KR20100003112A - Apparatus and method for systematic constant amplitude precoding, and apparatus and method for decoding according to it - Google Patents

Apparatus and method for systematic constant amplitude precoding, and apparatus and method for decoding according to it Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and method for systematic constant amplitude precoding, and apparatus and method for decoding according to it are provided to preserve the prototype of the parity. CONSTITUTION: The user data Input part(40) inputs the user data vector to the generating matrix multiplier(42). The generating matrix multiplicator multiplies the generating matrix in the inputted data vector. The adder(43) adds up the surplus vector for the output of the generating matrix multiplicator and polarity reversal. The matrix convert converts(44) the first encoding result into the transposed matrix.

Description

체계적 일정진폭 프리코딩 장치 및 그 방법과, 그에 따른 디코딩 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SYSTEMATIC CONSTANT AMPLITUDE PRECODING, AND APPARATUS AND METHOD FOR DECODING ACCORDING TO IT}Systematic constant amplitude precoding device and method thereof, and decoding device and method therefor {APPARATUS AND METHOD FOR SYSTEMATIC CONSTANT AMPLITUDE PRECODING, AND APPARATUS AND METHOD FOR DECODING ACCORDING TO IT}

본 발명은 체계적 일정진폭 프리코딩 장치 및 그 방법과, 그에 따른 디코딩 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생성 행렬(Generator Matrix)을 도입하여 체계적인 인코딩(Systematic Encoding)을 수행한 후 최종 단계에서만 확산시킴으로써, 인코딩 과정을 단순화하여 구현을 용이하게 할 수 있으며, 또한 인코딩 단계(인코딩 차수)가 증가하여도 패리티 비트가 원형을 유지할 수 있어 수신 측에서는 기존의 우수한 디코딩 방식(예를 들면, LDPC 방식 등)을 적용할 수 있게 하는, 체계적 일정진폭 프리코딩 장치 및 그 방법과, 그에 따른 디코딩 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a systematic constant amplitude precoding apparatus and a method thereof, and a decoding apparatus and method according thereto, and more particularly, a final step after performing systematic encoding by introducing a generator matrix By spreading only, the encoding process can be simplified to facilitate implementation, and the parity bits can be kept circular even when the encoding stage (encoding order) is increased, so that the existing superior decoding scheme (for example, the LDPC scheme) at the receiving end can be achieved. And a systematic constant amplitude precoding apparatus and method thereof, and a decoding apparatus and method according thereto.

본 발명은 국토해양부의 첨단도시기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 07국토정보C04, 과제명: 지능형국토정보기술혁신사업].The present invention is derived from the research conducted as part of the high-tech urban technology development project of the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs [Task management number: 07 national land information C04, task name: intelligent national land information technology innovation project].

2007년 3월 IEEE 802.15.4a에서는 임펄스 초광대역(UWB: Ultra WideBand) 방식을 WPAN(Wireless Personal Area Networks) 물리계층 기술로 채택하였다. 이 표준에 따르면 임펄스 UWB는 위치인식과 1Mbps 이하의 저속데이터 전송을 가능하게 한다. 여기서, UWB는 단거리 구간에서 저전력으로 넓은 스펙트럼 주파수를 통해 많은 양의 디지털 데이터를 전송하기 위한 무선 기술이다.In March 2007, IEEE 802.15.4a adopted Impulse Ultra WideBand (UWB) as the Wireless Personal Area Networks (WPAN) physical layer technology. According to this standard, impulse UWB enables location recognition and low-speed data transfers of less than 1Mbps. Here, UWB is a wireless technology for transmitting a large amount of digital data over a wide spectrum frequency at low power over a short range.

국내에서는 한국전자통신연구원(ETRI)에서 2007년 10월에 이 표준에 따르는 프로토타입 SOC(System On a Chip) 개발에 성공하여 거리측정을 시연하였으며 BPAM(Binary Pulse Amplitude Modulation) DS-UWB 전송기술이 실제 가능함을 보여 주었다. In Korea, the Korea Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI) succeeded in developing a prototype system on a chip (SOC) based on this standard in October 2007, demonstrating distance measurement and demonstrating BPAM (Binary Pulse Amplitude Modulation) DS-UWB transmission technology. Has shown to be practical.

이러한 연구결과들을 바탕으로 국토해양부 지능형국토정보사업단 연구과제에서는 실내 위치인식과 더불어 USN(Ubiquitous Sensor Network) 데이터 전송이 가능한 기술로서 임펄스 UWB 기술의 적용성을 연구하고 있다. 저속데이터를 제공하는 USN 무선채널을 다수의 사용자(User)가 동시에 접속하면 충돌이 발생하는데, 이를 피하기 위하여(즉, 다중 접속 문제를 해결하기 위하여) PPM(Pulse Position Modulation) UWB는 각 사용자별로 시간 프레임(Time Frame)을 다르게 할당하여 독점적으로 사용하도록 하고, CDMA에서는 직교 코드(orthogonal code)를 할당하여 신호를 확산시켜 전송한다. 즉, USN에서는 다중접속이 필요한데, 임펄스 UWB는 다중접속시 발생하는 신호의 중첩을 허용하지 못하는 제약조건이 있으며, 이러한 다중 접속 문제를 해결하기 위하여 타임슬롯을 다르게 할당하는 PPM이나 확산코드로 구 분하는 DS-UWB를 사용하는 방식이 출현하였다.Based on these findings, the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs' Intelligent Homeland Information Division researches the application of impulse UWB technology as a technology that can transmit USN (Ubiquitous Sensor Network) data as well as indoor location recognition. When multiple users access the USN radio channel that provides low-speed data at the same time, a collision occurs. To avoid this (i.e. to solve the multiple access problem), the PPM (Pulse Position Modulation) UWB is used for each user. Different frames are allocated differently to be used exclusively, and in CDMA, orthogonal codes are assigned to spread and transmit signals. That is, in USN, multiple access is required. Impulse UWB has a constraint that does not allow the overlapping of signals occurring in multiple access, and it is divided into PPM or spreading code that allocates time slots differently to solve the multiple access problem. The use of DS-UWB has emerged.

멀티 코드는 중첩이 되면 높은 피크 전압을 발생하게 되는데, 이러한 PAPR( Peak-to-Average Power Ratio) 문제를 감소시키기 위한 방법의 하나로 일정진폭 프리코딩이 연구되고 있으며, 본 발명은 이러한 일정진폭 프리코딩을 DS-UWB의 다중접속 방법으로 적용시키고자 한다. 또한, 일정진폭 프리코딩은 승산(Product) 코드이기도 하여 이를 저밀도 패리티 검사(LDPC) 방법으로 디코딩할 수 있다. Multi-code generates a high peak voltage when overlapping. As a method for reducing the peak-to-average power ratio (PAPR) problem, constant amplitude precoding has been studied, and the present invention provides such constant amplitude precoding. Is applied as a multiple access method of DS-UWB. In addition, constant amplitude precoding is also a product code and can be decoded by a low density parity check (LDPC) method.

종래의 기술 중 Wada의 프리코딩 방식은 3비트(bit) 입력신호에 대하여 XOR 값이 "1"이 되도록 4비트 조합을 만든 후 Hadamard Code로 확산하여 일정진폭을 만드는 방식이고, 다른 종래 기술로는 64비트 이상의 코드로 확장할 수 있도록 Pseudo-Hadamard Matrix를 제안한 기술이 있다.Among the conventional techniques, Wada's precoding method is a method of making a constant amplitude by making a 4-bit combination so that the XOR value is "1" for a 3-bit input signal, and then spreading it by Hadamard Code. There is a technique proposed by Pseudo-Hadamard Matrix so that it can be extended to 64-bit code.

이러한 종래의 두 방법은 Hadamard Code나 Pseudo-Hadamard Code를 이용하여 각 인코딩 단계마다 신호를 확산시키는 비트 교체(Bit-Replacement)를 수행하기 때문에, 패리티 비트의 원형이 보존되지 않고, 하나의 채널에 인코딩 단계만큼의 확산코드를 사용해야 한다는 문제점이 있다.Since these two conventional methods use bit-replacement to spread a signal at each encoding stage by using Hadamard code or pseudo-hadamard code, the originality of parity bits is not preserved and encoded in one channel. The problem is that the spreading code must be used as many steps.

종래 기술과 그의 문제점을 더욱 상세하게 살펴보기에 앞서, 일정진폭 프리코딩의 필요성을 살펴보기로 한다.Before examining the prior art and its problems in more detail, the need for constant amplitude precoding will be discussed.

PPM UWB의 M-ary 신호를 만들기 위하여 시간 프레임 안에서 M개의 부 간격(sub interval) 위치에 따라서 값(value)을 나타내고, BPAM은 UWB 펄스를 +1은 정위상, -1을 역위상으로 나타낸다. 한국전자통신연구원(ETRI)의 SOC 칩 개발결과 UWB신호는 가우시안(Gaussian) 임펄스 형태로 정위상과 역위상으로 전송하고 그에 대해 동기식 수신이 가능하다는 것을 입증하였다. In order to make the M-ary signal of the PPM UWB, a value is represented according to M sub-interval positions in the time frame, BPAM represents a UWB pulse, +1 is positive phase, and -1 is reverse phase. As a result of the development of SOC chip of ETRI, UWB signal has been demonstrated that it is possible to transmit UWB signal in the normal phase and the reverse phase in the form of Gaussian impulse and synchronously receive it.

이와 같은 동기식 BPAM UWB 송수신 기술의 구현 가능성을 바탕으로 DS-UWB 채널코딩을 전개할 수 있다. USN 환경에서 UWB 센서노드가 다중으로 설치되었을 때 효율적인 다중접속 제어를 위해서는 소프트웨어적인 사용자 추가 및 감소 등 엑세스 제어가 가능하여야 하며, 또한 CDMA와 같이 코드에 의한 채널 구분을 고려할 필요가 있다. 일정진폭 프리코딩은 유사 하다마드(Pseudo Hadamard) 코드에 의하여 채널구분이 가능하므로 이를 이용하여 소프트웨어적인 다중접속 제어를 할 수 있다.DS-UWB channel coding can be deployed based on the feasibility of implementing the synchronous BPAM UWB transmission / reception technology. In the USN environment, when multiple UWB sensor nodes are installed, access control such as software user addition and reduction should be enabled for efficient multi-access control, and channel division by code such as CDMA needs to be considered. Since constant amplitude precoding can be divided into channels by similar pseudo Hadamard codes, it is possible to control software multiple access using it.

UWB를 무선 디지털 통신에 이용하려는 노력의 결과로는 USC(University of Sourthern California) 대학의 R.A. Scholtz 교수에 의하여 UWB 다중접속 방식이 제안되었으며, 이를 기점으로 다양한 연구가 시도되고 있다. 아래의 [수학식 1]은 Scholtz가 제안한 다중 접속방식을 나타낸다.As a result of efforts to use UWB for wireless digital communications, R.A., University of Sourthern California (USC). Scholtz's UWB multiple access method has been proposed and various studies have been attempted. Equation 1 below shows the multiple access method proposed by Scholtz.

Figure 112008047374681-PAT00001
Figure 112008047374681-PAT00001

이 방식에서 균일 배치 펄스로 이루어진 다중접속 신호는 동시에 다수 펄스가 수신되는 충돌에 의하여 손상되기 쉽다. 다중 접속에서 이러한 충돌을 피하기 위하여 k로 식별되는 각 링크는 차별화된 펄스 쉬프트 패턴

Figure 112008047374681-PAT00002
를 할당받으며, 이 것을 '호핑 코드'(Hopping Code)라 한다. 이 호핑 코드
Figure 112008047374681-PAT00003
는 주기적인 유사 난수(Pseudorandom) 코드이다. 일반적으로 UWB 시스템은 가우스 함수를 2차 미분한 신호를 송신신호로 사용하며, 펄스 모양이나 변조방식은 다양하게 선택될 수 있다.In this manner, a multiple access signal consisting of uniformly arranged pulses is susceptible to damage by collisions in which multiple pulses are simultaneously received. To avoid such collisions in multiple connections, each link identified by k has a distinct pulse shift pattern.
Figure 112008047374681-PAT00002
Is assigned a 'hopping code' (Hopping Code). This hopping code
Figure 112008047374681-PAT00003
Is a periodic pseudorandom code. In general, the UWB system uses a second derivative of a Gaussian function as a transmission signal, and a pulse shape or a modulation method can be variously selected.

신호 발생과 무선 전송에 대한 설명을 위하여 가우스 함수를 일례로 기술한다. 다음의 [수학식 2]는 가우스 함수이며 성형 필터를 통해 만들 수 있다.For the description of signal generation and wireless transmission, a Gaussian function is described as an example. Equation 2 below is a Gaussian function and can be made through a shaping filter.

Figure 112008047374681-PAT00004
Figure 112008047374681-PAT00004

[수학식 3]은 [수학식 2]의 가우스 함수를 1차 미분한 식으로서, 송신안테나를 거치면서 미분되어 나타나는 신호이다.[Equation 3] is a first derivative of the Gaussian function of [Equation 2], and is a signal that is differentiated through the transmission antenna.

Figure 112008047374681-PAT00005
Figure 112008047374681-PAT00005

이진 펄스진폭변조(BPAM: Binary Pulse Amplitude Modulation) DS-UWB 시스템은 확산코드를 이용하여 사용자를 구분하는 방법으로서, 여기서 k번째 사용자의 신호는 다음의 [수학식 4]와 같다. Binary Pulse Amplitude Modulation (BPAM) The DS-UWB system uses a spreading code to classify users. The signal of the k-th user is expressed by Equation 4 below.

Figure 112008047374681-PAT00006
Figure 112008047374681-PAT00006

여기서, cn은 사용자에게 할당되는 확산코드이고, dj는 바이폴라 데이터(bipolar data)이며, W(t)는 가우스 펄스(Gaussian Pulse)이다. Here, c n is a spreading code assigned to a user, d j is bipolar data, and W (t) is a Gaussian pulse.

해당 값이 +1 또는 -1인 데이터 d가 동시에 4명의 사용자로부터 발생하여 부하에서 중첩된 경우의 신호 집합을 s라 하면, s={4, 2, 0, -2, -4}이며, 신호의 조합에 따라 중첩되는 진폭이 달라진다. If the data set whose value is +1 or -1 occurs from four users at the same time and is overlapped in the load, s is s = {4, 2, 0, -2, -4}. The overlapping amplitude varies depending on the combination of.

그러나, 임펄스 UWB 시스템은 신호의 크기에 대해서는 구분을 할 수 없기 때문에 신호의 크기가 가변적인 경우에는 적용할 수 없다. 따라서, 이를 극복하기 위하여, dj를 일정진폭 프리코딩 방식으로 인코딩하고, 수신 단에서는 이를 LDPC 디코딩으로 복호화하는 방법을 사용할 필요가 있다.However, since the impulse UWB system cannot distinguish the magnitude of the signal, it cannot be applied when the magnitude of the signal is variable. Therefore, in order to overcome this, it is necessary to use a method of encoding d j by a constant amplitude precoding scheme and decoding it by LDPC decoding.

다음은, 종래의 일정진폭 프리코딩(Constant Amplitude Precoding)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Next, a description will be given of conventional constant amplitude precoding in detail.

도 1은 W도 1은 종래의 Wada의 일정진폭 프리코딩 방법에 대한 설명도이다.1 is a diagram illustrating a conventional amplitude precoding method of a conventional Wada.

Wada는

Figure 112008047374681-PAT00007
을 만족하는 4 비트(bit)를 Hadamard Matrix로 확산시키면 신호 진폭(amplitude)이 일정하게 된다는 것을 발견하였다. 이러한 성질 을 이용하여 1단계 인코딩(10)은 3 비트 사용자 데이터
Figure 112008047374681-PAT00008
를 입력받아서 이들의 XNOR 값
Figure 112008047374681-PAT00009
를 덧붙여서 4비트 코드워드
Figure 112008047374681-PAT00010
를 형성한다(수학식 5 참조). 그리고 나서,
Figure 112008047374681-PAT00011
를 바이폴라(Bipolar) 신호로 변환한 후, 4x4 Hadamard Matrix H4로 확산시켜 송신신호 s를 만든다(수학식 5 참조).Wada
Figure 112008047374681-PAT00007
We found that spreading 4 bits satisfying the Hadamard matrix results in a constant signal amplitude. Using this property, one-step encoding (10) uses three-bit user data.
Figure 112008047374681-PAT00008
To get their XNOR values
Figure 112008047374681-PAT00009
Plus 4-bit codeword
Figure 112008047374681-PAT00010
Form (see Equation 5). Then the,
Figure 112008047374681-PAT00011
Is converted into a bipolar signal and then spread to the 4x4 Hadamard Matrix H 4 to produce the transmission signal s (see Equation 5).

Figure 112008047374681-PAT00012
Figure 112008047374681-PAT00012

예를 들어, 사용자 데이터가 (1 1 1)이면, 3 비트입력의 XNOR 값인 "0"을 추가하고 바이폴라 신호로 변환함으로써 (1 1 1 -1)을 얻을 수 있으며, 이를 비트단위로 4x4 Hadamard Matrix의 각 행에 확산시키면 4비트 메시지 {(1 1 1 1), (1 -1 1 -1), (1 1 -1 -1), (-1 1 1 -1)}이 되며, 이 메시지들을 동시에 전송하면 신호의 선형결합으로 (2, 2, 2, -2)가 되어 진폭이 일정하게 된다.  For example, if the user data is (1 1 1), you can get (1 1 1 -1) by adding "0" which is the 3 bit input XNOR value and converting it into bipolar signal, which is 4x4 Hadamard Matrix Spreading on each line of will result in a 4-bit message {(1 1 1 1), (1 -1 1 -1), (1 1 -1 -1), (-1 1 1 -1)} Simultaneous transmission results in a linear combination of signals (2, 2, 2, -2) resulting in a constant amplitude.

2단계(Second Order) 인코딩(14)에서는 3개의

Figure 112008047374681-PAT00013
메시지와 이들을 아래의 [수학식 6]과 같이 중간과정에서 확산시키는 비트 교체(Bit-Replacement)를 이용해서
Figure 112008047374681-PAT00014
(12)를 구하여, 최종적으로는 16비트 메시지로 만든다(14). Second Order encoding (14)
Figure 112008047374681-PAT00013
By using messages and bit-replacement to spread them in the intermediate process as shown in Equation 6 below.
Figure 112008047374681-PAT00014
(12) is obtained and finally made into a 16-bit message (14).

Figure 112008047374681-PAT00015
Figure 112008047374681-PAT00015

Figure 112008047374681-PAT00016
Figure 112008047374681-PAT00016

상기와 같은 Wada 방법은 2단계 인코딩 Q(16,9) 변환을 통하여 일정진폭을 얻을 수 있으나, 그 이상의 인코딩 단계로는 진행되지 못한다는 문제점이 있다.In the Wada method as described above, a constant amplitude can be obtained through two-step encoding Q (16,9) conversion, but there is a problem in that it cannot proceed to a further encoding step.

도 2는 종래의 일정진폭 멀티코드(CAMC) 부호화 방법에 대한 설명도이다.2 is an explanatory diagram of a conventional constant amplitude multicode (CAMC) encoding method.

상기와 같은 종래의 Wada 방법의 문제를 극복하기 위하여 제안된 종래 기술 중 CAMC(Constant Amplitude Multi-Code) 방식은 Hadamard Matrix대신 Pseudo-Hadamard Matrix

Figure 112008047374681-PAT00017
를 사용함으로써 3단계 인코딩, 즉 Q(64, 27) 이상을 가능하게 한다. 여기서, N은 코드 길이이다.In the conventional technology proposed to overcome the problems of the conventional Wada method as described above, the CAMC (Constant Amplitude Multi-Code) method is a pseudo-Hadamard matrix instead of a Hadamard matrix.
Figure 112008047374681-PAT00017
By using, three levels of encoding are possible, namely Q (64, 27) or more. Where N is the code length.

Figure 112008047374681-PAT00018
Figure 112008047374681-PAT00018

Pseudo-Hadamard Matrix는 각 행이 서로 직교(orthogonal)하며, 한 행당 4개 의 "1"이 있어서 사용자 데이터는 4개의 "1"과 (n-4)개의 "0"으로 확산된다. In the Pseudo-Hadamard Matrix, each row is orthogonal and there are four "1s" per row, so the user data is spread over four "1s" and (n-4) "0s".

상기 두 가지의 종래 방법은 Hadamard Code나 Pseudo-Hadamard Code를 각 인코딩 단계(12, 14, 20, 22)마다 확산시키는 비트 교체(Bit-Replacement)를 하기 때문에 패리티 비트의 원형이 보존되지 않고 하나의 채널에서 인코딩 단계별로 서로 다른 확산코드가 적용된다는 문제점이 있다. The two conventional methods use bit-replacement to spread the Hadamard Code or Pseudo-Hadamard Code for each encoding step (12, 14, 20, 22), so that the originality of the parity bits is not preserved. There is a problem that different spreading codes are applied to each encoding stage in a channel.

상기와 같은 종래기술은 비트 교체(Bit-Replacement)에 의해 인코딩이 복잡하고 패리티비트 원형이 보존되지 않는다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.The prior art as described above has a problem in that encoding is complicated by bit-replacement and parity bit primitives are not preserved. It is an object of the present invention to solve such a problem.

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.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned above can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

본 발명은 상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 생성 행렬(Generator Matrix)을 도입하여 체계적인 인코딩(Systematic Encoding)을 수행한 후 최종 단계 에서만 확산시키는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above object, the present invention is characterized by spreading only in the final step after performing systematic encoding by introducing a generator matrix (Generator Matrix).

더욱 구체적으로 본 발명은, 일정진폭 프리코딩 장치에 있어서, 사용자 데이터를 입력받기 위한 입력 수단; 생성 행렬 및 극성반전용 잉여벡터를 이용하여 「홀수 패리티 형태의 인코딩메시지」를 생성하되, 1차 인코딩 메시지는 상기 사용자 데이터를 인코딩 대상으로 하고, N(N≥2)차의 인코딩 메시지는 (N-1)차 인코딩 메시지를 인코딩 대상으로 하는 인코딩 수단; 상기 (N-1)차 인코딩 메시지에 대한 전치 행렬을 생성하여 상기 인코딩 수단에 입력시키기 위한 행렬 변환 수단; 및 상기 인코딩 수단에서 출력되는 N차 인코딩 메시지를 바이폴라 신호로 변환한 후, 유사 하다마드 행렬로 확산시키기 위한 확산 수단을 포함한다.More specifically, the present invention provides a constant amplitude precoding apparatus comprising: input means for receiving user data; An "odd parity-type encoding message" is generated using a generation matrix and a surplus vector for polarity inversion, wherein the primary encoding message is the user data to be encoded, and the encoding message of order N (N≥2) is (N -1) encoding means for targeting the secondary encoding message; Matrix transform means for generating a transpose matrix for the (N-1) th encoded message and inputting it to the encoding means; And spreading means for converting the N-th order encoded message output from the encoding means into a bipolar signal and then spreading it into a similar Hadamard matrix.

또한, 본 발명은, 일정진폭 프리코딩 방법에 있어서, 사용자 데이터를 입력받는 입력 단계; 생성 행렬 및 극성반전용 잉여벡터를 이용하여 「홀수 패리티 형태의 인코딩메시지」를 생성하는 인코딩 단계; 상기 인코딩 메시지를 바이폴라 신호로 변환하는 변환 단계; 및 상기 바이폴라 신호로 변환된 인코딩 메시지를 유사 하다마드 행렬로 확산시키는 확산 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides a constant amplitude precoding method comprising: an input step of receiving user data; An encoding step of generating an "odd parity-type encoded message" using a generation matrix and a surplus vector for polarity inversion; Converting the encoded message into a bipolar signal; And spreading the encoded message converted into the bipolar signal into a similar Hadamard matrix.

또한, 본 발명은, 체계적 일정진폭 프리코딩에 대한 디코딩 장치에 있어서, 일정진폭 프리코딩된 인코딩 신호를 유사 하다마드 행렬로 역확산한 후, 이진 형태의 인코딩 메시지로 변환하기 위한 역확산 수단; 상기 이진 형태 인코딩 메시지를 짝수패리티 형태의 인코딩 메시지로 변환하기 위한 변환 수단; 및 상기 변환된 짝수패리티 인코딩 메시지를 저밀도 패리티 검사(LDPC) 디코딩 방식을 적용하여 디코딩하기 위한 디코딩 수단을 포함한다.In addition, the present invention provides a decoding apparatus for systematic constant amplitude precoding, comprising: despreading means for despreading a constant amplitude precoded encoded signal into a similar Hadamard matrix and then converting it into a binary encoded message; Conversion means for converting the binary type encoded message into an even parity type encoded message; And decoding means for decoding the converted even parity encoded message by applying a low density parity check (LDPC) decoding scheme.

또한, 본 발명은, 체계적 일정진폭 프리코딩된 메시지를 디코딩하는 방법에 있어서, 일정진폭 프리코딩된 인코딩 신호를 유사 하다마드 행렬로 역확산한 후, 이진 형태의 인코딩 메시지로 변환하는 역확산 단계; 상기 이진 형태 인코딩 메시지를 짝수패리티 형태의 인코딩 메시지로 변환하는 변환 단계; 및 상기 변환된 짝수패리티 인코딩 메시지를 저밀도 패리티 검사(LDPC) 디코딩 방식을 적용하여 디코딩하는 디코딩 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides a method for decoding a systematic constant amplitude precoded message, the method comprising: despreading a constant amplitude precoded encoded signal into a similar Hadamard matrix and then converting it into a binary encoded message; Converting the binary type encoded message into an even parity type encoded message; And a decoding step of decoding the converted even parity encoded message by applying a low density parity check (LDPC) decoding scheme.

또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 일정진폭 프리코딩 시스템에, 사용자 데이터를 입력받는 입력 기능; 생성 행렬 및 극성반전용 잉여벡터를 이용하여 「홀수 패리티 형태의 인코딩메시지」를 생성하는 인코딩 기능; 상기 인코딩 메시지를 바이폴라 신호로 변환하는 변환 기능; 및 상기 바이폴라 신호로 변환된 인코딩 메시지를 유사 하다마드 행렬로 확산시키는 확산 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In addition, the present invention, the constant amplitude precoding system having a processor, an input function for receiving user data; An encoding function for generating an "odd parity-type encoding message" using a generation matrix and a surplus vector for polarity inversion; A conversion function for converting the encoded message into a bipolar signal; And a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a spreading function for spreading the encoded message converted into the bipolar signal into a similar Hadamard matrix.

또한, 본 발명은, 체계적 일정진폭 프리코딩된 메시지를 디코딩하기 위하여, 프로세서를 구비한 디코딩 시스템에, 일정진폭 프리코딩된 인코딩 신호를 유사 하다마드 행렬로 역확산한 후, 이진 형태의 인코딩 메시지로 변환하는 역확산 기능; 상기 이진 형태 인코딩 메시지를 짝수패리티 형태의 인코딩 메시지로 변환하는 변환 기능; 및 상기 변환된 짝수패리티 인코딩 메시지를 저밀도 패리티 검사(LDPC) 디코딩 방식을 적용하여 디코딩하는 디코딩 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In addition, the present invention, in order to decode a systematic constant amplitude precoded message, in a decoding system having a processor, despread the constant amplitude precoded encoded signal into a similar Hadamard matrix, and then into a binary encoded message. Despreading function to transform; A conversion function for converting the binary type encoded message into an even parity type encoded message; And a computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a decoding function of decoding the converted even parity encoded message by applying a low density parity check (LDPC) decoding scheme.

상기와 같은 발명은, 생성 행렬(Generator Matrix)을 이용한 체계적인 인코딩(Systematic Encoding) 방식으로 일정진폭 프리코딩을 수행하기 때문에, 확산 코드를 사용하지 않고도 단순한 인코딩 과정의 반복을 통하여 고차의 인코딩을 수행할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 복잡한 논리회로를 사용하지 않고도 간단히 소프트웨어적으로 일정진폭 프리코딩을 수행할 수 있는 효과가 있다. As described above, since constant amplitude precoding is performed in a systematic encoding method using a generator matrix, higher order encoding may be performed through a simple encoding process without using a spreading code. It can be effective. In other words, the present invention has the effect of performing constant amplitude precoding in software without using complicated logic circuits.

또한, 본 발명은, 일정진폭 프리코딩을 수행함에 있어서 비트 교체(Bit-Replacement) 방식을 사용하지 않으며, 이로 인하여 패리티 비트(Parity bit)의 원형을 보존할 수 있어 신드롬 디코딩(Syndrome Decoding) 및 LDPC 디코딩의 적용을 용이하게 하는 효과가 있다. In addition, the present invention does not use a bit-replacement method in performing constant amplitude precoding, thereby preserving the originality of the parity bit, thereby syndrome decoding and LDPC. There is an effect of facilitating the application of decoding.

또한, 본 발명에 따른 체계적인(Systematic) 일정진폭 프리코딩 결과는 체계적인 블록 코드(Systematic block code)이기 때문에 Pseudo-Hadamard Code로 확산시켜 DS-UWB 채널의 다중접속을 가능하고, LDPC 디코딩의 적용이 가능하여 잡음에 대한 성능을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the systematic constant amplitude precoding result according to the present invention is a systematic block code, it is possible to multiply the DS-UWB channel by spreading it to Pseudo-Hadamard Code and to apply LDPC decoding. This can improve the performance of noise.

요컨대, 본 발명은, 비트 교체(Bit-Replacement)로 인하여 인코딩이 복잡하고 패리티비트 원형이 보존되지 않는 기존 기술의 문제점을 보완하기 위하여 Wada 코드에 생성 행렬(Generator Matrix)을 도입하여 체계적인 인코딩(Systematic Encoding)을 수행하고 최종 단계에서만 확산시킴으로써 인코딩 단계(인코딩 차수)가 증가하여도 패리티 비트가 원형을 유지할 수 있으며, 이로 인하여 수신 단에서는 비트 플리핑(Bit-Flipping) 과정을 거쳐 경판정(Hard decision)이나 LDPC 디코 딩 등 잘 알려진 우수한 디코딩 방법들을 적용할 수 있는 효과가 있다.In short, the present invention provides a systematic encoding scheme by introducing a generator matrix to the Wada code in order to compensate for the problems of the existing technology in which the encoding is complicated due to bit-replacement and the parity bit prototype is not preserved. By performing the encoding and spreading only in the final stage, the parity bit can be maintained even if the encoding stage (encoding order) is increased, which causes the hard end to undergo a hard decision through a bit flipping process. And other well-known decoding methods such as LDPC decoding.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 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 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 다중접속 임펄스 UWB 송수신 시스템의 일실시예 구성도로서, 도면에 도시된 바와 같이, 다중접속 임펄스 UWB 송신 시스템(30)과 다중접속 임펄스 UWB 수신 시스템(34)을 포함하여 이루어진다.3 is a block diagram of an embodiment of a multiple access impulse shock transmission / reception system according to the present invention. As shown in FIG. 3, a multiple access impulse shock transmission system 30 and a multiple access impulse shock reception system 34 are included. Is done.

먼저, 다중접속 임펄스 UWB 송신 시스템(30)을 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 다중접속 임펄스 UWB 송신 시스템(30)은 일정진폭 프리코딩 장치(31) 및 DS-UWB 변조부(32)를 포함하여 이루어진다.First, the multiple access impulse shock transmission system 30 will be described. The multiple access impulse shock transmission system 30 according to the present invention comprises a constant amplitude precoding device 31 and a DS-UWB modulator 32.

일정진폭 프리코딩 장치(31)는 도 3에 도시된 바와 같이, 프리코딩부(311), 레벨변환부(312), 및 확산부(313)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 3, the constant amplitude precoding device 31 includes a precoding unit 311, a level converting unit 312, and a diffusion unit 313.

프리코딩부(311)는 사용자 데이터(정보 비트)를 입력받아 생성 행렬(Generator Matrix) 및 극성반전용 잉여벡터(R)를 이용하여 「홀수 패리티 형태 의 인코딩 메시지」(즉,

Figure 112008047374681-PAT00019
조건을 만족시키는 인코딩 메시지)를 생성한다. 그러면, 레벨 변환부(312)는 프리코딩부(311)에서 출력되는 이진 형태의 인코딩 메시지를 바이폴라 신호로 변환한다. 즉, "1"→"+1", "0"→"-1"로 변환한다.The precoding unit 311 receives the user data (information bits) and uses the generator matrix and the surplus vector R for polarity inversion to form an " odd parity type encoding message "
Figure 112008047374681-PAT00019
Generates an encoding message that satisfies the condition. Then, the level converter 312 converts the binary encoded message output from the precoding unit 311 into a bipolar signal. That is, it converts into "1"->"+1" and "0"->"-1".

이후, 확산부(313)는 레벨 변환부(312)에서 바이폴라 신호로 변환된 인코딩 데이터를 일정한 확산코드(예를 들면, Pseudo-Hadamard matrix)를 이용하여 확산시키며, DS-UWB 변조부(303)는 DS-UWB 방식으로 변조하여 송신한다. 여기서, 프리코딩부(311)의 상세한 과정에 대해서는 도 4에서 설명하기로 한다.Subsequently, the spreader 313 spreads the encoded data converted into the bipolar signal by the level converter 312 using a predetermined spreading code (for example, Pseudo-Hadamard matrix), and the DS-UWB modulator 303. Is modulated by the DS-UWB method and transmitted. Here, a detailed process of the precoding unit 311 will be described with reference to FIG. 4.

다음은, 다중접속 임펄스 UWB 수신 시스템(34)에 대하여 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 다중접속 임펄스 UWB 수신 시스템(32)은, DS-UWB 복조부(35) 및 디코딩 장치(일정진폭 프리코딩 장치에 대응되는 디코딩 장치)(36)를 포함하여 이루어진다.Next, the multiple access impulse shock receiving system 34 will be described. The multiple access impulse shock receiving system 32 according to the present invention comprises a DS-UWB demodulation unit 35 and a decoding device (decoding device corresponding to the constant amplitude precoding device) 36.

복조부(321)는 무선 채널을 통하여 수신된 신호를 복조하여 디지털 비트열로 변환하고, 역확산부(361)는 DS-UWB 복조부(35)에서 출력되는 비트열을 송신 측의 확산코드와 동일한 확산 코드를 이용하여 역확산한다. 레벨 변환부(362)는 바이폴라 신호를 이진 데이터로 변환한다. 즉, "+1"→"1", "-1"→"0"로 변환한다.The demodulator 321 demodulates a signal received through a wireless channel and converts the signal into a digital bit string, and the despreader 361 converts the bit string output from the DS-UWB demodulator 35 into a spreading code on the transmitting side. Despread using the same spreading code. The level converter 362 converts a bipolar signal into binary data. That is, it converts from "+1" to "1" and "-1" to "0".

이후, 디코딩부(363)는 레벨 변환부(362)에서 출력되는 패리티 메시지(정보비트와 패리티 비트가 있는 메시지)에 비트 플리핑(Bit-Flipping)과 패리티 검사 행렬(Parity Check Matrix)을 적용하여 디코딩을 수행함으로써 원래의 사용자 데이 터(정보 비트)를 복원한다. 가산기(3631)는 레벨 변환부(362)의 출력에 ΣRN 을 더함으로써 짝수 패리티(even parity) 메시지를 생성한다. LDPC 디코딩부(3632)는 이렇게 짝수 패리티(even parity) 메시지에 대하여 LDPC 디코딩 방식을 적용하여 디코딩한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. Thereafter, the decoder 363 applies a bit flipping and a parity check matrix to a parity message (a message having information bits and parity bits) output from the level converter 362. By performing the decoding, the original user data (information bits) are restored. The adder 3631 generates an even parity message by adding ΣR N to the output of the level converter 362. The LDPC decoding unit 3632 decodes the even parity message by applying the LDPC decoding scheme. Detailed description thereof will be described later.

도 4는 본 발명에 따른 도 3의 프리코딩부의 일실시예 상세구성도이다.4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the precoding unit of FIG. 3 according to the present invention.

종래의 일정진폭 프리코딩 방법에서는 2단계(Second Order) 이상의 인코딩을 수행하는 경우 각 인코딩 단계별로 확산 과정인 비트 교체(Bit-Replacement)를 수행해야 하나, 본 발명에 따른 체계적인(Systematic) 일정진폭 프리코딩 방법은 생성 행렬(Generator Matrix)을 이용한 체계적인 인코딩(encoding)을 수행한 후, Pseudo-Hadamard matrix로 확산시킨다.In the conventional constant amplitude precoding method, when performing a second order or more encoding, bit-replacement, which is a spreading process, must be performed for each encoding step, but the systematic constant amplitude free method according to the present invention is performed. The coding method performs a systematic encoding using a generator matrix and then spreads it into a pseudo-hadadamard matrix.

본 발명에 따른 체계적인 일정진폭 프리코딩 방식의 Q(4,3) 코드워드는 기존 Wada 방식 및 CAMC 방식과 동일하게 {0001, 0010, 0100, 1000, 1110, 1101, 1011, 0111}이다. 이 코드워드는 일정진폭코드 조건 중 첫 번째 조건

Figure 112008047374681-PAT00020
을 만족하여 4번째 비트가 나머지 3 비트의 XNOR 연산결과와 같다.The Q (4,3) codeword of the systematic constant amplitude precoding scheme according to the present invention is {0001, 0010, 0100, 1000, 1110, 1101, 1011, 0111} in the same manner as the conventional Wada scheme and the CAMC scheme. This codeword is the first of constant amplitude code conditions.
Figure 112008047374681-PAT00020
Is satisfied, and the 4th bit is the same as the remaining 3 bits of XNOR operation result.

종래에는 (16, 9) 코드를 만들기 위하여, 비트 교체(bit replacement)를 하였으나, 본 발명에 따른 체계적인 일정진폭 프리코딩 방식에서는 생성 행렬(Generator Matrix)을 이용하여 인코딩(encoding)한다. 사용자 데이터를 u, 생성 행렬(Generator Matrix) G, 극성반전용 잉여 벡터(Remainder Vector) R, 코드길이를 N이라 하면, 인코딩된 메시지

Figure 112008047374681-PAT00021
은 다음의 [수학식 8]과 같이 생성된다.Conventionally, bit replacement has been performed to generate (16, 9) codes. However, in the systematic constant amplitude precoding scheme according to the present invention, encoding is performed using a generator matrix. If the user data is u, the generator matrix G, the surplus vector R for polarity inversion, and the code length is N, the encoded message
Figure 112008047374681-PAT00021
Is generated as shown in Equation 8 below.

Figure 112008047374681-PAT00022
Figure 112008047374681-PAT00022

여기서,

Figure 112008047374681-PAT00023
,
Figure 112008047374681-PAT00024
이다.here,
Figure 112008047374681-PAT00023
,
Figure 112008047374681-PAT00024
to be.

Figure 112008047374681-PAT00025
은 N-tuple column vector이고
Figure 112008047374681-PAT00026
행렬(matrix)에서 열 순서대로(column-by-column) 추출한다. 예를 들어, 1차 인코딩 메시지(1st order
Figure 112008047374681-PAT00027
)와 2차 인코딩 메시지(2nd order
Figure 112008047374681-PAT00028
)는 다음의 [수학식 9]와 같이 생성된다.
Figure 112008047374681-PAT00025
Is an N-tuple column vector
Figure 112008047374681-PAT00026
Extract column-by-column from matrix For example, the primary encoding message (1 st order
Figure 112008047374681-PAT00027
) And the second encoded message (2 nd order
Figure 112008047374681-PAT00028
) Is generated as shown in Equation 9 below.

Figure 112008047374681-PAT00029
Figure 112008047374681-PAT00029

이하, 상기와 같은 일정진폭 프리코딩 방법을 도 4를 참조하여 구체적인 예를 통하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the constant amplitude precoding method as described above will be described with reference to FIG. 4.

먼저, 1 단계(1차) 인코딩 과정, 즉 Q(4, 3)을 설명하기로 한다. 사용자 데 이터 입력부(40)가 사용자 데이터 벡터 [1 0 1]를 생성행렬 곱셈부(42)로 입력하면, 생성행렬 곱셈부(42)는 그 입력된 [1 0 1]에 생성 행렬(G)(수학식 8 참조)을 곱하여 [1 0 1 0]을 생성한다. 이후, 가산기(43)는 생성행렬 곱셈부(42)에서 출력되는 [1 0 1 0]와 극성반전용 잉여벡터(R) [0 0 0 1]를 합산하여

Figure 112008047374681-PAT00030
= [1 0 1 1]을 생성한다. 도 4에서 생성행렬 곱셈부(42) 및 가산기(43)를 묶어서 인코딩부(41)라고 할 수 있다.First, a first stage (primary) encoding process, that is, Q (4, 3) will be described. When the user data input unit 40 inputs the user data vector [1 0 1] to the generation matrix multiplier 42, the generation matrix multiplier 42 generates the generation matrix G at the input [1 0 1]. Multiply (see Equation 8) to produce [1 0 1 0]. Thereafter, the adder 43 sums [1 0 1 0] output from the generation matrix multiplier 42 and the surplus vector R for polarity inversion [0 0 0 1].
Figure 112008047374681-PAT00030
= [1 0 1 1]. In FIG. 4, the generation matrix multiplier 42 and the adder 43 may be collectively referred to as an encoding unit 41.

다음은, 2 단계(2차) 인코딩 과정, 즉 Q(16, 9)를 생성하는 과정을 설명하기로 한다. 사용자 데이터(1 0 1, 1 1 0, 0 0 1)인 경우, 각각의 3비트 단위의 사용자 벡터[1 0 1], [1 1 0], [0 0 1]에 대하여 반복적으로 1차 인코딩 과정을 수행하면, 그 인코딩 결과는 [1 0 1 1], [1 1 0 1], [0 0 1 0]이다. Next, a two-step (secondary) encoding process, that is, a process of generating Q (16, 9) will be described. In the case of user data (1 0 1, 1 1 0, 0 0 1), iteratively encodes first-order for user vectors [1 0 1], [1 1 0], and [0 0 1] in units of 3 bits. When the process is performed, the encoding result is [1 0 1 1], [1 1 0 1], [0 0 1 0].

행렬 변환부(44)는 각각의 1차 인코딩 결과를 전치 행렬로 전환하여 저장하였다가 2차 인코딩시에 출력하는 것으로서, 그 출력은 다음의 [수학식 10]과 같다.The matrix converter 44 converts each primary encoding result into a transpose matrix, stores the result, and outputs the result of the second encoding. The output is expressed by Equation 10 below.

Figure 112008047374681-PAT00031
Figure 112008047374681-PAT00031

2단계 인코딩 과정에서의 생성행렬 곱셈부(42)는 행렬 변환부(44)에서 출력되는 행렬에, 1차 인코딩 과정에서 사용되었던 생성행렬(G)(수학식 8 참조)을 곱하여 다음의 [수학식 11]과 같은 결과를 산출한다. The generation matrix multiplier 42 in the two-step encoding process multiplies the matrix output from the matrix converter 44 by the generation matrix G used in the first-order encoding process (see Equation 8). Equation 11] is calculated.

Figure 112008047374681-PAT00032
Figure 112008047374681-PAT00032

이때, 극성반전용 잉여 벡터 R은 다음의 [수학식 12]와 같다.In this case, the surplus vector R for polarity inversion is as shown in Equation 12 below.

Figure 112008047374681-PAT00033
Figure 112008047374681-PAT00033

2단계 인코딩 과정에서의 가산기(43)는 2단계 인코딩 과정에서 생성된 [수학식 11]의 행렬과 극성반전용 잉여벡터(수학식 12)의 행렬을 더함으로써, [수학식 13]과 결과를 산출한다.The adder 43 in the two-stage encoding process adds the matrix of [Equation 11] generated in the two-stage encoding process and the matrix of surplus vectors (Equation 12) for polarity inversion, thereby adding [Equation 13] and the result. Calculate.

Figure 112008047374681-PAT00034
Figure 112008047374681-PAT00034

그리고, [수학식 13]과 같이 4×4 행렬로 표현된

Figure 112008047374681-PAT00035
를 1차원 행태로 표현하면, [1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1]와 같다.And, represented by the 4 × 4 matrix as shown in [Equation 13]
Figure 112008047374681-PAT00035
When expressed as a one-dimensional behavior, it is equal to [1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1].

상기와 같은 방법을 반복적으로 수행함으로써, 인코딩 차수(단계)를 확장할 수 있으며, 이 과정에 사용되는 극성 반전용 잉여벡터는 인코딩 차수에 부합되게 확장된 값을 사용하면 된다.By repeatedly performing the above method, the encoding order (step) can be extended, and the polarity inversion redundancy vector used in this process may use an extended value corresponding to the encoding order.

즉, 본 발명에 따른 프리코딩부(311)는 생성 행렬 및 극성반전용 잉여벡터를 이용하여 「홀수 패리티 형태의 인코딩메시지」를 생성하되, 1차 인코딩 메시지는 상기 사용자 데이터를 인코딩 대상으로 하고, N(N≥2)차의 인코딩 메시지는 (N-1)차 인코딩 메시지를 인코딩 대상으로 하는 것을 특징으로 한다.That is, the precoding unit 311 according to the present invention generates an "odd parity-type encoding message" using the generation matrix and the redundant vector for polarity inversion, but the primary encoding message is to encode the user data. The N (N≥2) th encoded message is characterized by targeting the (N-1) th encoded message.

도 4와 같은 과정을 통하여 인코딩된 메시지

Figure 112008047374681-PAT00036
은 다음의 [수학식 14]와 같이 바이폴라(bipolar) 신호로 변환된 후, Pseudo-Hadamard Code(
Figure 112008047374681-PAT00037
)(수학식 7 참조)에 의하여 확산된다.Message encoded through the process as shown in FIG.
Figure 112008047374681-PAT00036
Is converted into a bipolar signal as shown in [Equation 14], and then Pseudo-Hadamard Code (
Figure 112008047374681-PAT00037
(See Equation 7).

Figure 112008047374681-PAT00038
Figure 112008047374681-PAT00038

상기와 같은 송신 메시지

Figure 112008047374681-PAT00039
는 임펄스UWB 펄스성형필터(Pulse Shaping Filter)를 통하여 다음의 [수학식 15]와 같은 형태의 송신단 출력신호
Figure 112008047374681-PAT00040
로 변환된다.Send message as above
Figure 112008047374681-PAT00039
Transmitter output signal of the form as shown in [Equation 15] through Impulse UWB Pulse Shaping Filter
Figure 112008047374681-PAT00040
Is converted to.

Figure 112008047374681-PAT00041
Figure 112008047374681-PAT00041

도 5는 본 발명에 따른 체계적인 일정진폭 프리코딩의 LDPC 디코딩 방법에 대한 일실시예 설명도이다.5 is a diagram illustrating an embodiment of a method for LDPC decoding of systematic constant amplitude precoding according to the present invention.

먼저, 패리티 검사 행렬(Parity Check Matrix)을 이용한 LDPC 디코딩(decoding) 방법에 대하여 설명하기로 한다.First, an LDPC decoding method using a parity check matrix will be described.

LDPC 알고리즘에서 사후확률(APP: A Posteriori Probability)은, 다음의 [수학식 16]과 같이, 수신신호의 사전확률

Figure 112008047374681-PAT00042
과 수신신호
Figure 112008047374681-PAT00043
가 패리티 검사 이벤트를 만족시킬 조건확률
Figure 112008047374681-PAT00044
의 결합으로 표현된다.In the LDPC algorithm, the posterior probability (APP: A posteriori probability) is a pre-probability of a received signal as shown in Equation 16 below.
Figure 112008047374681-PAT00042
And received signal
Figure 112008047374681-PAT00043
Probability to satisfy parity check event
Figure 112008047374681-PAT00044
It is expressed as a combination of.

Figure 112008047374681-PAT00045
Figure 112008047374681-PAT00045

한편, Wada가 고안한 일정 진폭 프리코딩(Constant Amplitude Precoding) 방식은 4비트 단위로

Figure 112008047374681-PAT00046
인 조건을 만들어 주는 4비트 홀수 패리티 코딩(4-bit odd parity coding) 방식이기 때문에 이를 4비트 짝수 패리티 코딩(4-bit even parity)로 변환하면 LDPC 알고리즘을 적용할 수 있다.Meanwhile, Wada's constant amplitude precoding scheme is a 4-bit unit.
Figure 112008047374681-PAT00046
Since it is a 4-bit odd parity coding method that creates an in condition, the LDPC algorithm can be applied by converting it to 4-bit even parity coding.

본 발명에서 사용되는 생성 행렬(Generator Matrix)은 인코딩 레벨에 따라 반복적으로(Recursive) 연산되기 때문에 생성 행렬로부터 패리티 검사 행렬(Parity Check Matrix)을 직접 추출할 수는 없으며, 인코딩된 메시지 패턴으로부터 패리티 검사 행렬을 추출한다.Since the generator matrix used in the present invention is recursively calculated according to the encoding level, the parity check matrix cannot be directly extracted from the generation matrix, and the parity check is performed from the encoded message pattern. Extract the matrix

인코딩된 메시지의 패턴을 분석하여 생성 행렬(G) 곱에 의해 서로 다른

Figure 112008047374681-PAT00047
인 관계가 있는 비트들의 위치에 "1"을 마킹(Marking) 함으로써 패리티 검사 행렬 H를 얻을 수 있다. 여기서, 패리티 검사 행렬 H의 각 행(Row)은 하나의
Figure 112008047374681-PAT00048
인 관계를 표현한다.Analyze the pattern of encoded messages to generate different
Figure 112008047374681-PAT00047
The parity check matrix H can be obtained by marking " 1 " at positions of bits having a relation of. Here, each row of the parity check matrix H is one
Figure 112008047374681-PAT00048
Express a relationship.

본 발명에서의 패리티 검사 행렬(H)은 각 열(column )에 속한 "1"의 개수, 즉 열 가중치(column weight)는 인코딩 레벨(단계)과 같으며, 코드길이를 n이라 하면

Figure 112008047374681-PAT00049
이다. (4,3) 코드의 패리티 검사 행렬은
Figure 112008047374681-PAT00050
이다. 아래의 [수학식 17]은 일정진폭 프리코딩의 패리티 검사 행렬의 일반적인 구조를 나타낸다.In the present invention, the parity check matrix H has the number of " 1 " belonging to each column, that is, the column weight equals the encoding level (step).
Figure 112008047374681-PAT00049
to be. The parity check matrix of the (4,3) code is
Figure 112008047374681-PAT00050
to be. Equation 17 below shows the general structure of the parity check matrix of constant amplitude precoding.

Figure 112008047374681-PAT00051
Figure 112008047374681-PAT00051

단순화된 일정진폭 프리코딩 방식은 (n-k)개의 독립 행(independent rows)과 몇개의 이중 검사 행(some extra rows of checks on checks)을 갖는다. 예를 들면, H16은 7개의 독립 행(independent rows)과 하나의 check on check로 구성된다. 본 발명에서 제안하는 패리티 검사 행렬의 특징은 행 가중치(row weight)는 "4"로 고정적이며 열 가중치(column weight)는 인코딩 레벨(encoding level) 수만큼 증가한다. 예를 들어, 레벨 2 인코딩(level 2 encoding)(2단계 인코딩)의 H16은 열 가중치(column weight)가 "2"이고 행 가중치(row weight)가 "4"이며(수학식 18 참조), 레벨 3 인코딩(level 3 encoding)(3단계 인코딩)의 H64는 열 가중치(column weight)가 "3"이다(수학식 19 참조). The simplified constant amplitude precoding scheme has (nk) independent rows and some extra rows of checks on checks. For example, H 16 consists of seven independent rows and one check on check. The feature of the parity check matrix proposed by the present invention is that the row weight is fixed as "4" and the column weight is increased by the number of encoding levels. For example, H 16 of level 2 encoding (two-level encoding) has a column weight of "2" and a row weight of "4" (see Equation 18), H 64 of level 3 encoding (three-level encoding) has a column weight of “3” (see Equation 19).

Figure 112008047374681-PAT00052
Figure 112008047374681-PAT00052

Figure 112008047374681-PAT00053
Figure 112008047374681-PAT00053

수신 신호에 Pseudo-Hadamard matrix를 곱하면, 역확산되어 메시지

Figure 112008047374681-PAT00054
가 추출된다. 홀수 패리티(odd parity)인
Figure 112008047374681-PAT00055
를 짝수 패리티(even parity)로 변환하기 위하여, 패리티 비트(parity bit)만 골라서 비트 극성을 바꿔줘야 한다(50). Multiply the received signal by the pseudo-adamadam matrix to despread the message.
Figure 112008047374681-PAT00054
Is extracted. Odd parity
Figure 112008047374681-PAT00055
In order to convert to even parity, it is necessary to change the bit polarity only by selecting a parity bit (50).

그러나, 인코딩을 짝수 회 수행한 경우에는 패리티 비트의 극성변화가 없다. 이러한 패리티 비트 극성반전을 간단히 하기 위하여, 모든 입력이 "0"(all zero input)(u=0)인 때의

Figure 112008047374681-PAT00056
은 잉여 벡터(Remainder Vector) R과 같다는 성질을 이용한다. 수신 측에서는 이렇게 구한 잉여 벡터(Remainder Vector)를 수신 신호에 가산함으로써, 비트 플리핑(Bit Flipping)을 간편하게 수행할 수 있다. 이와 같은 비트 플리핑(Bit Flipping) 과정을 거치면 짝수 패리티(even parity) 메시지가 된다(50). 도 3에서 레벨 변환부(362)의 출력에 ΣRN 을 더하면 자동적으로 비트 플리핑 과정이 수행되어 짝수 패리티(even parity) 메시지가 된다. 이렇게 짝수 패리티(even parity) 메시지로 변환되었기 때문에, 바로 기존의 다양한 LDPC 디코딩 방식(51)을 적용할 수 있는 것이다.However, if the encoding is performed evenly, there is no change in polarity of the parity bits. To simplify this parity bit polarity inversion, when all inputs are all zero inputs (u = 0)
Figure 112008047374681-PAT00056
Uses the property equal to the residual vector R. On the receiving side, bit flipping can be easily performed by adding the obtained residual vector to the received signal. This bit flipping process results in an even parity message (50). In FIG. 3, when ΣR N is added to the output of the level converter 362, a bit flipping process is automatically performed to form an even parity message. Since this is converted into an even parity message, various existing LDPC decoding schemes 51 can be applied.

Figure 112008047374681-PAT00057
Figure 112008047374681-PAT00057

요컨대, 종래의 방법들은 비트 교체(Bit-Replacement)를 하기 때문에 패리티 비트가 원형이 보존되지 않아서 홀수 패리티(odd parity)를 짝수 패리티(even parity)로 변환할 수 없으나, 본 발명은 체계적인 인코딩(Systematic Encoding)이기 때문에 패리티 비트의 원형이 보존되고, 그 수신된 홀수 패리티(odd parity) 메시지를 짝수 패리티(even parity) 메시지로 변환할 수 있다.In short, conventional methods cannot convert odd parity to even parity because the original parity bit is not preserved because bit-replacement is performed, but the present invention is a systematic encoding. Encoding preserves the original parity bit and converts the received odd parity message into an even parity message.

도 5에 도시된 바와 같은 이분 그래프(Bipartite Graph)에서 R은 비트 플리핑(Bit Flipping)을 나타내는 것으로서, 홀수 패리티를 짝수 패리티로 변환하는 역 할을 하는 것이다. 패리티 검사 행렬로부터 이분 그래프를 그리면(생성하면), 폐 루프를 형성하는 외주(girth)는 "8"인데, 일반적으로 외주(girth)는 6 이상이면 안정(stable)하다. 패리티 검사 행렬의 행(Row)과 열(Column)이 각각 검사 노드(Check Node)와 비트 노드(Variable Node)가 된다. 기존의 LDPC 디코딩 방식(51)을 간단히 정리하면, 다음의 4단계로 정리할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. In the bipartite graph as shown in FIG. 5, R represents bit flipping, and serves to convert odd parity to even parity. Drawing a bipartite graph from the parity check matrix (generating), the girth forming the closed loop is " 8 ", which is generally stable if the girth is 6 or more. Rows and columns of the parity check matrix become check nodes and variable nodes, respectively. If the conventional LDPC decoding scheme 51 is simply arranged, it can be arranged in the following four steps, and a detailed description thereof will be omitted.

(1)제 1 단계: 비트 노드의 초기화(1) Step 1: Initialization of bit nodes

Figure 112008047374681-PAT00058
Figure 112008047374681-PAT00058

(2)제 2 단계: 검사 노드에서 비트 노드로의 메시지 전달(Checks to bits)(2) Step 2: Message Checks to Bits Node (Checks to bits)

Figure 112008047374681-PAT00059
Figure 112008047374681-PAT00059

(3) 제 3 단계: 비트 노드에서 검사 노드로의 메시지 전달(bits to Check)(3) Step 3: Messages from bits node to check node (bits to check)

Figure 112008047374681-PAT00060
Figure 112008047374681-PAT00060

(4)종료 조건(Stop Criterion)(4) Stop Criterion

Figure 112008047374681-PAT00061
Figure 112008047374681-PAT00061

다음은, 신드롬(Syndrome)을 이용한 경판정 디코딩(Hard Decision Decoding) 방법에 대하여 설명하기로 한다.Next, a hard decision decoding method using a syndrome will be described.

실시예에 따라서는 수신신호

Figure 112008047374681-PAT00062
은 패리티 검사 행렬의 각 행
Figure 112008047374681-PAT00063
와 곱한 신드롬 벡터
Figure 112008047374681-PAT00064
를 이용하여 오류를 정정할 수도 있다. 예를 들어, H16 패리티 검사 행렬을 살펴보면, 1 열(column)에 "1"이 2개 있어서 수신신호 r의 어느 한 비트가 에러이면 2개의 행(Row)에서 신드롬이 "0"이 아니게 되며, 해당되는 비트를 변환(invert)하여 오류를 정정할 수 있다.In some embodiments, the received signal
Figure 112008047374681-PAT00062
Is each row of the parity check matrix
Figure 112008047374681-PAT00063
Syndrome vector multiplied by
Figure 112008047374681-PAT00064
You can also correct the error using. For example, H 16 Looking at the parity check matrix, if there are two "1s" in one column and one bit of the received signal r is an error, the syndrome is not "0" in two rows, and the corresponding bits are converted. (invert) to correct the error.

이와 같이 1 비트에 대하여 인코딩 차수(encoding order) 만큼의 신드롬을 구할 수 있어, 인코딩 차수가 증가하면 오류정정 능력도 증가하게 된다.In this way, a syndrome can be obtained by encoding order for one bit. As the encoding order increases, the error correction capability also increases.

(ⅰ) 신드롬을 구하여 "0"이면, 오류가 없는 경우이므로 수신신호 r의 패리티 비트를 제외한 비트를 v로 디코딩(Decoding)한다. (Iii) If the syndrome is obtained and is "0", since there is no error, the bit except for the parity bit of the received signal r is decoded to v.

(ⅱ) 다음은, 패리티 검사 행렬의 동일한 열 j에서 "1"이고 그때의 신드롬

Figure 112008047374681-PAT00065
들이 "0"이 아니면, 수신신호
Figure 112008047374681-PAT00066
는 오류비트이므로 수신 비트값을 바꿔준다.(Ii) The following is a syndrome of " 1 " in the same column j of the parity check matrix.
Figure 112008047374681-PAT00065
If they are not "0", the received signal
Figure 112008047374681-PAT00066
Since is an error bit, it changes the receive bit value.

(ⅲ) 패리티 검사 합(Parity Check Sum)이 "0"이 아니고 최대 반복횟수 이하이면 상기 (ⅱ) 단계를 반복한다.(Iii) If the Parity Check Sum is not " 0 " and less than or equal to the maximum number of repetitions, step (ii) is repeated.

도 6은 본 발명에 따른 LDPC 디코딩에 의한 BER 성능 개선도이다.6 is an improved BER performance by LDPC decoding according to the present invention.

본 발명의 성능을 평가하기 위하여 사용자 데이터에 인코딩된 사용자 데이터

Figure 112008047374681-PAT00067
을 대입하고, 확산코드에 Pseudo Hadamard 코드를 대입한 후, Rayleigh 및 AWGN 환경에서 LDPC 디코딩 BER 성능을 시뮬레이션하였다. 이 시뮬레이션을 통하여 본 발명에 따른 체계적인 일정진폭 프리코딩 방식의 다중접속 임펄스 UWB 시스템(61 내지 63)은 BER 10-3에서 비부호화(Uncoded) BPAM DS-UWB 시스템(60)에 비하여 2dB의 이득이 있음을 확인할 수 있다. User data encoded in user data to evaluate the performance of the present invention.
Figure 112008047374681-PAT00067
After substituting the Pyudo Hadamard code into the spreading code, we simulate the LDPC decoding BER performance in Rayleigh and AWGN environments. Through this simulation, the systematic constant amplitude precoding multiple access impulse UWB system 61 to 63 has a gain of 2 dB compared to the uncoded BPAM DS-UWB system 60 at BER 10 -3 . It can be confirmed.

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.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.

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.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

도 1은 종래의 Wada의 일정진폭 프리코딩 방법에 대한 설명도,1 is an explanatory diagram for a conventional constant amplitude precoding method of Wada,

도 2는 종래의 일정진폭 멀티코드(CAMC) 부호화 방법에 대한 설명도,2 is an explanatory diagram of a conventional constant amplitude multicode (CAMC) encoding method;

도 3은 본 발명에 따른 다중접속 임펄스 UWB 송수신 시스템의 일실시예 구성도,3 is a block diagram of an embodiment of a multiple access impulse power transmission and reception system according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 도 3의 프리코딩부의 일실시예 상세구성도,4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of the precoding unit of FIG. 3 according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 체계적인 일정진폭 프리코딩의 LDPC 디코딩 방법에 대한 일실시예 설명도,5 is a diagram for explaining an LDPC decoding method of systematic constant amplitude precoding according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 LDPC 디코딩에 의한 BER 성능 개선도이다.6 is an improved BER performance by LDPC decoding according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

30: 다중접속 임펄스 UWB 송신 시스템 31: 일정진폭 프리코딩 장치30: Multiple Access Impulse Check Transmission System 31: Constant Amplitude Precoding Device

32: DS-UWB 변조부 33: 채널(무선채널)32: DS-UWB Modulator 33: Channel (Wireless Channel)

34: 다중접속 임펄스 UWB 수신 시스템 35: DS-UWB 복조부34: Multiple Access Impulse Check Receiver System 35: DS-UWB Demodulation Unit

36: 일정진폭 프리코딩에 대한 디코딩 장치 311: 프리코딩부 312, 362: 레벨 변환부 313: 확산부36: decoding apparatus for constant amplitude precoding 311: precoding section 312, 362: level converting section 313: diffusion section

361: 역확산부 40: 사용자데이터 입력부361: despreader 40: user data input

41: 인코딩부 42: 생성행렬 곱셈부41: encoding unit 42: generation matrix multiplier

43: 극성반전용 잉여벡터 가산기 44: 행렬 변환부43: redundant vector adder for polarity inversion 44: matrix transform unit

Claims (18)

일정진폭 프리코딩 장치에 있어서,In the constant amplitude precoding device, 사용자 데이터를 입력받기 위한 입력 수단;Input means for receiving user data; 생성 행렬 및 극성반전용 잉여벡터를 이용하여 「홀수 패리티 형태의 인코딩메시지」를 생성하되, 1차 인코딩 메시지는 상기 사용자 데이터를 인코딩 대상으로 하고, N(N≥2인 자연수)차의 인코딩 메시지는 (N-1)차 인코딩 메시지를 인코딩 대상으로 하는 인코딩 수단;An odd-parity-type encoded message is generated using a generation matrix and a surplus vector for polarity inversion. The primary encoded message is the user data to be encoded, and the encoded message of N (N≥2 natural number) difference is generated. Encoding means for targeting the (N-1) th encoded message; 상기 (N-1)차 인코딩 메시지에 대한 전치 행렬을 생성하여 상기 인코딩 수단에 입력시키기 위한 행렬 변환 수단; 및Matrix transform means for generating a transpose matrix for the (N-1) th encoded message and inputting it to the encoding means; And 상기 인코딩 수단에서 출력되는 N차 인코딩 메시지를 바이폴라 신호로 변환한 후, 유사 하다마드 행렬로 확산시키기 위한 확산 수단Spreading means for spreading the N-th order encoded message output from the encoding means into a bipolar signal and then spreading it into a similar Hadamard matrix 을 포함하는 체계적 일정진폭 프리코딩 장치.Systematic constant amplitude precoding device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 생성 행렬은,The generation matrix,
Figure 112008047374681-PAT00068
인 것을 특징으로 하는 체계적 일정진폭 프리코딩 장치.
Figure 112008047374681-PAT00068
Systematic constant amplitude precoding device, characterized in that.
제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 극성반전용 잉여벡터는,The surplus vector for polarity reverse,
Figure 112008047374681-PAT00069
인 것을 특징으로 하는 체계적 일정진폭 프리코딩 장치.
Figure 112008047374681-PAT00069
Systematic constant amplitude precoding device, characterized in that.
제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유사 하다마드 행렬은,The similar Hadamard matrix is
Figure 112008047374681-PAT00070
인 것을 특징으로 하는 체계적 일정진폭 프리코딩 장치.
Figure 112008047374681-PAT00070
Systematic constant amplitude precoding device, characterized in that.
일정진폭 프리코딩 방법에 있어서,In the constant amplitude precoding method, 사용자 데이터를 입력받는 입력 단계;An input step of receiving user data; 생성 행렬 및 극성반전용 잉여벡터를 이용하여 「홀수 패리티 형태의 인코딩메시지」를 생성하는 인코딩 단계;An encoding step of generating an "odd parity-type encoded message" using a generation matrix and a surplus vector for polarity inversion; 상기 인코딩 메시지를 바이폴라 신호로 변환하는 변환 단계; 및Converting the encoded message into a bipolar signal; And 상기 바이폴라 신호로 변환된 인코딩 메시지를 유사 하다마드 행렬로 확산시키는 확산 단계Spreading the encoded message converted into the bipolar signal into a similar Hadamard matrix 를 포함하는 체계적 일정진폭 프리코딩 방법.Systematic constant amplitude precoding method comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 인코딩 단계는,The encoding step, 상기 생성 행렬 및 상기 극성반전용 잉여벡터를 이용하여 「홀수 패리티 형태의 인코딩 메시지」를 생성하되, 1차 인코딩 메시지는 상기 사용자 데이터를 인코딩 대상으로 하고, N(N≥2)차의 인코딩 메시지는 (N-1)차 인코딩 메시지를 인코딩 대상으로 하는 것을 특징으로 하는 체계적 일정진폭 프리코딩 방법.An "odd parity-type encoded message" is generated using the generation matrix and the redundant vector for polarity inversion, wherein the primary encoded message is the user data to be encoded, and the encoded message of N (N≥2) order A systematic constant amplitude precoding method, characterized by targeting (N-1) th encoded messages. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 인코딩 단계는,The encoding step, 상기 사용자 데이터에 대하여 소정의 개수의 비트마다 상기 생성 행렬 및 제1 극성반전용 잉여 벡터를 이용해 복수의 「홀수 패리티 형태의 코드 워드」를 생성한 후, 상기 개별생성된 복수의 코드 워드를 결합하여 하나의 1차 인코딩된 메시지를 생성하는 단계; 및A plurality of " odd parity type code words " are generated for the user data by using the generation matrix and the surplus vector for the first polarity inversion for each predetermined number of bits, and then the plurality of individually generated code words are combined. Generating one primary encoded message; And 직전 차수 인코딩 메시지, 상기 생성 행렬, 및 해당 차수에 대한 극성반전용 잉여 벡터를 이용하여 2차 이상의 인코딩 메시지를 생성하는 단계Generating a second or more encoded message using a previous order encoded message, the generation matrix, and a redundancy vector for the polarity inversion of the order 를 포함하는 체계적 일정진폭 프리코딩 방법.Systematic constant amplitude precoding method comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 생성 행렬은,The generation matrix,
Figure 112008047374681-PAT00071
인 것을 특징으로 하는 체계적 일정진폭 프리코딩 방법.
Figure 112008047374681-PAT00071
Systematic constant amplitude precoding method characterized in that.
제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 극성반전용 잉여벡터는,The surplus vector for polarity reverse,
Figure 112008047374681-PAT00072
인 것을 특징으로 하는 체계적 일정진폭 프리코딩 방법.
Figure 112008047374681-PAT00072
Systematic constant amplitude precoding method characterized in that.
제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 유사 하다마드 행렬은,The similar Hadamard matrix is
Figure 112008047374681-PAT00073
인 것을 특징으로 하는 체계적 일정진폭 프리코딩 방법.
Figure 112008047374681-PAT00073
Systematic constant amplitude precoding method characterized in that.
체계적 일정진폭 프리코딩에 대한 디코딩 장치에 있어서,In the decoding device for systematic constant amplitude precoding, 일정진폭 프리코딩된 인코딩 신호를 유사 하다마드 행렬로 역확산한 후, 이진 형태의 인코딩 메시지로 변환하기 위한 역확산 수단;Despreading means for despreading the constant amplitude precoded encoded signal into a similar Hadamard matrix and then converting it into a binary encoded message; 상기 이진 형태 인코딩 메시지를 짝수패리티 형태의 인코딩 메시지로 변환하기 위한 변환 수단; 및Conversion means for converting the binary type encoded message into an even parity type encoded message; And 상기 변환된 짝수패리티 인코딩 메시지를 저밀도 패리티 검사(LDPC) 디코딩 방식을 적용하여 디코딩하기 위한 디코딩 수단Decoding means for decoding the converted even parity encoded message by applying a low density parity check (LDPC) decoding scheme 을 포함하는 디코딩 장치.Decoding apparatus comprising a. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 변환 수단은,The conversion means, 체계적 일정진폭 프리코딩 장치에서 모든 사용자 데이터를 "0"으로 입력하여 구한 인코딩 메시지(극성 반전용 잉여벡터)를 상기 역확산 수단에서 출력되는 이진 인코딩 메시지에 가산하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.And an encoding message obtained by inputting all user data as " 0 " in a systematic constant amplitude precoding device to the binary encoding message output from the despreading means. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 유사 하다마드 행렬은,The similar Hadamard matrix is
Figure 112008047374681-PAT00074
인 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
Figure 112008047374681-PAT00074
Decoding apparatus characterized in that.
체계적 일정진폭 프리코딩된 메시지를 디코딩하는 방법에 있어서,A method for decoding a systematic constant amplitude precoded message, 일정진폭 프리코딩된 인코딩 신호를 유사 하다마드 행렬로 역확산한 후, 이진 형태의 인코딩 메시지로 변환하는 역확산 단계;Despreading the constant amplitude precoded encoded signal into a similar Hadamard matrix and then converting it into a binary encoded message; 상기 이진 형태 인코딩 메시지를 짝수패리티 형태의 인코딩 메시지로 변환하는 변환 단계; 및Converting the binary type encoded message into an even parity type encoded message; And 상기 변환된 짝수패리티 인코딩 메시지를 저밀도 패리티 검사(LDPC) 디코딩 방식을 적용하여 디코딩하는 디코딩 단계A decoding step of decoding the converted even parity encoded message by applying a low density parity check (LDPC) decoding scheme; 를 포함하는 디코딩 방법.Decoding method comprising a. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 변환 단계는,The conversion step, 체계적 일정진폭 프리코딩 장치에서 모든 사용자 데이터를 "0"으로 입력하여 구한 인코딩 메시지(극성 반전용 잉여벡터)를 상기 이진 형태 인코딩 메시지에 가산하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.And an encoding message obtained by inputting all user data as " 0 " 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 유사 하다마드 행렬은,The similar Hadamard matrix is
Figure 112008047374681-PAT00075
인 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
Figure 112008047374681-PAT00075
Decoding method characterized in that.
프로세서를 구비한 일정진폭 프리코딩 시스템에,In a constant amplitude precoding system with a processor, 사용자 데이터를 입력받는 입력 기능;An input function for receiving user data; 생성 행렬 및 극성반전용 잉여벡터를 이용하여 「홀수 패리티 형태의 인코딩메시지」를 생성하는 인코딩 기능;An encoding function for generating an "odd parity-type encoding message" using a generation matrix and a surplus vector for polarity inversion; 상기 인코딩 메시지를 바이폴라 신호로 변환하는 변환 기능; 및A conversion function for converting the encoded message into a bipolar signal; And 상기 바이폴라 신호로 변환된 인코딩 메시지를 유사 하다마드 행렬로 확산시 키는 확산 기능A spreading function for spreading the encoded message converted into the bipolar signal into a similar Hadamard matrix 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this. 체계적 일정진폭 프리코딩된 메시지를 디코딩하기 위하여, 프로세서를 구비한 디코딩 시스템에,In a decoding system having a processor for decoding a systematic constant amplitude precoded message, 일정진폭 프리코딩된 인코딩 신호를 유사 하다마드 행렬로 역확산한 후, 이진 형태의 인코딩 메시지로 변환하는 역확산 기능;A despreading function that despreads the constant amplitude precoded encoded signal into a similar Hadamard matrix and then converts the encoded signal into a binary encoded message; 상기 이진 형태 인코딩 메시지를 짝수패리티 형태의 인코딩 메시지로 변환하는 변환 기능; 및A conversion function for converting the binary type encoded message into an even parity type encoded message; And 상기 변환된 짝수패리티 인코딩 메시지를 저밀도 패리티 검사(LDPC) 디코딩 방식을 적용하여 디코딩하는 디코딩 기능A decoding function for decoding the converted even parity encoded message by applying a low density parity check (LDPC) decoding scheme 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this.
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