(a)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 입력 데이터를 분산시키는 코드의 매트릭스를 나타낸 도면이다. 상기 도 6(a)는 상기 입력 데이터를 여러 개의 출력 데이터에 분산시키는 인코딩 매트릭스의 일 예로서 vanderMonde 매트릭스로 불린다. 입력 데이터들은 출력 데이터의 개수(L) 길이로 병렬 배열될 수 있다.

상기 매트릭스의 θ는 다음 수학식으로 표현될 수 있으며, 다른 방식으로도 정의가 가능하다. 상기 vanderMonde 매트릭스는 수학식 1으로 그 매트릭스 성분을 조절할 수 있다.

상기 매트릭스는 각 입력 데이터를 대응되는 수학식 1의 위상만큼 회전시켜서 출력 데이터에 반영한다. 따라서, 상기 매트릭스의 특성에 따라 입력되는 값들을 적어도 둘 이상의 출력 값들로 분산시킬 수 있다.

수학식 1에서 L은 출력 데이터의 개수를 나타낸다. 도 5의 인코딩부(134)로 입력되는 입력 데이터 군을 x라 하고, 상기 매트릭스에 의해 인코딩부(134)에서 코딩되어 출력되는 데이터 군을 y라고 하면, y는 다음 수학식 2와 같다.

도 6(b)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 입력 데이터를 분산시키는 다른 코드의 매트릭스를 나타낸 도면이다. 상기 도 6(b)는 상기 입력 데이터를 여러 개의 출력 데이터에 분산시키는 인코딩 매트릭스의 일 예로서 Hadamard 매트릭스로 불린다. 상기 도 5(b)의 매트릭스는 임의의 L=2^k의 크기로 확장된 일반적인 형태이며, 'L'은 각 입력 심볼들을 분산시킬 출력 심볼들의 개수를 나타낸다.

상기 매트릭스의 출력 심볼은 L개의 입력 심볼의 합과 차로 얻을 수 있다. 다시 말하면, 각 입력 심볼은 L개의 출력 심볼에 분산시킬 수 있다.

상기 도 6(b)의 매트릭스의 경우에도, 도 5의 인코딩부(134)로 입력되는 입력 데이터 군을 x라 하고, 상기 매트릭스에 의해 인코딩부(134)에서 코딩되어 출력되는 데이터 군을 y라고 하면, y는 상기 매트릭스와 x의 곱이 된다.

도 6(c)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 입력 데이터를 분산시키는 다른 코드의 매트릭스를 나타낸 도면이다. 상기 도 6(c)는 상기 입력 데이터를 여러 개의 출력 데이터에 분산시키는 인코딩 매트릭스의 일 예로서 Golden code로 불린다. 상기 Golden code는 특별한 형태의 4x4 매트릭스이며, 서로 다른 두 개의 2x2 매트릭스가 교대로 사용되는 것으로 해석할 수 있다.

상기 도 6(c)의 C는 골든 코드(golden code)의 코드 매트릭스(code matrix)를 나타내며, 상기 코드 매트릭스 내의 x1, x2, x3, x4는 상기 인코딩부(134)에 입력되는 심볼 데이터를 나타낸다. 그리고 상기 코드 매트릭스 내의 각 상수들은 코드 매트릭스의 특성을 결정짓는다. 상기 코드 매트릭스의 각 상수들과 입력 심볼 데이터들로 계산된 행과 열의 값들은 출력 심볼 데이터를 나타낸다. 상기 심볼 데이터의 출력 순서는 구현 예에 따라 룰이 정의될 수 있다.

병/직렬 변환부(136)는 상기 인코딩부(134)에서 수신된 데이터를 다시 직 렬(serial) 데이터로 변환하여 출력한다.

상기 도 1의 예에서는 트렐리스 코드 변조부(120)에서 인코딩된 데이터가 선형 프리코딩부(130)에 입력되어 선형 프리코딩된다. 그러나, 상기 트렐리스 코드 변조부(120)와 선형 프리코딩부(130)의 위치는 성능과 채널 특성을 고려하여 서로 바뀔 수 있으며, 두 코딩부 가운데 어느 하나가 사용되지 않을 수도 있다. 다만, 트렐리스 코드 변조부(120)가 사용되지 않는다면 비트열을 심볼 데이터로 변환하기 위해 심볼 맵퍼(symbol mapper)가 사용되어야 한다.

제2인터리버(140)는 상기 선형 프리코딩부(130)에서 출력된 심볼 데이터를 다시 인터리빙(interleaving)한다. 즉, 상기 제2인터리버(140)에서 인터리빙을 수행하여, 상기 선형 프리코딩부(130)에서 출력된 데이터들에 분산되어 있는 심볼 데이터가 동일한 주파수 선택적 페이딩을 겪지 않도록 한다. 상기 제2인터리버(140)에는 컨벌루션 인터리버(convolution interleaver), 블록 인터리버(block interleaver) 등을 사용할 수 있다.

상기 선형 프리코딩부(130)와 제2인터리버(140)는 전송하고자 하는 데이터를 채널의 주파수 선택적 페이딩에 강인하도록 처리하는 부분으로, 주파수 선택적 페이딩 코딩부로 볼 수 있다.

다중 입출력 인코더(150)는 상기 제2인터리버(140)에서 인터리빙된 데이터를 복수의 전송 안테나에 실리도록 인코딩한다. 다중 입출력 인코딩 방식에는 크게 공간 다중화(Spatial Multiplexing) 방식과 공간 다이버시티(Spatial Diversity) 방식이 있다. 공간 다중화는 송신기와 수신기에 다중의 안테나를 이용하여, 서로 다 른 데이터를 동시에 전송함으로써 시스템의 대역폭을 더 증가시키지 않고, 보다 고속의 데이터를 전송할 수 있는 방식이다. 공간 다이버시티는 다중의 송신 안테나에서 같은 정보의 데이터를 전송하여 송신 다이버시티(diversity)를 얻는 방식이다.

이때, 공간 다이버시티(spatial diversity) 방식의 다중 입출력 인코더(150)로는 STBC(space-time block code)와 SFBC(space-frequency block code), STTC(space-time trellis code) 등이 사용될 수 있다. 공간 다중화(Spatial multiplex) 방식의 다중 입출력 인코더(150)로는 단순히 데이터열을 송신 안테나 개수만큼 분리하여 전송하는 방식과 FDFR(full-diversity full-rate) code, LDC(linear dispersion code), V-BLAST(Vertical-Bell Lab. layered space-time)와 D-BLAST (diagonal-BLAST) 같은 방식이 사용될 수 있다.

프레임 형성부(160)는 상기 프리코딩된 신호를 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex) 방식으로 변조할 수 있도록 파일럿(pilot) 신호를 삽입하여 프레임을 형성한다.

도 7은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 전송 프레임의 구조를 나타낸 도면이다. 상기 전송 프레임은 파일럿 캐리어(pilot carrier) 정보를 포함하는 파일럿 심볼 구간과 데이터 정보만을 포함하는 데이터 심볼 구간으로 구성된다.

상기 도 7에서 하나의 프레임은 M개의 구간을 포함하며, M-1개의 데이터 심볼 구간과 프리앰블(preamble)로 사용되는 한 개의 파일럿 심볼 구간으로 나뉜다. 그리고 상기와 같은 구조를 갖는 프레임이 반복된다.

각 심볼 구간에는 직교 주파수 다중 분할 (Orthogonal Frequency Division Multiplex : OFDM)방식의 각 서브 캐리어(sub carrier)의 수만큼 캐리어 정보가 포함된다. 파일럿 심볼 구간의 파일럿 캐리어 정보는 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 낮추기 위해 랜덤한 데이터로 구성된다. 그리고 상기 파일럿 캐리어 정보는 주파수 도메인(frequency domain)에서 자기상관값(auto-correlation)이 임펄스(impulse)인 형태를 갖는다.

데이터 심볼 구간에는 파일럿 캐리어 정보가 포함되지 않으며, 따라서 데이터 양(data capacity)을 늘릴 수 있다. DVB의 경우를 예를 들면, 파일럿 캐리어가 전체 유효 캐리어에서 차지하는 비율이 약 10%정도 되므로, 데이터 양(data capacity)의 증가율은 다음 수학식 3과 같다.

상기 수학식 3에서 △는 증가율을 나타내며, M은 하나의 프레임에 포함된 구간의 수이다.

변조부(170)는 상기 프레임 형성부(160)에서 출력된 데이터들을 각각 OFDM의 부반송파(sub carrier)들에 실어 전송할 수 있도록 가드 구간(guard interval)을 삽입하여 변조한다. 전송부(180)는 변조부(170)에서 출력된 보호 구간과 데이터 구간을 가진 디지털 형식의 신호를 아날로그 신호로 변환하여 송신(transmit)한다.

도 8은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 송신 장치에서 복수의 전송 경로를 갖는 경우를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 이하 설명의 편의를 위해 전송 경로가 2개인 경우를 예로 하여 설명한다.

도 8의 실시예는 순방향 오류정정부(800), 제1인터리버(interleaver)(810), 트렐리스 코드 변조부(820), 선형 프리코딩부(830), 제2인터리버(840), 다중입출력 인코더(850), 제1프레임 형성부(frame builder)(860), 제2프레임 형성부(865), 제1변조부(870), 제2변조부(875), 제1전송부(880) 및 제2전송부(885)를 포함한다.

순방향 오류정정부(800)에서 다중 입출력 인코더(850)까지의 신호 처리 과정은 상기 도 1에서 설명한 바와 동일하다.

순방향 오류정정부(800)는 BCH 인코더와 LDPC 인코더를 포함하며, 입력된 데이터를 오류정정 부호화하여 출력한다. 상기 출력된 데이터는 제1인터리버(810)에서 인터리빙되어 데이터 열의 순서가 섞인다. 상기 제1인터리버(810)에는 컨벌루션 인터리버, 블록 인터리버 등이 사용될 수 있다.

트렐리스 코드 변조부(820)는 입력된 데이터를 부호화된(coded) 심볼 데이터로 변환할 수 있다. 즉, 상기 트렐리스 코드 변조부(820)는 송신 신호를 부호화하여 QAM, QPSK 등의 방식에 따라 심볼로 매핑(mapping)할 수 있다. 예를 들어, 128QAM으로 심볼 매핑하는 경우 하나의 심볼에 7비트의 데이터를 포함할 수 있으며, 256QAM으로 심볼 매핑하는 경우 하나의 심볼에 8비트의 데이터를 포함할 수 있다.

선형 프리코딩부(830)는 직/병렬 변환부, 인코딩부 및 병/직렬 변환부를 포함한다.

도 9(a) 내지 9(e)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 입력 심볼을 분산시키 는 2×2 코드 매트릭스의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 9(a) 내지 9(e)의 코드 매트릭스는 상기 도 8과 같은 송신 장치에 적용될 수 있으며, 상기 선형 프리코딩부(830)의 인코딩부에 입력된 2개의 데이터를 2개의 출력 데이터에 분산시킨다.

도 9(a)의 매트릭스는 상기 도 6(a)에서 설명한 vanderMonde 매트릭스의 실시예이다.

상기 도 9(a)의 매트릭스는 두 입력 데이터 가운데 첫번째 입력 데이터와 위상이 45도(

) 회전된 두번째 입력 데이터를 더하여 첫번째 출력 데이터로 출력하며, 첫번째 입력 데이터와 위상이 225도(

) 회전된 두번째 입력 데이터를 더하여 두번째 출력 데이터로 출력한다. 그리고 상기 각 출력 데이터는

로 나누어 스케일링(scaling)한다.

도 9(b)의 매트릭스는 상기 도 6(b)에서 설명한 Hadamard 매트릭스의 실시예이다.

상기 도 9(b)의 매트릭스는 두 입력 데이터 가운데 첫번째 입력 데이터와 두번째 입력 데이터를 더하여 첫번째 출력 데이터로 출력하며, 첫번째 입력 데이터에서 두번째 입력 데이터를 빼서 두번째 출력 데이터로 출력한다. 그리고 상기 각 출력 데이터는

로 나누어 스케일링(scaling)한다.

도 9(c)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 도 8에 적용될 수 있는 입력 심볼을 분산시키는 코드 매트릭스의 또 다른 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 9(c)의 매트릭스는 도 6(a), 도 6(b), 도 6(c)에서 설명한 매트릭스가 아닌 또 다른 코드의 실시예이다.

상기 도 9(c)의 매트릭스는 두 입력 데이터 가운데 위상이 45도(

) 회전된 첫번째 입력 데이터와 위상이 -45도(

) 회전된 두번째 입력 데이터를 더하여 첫번째 출력 데이터로 출력하며, 위상이 45도 회전된 첫번째 입력 데이터에서 위상이 -45도 회전된 두번째 입력 데이터를 빼서 두번째 출력 데이터로 출력한다. 그리고 상기 각 출력 데이터는

로 나누어 스케일링한다.

도 9(d)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 도 8에 적용될 수 있는 입력 심볼을 분산시키는 코드 매트릭스의 또 다른 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 9(d)의 매트릭스는 도 6(a), 도 6(b), 도 6(c)에서 설명한 매트릭스가 아닌 또 다른 코드의 실시예이다.

상기 도 9(d)의 매트릭스는 0.5를 곱한 첫번째 입력 데이터를 두번째 입력 데이터와 더하여 첫번째 출력 데이터로 출력하며, 첫번째 입력 데이터에서 0.5를 곱한 두번째 입력 데이터를 빼서 두번째 출력 데이터로 출력한다. 그리고 상기 각 출력 데이터는

로 나누어 스케일링한다.

도 9(e)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 도 8에 적용될 수 있는 입력 심볼을 분산시키는 코드 매트릭스의 또 다른 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 9(e)의 매트릭스는 도 8(a), 도 8(b), 도 8(c)에서 설명한 매트릭스가 아닌 또 다른 코드의 실시예이다. 상기 도 9(e)의 '*'는 입력되는 데이터에 대한 켤레 복소수(complex conjugate)를 의미한다.

상기 도 9(e)의 매트릭스는 두 입력 데이터 가운데 위상이 90도(

) 회전된 첫번째 입력 데이터와 두번째 입력 데이터를 더하여 첫번째 출력 데이터로 출력하며, 첫번째 입력 데이터의 켤레 복소수와 위상이 -90(

)도 회전된 두번째 입력 데이터의 켤레 복소수를 더하여 두번째 출력 데이터로 출력한다. 그리고 상기 각 출력 데이터는

로 나누어 스케일링한다.

제2인터리버(840)는 상기 선형 프리코딩부(830)에서 출력된 심볼 데이터를 다시 인터리빙(interleaving)한다. 상기 제2인터리버(840)에는 컨벌루션 인터리버(convolution interleaver), 블록 인터리버(block interleaver) 등을 사용할 수 있다. 상기 제2인터리버(840)는 상기 선형 프리코딩부(830)에서 출력된 데이터들에 분산되어 있는 심볼 데이터가 동일한 주파수 선택적 페이딩을 겪지 않도록 섞어주는 역할을 하는 것이므로, 그 종류는 송수신 시스템의 구현 예에 따라 달라질 수 있다.

블록 인터리버를 사용하는 경우 인터리버의 길이는 구현 예에 따라 달라질 수 있다. 인터리버의 길이가 OFDM 심볼 길이보다 작거나 같으면, 인터리빙은 한 OFDM 심볼 내의 영역에서만 이루어지고, 인터리버의 길이가 OFDM 심볼 길이보다 길면, 여러 심볼에 걸쳐서 인터리빙이 이루어질 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 인터리버의 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 10의 인터리버는 심볼 길이 N을 갖는 OFDM 시스템에 대한 인터리버의 실시예로서 상기 도 8과 같은 송신 장치의 제2인터리버(840)에 사용될 수 있다.

N은 인터리버의 길이를 나타내며, i는 상기 인터리버의 길이만큼의 값 즉, 0에서 N-1까지의 정수 값을 갖는다. n은 송신 시스템에서 유효 전송 캐리어 만큼의 개수를 가진다. ∏(i)는 modulo-N 연산으로 이루어진 순열을 가리키며, d_n은 N/2 값을 제외하고 유효 전송 캐리어 영역에 있는 ∏(i)값을 순서대로 갖는다. k는 실제 전송 캐리어의 인덱스 값을 나타내며, 상기 d_n에서 N/2을 빼서 전송 대역폭의 가운데가 DC가 되도록 한다. P는 순열 상수로 구현 예에 따라 달라질 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 10의 인터리버의 구체적인 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 11의 예는 OFDM 심볼의 길이와 인터리버의 길이(N)는 2048로 설정되었고, 유효 전송 캐리어의 개수는 1536(1792-256)개로 설정되었다.

따라서, i는 0~2047의 정수이고, n은 0~1535의 정수이다. ∏(i)는 modulo-2048 연산으로 이루어진 순열이고, d_n은 256≤∏(i)≤1792인 값에 대하여, 1024(N/2)를 제외하고 순서대로 ∏(i)값을 갖는다. k는 상기 d_n에서 1024를 뺀 값이다. P는 13을 갖는다.

상기와 같은 인터리버를 이용하여, 입력되는 데이터(i)에 대응되는 데이터(k)를 출력하므로, 인터리버의 길이(N) 만큼의 데이터에 대하여 순서를 섞어서 전송할 수 있다.

상기 인터리빙된 데이터는 다중 입출력 인코더(850)로 출력되며, 상기 다중 입출력 인코더(850)는 입력된 심볼 데이터를 복수의 전송 안테나에 실리도록 인코딩하여 출력한다. 예를 들어, 두 개의 전송 경로를 갖는 경우, 상기 다중 입출력 인코더(850)는 프리코딩된 데이터를 제1프레임 형성부(860) 또는 제2프레임 형성부(865)로 출력한다.

공간 다이버시티 방식의 경우, 상기 제1프레임 형성부(860)와 제2프레임 형성부(865)로 각각 같은 정보의 데이터가 출력되고, 공간 다중화 방식으로 인코딩한 경우, 상기 제1프레임 형성부(860)와 제2프레임 형성부(865)로 각각 다른 데이터가 출력된다.

도 12는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 다중 입출력 인코딩 방식의 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 12의 실시예는 다중 입출력 인코딩 방식 가운데 하나인 STBC로 상기 도 8과 같은 송신 장치에 사용될 수 있다. 상기 인코딩 방식은 하나의 예이며, 다른 다중 입출력 인코딩 방식의 적용이 배제되지 않는다.

상기 STBC 인코더의 예에서 T는 심볼 전송 주기를 나타내며, s는 전송할 입력 심볼을, y는 출력 심볼을 나타낸다. *는 켤레 복소수(complex conjugate)를 나타내며, Tx #1, Tx #2는 각각 전송 안테나 1, 2를 나타낸다.

상기 예에 따르면, 시간 t에서 Tx #1은 s₀를, Tx #2는 s₁을 전송하고, 시간 t+T에서 Tx #1은 -s₁ ^*를, Tx #2는 s₀ ^*을 전송한다. 각 전송 안테나에서는 전송 주기 내에서 s₀와 s₁의 같은 정보의 데이터를 송신한다. 따라서, 상기 인코딩 방식은 공간 다이버시티 방식의 하나임을 알 수 있다.

제1프레임 형성부(860)와 제2프레임 형성부(865)는 상기 각 수신된 신호를 OFDM(orthogonal frequency division multiplex) 방식으로 변조할 수 있도록 파일럿 신호가 삽입된 프레임을 형성한다.

상기 프레임은 한 개의 파일럿 심볼 구간과 M-1개의 데이터 심볼 구간을 포함한다. 상기 도 8의 송신 시스템이 복수 개의 안테나를 사용하여 다중 입출력 인코딩을 수행하는 경우, 수신측에서 각 전송 경로(path)를 구별할 수 있도록 파이럿 심볼의 구조가 결정되어야 한다.

도 13(a)은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 파일럿 심볼구간의 구조를 나타낸 도면이다. 상기 도 13(a)의 파일럿 심볼구간의 구조는 도 12와 같이 2개의 전송 경로를 갖도록 다중 입출력 인코딩을 수행하는 경우에 사용될 수 있다.

상기 도 13(a)의 경우, 두 전송 경로를 구별하기 위해 파일럿 캐리어 정보를 인터리빙시켜 짝수(even), 홀수(odd) 파일럿으로 나눈다. 예를 들어, 파일럿 심볼 구간에 짝수의 파일럿 캐리어 정보를 포함하는 프레임 데이터의 경우 0번 안테나를 통해서 전송하며, 파일럿 심볼 구간에 홀수의 파일럿 캐리어 정보를 포함하는 프레임 데이터의 경우 1번 안테나를 통해서 전송한다. 따라서, 수신측에서는 상기 파일 럿 심볼 구간의 해당 캐리어 인덱스를 이용하여 각 전송 경로를 구별할 수 있다.

상기 실시예의 경우, 하나의 심볼에서 절반의 서브 캐리어(subcarrier)에 해당하는 채널을 추정할 수 있다. 따라서, 짧은 코히어런스 시간(coherence time)을 갖는 전송 채널에 대해서도 높은 채널 추정(channel estimation) 성능을 얻을 수 있다.

도 13(b)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 파일럿 심볼구간의 다른 구조를 나타낸 도면이다. 상기 도 13(b)의 경우에도 도 12와 같이 2개의 전송 경로를 갖도록 다중 입출력 인코딩을 수행하는 경우에 사용될 수 있다.

상기 도 13(b)의 경우 Hadamard 타입의 파일럿 심볼 구간의 실시예를 나타낸다. 상기 실시 예는 두 전송 경로를 구별하기 위해 심볼 구간 단위로 Hadamard 변환을 수행한다. 따라서 짝수 심볼 구간에는 각 전송 경로를 위한 두 파일럿 캐리어 정보가 합해진 값을 포함하고, 홀수 심볼 구간에는 두 파일럿 캐리어 정보의 차 값을 포함한다.

예를 들어, 짝수 심볼 구간에는 0번 안테나를 통해 전송할 파일럿 캐리어 정보(a)와 1번 안테나를 통해 전송할 파일럿 캐리어 정보(b)가 합해진 값(a+b)을 포함하며, 홀수 심볼 구간에는 0번 안테나를 통해 전송할 파일럿 캐리어 정보(a)와 1번 안테나를 통해 전송할 파일럿 캐리어 정보(b)의 차 값(a-b)을 포함한다. 수신측에서는 수신된 파일럿 인덱스를 통해 두 파일럿 캐리어 정보의 합/차를 알고 있는 경우, 각 전송 경로를 구별할 수 있다.

상기 실시예의 경우, 모든 서브 캐리어에 해당하는 채널을 추정할 수 있으므 로, 각 전송 경로에 대해서 처리할 수 있는 채널의 지연 확산(delay spread)이 심볼 길이만큼 확장될 수 있다.

상기 도 13(b)의 도면은 상기 두 파일럿 캐리어 정보의 구분이 용이하도록 도시된 것으로, 주파수 영역에서의 두 파일럿 캐리어 정보를 모두 도시하였다. 짝수 심볼 구간과 홀수 심볼 구간 도면의 경우, 두 파일럿 캐리어 정보의 임펄스는 같은 주파수 지점에 위치한다. 짝수 심볼 구간 도면의 경우, 구분의 용이를 위해 0번 안테나를 통해 전송할 파일럿 캐리어 정보와 1번 안테나를 통해 전송할 파일럿 캐리어 정보의 위치를 차이가 나도록 도시한 것이고, 상기 파일럿 캐리어 정보는 같은 주파수 지점에 위치한다.

상기 도 13(a)와 13(b)의 실시예는 전송 경로가 2개인 경우의 예이며, 전송 경로가 그 이상인 경우에는 파일럿 캐리어 정보를 홀,짝수가 아닌 전송 경로의 수만큼 구분될 수 있도록 나누거나, 심볼 구간 단위로 Hadamard 변환을 수행할 수 있다.

제1변조부(870)와 제2변조부(875)는 상기 제1프레임 형성부(860)와 제2프레임 형성부(865)에서 출력된 데이터들을 각각 OFDM의 부반송파(sub carrier)들에 실어 전송할 수 있도록 변조한다.

제1전송부(880)와 제2전송부(885)는 각각 제1변조부(870)와 제2변조부(875)에서 출력된 보호 구간과 데이터 구간을 가진 디지털 형식의 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 상기 변환된 아날로그 신호를 송신(transmit)한다.

도 14는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 수신 장치를 개략적으로 나타 낸 블록도이다. 상기 도 14의 실시예는 DVB 수신 장치 등에 포함될 수 있다.

도 14의 본 발명에 따른 실시예는 수신부(1400), 동기부(1410), 복조부(1420), 프레임 파싱(parsing)부(1430), 다중 입출력 디코더(1440), 제1디인터리버(deinterleaver)(1450), 선형 프리코딩 디코더(1460), 트렐리스 코드 변조 복호부(1470), 제2디인터리버(1480) 및 순방향 오류정정 복호부(1490)를 포함한다. 상기 도 14의 실시예는 상기 신호 수신 시스템에서 신호가 처리되는 과정을 중심으로 설명한 것으로, 수신 경로의 수가 정해진 것은 아니다.

수신부(1400)는 수신된 RF 신호의 주파수 대역을 다운 컨버전(down conversion)한 후 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 동기부(1410)는 수신부(1400)에서 출력된 수신 신호의 주파수 영역과 시간 영역의 동기를 획득하여 출력한다. 상기 동기부(1410)는 주파수 영역 신호의 동기 획득을 위해 복조부(1420)가 출력하는 데이터의 주파수 영역의 오프셋(offset) 결과를 이용할 수 있다.

복조부(1420)는 상기 동기부(1410)에서 출력된 수신 데이터를 복조하고, 가드구간을 제거한다. 이를 위해 복조부(1420)는 수신 데이터를 주파수 영역으로 변환시키고, 서브 캐리어(sub carrier)에 분산된 데이터 값을 각각의 부반송파에 할당되었던 값으로 디코딩한다.

프레임 파싱부(1430)는 상기 복조부(1420)에서 복조된 신호의 프레임 구조에 따라 파일럿 심볼을 제외하고 데이터 심볼 구간의 심볼 데이터를 출력할 수 있다.

다중 입출력 디코더(1440)는 상기 프레임 파싱부(1430)에서 출력한 데이터를 수신하여 디코딩한 후 하나의 데이터 열을 출력한다. 상기 다중 입출력 디코 더(1440)는 상기 도 1의 다중 입출력 인코더(150)에서 복수의 전송 안테나에 실리도록 인코딩한 방식에 대응되는 방식에 따라 디코딩하여 하나의 데이터 열을 출력한다.

제1디인터리버(1450)는 상기 다중 입출력 디코더(1440)에서 출력된 데이터 열에 대해 디인터리빙(de-interleaving)을 수행하여 데이터를 인터리빙되기 전의 순서로 복원시킨다. 상기 제1디인터리버(1450)는 상기 도 1의 제2인터리버(140)에서 인터리빙한 방식에 대응되는 방식에 따라 디인터리빙하여 데이터 열의 순서를 복원한다.

선형 프리코딩 디코더(1460)는 신호 송신 장치에서 데이터를 분산한 과정의 역과정을 수행하여 데이터를 복원한다.

도 15(a)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 선형 프리코딩 디코더의 예를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 상기 선형 프리코딩 디코더(1460)는 직/병렬 변환부(1462), 제1디코딩부(1464) 및 병/직렬 변환부(1466)를 포함한다.

직/병렬 변환부(1462)는 입력된 데이터를 병렬(parallel) 데이터로 변환한다. 제1디코딩부(1464)는 상기 병렬 데이터를 디코딩 매트릭싱(matrixing)을 통해 분산되어진 데이터들로부터 본래의 데이터를 복원한다. 상기 디코딩을 수행하는 디코딩 매트릭스는 신호 송신 장치의 인코딩 매트릭스의 역 매트릭스(inverse matrix)가 된다. 예를 들어, 상기 신호 송신 장치에서 도 6(a), 6(b), 6(c)와 같은 vanderMonde 매트릭스, Hadamard 매트릭스, Golden code 등을 사용하여 인코딩을 한 경우, 상기 제1디코딩부(1464)는 각각 상기 매트릭스들의 역 매트릭스를 이용하 여 분산된 데이터를 본래의 데이터로 복원한다.

병/직렬 변환부(1466)는 상기 제1디코딩부(1464)에서 수신된 병렬 데이터를 다시 직렬(serial) 데이터로 변환하여 출력한다.

도 15(b)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 선형 프리코딩 디코더의 또 다른 일 예를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 상기 선형 프리코딩 디코더(1460)는 직/병렬 변환부(1461), 제2디코딩부(1463) 및 병/직렬 변환부(1465)를 포함한다.

직/병렬 변환부(1461)는 입력된 데이터를 병렬(parallel) 데이터로 변환하고, 병/직렬 변환부(1465)는 상기 제2디코딩부(1463)에서 수신된 병렬 데이터를 다시 직렬(serial) 데이터로 변환하여 출력한다. 제2디코딩부(1463)는 ML(Maximum Likelihood) 디코딩을 이용하여 상기 직/병렬 변환부(1461)에서 출력된 병렬 데이터에 분산되어 있는 본래의 데이터를 복원하여 출력한다.

상기 제2디코딩부(1463)는 송신기에서의 전송 방식을 고려한 ML 디코더로서, 수신된 심볼 데이터를 상기 전송 방식에 대응되도록 ML 디코딩하여 상기 병렬 데이터에 분산되어 있는 본래의 데이터를 복원한다. 즉, 상기 ML 디코더는 송신단에서의 인코딩 룰(encoding rule)을 고려하여 수신된 심볼 데이터를 ML 디코딩한다.

도 16(a) 내지 16(c)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 분산된 심볼을 복원시키는 2×2 코드 매트릭스의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 16(a) 내지 16(c)의 코드 매트릭스는 상기 도 6(a) 내지 도 6(c)의 인코딩 매트릭스가 아닌 도 9(c) 내지 도 9(e)의 2×2 형태의 인코딩 매트릭스에 대응되는 역 매트릭스이다. 상기 매트릭스는 선형 프리코딩 디코더(1460)의 디코딩부에 입력된 2개의 데이터에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 출력한다.

도 16(a)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 2×2 코드 매트릭스의 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 16(a)의 매트릭스는 상기 도 9(c)의 인코딩 매트릭스에 대응되는 디코딩 매트릭스이다.

상기 도 16(a)의 매트릭스는 두 입력 데이터 가운데 위상이 -45도(

) 회전된 첫번째 입력 데이터와 위상이 -45도(

) 회전된 두번째 입력 데이터를 더하여 첫번째 출력 데이터로 출력하며, 위상이 45도 회전된 첫번째 입력 데이터에서 위상이 45도 회전된 두번째 입력 데이터를 빼서 두번째 출력 데이터로 출력한다. 그리고 상기 각 출력 데이터는

로 나누어 스케일링한다.

도 16(b)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 2×2 코드 매트릭스의 다른 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 16(b)의 매트릭스는 상기 도 9(d)의 인코딩 매트릭스에 대응되는 디코딩 매트릭스이다.

상기 도 16(b)의 매트릭스는 0.5를 곱한 첫번째 입력 데이터를 두번째 입력 데이터와 더하여 첫번째 출력 데이터로 출력하며, 첫번째 입력 데이터에서 0.5를 곱한 두번째 입력 데이터를 빼서 두번째 출력 데이터로 출력한다. 그리고 상기 각 출력 데이터는

로 나누어 스케일링한다.

도 16(c)는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 2×2 코드 매트릭스의 다른 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 16(c)의 매트릭스는 상기 도 9(e)의 인코딩 매트릭스에 대응되는 디코딩 매트릭스이다. 상기 도 16(c)의 '*'는 입력되는 데이터에 대한 켤레 복소수(complex conjugate)를 의미한다.

상기 도 16(c)의 매트릭스는 위상이 -90도(

) 회전된 첫번째 입력 데이터와 두번째 입력 데이터의 켤레 복소수를 더하여 첫번째 출력 데이터로 출력하며, 첫번째 입력 데이터와 위상이 -90도(

) 회전된 두번째 입력 데이터의 켤레 복소수를 더하여 두번째 출력 데이터로 출력한다. 그리고 상기 각 출력 데이터는

로 나누어 스케일링한다.

트렐리스 코드 변조 복호부(Trellis Coded Modulation decoder)(1470)는 상기 선형 프리코딩 디코더(1460)에서 출력된 부호화된 심볼 데이터를 비트열로 복원할 수 있다.

도 17은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 트렐리스 코드 변조 복호부를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 상기 트렐리스 코드 변조 복호부(1470)은 등화기(equalizer)(1472), SOVA(Soft-Output Viterbi Algorithm) 트렐리스 디코더(1474)를 포함한다.

상기 트렐리스 코드 변조 복호는 심볼 레벨에서 이루어지므로 수신된 심볼 데이터에 대해 채널 왜곡을 보상하여야 한다. 이를 위해 등화기(1472)는 전송 채널 에 의한 왜곡을 보상하여 심볼 데이터를 출력한다. 다만, 상기 심볼 레벨에서의 등화는 상기 위치에 국한되지 않는다. 예를 들어, 도 17과 같이 선형 프리코딩 디코더(1460)에서 프리코딩 디코딩된 심볼 데이터에 대해 등화를 수행할 수도 있고, 제1디인터리버(1450)의 출력 위치, 다중입출력 디코더(1440)의 출력 위치, 프레임 파싱부(1430)의 출력 위치에서 등화를 수행할 수 있다. 즉, 상기 등화기(1472)의 위치는 구현 예에 따라 달라질 수 있다.

상기 도 17의 예에서, 등화된 심볼 데이터는 SOVA 트렐리스 디코더(1474)에 입력된다. 상기 SOVA 트렐리스 디코더(1474)는 입력된 수신 심볼 데이터에 대해 트렐리스 디코딩을 수행하여 전송된 심볼 데이터를 비트 데이터로 디매핑(de-mapping)하여 복호한다. 순방향 오류정정 코드로 LDPC 코드를 사용하는 경우, LDPC 디코딩 성능을 보장하기 위해, 상기 SOVA 트렐리스 디코더(1474)는 각 출력 비트에 대한 LLR(Log Likelihood Ratio)을 출력한다.

상기 트렐리스 디코딩을 위해 상기 도 17의 예와 같이 SOVA 트렐리스 디코더를 사용할 수도 있고, 복잡도를 고려하여 hard decision 방식의 트렐리스 디코더를 사용할 수도 있다.

제2디인터리버(1480)는 상기 트렐리스 코드 변조 복호부(1470)에서 출력된 데이터 열에 대해 디인터리빙(de-interleaving)을 수행하여 데이터를 인터리빙되기 전의 순서로 복원시킨다. 상기 제2디인터리버(1480)는 상기 도 1의 제1인터리버(110)에서 인터리빙한 방식에 대응되는 방식에 따라 디인터리빙하여 데이터 열의 순서를 복원한다.

순방향 오류정정 복호부(1490)은 상기 순서가 복원된 데이터를 순방향 오류정정 복호화하여 수신 데이터에 발생한 오류를 검출하고, 상기 오류를 수정할 수 있다.

도 18은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 순방향 오류정정 복호부를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 상기 순방향 오류정정 복호부(1490)는 도 1의 순방향 오류정정부(100)에 대응되며, 인너 디코더(inner decoder)와 아웃터 디코더(outer decoder)로서 LDPC 디코더(1492)와 BCH 디코더(1494)를 포함한다.

LDPC 디코더(1492)는 채널에서 발생한 전송 에러를 검출하여 오류를 정정하고, BCH 디코더(1494)는 상기 LDPC 디코더(1492)에서 디코딩된 데이터의 잔류 오류를 정정하여 에러 플로어(error floor)를 제거한다.

도 19는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 수신 장치에서 복수의 수신 경로를 갖는 경우를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 이하 설명의 편의를 위해 수신 경로가 2개인 경우를 예로 하여 설명한다.

도 19의 실시예는 제1수신부(1900), 제2수신부(1905), 제1동기부(1910), 제2동기부(1915), 제1복조부(1920), 제2복조부(1925), 제1프레임 파싱부(1930), 제2프레임 파싱부(1935), 다중 입출력 디코더(1940), 제3디인터리버(1950), 선형 프리코딩 디코더(1960), 트렐리스 코드 변조 복호부(1970), 제4디인터리버(1980) 및 순방향 오류정정 복호부(1990)를 포함한다.

제1수신부(1900)와 제2수신부(1905)는 RF 신호를 각각 수신하여, 주파수 대역을 다운 컨버전(down conversion)한 후 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 제1동 기부(1910)와 제2동기부(1915)는 각각 제1수신부(1900)와 제2수신부(1905)에서 출력된 수신 신호의 주파수 영역과 시간 영역의 동기를 획득하여 출력한다. 상기 제1동기부(1910)와 제2동기부(1915)는 주파수 영역 신호의 동기 획득을 위해 각각 제1복조부(1920)와 제2복조부(1925)가 출력하는 데이터의 주파수 영역의 오프셋(offset) 결과를 이용할 수 있다.

제1복조부(1920)는 제1동기부(1910)에서 출력된 수신 데이터를 복조한다. 이를 위해 제1복조부(1920)는 수신 데이터를 주파수 영역으로 변환시키고, 서브 캐리어에 분산된 데이터 값을 각각의 부반송파(sub carrier)에 할당되었던 값으로 디코딩한다. 제2복조부(1925)는 제2동기부(1915)에서 출력된 수신 데이터를 복조한다.

제1프레임 파싱부(1930)와 제2프레임 파싱부(1935)는 각각 제1복조부(1920)와 제2복조부(1925)에서 복조된 신호의 프레임 구조에 따라 수신 경로를 구별하여, 파일럿 심볼을 제외한 데이터 심볼 구간의 심볼 데이터를 출력할 수 있다.

다중 입출력 디코더(1940)는 상기 제1프레임 파싱부(1930)와 제2프레임 파싱부(1935)에서 각각 출력한 데이터를 수신하여 디코딩한 후 하나의 데이터 열을 출력한다.

도 20은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 다중 입출력 디코딩 방식의 일 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 20은 송신측에서 STBC 방식으로 다중 입출력 인코딩하여 데이터를 전송한 경우에, 수신측에서의 대응되는 디코딩 예를 나타낸 것으로서 송신측에서 2개의 송신 안테나를 사용한 경우이다. 이는 하나의 예이며 다른 다중 입출력 방식의 적용이 배제되는 것은 아니다.

상기 수식의 r(k), h(k), s(k), n(k)는 각각 수신측에 수신된 심볼, 채널 응답, 송신측에서 전송한 심볼 값, 채널 잡음(noise)을 나타낸다. 그리고 아래 첨자의 s, i, 0, 1은 각각 s번째 전송 심볼, i번째 수신 안테나, 0번 송신 안테나, 1번 송신 안테나를 나타낸다. '*'는 켤레 복소수(complex conjugate)를 나타낸다. 예를 들어, h_s _,1,i(k)는 1번 송신 안테나에서 s번째로 전송된 심볼이 i번째 수신 안테나에 수신된 경우, 상기 전송된 심볼이 겪은 채널의 응답을 나타낸다. r_s _+1,i(k)는 i번째 수신 안테나에 수신된 s+1번째 수신 심볼을 나타낸다.

상기 도 20의 수식에 따르면, i번째 수신 안테나에 수신된 s번째 수신 심볼인 r_s _,i(k)는 0번째 송신 안테나에서 i번째 수신 안테나에 채널을 거쳐 송신된 s번째 심볼 값, 1번째 송신 안테나에서 i번째 수신 안테나에 채널을 거쳐 송신된 s번째 심볼 값, 그리고 상기 각 채널의 채널 잡음의 합(n_s(k))을 더한 값이 된다.

그리고 i번째 수신 안테나에 수신된 s+1번째 수신 심볼인 r_s _+1,i(k)는 0번째 송신 안테나에서 i번째 수신 안테나에 채널을 거쳐 송신된 s+1번째 심볼 값, 1번째 송신 안테나에서 i번째 수신 안테나에 채널을 거쳐 송신된 s+1번째 심볼 값, 그리고 상기 각 채널의 채널 잡음의 합(n_s(k))을 더한 값이 된다.

도 21은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 20의 구체적인 예를 나타낸 도면이다. 상기 도 21은 송신측에서 STBC 방식으로 다중 입출력 인코딩하여 데이터를 전송한 경우의 디코딩 예로, 송신측에서 두 개의 전송 안테나를 이용하여 전송하 고, 수신측에서 하나의 안테나를 통해 수신한 경우의 디코딩 수식이다. 즉, 하나의 수신 안테나를 이용하여 다중 전송된 데이터를 수신하는 경우이다.

송신측에서 두 개의 전송 안테나를 이용하고, 수신측에서 하나의 안테나를 이용하는 경우 전송 채널은 2개가 될 수 있다.

상기 수식의 h₀, s₀는 각각 송신측 0번 안테나로부터 수신안테나까지의 전송 채널 응답, 송신측 0번 안테나에서 전송하는 심볼을 나타내며, h₁, s₁은 각각 송신측 1번 안테나로부터 수신 안테나까지의 전송 채널 응답, 송신측 1번 안테나에서 전송하는 심볼을 나타낸다. '*'는 켤레 복소수(complex conjugate)를 나타내며, 아래 식의 s₀'와 s₁'는 복원된 심볼을 나타낸다.

그리고, r₀와 r₁은 각각 t시간에 수신 안테나에 수신된 심볼, 전송주기(T)가 지난 t+T시간에 수신 안테나에 수신된 심볼을 나타내며, n₀와 n₁은 상기 각 수신시간에서 각 전송경로의 채널 잡음이 더해진 값을 나타낸다.

상기 도 21의 수식과 같이 수신 안테나에 수신된 신호는 각 송신 안테나에서 전송한 신호가 각 전송 채널을 겪은 값을 더한 값으로 표현될 수 있다. 그리고 복원된 심볼은 상기 수신된 값과 각 채널 응답값을 이용하여 산출한다.

이하 다중 입출력 디코더(1940)에서 순방향 오류정정 복호부(1990)까지의 신호 처리 과정은 상기 도 14에서 설명한 바와 동일하다.

도 22는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 송신 장치의 다른 예를 개략적 으로 나타낸 블록도이다. 도 23은 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 수신 장치의 다른 예를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

상기 도 22와 도 23은 다중 입출력 방식이 아닌 단일 입력 단일 출력(Single Input Single Output : SISO) 방식의 시스템에 적용된 예이다.

상기 도 22의 신호 송신 장치는 순방향 오류정정부(2200), 제1인터리버(2210), 트렐리스 코드 변조부(2220), 선형 프리코딩부(2230), 제2인터리버(2240), 프레임 형성부(frame builder)(2250), 변조부(2260) 및 전송부(2270)를 포함한다.

그리고 상기 도 23의 신호 수신 장치는 수신부(2300), 동기부(2310), 복조부(2320), 프레임 파싱(parsing)부(2330), 제1디인터리버(2340), 선형 프리코딩 디코더(2350), 트렐리스 코드 변조 복호부(2360), 제2디인터리버(2370) 및 순방향 오류정정 복호부(2380)를 포함한다.

상기 신호 송신 장치와 신호 수신 장치는 각각 도 1과 도 14에서 설명한 바와 같은 처리과정을 거친다. 다만, 도 22와 도 23의 송수신 장치는 다중 입출력 방식이 아닌 단일 입력 단일 출력 방식이 적용되므로, 다중 입출력 인코과정과 다중 입출력 디코딩 과정은 사용되지 아니한다.

즉, 채널의 주파수 선택적 페이딩에 강인하도록 선형 프리코딩과 인터리빙을 거친 심볼 데이터는 프레임 형성부(2250)에 입력되며, 상기 프레임 형성부(2250)는 상기 입력된 심볼 데이터를 기초로 도 7과 같은 구조의 프레임 데이터를 형성하여 출력한다. 그리고 상기 단일 입력 단일 출력 방식의 경우에는, 상기 도 13(a), 도 13(b)와 같은 다중 입출력에 따른 전송 경로의 구분이 필요하지 아니하다.

신호 수신 장치의 경우, 프레임 파싱부(2330)에서 파싱(parsing)된 심볼 데이터를 제1디인터리버(2340)에 출력하여 송신 장치에서 채널의 주파수 선택적 페이딩에 강인하도록 처리한 과정의 역과정을 수행하도록 한다.

도 24는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 송신 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.

입력된 데이터에 대하여 수신측에서 전송 오류를 발견하고 정정할 수 있도록 순방향 오류정정 부호화 한다(S2400). 상기 순방향 오류정정 부호화를 위해 LDPC 인코딩을 사용할 수 있으며, 에러 플로어를 방지하기 위한 아웃터 인코더로 BCH 인코딩을 사용할 수 있다.

상기 부호화된 데이터에 대해 전송 채널에서의 버스트 에러(burst error)에 강인하도록 인터리빙을 수행하고, 상기 인터리빙된 데이터를 해당 송수신 시스템에 따른 부호화된 심볼 데이터로 변환한다(S2402). 상기 부호화된 심볼 데이터로의 변환을 위해 트렐리스 코드 변조(Trellis Coded Modulation) 인코딩을 사용할 수 있다. 상기 심볼형식은 QAM, QPSK 등을 사용될 수 있다.

그리고 상기 심볼 데이터를 채널의 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 강인하도록 하기 위해, 상기 매핑된 심볼 데이터가 주파수 영역에서 여러 개의 출력 심볼에 분산되도록 프리코딩을 수행하고(S2404), 상기 프리코딩된 심볼 데이터를 인터리빙하여(S2406) 출력한다.

따라서, 주파수 선택적인 페이딩 채널을 겪었을 때 모든 정보가 페이딩으로 손실될 확률을 줄이고, 상기 분산된 심볼 데이터가 동일한 주파수 선택적 페이딩을 겪지 않도록 한다. 상기 인터리빙에는 컨벌루션 인터리버, 블록 인터리버 등을 사용할 수 있으며, 이는 구현 예에 따라 선택가능하다.

상기 인터리빙된 심볼 데이터는 복수의 안테나를 통해서 전송할 수 있도록 다중 입출력 인코딩한다(S2408). 상기 안테나의 수는 가능한 데이터 전송 경로의 수가 될 수 있다. 공간 다이버시티 방식의 경우, 각 경로에서는 같은 정보의 데이터를 전송하고, 공간 다중화 방식의 경우, 각 경로에서는 다른 데이터를 전송한다.

그리고 상기 다중 입출력 전송 경로의 수에 따라, 인코딩된 데이터를 전송 프레임으로 변환하고, 이를 변조하여 전송한다(S2410). 상기 전송 프레임은 파일럿 캐리어 심볼 구간과 데이터 심볼 구간을 포함하며, 파일럿 캐리어 심볼 구간은 전송 경로를 구분할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

다만, 다중 입출력 방식이 아닌 단일 입력 단일 출력 방식의 신호 송수신 시스템에 적용되는 경우에는, 상기 S2408 단계의 다중 입출력 인코딩 단계는 수행되지 아니하며, 전송 경로의 구분이 필요하지 아니하다.

도 25는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 신호 수신 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.

신호 수신 장치에서는 송신 장치에서 송신된 신호를 수신하여 동기화하고, 전송 경로를 구별하여 데이터 프레임으로 복조한다(S2500).

상기 복조된 데이터 프레임을 파싱하고, 다중 입출력 인코딩된 방식에 대응되는 방식에 따라 디코딩하여 하나의 심볼 데이터 열을 얻는다(S2502).

채널의 주파수 선택적 페이딩에 강인하도록 처리된 심볼 데이터를 복원하기 위해, 신호 송신 장치에서 인터리빙한 방식의 역으로 디인터리빙하고(S2504), 상기 디인터리빙으로 순서가 복원된 데이터 열을 프리코딩한 방식의 역으로 디코딩하여, 주파수 영역에서 여러 개의 심볼 데이터에 분산되어 있는 원래 심볼 데이터를 복원한다(S2506).

상기 복원된, 부호화된 심볼 데이터를 디매핑(de-mapping)하여 복호하고, 상기 디매핑된 비트 데이터를 디인터리빙하여 원래의 순서로 복원한다(S2508). 상기 부호화된 심볼 데이터를 복호하고 디매핑하기 위해 트렐리스 코드 변조 디코딩이 사용될 수 있다.

또한, 상기 신호 수신 장치에서는 심볼 레벨에서 등화를 수행할 수 있으며, 등화 위치는 심볼 레벨에서 구현 예에 따라 달라질 수 있다.

그리고 상기 순서가 복원된 데이터에 대해 순방향 오류정정 복호를 수행하여 전송 에러를 탐지하고 에러를 정정한다(S2510). 상기 순방향 오류정정 복호화를 위해 LDPC 디코딩을 사용할 수 있으며, 에러 플로어를 방지하기 위한 아웃터 디코더로 BCH 디코딩을 사용할 수 있다.

다만, 다중 입출력 방식이 아닌 단일 입력 단일 출력 방식의 신호 송수신 시스템에 적용되는 경우에는, 상기 S2502 단계의 다중 입출력 디코딩 단계는 수행되지 아니하며, 전송 경로의 구분이 필요하지 아니하다.

상기 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치는 상기 예에 한정되지 않으며, 방송이나 통신 등의 모든 신호 송수신 시스템에 적용될 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 신호 송수신 방법 및 신호 송수신 장치에 따르면, 기존의 신호 송수신 네트워크 망을 이용하여 제안된 신호 송수신 시스템으로의 전환이 용이하며, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, SNR 이득을 바탕으로 데이터 전송률을 향상시킬 수 있고, 긴 지연 확산을 갖는 전송 채널에 대해서 채널 추정이 가능하게 되어 신호 송신 거리를 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 따라서, 전체적인 송수신 시스템의 신호 송수신 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 부호화하는 순방향 오류정정부;

상기 오류정정 부호화된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 인터리버; 및

상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 트렐리스 코드 변조부를 포함하는 신호 송신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 순방향 오류정정부는,

입력된 데이터를 오류정정 인코딩하는 LDPC 인코더를 포함하는 신호 송신 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 순방향 오류정정부는,

입력된 데이터를 BCH 인코딩하여 출력하는 BCH 인코더를 아웃터 인코더로 더 포함하는 신호 송신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 심볼 데이터를 주파수 영역에서 분산시키고, 상기 분산된 데이터를 인 터리빙하여 출력하는 페이딩(fading) 코딩부를 더 포함하는 신호 송신 장치.
데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 부호화하는 순방향 오류정정부;

상기 부호화된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 인터리버;

상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 트렐리스 코드 변조부;

상기 심볼 데이터를 주파수 영역에서 분산시키고, 상기 분산된 데이터를 인터리빙하여 출력하는 페이딩(fading) 코딩부;

상기 페이딩 코딩되어 출력된 데이터를 다중으로 전송할 수 있도록 인코딩하는 다중 입출력 인코더;

파일럿 심볼 구간과 데이터 심볼 구간으로 구성된 프레임 데이터를 형성하는 프레임 형성부; 및

상기 프레임 데이터를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 변조하여 전송하는 변조부를 포함하는 신호 송신 장치.
데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 부호화하는 순방향 오류정정부;

상기 오류정정 인코딩된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 인터리버;

상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 트렐리스 코드 변조부;

상기 심볼 데이터를 주파수 영역에서 분산시키고, 상기 분산된 데이터를 인터리빙하여 출력하는 페이딩(fading) 코딩부;

파일럿 심볼 구간과 데이터 심볼 구간으로 구성된 프레임 데이터를 형성하는 프레임 형성부; 및

상기 프레임 데이터를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 변조하여 전송하는 변조부를 포함하는 신호 송신 장치.
데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 순방향 오류정정 인코딩하는 단계;

상기 인코딩된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 단계;

상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 단계;

상기 심볼 데이터를 주파수 영역에서 분산시키고, 상기 분산된 데이터를 인터리빙하여 출력하는 페이딩 코딩 단계;

상기 페이딩 코딩되어 출력된 데이터를 다중으로 전송할 수 있도록 다중 입출력 인코딩하는 단계;

파일럿 심볼 구간과 데이터 심볼 구간으로 구성된 프레임 데이터를 형성하는 단계; 및

상기 프레임 데이터를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 변조하여 전송하는 단계를 포함하는 신호 송신 방법.
데이터의 오류를 검출하고 수정할 수 있도록 입력된 데이터를 순방향 오류정정 인코딩하는 단계;

상기 인코딩된 데이터를 인터리빙(interleaving)하는 단계;

상기 인터리빙된 데이터를 부호화된 심볼 데이터로 변환하는 단계;

상기 심볼 데이터를 주파수 영역에서 분산시키고, 상기 분산된 데이터를 인터리빙하여 출력하는 페이딩 코딩 단계;

파일럿 심볼 구간과 데이터 심볼 구간으로 구성된 프레임 데이터를 형성하는 단계; 및

상기 프레임 데이터를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 변조하여 전송하는 단계를 포함하는 신호 송신 방법.
입력된 심볼 데이터를 디매핑(demapping)하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 트렐리스 코드 변조 복호부;

상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 디인터리버; 및

상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호부를 포함하는 신호 수신 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 순방향 오류정정 복호부는,

상기 디인터리빙된 데이터를 오류정정 디코딩하는 LDPC 디코더를 포함하는 신호 수신 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 순방향 오류정정 복호부는,

상기 오류정정 디코딩된 데이터를 BCH 디코딩하는 BCH 디코더를 아웃터 디코더로 더 포함하는 신호 수신 장치.
제 9 항에 있어서,

입력된 심볼 데이터를 디인터리빙(de-interleaving)하고, 주파수 영역에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 트렐리스 코드 변조 복호부에 출력하는 페이딩 디코딩부를 더 포함하는 신호 수신 장치.
수신신호를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 복조하는 복조부;

상기 복조된 프레임 데이터를 파싱(parsing)하여 해당 전송 경로의 심볼 데이터를 복원하는 프레임 파싱부;

상기 심볼 데이터를 다중 입출력 디코딩하여 하나의 심볼 데이터 열을 출력하는 다중 입출력 디코더;

상기 출력된 심볼 데이터 열을 디인터리빙(de-interleaving)하고, 주파수 영역에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 출력하는 페이딩 디코딩부;

상기 복원되어 출력된 심볼 데이터를 디매핑하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 트렐리스 코드 변조 복호부;

상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 디인터리버; 및

상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호부를 포함하는 신호 수신 장치.
수신신호를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 복조하는 복조부;

상기 복조된 프레임 데이터를 파싱(parsing)하여 전송된 심볼 데이터를 복원하는 프레임 파싱부;

상기 출력된 심볼 데이터를 디인터리빙(de-interleaving)하고, 주파수 영역에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 출력하는 페이딩 디코딩부;

상기 복원되어 출력된 심볼 데이터를 디매핑하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 트렐리스 코드 변조 복호부;

상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 디인터리버; 및

상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호부를 포함하는 신호 수신 장치.
수신신호를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 복조하는 단계;

상기 복조된 프레임 데이터를 파싱(parsing)하여 해당 전송 경로의 심볼 데이터를 복원하는 단계;

상기 심볼 데이터를 디코딩하여 하나의 심볼 데이터 열을 출력하는 다중 입출력 디코딩 단계;

상기 출력된 심볼 데이터 열을 디인터리빙(de-interleaving)하고, 주파수 영역에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 출력하는 페이딩 디코딩 단계;

상기 복원되어 출력된 심볼 데이터를 디매핑하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 단계;

상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 단계; 및

상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호 단계를 포함하는 신호 수신 방법.
수신신호를 직교 주파수 다중 분할 방식에 따라 복조하는 단계;

상기 복조된 프레임 데이터를 파싱(parsing)하여 전송된 심볼 데이터를 복원하는 단계;

상기 출력된 심볼 데이터를 디인터리빙(de-interleaving)하고, 주파수 영역에 분산되어 있는 데이터를 복원하여 출력하는 페이딩 디코딩 단계;

상기 복원되어 출력된 심볼 데이터를 디매핑하고 복호하여 비트 데이터를 출력하는 단계;

상기 출력된 비트 데이터를 디인터리빙하여 순서를 복원하는 단계; 및

상기 디인터리빙된 데이터를 디코딩하여 오류를 검출하고 수정하는 순방향 오류정정 복호 단계를 포함하는 신호 수신 방법.