KR20090110531A

KR20090110531A - 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법

Info

Publication number: KR20090110531A
Application number: KR1020080036086A
Authority: KR
Inventors: 김수영; 김희욱; 안도섭
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-10-22
Also published as: KR100964610B1; US20110041043A1; WO2009128594A1; US8560928B2

Abstract

본 발명은 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법에 관한 것으로, 높은 부호화율로 전송하고도 더 낮은 부호화율로 전송하였을 경우와 같은 성능을 낼 수 있도록, 오류정정 부호화 기술과 시공간 부호화 기술이 결합된 부호를 다수의 중계 장치를 이용하여 전송하고 복원함으로써, 다이버시티 이득을 극대화할 수 있게 하는, 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법을 제공하고자 한다.

이를 위하여, 본 발명은 중계장치 그룹에서의 다이버시티 방법에 있어서, 외부 장치로부터 전송받은 오류정정 부호를 이용하여 모부호를 복원하는 모부호 복원 단계; 상기 복원된 모부호를 이용하여 상기 중계장치 그룹에 대응되는 오류정정 부호를 생성하는 부호 생성 단계; 및 상기 생성된 오류정정 부호를 각 중계 장치별로 시공간 부호화하여 전송하는 부호 전송 단계를 포함한다.

오류정정 부호, 부호화율 호환가능 오류정정 부호, 다이버시티 이득, 중계 장치, 위성, 위성 게이트웨이

Description

오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법{DIVERSITY METHOD USING ERROR CORRECTING CODE}

본 발명은 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 부호화율로 전송하고도 더 낮은 부호화율로 전송하였을 경우와 같은 성능을 낼 수 있도록, 오류정정 부호화 기술과 시공간 부호화 기술이 결합된 부호를 다수의 중계 장치를 이용하여 전송하고 복원함으로써, 다이버시티 이득을 극대화할 수 있게 하는, 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-014-03, 과제명: 위성 IMT2000+ 기술 개발].

최근에 통신 기술 발전에 힘입어, 위성통신 시스템은 위성을 통해 비디오 데이터 및 오디오 데이터 등과 같은 다양한 신호를 이동 중인 사용자 단말에 제공할 수 있게 되었다. 이러한 위성통신 시스템에서 음영 지역 해소를 위한 중계 장치가 지상에 구현되어 있다.

중계 장치가 구비되는 위성통신 시스템으로서는 대한민국의 위성 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)와 유럽의 S-DMB(Satellite-Digital Multimedia Broadcasting)가 대표적이다. 대한민국의 위성 DMB 방식에서는 중계 장치를 갭필러(gap filler)라고 정의하고 있으며, 유럽의 S-DMB 방식에서는 중계 장치를 IMR(Intermediate Module Repeater)라고 정의한다. 현재 위성통신 시스템에 구현되는 중계 장치는, 위성으로부터 수신받은 신호를 동일 대역에서 증폭시켜 사용자 단말로 중계하는 기능을 수행하는 단순 증폭 중계 장치와, 위성으로부터 수신받은 신호를 주파수 변환시켜 사용자 단말로 중계하는 기능을 수행하는 주파수 변환 중계 장치로 나뉜다. 또한, 향후에는 이러한 주파수 변환 기능뿐만 아니라 중계기 내에서 다양한 신호 처리를 수행할 수 있도록 하는 기술이 개발 중이다.

한편, 위와 같은 위성통신 시스템에 있어, 사용자 단말은 위성으로부터 직접적으로 신호를 수신받거나 중계 장치로부터 간접적으로 신호를 수신받을 수 있다. 위성으로부터 직접 수신되는 신호와 중계기들로부터 수신되는 신호는 서로 다른 채널 환경을 겪게 될 것이므로, 이러한 환경에서 사용자 단말은 위성과 중계기들로부터 수신되는 여러 개의 신호를 동시에 수신하는 다이버시티 기술을 활용하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 일반적인 이동통신 시스템에서 적용할 수 있도록 발명된 종래의 다이버시티 기술에는 중계 장치를 이용한 협동중계전송 기술, 오류 여부에 따른 협력 다이버시티 기술 등이 있다. 이하, 각각 종래 기술을 간단하게 설명하기로 한다.

먼저, 종래의 중계 장치를 이용한 협동중계전송 기술은 신호를 전송함에 있어서, 각 단말들이 중계 장치의 역할을 함으로써 여러 단말 및 기지국으로부터의 신호를 수신하여 다이버시티 이득을 취하고자 하는 중계전송 기술에 관한 것이다. 즉, 이러한 종래의 협동중계전송 기술은 소스 단말의 상향링크 신호를 중계국들이 수신하여 재전송하기 때문에, 단일 안테나를 가지는 단말의 상향링크 전송에 있어 송신 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 종래의 협동중계전송 기술은 중계 단말을 결정하기 위한 기지국-중계국 간 채널 품질 또는 거리 임계치를 조절하여 특정 소스 단말에 대한 중계 단말의 수를 최적으로 유지함으로써 다이버시티 이득은 물론 기지국의 수신 신호 처리 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그리고 오류 여부에 따른 협력 다이버시티 기술은 중계기에서 수신된 신호의 오류 여부를 검사하여 적절한 신호만을 중계하는 다이버시티 방법에 관한 것이다. 즉, 이러한 협력 다이버시티 기술에서는 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 무선 네트워크의 릴레이는 소스로부터 수신된 데이터 중에서 각 스트림별로 복호 후 에러 발생 여부를 검사하여 오류가 발생하지 않은 데이터만을 선별적으로 릴레이한다.

또한, 오류정정부호를 이용한 종래의 다이버시티 방법으로 "Mohammad Janani" 등이 소개한 종래의 다이버시티 방법은 중계기들끼리 상호 상대 중계기의 데이터를 오류정정 부호를 사용하여 전송해 주고, 수신기에서 이로 인한 다이버시티 이득을 얻을 수 있도록 하였다. 그러나 이 방법에서는 상대 중계기에서 오류가 발생했는지를 확인하여 선별적으로 전송함으로써 이로 인한 손실이 발생할 수 있다 는 문제점이 있다.

요컨대, 상기와 같은 종래의 기술들은 위성통신 시스템에서 중계 장치를 이용한 다이버시티 방법에 그대로 이용되기에는 여러 가지 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 종래 기술은 중계 장치를 이용한 위성 시스템에서는 그대로 활용할 수 없는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다. 본 발명과 관련하여 오류정정부호와 시공간 부호를 동시에 활용하는 협력 다이버시티 방법은 공지된 바가 없다.

따라서 본 발명은 높은 부호화율로 전송하고도 더 낮은 부호화율로 전송하였을 경우와 같은 성능을 낼 수 있도록, 오류정정 부호화 기술과 시공간 부호화 기술이 결합된 부호를 다수의 중계 장치를 이용하여 전송하고 복원함으로써, 다이버시티 이득을 극대화할 수 있게 하는, 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 높은 부호화율로 전송하고도 더 낮은 부호화율로 전송하였을 경우와 같은 성능을 낼 수 있도록, 오류정정 부호화 기술과 시공간 부호화 기술이 결합된 부호를 다수의 중계 장치를 이용하여 전송하고 복원하는 것을 특징으로 한다.

더욱 구체적으로, 본 발명은, 게이트웨이에서의 다이버시티 방법에 있어서, 부호화 대상이 되는 입력 비트열을 오류정정 부호화하여 모부호를 생성하는 부호 생성 단계; 상기 생성된 모부호를 천공하여 시스터메틱 정보와 일부 패리티 정보가 포함된 오류정정 부호를 구하는 부호 천공 단계; 및 상기 구한 오류정정 부호를 전송하는 부호 전송 단계를 포함한다.

한편, 본 발명은, 중계장치 그룹에서의 다이버시티 방법에 있어서, 외부 장치로부터 전송받은 오류정정 부호를 이용하여 모부호를 복원하는 모부호 복원 단계; 상기 복원된 모부호를 이용하여 상기 중계장치 그룹에 대응되는 오류정정 부호를 생성하는 부호 생성 단계; 및 상기 생성된 오류정정 부호를 각 중계 장치별로 시공간 부호화하여 전송하는 부호 전송 단계를 포함한다.

한편, 본 발명은, 사용자 단말에서의 다이버시티 방법에 있어서, 외부로부터 수신받은 복수의 신호들 중 동일 주파수로 전송된 신호들을 각각 결합하는 신호 결합 단계; 상기 결합된 신호들을 시공간 복호화하여 동일 주파수별로 오류정정 부호들을 각각 복원하는 시공간 복호 단계; 상기 각각 복원된 오류정정 부호들을 결합 하여 모부호를 복원하는 모부호 복원 단계; 및 상기 복원된 모부호를 복호화하여 입력 비트열을 추출하는 비트열 추출 단계를 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 높은 부호화율로 전송하고도 더 낮은 부호화율로 전송하였을 경우와 같은 성능을 낼 수 있도록, 오류정정 부호화 기술과 시공간 부호화 기술이 결합된 부호를 다수의 중계 장치를 이용하여 전송하고 복원함으로써, 다이버시티 이득을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 대역폭 측면에서 이득을 얻을 수 있도록 하면서도 성능면에서는 열화가 없도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 오류정정 부호의 서로 다른 일부분들을 각 중계 장치로 전송하여, 사용자 단말에서 서로 다른 중계 장치로부터 전송된 오류정정 부호를 결합하여 위성 및 다수의 중계 장치로부터 수신된 신호의 다이버시티 이득을 취할 수 있는 효과가 있다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법을 위성통신 시스템에 적용한 일실시예 설명도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 위성통신 시스템은 위성 게이트웨이(110), 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123), 및 사용자 단말(130)을 포함한다. 여기서, 제1 중계장치 그룹(121)은 중계 장치

(1211), …, 중계 장치

(1212)를 포함한다. 또한, 제2 중계장치 그룹(122)은 중계 장치

(1221), …, 중계 장치

(1222)를 포함한다. 또한, 제N-1 중계장치 그룹(123)은 중계 장치

(1231), …, 중계 장치

(1232)를 포함한다.

위성 게이트웨이(110)는 시스터메틱 정보[s]와 일부의 패리티 정보가 포함된 R1 부호화율(예를 들어, R1=1/2 또는 1/3 등)의 오류정정 부호를 위성(10)으로 전송한다. 오류정정 부호 중 시스터메틱(Systematic) 정보와 일부의 패리티 정보에 따라 R1 부호화율을 선택적으로 호환할 수 있는 오류정정 부호(이하, 부호화율 호환가능 오류정정 부호)(Rate Compatible Error Correcting Code)가 이용될 수 있다. 부호화율 호환가능 오류정정 부호는 시스터메틱 정보[s]와 패리티 정보[p₁, p₂, …, p_N]의 일부가 포함될 수 있다. 시스터메틱 정보[s]와 패리티 정보[p₁, p₂, …, p_N]가 모두 포함된 오류정정 부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 모부호라 한다. 이때, 부호 화율 호환가능 오류정정 부호 중 시스터메틱 정보[s]와 일부 패리티 정보[p_i]는 다른 패리티 정보 없이도 복호가 가능하다. 본 발명에서는 일반적으로 공지되어 있는 임의의 부호화율 호환가능 오류정정 부호들이 이용될 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 위성 게이트웨이(110)는 전송 대상이 되는 시스터메틱 정보[s]를 오류정정 부호화 방식에 따라 부호화하여 오류정정 부호(모부호)[s, p₁, p₂, …, p_N]를 생성한다. 그리고 위성 게이트웨이(110)는 생성된 모부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 천공하여 시스터메틱 정보[s]와 일부 패리티 정보[p₁]를 포함하는 오류정정 부호[s, p₁]를 위성(10)으로 전송한다. 여기서, 위성 게이트웨이(110)는 오류정정 부호화 장치를 구비하고, 위성 게이트웨이의 기능을 수행한다. [s]는 생성된 오류정정 부호의 시스터메틱 정보를 나타내고, [p₁, p₂, …, p_N]는 시스터메틱 정보[s]와 단일 또는 혼합 결합하여 자체적으로 복호가 가능한 패리티 부호들을 나타낸다.

그리고 위성(10)은 위성 게이트웨이(110)로부터 수신받은 신호를 사용자 단말(130) 및 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)으로 전송한다. 이는 사용자 단말(130) 및 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)이 신호를 수신받을 수 있게 하기 위함이다. 즉, 위성(10)은 위성 게이트웨이(110)로부터 전송받은 오류정정 부호[s, p₁]를 제1 주파수(f₁)를 이용하여 사용자 단말(130)과 모든 중계장치 그룹(121 내지 123)으로 전송한다.

신호를 수신받은 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)은 전송받은 시스터메틱 정보[s]를 이용하여 위성 게이트웨이(110)에서 생성했던 것과 동일한 모부호를 생성하고, 위성 게이트웨이(110)에서 사용되지 않았던 또 다른 천공 패턴을 이용하여 일부 패리티 정보[p_i](예를 들면, i는 2 내지 N 중 어느 하나의 수)를 추가한다. 그리고 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)은 시스터메틱 정보[s]와 일부 패리티 정보[p_i]를 시공간 부호화(STC: Space-Time Coding)를 수행하여 사용자 단말(130)로 전송한다. 이때, 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)은 제2 주파수(f₂) 내지 제N 주파수(f_N) 중 어느 하나의 주파수를 이용할 수 있다. 지리적으로 인접한 중계 장치끼리는 하나의 중계장치 그룹에 할당된 서로 동일한 주파수를 이용할 수 있다. 여기서, N은 모부호로부터 서로 다른 부호화율 호환가능 오류정정 부호를 생성하는 경우에 서로 구분이 가능한 패리티 정보의 개수를 나타낸다. 동일한 제i 주파수(f_i)를 이용하는 중계장치 그룹들끼리는 시스터메틱 정보[s]와 동일한 패리티 정보[p_i]를 이용하며 서로 다른 시공간 부호를 생성한다. 즉, 동일한 주파수(f_i)를 이용하는 m개의 중계기들은 서로 다른 m개의 시공간 부호를 각각 생성하여 사용자 단말(130)로 송신한다.

즉, 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)은 위성(10)으로부터 전송받은 오류정정 부호[s, p₁]의 시스터메틱 정보[s]를 위성 게이트웨이(110)에서 이용된 것과 동일한 오류정정 부호화 방식에 따라 부호화하여 오류정정 부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 생성한다. 그리고 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)은 각 중계장치 그룹별로 할당된 제i 주파수(f_i)에 맞게 오류정정 부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 천공하여 시스터메틱 정보[s]와 해당 패리티 정보[p_i]를 포함하는 오류정정 부호[s, p_i]를 구한다.

예를 들면, 제1 중계장치 그룹(121)은 제1 중계장치 그룹에 할당된 제2 주파수(f₂)에 맞게 오류정정 부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 천공하여 오류정정 부호[s, p₂]를 구하고, 제2 중계장치 그룹(122)은 제2 중계장치 그룹에 할당된 제3 주파수(f₃)에 맞게 오류정정 부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 천공하여 오류정정 부호[s, p₃]를 구한다. 제N-1 중계장치 그룹(123)은 제N-1 중계장치 그룹에 할당된 제N 주파수(f_N)에 맞게 오류정정 부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 천공하여 오류정정 부호[s, p_N]를 구한다.

이후, 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)은 오류정정 부호[s, p_i]를 이용하여 각 중계 장치별로 서로 다른 m 개의 시공간 부호(STC: Space Time Code)([s, p_i]¹ 내지 [s, p_i]^m)를 생성한다. 그리고 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)은 서로 다른 m 개의 시공간 부호([s, p_i]¹ 내지 [s, p_i]^m)를 각 중계장치 그룹별로 할당된 제i 주파수(f_i)를 이용하여 사용자 단말(130)로 전송한다.

구체적으로 살펴보면, 제1 중계장치 그룹(121)은 오류정정 부호[s, p₂]를 이용하여 각 중계 장치

, …,

(1211, 1212)별로 서로 다른 m 개의 시공간 부호([s, p₂]¹ 내지 [s, p₂]^m)를 생성한다. 그리고 제1 중계장치 그룹(121)은 서로 다른 m 개의 시공간 부호([s, p₂]¹ 내지 [s, p₂]^m)를 사용자 단말(130)로 전송한다. 예를 들면, 중계 장치

(1211)는 시공간 부호([s, p₂]¹를 생성하고, 중계 장치

(1212)는 시공간 부호([s, p₂]^m를 생성한다. 상기와 같이, 제2 중계장치 그룹(122)에 포함된 중계 장치

(1221)와

(1222)는 각각 오류정정 부호[s, p₃]¹와 [s, p₃]^m를 생성한다. 또한, 제N-1 중계장치 그룹(123)에 포함된 중계 장치

(1231)와

(1232)는 각각 오류정정 부호[s, p_N]¹와 [s, p_N]^m를 생성한다. 그리고 제2 중계장치 그룹(122) 및 제N-1 중계장치 그룹(123)은 서로 다른 m 개의 시공간 부호를 사용자 단말(130)로 각각 전송한다. 여기서, 시공간 부호 및 복호에 관한 기술은 당업자에게 공지 기술에 해당하므로 생략하기로 한다.

사용자 단말(130)은 위성(10)으로부터 전송받은 신호와 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)으로부터 전송받은 신호들 중 최대 수신 가능한 신호들을 결합하여 시공간 복호를 수행한다. 그리고 사용자 단말(130)은 수신받은 다양한 패 리티 정보를 결합하여 모부호로 복호한다. 여기서, 사용자 단말(130)은 다수 개의 수신 신호를 구분하여 수신가능하고, 수신받은 신호에 대해서 다이버시티 결합할 수 있는 사용자 단말이다. 이때, 수신받을 수 있는 신호의 수가 많아지면 다이버시티 이득은 커질 수 있다.

다시 말하면, 사용자 단말(130)은 서로 동일한 주파수로 수신된 신호들끼리 결합하여 시공간 복호를 수행한다. 즉, 사용자 단말(130)은 여러 개의 경로를 통하여 수신된 신호들 중 동일한 주파수로 수신된 신호들끼리 시공간 복호를 수행하여 오류정정 부호[s p_i]들을 복원한다. 그리고 사용자 단말(130)은 시공간 복호된 신호들에 대하여 시스터메틱 정보들끼리 즉, 시스터메틱 비트들을 서로 결합한다. 즉, 사용자 단말(130)은 여러 개의 서로 다른 오류정정 부호[s p_i]들을 결합하고, 결합된 오류정정 부호에 대한 복호를 수행함으로써, 전송된 정보를 추출하여 다이버시티 이득을 얻게 된다. 또한, 사용자 단말(130)은 패리티 정보에 대해서, 해당 주파수에 맞는 패리티 정보로 인지하여 오류정정 복호를 수행한다.

예를 들면, 사용자 단말(130)은 위성(10)으로부터 직접 수신되는 신호와 (N-1)개 중계장치 그룹으로 구성된 서로 다른 중계장치 그룹 장치(131, 132, 및 133)들로부터 전송된 최대 (1+(N-1)×m)개의 각기 다른 신호를 이용하여 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 이때, 사용자 단말(130)에서는 신호 결합 여건 및 능력에 따라 수신 신호의 수는 여러 개로 다양화될 수 있다.

도 2 는 본 발명에 따른 위성 게이트웨이에서의 오류정정 부호를 이용한 다 이버시티 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 위성 게이트웨이(110)는 전송 대상이 되는 시스터메틱 정보[s]를 오류정정 부호화 방식에 따라 부호화하여 오류정정 부호(모부호)[s, p₁, p₂, …, p_N]를 생성한다(202).

이후, 위성 게이트웨이(110)는 모부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 천공하여 시스터메틱 정보[s]와 일부 패리티 정보[p₁]를 포함된 오류정정 부호[s, p₁]를 구한다(204).

이후, 위성 게이트웨이(110)는 오류정정 부호[s, p₁]를 위성(10)으로 전송한다(206). 이때, 위성(10)은 제1 주파수(f₁)를 이용하여 오류정정 부호[s, p₁]를 사용자 단말(130)과 모든 중계장치 그룹(121 내지 123)으로 전송하는 기능을 수행한다.

도 3 은 본 발명에 따른 중계장치 그룹에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)은 위성(10)으로부터 전송받은 오류정정 부호[s, p₁]의 시스터메틱 정보[s]를 오류정정 부호화하여 오류정정 부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 생성한다(302).

이후, 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123)은 각 중계장치 그룹별로 할당된 제i 주파수(f_i)에 맞게 오류정정 부호[s, p₁, p₂, …, p_N]를 천공하여 시스터 메틱 정보[s]와 해당 패리티 정보[p_i]가 포함된 오류정정 부호[s, p_i]를 구한다(304).

이후, 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123) 내에서 각 중계 장치들은 오류정정 부호[s, p_i]를 시공간 부호화하여 서로 다른 m 개의 시공간 부호(STC: Space Time Code)([s p_i]¹ 내지 [s p_i]^m)를 생성한다(306).

이후, 제1 내지 제N-1 중계장치 그룹(121 내지 123) 내의 각 중계장치들은 서로 다른 m 개의 시공간 부호([s p_i]¹ 내지 [s p_i]^m)를 각 중계장치 그룹별로 할당된 제i 주파수(f_i)를 이용하여 사용자 단말(130)로 전송한다(308).

도 4 는 본 발명에 따른 사용자 단말에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 사용자 단말(130)은 여러 개의 경로를 통하여 수신된 신호들 중 동일한 주파수(f_i)로 수신된 신호들을 결합하고(402), 그 결합된 신호들을 시공간 복호화하여 오류정정 부호[s, p_i]들을 복원한다(404).

이후, 사용자 단말(130)은 여러 개의 서로 다른 오류정정 부호[s, p_i]들을 결합하여 오류정정 복호를 수행한다(406). 즉, 사용자 단말(130)은 시공간 복호된 신호들에 대하여, 여러 개의 서로 다른 오류정정 부호[s p_i]들을 결합하여 오류정정 복호를 수행함으로써, 다이버시티 이득을 얻게 된다.

도 5 는 본 발명이 적용된 위성통신 시스템 중 2개의 중계 장치를 이용한 위성통신 시스템의 일실시예 구성도이다.

본 발명의 이해를 돕기 위하여 2개의 중계 장치가 있는 경우를 가정하여, 다수의 중계 장치 중 2개의 중계 장치(520, 530)와, 위성(510)으로부터 수신된 신호를 이용하는 위성통신 시스템을 살펴보기로 한다.

도 5에 도시된 위성통신 시스템은 부호화율이 1/3인 오류정정 부호를 이용하고 있다. 여기서, 부호화율이 1/3인 오류정정 부호란 보내고자 하는 정보 대 정보를 보호하기 위하여 추가로 보내는 패리티 정보의 비율이 1:2인 오류정정 부호를 말한다. 보내고자 하는 정보에 해당되는 시스터메틱 정보들을 대표적으로 [s]로 표기한다. 또한, 오류정정을 위하여 부가적으로 전송하는 패리티 정보들을 각각 대표적으로 [p₁]과 [p₂]로 표기한다. 시스터메틱 정보 및 패리티 정보는 각각 시스터메틱 비트와 패리티 비트인 비트열로 이루어질 수 있다.

이때, 위성통신 시스템에서 이용되는 오류정정 부호는 부호화율 호환가능 부호이다. 이러한 부호화율 호환가능 부호는 시스터메틱 정보[s]와 패리티 정보[p₁]만 전송되거나 수신될 경우, 부호화율이 1/2인 부호로서 이용될 수 있다. 마찬가지로, 부호화율 호환가능 부호는 시스터메틱 정보[s]와 패리티 정보[p₂]만 있을 경우에도 부호화율이 1/2인 부호로서 이용될 수 있다. 또한, 전체 가용한 시스터메틱 정보 [s], 패리티 정보 [p₁ _,p₂]들을 모두 이용하는 부호화율 호환가능 부호는 부호화율이 1/3 부호인 모부호라고 한다.

한편, 위성 게이트웨이(110)는 모부호에서 생성된 오류정정 부호[s, p₁, p₂]들 중 패리티 정보[p₂]를 천공하여 시스터메틱 정보[s]와 패리티 정보[p₁]만을 위성(510)으로 전송한다.

위성(510)은 위성 게이트웨이로부터 전송받은 오류정정 부호[s, p₁]를 제1 주파수(f₁)를 이용하여 지상으로 전송한다. 즉, 이 오류정정 부호[s, p₁]는 각각 사용자 단말(540), 중계 장치 A(520) 및 중계 장치 B(530)로 전송된다.

그리고 중계 장치 A(520) 및 중계 장치 B(530)는 위성(510)으로부터 오류정정 부호[s, p₁]를 각각 전송받는다. 그리고 중계 장치 A(520) 및 중계 장치 B(530)는 전송받은 오류정정 부호[s, p₁] 중 정보 부분에 해당하는 시스터메틱 정보[s]를 이용하여 위성 게이트웨이에서 전송되지 않았던 나머지 패리티 정보[p₂]를 각각 생성한다. 여기서, 중계 장치 A(520) 및 중계 장치 B(530)는 위성 게이트웨이에서 이용한 것과 동일한 오류정정 부호화 방식에 따라 시스터메틱 정보[s]를 부호화한다. 즉, 시스터메틱 정보[s]를 이용하여 모부호인 [s p₁ _,p₂]를 생성하고, p₁을 천공함으로써 [s p₂]를 전송할 수 있도록 하는 것이다.

이후, 중계 장치 A(520) 및 중계 장치 B(530)는 시스터메틱 정보[s]와 생성된 패리티 정보[p₂]를 각 중계 장치에 해당하는 시공간 부호화하고 이를 사용자 단말(540)로 전송한다. 예를 들어, 중계 장치 A(520)는 시스터메틱 정보[s]와 생성된 패리티 정보[p₂]를 시공간 부호화하여 오류정정 부호[s p₂]를 사용자 단말(540)로 전송한다. 반면, 중계 장치 B(530)는 시스터메틱 정보[s]와 생성된 패리티 정보[p₂]를 시공간 부호화하여 오류정정 부호[-p^* ₂, s^*]를 사용자 단말(540)로 전송할 수 있다. 여기서, "*" 기호는 복소수 공액을 나타낸다.

한편, 사용자 단말(540)은 사용자가 처한 환경에 따라, 각 주파수별로 여러 가지 경우의 신호들을 수신할 수 있다.

첫째, 사용자 단말(540)이 중계 장치가 거의 존재하지 않는 시골 지역 같은 곳에 위치해 있는 경우를 살펴보면 다음과 같다. 이러한 환경에서의 사용자 단말(540)은 제1 주파수(f₁)로 전송되는 오류정정 부호[s p₁]를 수신받을 수밖에 없다. 즉, 이러한 시골 지역에서는 사용자 단말(540)은 위성(510)으로부터 오류정정 부호[s p₁]를 전송받는다. 따라서 사용자 단말(540)은 부호화율이 1/2인 오류정정 부호[s p₁]를 이용하여 오류정정 복호를 수행한다.

둘째, 복잡한 도심 환경에 위치해 있는 사용자 단말(540)을 살펴보면 다음과 같다. 이러한 환경에서의 사용자 단말(540)은 위성(510)으로부터 전송되는 오류정정 부호[s p₁]를 수신받을 수 없는 반면에, 중계 장치 A(520) 및 중계 장치 B(530)로부터는 수신이 가능하다. 즉, 이러한 사용자 단말(540)은 제2 주파수(f₂)로 전송되는 오류정정 부호[s p₂] 및 [-p^* ₂, s^*]를 이용하여 시공간 복호화하여 오류정정 부 호[s p₂]를 복원한다. 그리고 사용자 단말(540)은 부호화율이 1/2인 오류정정 부호[s p₂]를 이용하여 복호를 수행한다.

셋째, 두 주파수(f₁ _,f₂)를 모두 수신가능한 환경에서의 사용자 단말(540)을 살펴보면 다음과 같다. 이러한 환경에서의 사용자 단말(540)은 제1 주파수(f₁)로 전송되는 오류정정 부호[s p₁]를 수신받고, 제2 주파수(f₂)로 전송되는 오류정정 부호[s p₂] 및 [-p^* ₂, s^*]를 수신받는다. 그리고 사용자 단말(540)은 중계 장치 A(520) 및 중계 장치 B(530)로부터 오류정정 부호[s p₂] 및 [-p^* ₂, s^*]를 수신받아 시공간 복호를 수행하여 오류정정 부호[s p₂]를 복원한다. 이어서, 사용자 단말(540)은 복원된 오류정정 부호[s p₂]와 수신받은 오류정정 부호[s p₁]를 결합하여 모부호[s, p₁, p₂]를 구한다. 그리고 사용자 단말(540)은 부호화율이 1/3인 모부호[s, p₁, p₂]를 이용하여 오류정정 복호를 수행한다. 또한, 이러한 경우 사용자 단말(540)은 제1 주파수(f₁)로 전송되는 오류정정 부호[s p₁]를 수신받고, 제2 주파수(f₂)로 전송되는 오류정정 부호[s p₂] 나 [-p^* ₂, s^*] 중 어떤 하나만을 수신할 경우에, [s p₂] 와 [-p^* ₂, s^*] 를 결합한 시공간부호화 이득 없이 [s p₂]와 [s p₁]를 결합하여 모부호[s, p₁, p₂]를 구성하여 부호화율 1/3인 오류정정 복호를 수행할 수 있다.

따라서 이러한 다이버시티 방법에 따라 신호를 전송하거나 송신할 경우, 위성 게이트웨이는 오류정정 부호의 부호화율이 1/2인 것과 동일한 방법으로 신호를 송신하지만, 사용자 단말(540)은 최대 1/3인 부호처럼 신호를 수신가능하다는 장점이 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

도 1 은 본 발명에 따른 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법을 위성통신 시스템에 적용한 일실시예 설명도,

도 2 는 본 발명에 따른 위성 게이트웨이에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법에 대한 일실시예 흐름도,

도 3 은 본 발명에 따른 중계장치 그룹에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법에 대한 일실시예 흐름도,

도 4 는 본 발명에 따른 사용자 단말에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법에 대한 일실시예 흐름도,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 위성 110: 위성 게이트웨이

121: 제1 중계장치 그룹 1221: 중계 장치

1212: 중계 장치

122: 제2 중계장치 그룹

123: 제N-1 중계장치 그룹 130: 사용자 단말

Claims

게이트웨이에서의 다이버시티 방법에 있어서,

부호화 대상이 되는 입력 비트열을 오류정정 부호화하여 모부호를 생성하는 부호 생성 단계;

상기 생성된 모부호를 천공하여 시스터메틱 정보와 일부 패리티 정보가 포함된 오류정정 부호를 구하는 부호 천공 단계; 및

상기 구한 오류정정 부호를 전송하는 부호 전송 단계

를 포함하는 게이트웨이에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부호 생성 단계는,

상기 시스터메틱 정보를 오류정정 부호화하여 부호화율 호환가능 오류정정 부호를 생성하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 부호 천공 단계는,

상기 생성된 부호화율 호환가능 오류정정 부호의 패리티 정보 중 적어도 하나의 패리티 비트를 천공하여 오류정정 부호를 구하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
중계장치 그룹에서의 다이버시티 방법에 있어서,

외부 장치로부터 전송받은 오류정정 부호를 이용하여 모부호를 복원하는 모부호 복원 단계;

상기 복원된 모부호를 이용하여 상기 중계장치 그룹에 대응되는 오류정정 부호를 생성하는 부호 생성 단계; 및

상기 생성된 오류정정 부호를 각 중계 장치별로 시공간 부호화하여 전송하는 부호 전송 단계

를 포함하는 중계장치 그룹에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 부호 생성 단계는,

상기 복원된 모부호를 천공하여 상기 중계장치 그룹에 할당된 오류정정 부호를 부호화율 호환가능 오류정정 부호로 생성하는 것을 특징으로 하는 중계장치 그룹에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 부호 전송 단계는,

상기 생성된 부호화율 호환가능 오류정정 부호를 상기 각 중계 장치별로 시공간 부호화하여 서로 다른 복수의 서로 다른 시공간 부호를 생성하는 것을 특징으로 하는 중계장치 그룹에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 부호 전송 단계는,

상기 생성된 복수의 서로 다른 시공간 부호를 상기 중계장치 그룹에 할당된 주파수를 이용하여 전송하는 것을 특징으로 하는 중계장치 그룹에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
사용자 단말에서의 다이버시티 방법에 있어서,

외부로부터 수신받은 복수의 신호들 중 동일 주파수로 전송된 신호들을 각각 결합하는 신호 결합 단계;

상기 결합된 신호들을 시공간 복호화하여 동일 주파수별로 오류정정 부호들 을 각각 복원하는 시공간 복호 단계;

상기 각각 복원된 오류정정 부호들을 결합하여 모부호를 복원하는 모부호 복원 단계; 및

상기 복원된 모부호를 복호화하여 입력 비트열을 추출하는 비트열 추출 단계

를 포함하는 사용자 단말에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 신호 결합 단계는,

복수의 중계 장치로부터 동일 주파수로 전송된 신호들을 수신받아 결합하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 모부호 복원 단계는,

상기 각각 복원된 오류정정 부호들 중 시스터메틱 정보들끼리 서로 결합하여 상기 모부호를 복원하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 모부호 복원 단계는,

상기 각각 복원된 오류정정 부호들 중 패리티 정보에 대해서 해당 주파수에 맞는 패리티 정보로 확인하여 모부호를 복원하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말에서의 오류정정 부호를 이용한 다이버시티 방법.