KR20110121650A - 멀티 안테나 통신 장치 및 멀티 안테나 통신 방법 - Google Patents

멀티 안테나 통신 장치 및 멀티 안테나 통신 방법 Download PDF

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Abstract

수신 데이터의 에러 레이트를 저감하는 것이다. 이 과제를 해결하기 위해서, MIMO 처리부(202)는, 송신 장치로부터 송신된 데이터를 안테나(201-0∼201-3)를 통하여 수신하고, 송신 장치의 안테나로부터 각각 송신된 레이어0∼3의 패킷을 분리한다. 최대비 합성부(203-0∼203-3)는, 레이어0∼3의 패킷의 중복되는 부분을 최대비 합성한다. 터보 복호화부(204-0∼204-3)는, 각각 중복되는 부분이 최대비 합성된 레이어0∼3의 패킷을 터보 복호화한다. 연판정값 합성부(205)는, 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의해 레이어0∼3의 패킷이 터보 복호화된 결과 얻어지는 각각의 레이어0∼3의 정보 비트의 연판정값을 합성한다. 경판정부(206)는, 송신 장치에서의 레이어0∼3의 정보 비트 각각에 대응하는 경판정값을 얻는다.

Description

멀티 안테나 통신 장치 및 멀티 안테나 통신 방법{MULTI-ANTENNA COMMUNICATION DEVICE AND MULTI-ANTENNA COMMUNICATION METHOD}
본 발명은, 멀티 안테나 통신 장치 및 멀티 안테나 통신 방법에 관한 것이다.
최근, 무선 통신 분야에서는, 송신 장치 및 수신 장치의 쌍방에 복수의 안테나를 설치함으로써 스루풋을 향상하는 것이 가능한 MIMO(Multi Input Multi Output)에 관한 검토가 한창 행해지고 있다. MIMO에서의 송신 장치는, 복수의 송신 안테나로부터 각각 동시에 상이한 데이터를 송신하기 때문에, 송신 안테나가 1개인 송신 장치와 비교하면, 송신 안테나 수배의 데이터를 송신하는 것도 이론적으로 가능하다. 또한, MIMO에서의 수신 장치는, 복수의 수신 안테나로부터 데이터를 수신하고, 예를 들면 행렬 연산 등을 행하여, 각 송신 안테나로부터 송신된 데이터를 서로 분리한다.
즉, MIMO에서는, 복수의 송신 안테나로부터 송신된 데이터가 각각 상이한 특성의 채널로 전파되고, 각 채널로 전파된 데이터가 합성되어 수신 장치의 각 수신 안테나에 수신된다. 이 때문에, 수신 장치는, 각 수신 안테나에 의해 수신된 합성 데이터를 이용하여, 송신 안테나마다의 데이터를 서로 분리한다. 이때, 수신 장치가 각 송신 안테나로부터 송신된 데이터를 정확하게 분리하기 위해서는, 채널 특성에 의한 수신 품질의 열화를 보상하는 것이 바람직하다.
따라서, 송신 장치가 각 송신 안테나로부터 송신되는 데이터에 미리 채널 특성의 역특성을 거는 프리코딩(precoding)을 실시하는 것이 검토되고 있다. 구체적으로는, 채널 특성을 나타내는 CSI(Channel State Information)가 수신 장치로부터 송신 장치로 피드백되면, 송신 장치는, CSI로부터 추정되는 채널 특성에 기인하는 수신 품질의 열화를 보상하도록, 코드북(codebook)을 이용한 프리코딩을 행한다.
특허 문헌 1 : 일본 특표 2007-506303호 공보
비특허 문헌 1 : I.E.Telatar, "Capacity of Multi-antenna Gaussian Channels", European Transactions on Telecommunications, Vol.10, No.6, pp.585-595, 1999
그러나, 프리코딩에 의한 수신 품질 열화의 보상만으로는, 수신 장치에서의 에러 레이트를 충분히 저감할 수 없어, MIMO에 의한 스루풋의 향상이 곤란하다고 하는 문제가 있다. 즉, 송신 장치가 복수의 송신 안테나로부터 서로 다른 데이터를 동시에 송신해도, 수신 장치에서의 에러 레이트가 충분히 저감되지 않으면, 데이터의 재송이 빈번하게 발생한다. 결과적으로, 송신 장치는, 동일한 데이터를 몇 회나 계속하여 송신하게 되어, 스루풋이 향상되기는 커녕, MIMO를 도입함으로써 반대로 스루풋이 저하될 가능성도 있다.
따라서, 하나의 측면에서는, 수신 데이터의 에러 레이트를 저감하는 것을 목적으로 한다.
제1 안에서는, 예를 들면, 복수의 안테나에 대응하는 복수의 레이어 중 제1 레이어에 정보 데이터를 맵핑함과 함께, 제2 레이어에 상기 제1 레이어에 맵핑된 정보 데이터와 일부가 중복되고 일부가 상위하는 정보 데이터를 맵핑하는 맵핑부와, 상기 맵핑부에 의해 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어에 맵핑된 정보 데이터를 부호화하여 레이어마다의 송신 데이터를 생성하는 부호화부와, 상기 부호화부에 의해 생성된 레이어마다의 송신 데이터를 각각의 레이어에 대응하는 안테나로부터 송신하는 송신부를 갖는다.
또한, 제2 안에서는, 예를 들면, 맵핑된 정보 데이터의 일부가 중복되고 일부가 상위하는 복수의 레이어의 데이터를 수신하고, 수신 데이터를 레이어마다의 레이어별 데이터로 분리하는 수신 처리부와, 상기 수신 처리부에 의해 분리되어 얻어진 레이어별 데이터를 복호화하여 레이어마다의 연판정값을 생성하는 복호화부와, 상기 복호화부에 의해 생성된 레이어마다의 연판정값 중 복수의 레이어에 중복하여 맵핑된 정보 데이터에 대응하는 연판정값을 합성하는 합성부와, 상기 합성부에 의해 합성되어 얻어진 연판정값을 이용하여 레이어별 데이터를 경판정하는 판정부를 갖는다.
또한, 제3 안에서는, 예를 들면, 복수의 안테나에 대응하는 복수의 레이어 중 제1 레이어에 정보 데이터를 맵핑함과 함께, 제2 레이어에 상기 제1 레이어에 맵핑된 정보 데이터와 일부가 중복하고 일부가 상위하는 정보 데이터를 맵핑하는 맵핑 스텝과, 상기 맵핑 스텝에서 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어에 맵핑된 정보 데이터를 부호화하여 레이어마다의 송신 데이터를 생성하는 부호화 스텝과, 상기 부호화 스텝에서 생성된 레이어마다의 송신 데이터를 각각의 레이어에 대응하는 안테나로부터 송신하는 송신 스텝을 갖는다.
또한, 제4 안에서는, 예를 들면, 맵핑된 정보 데이터의 일부가 중복하고 일부가 상위하는 복수의 레이어의 데이터를 수신하고, 수신 데이터를 레이어마다의 레이어별 데이터로 분리하는 수신 처리 스텝과, 상기 수신 처리 스텝에서 분리되어 얻어진 레이어별 데이터를 복호화하여 레이어마다의 연판정값을 생성하는 복호화 스텝과, 상기 복호화 스텝에서 생성된 레이어마다의 연판정값 중 복수의 레이어에 중복하여 맵핑된 정보 데이터에 대응하는 연판정값을 합성하는 합성 스텝과, 상기 합성 스텝에서 합성되어 얻어진 연판정값을 이용하여 레이어별 데이터를 경판정하는 판정 스텝을 갖는다.
수신 데이터의 에러 레이트를 저감할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 송신 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 일 실시 형태에 따른 수신 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 3은 크로스 레이어 맵핑의 구체예를 도시하는 도면이다.
도 4는 원패킷 및 보조 패킷의 구체예를 도시하는 도면이다.
도 5는 일 실시 형태에 따른 수신 장치의 수신 동작을 설명하는 플로우도이다.
도 6은 데이터의 에너지 합성의 구체예를 도시하는 도면이다.
도 7은 연판정값 합성의 구체예를 도시하는 도면이다.
도 8은 반복 복호의 구체예를 도시하는 도면이다.
도 9는 수신 품질과 에러 레이트의 관계의 구체예를 도시하는 도면이다.
도 10은 크로스 레이어 맵핑의 다른 구체예를 도시하는 도면이다.
도 11은 크로스 레이어 맵핑의 또 다른 구체예를 도시하는 도면이다.
도 12는 크로스 레이어 맵핑의 또 다른 구체예를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 일 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[송신 장치의 구성]
도 1은 본 실시 형태에 따른 송신 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 송신 장치는, 크로스 레이어 맵핑부(101), 오류 검출 부호화의 일례로서의 CRC(Cyclic Redundancy Check) 부가부(102-0∼102-3), 오류 정정 부호화의 일례로서의 터보 부호화부(103-0∼103-3), 변조부(104-0∼104-3), MIMO 프리코딩부(105) 및 안테나(106-0∼106-3)를 갖고 있다. 도 1에서, CRC 부가부(102-0), 터보 부호화부(103-0), 변조부(104-0) 및 안테나(106-0)에 대응하는 레이어를 「레이어0」이라고 한다. 마찬가지로, CRC 부가부(102-1∼102-3), 터보 부호화부(103-1∼103-3), 변조부(104-1∼104-3) 및 안테나(106-1∼106-3)에 대응하는 레이어를 각각 「레이어1」, 「레이어2」 및 「레이어3」이라고 한다.
크로스 레이어 맵핑부(101)는, 2레이어의 패킷에 상당하는 정보 비트가 입력되면, 이들 정보 비트를 분할하여 조합함으로서, 합계 4레이어에 정보 비트를 맵핑한다. 구체적으로는, 크로스 레이어 맵핑부(101)는, 예를 들면 입력된 2레이어의 패킷에 상당하는 정보 비트를 각각 레이어0 및 레이어1에 맵핑한다. 즉, 레이어0 및 레이어1은, 입력된 정보 비트가 그대로 맵핑되는 레이어이다.
그리고, 크로스 레이어 맵핑부(101)는, 레이어0 및 레이어1에 맵핑된 정보 비트를 분할하여 레이어2 및 레이어3에 맵핑한다. 구체적으로는, 크로스 레이어 맵핑부(101)는, 예를 들면 레이어0에 맵핑된 정보 비트의 전반 부분과 레이어1에 맵핑된 정보 비트의 후반 부분을 조합하여 레이어2에 맵핑한다. 또한, 크로스 레이어 맵핑부(101)는, 예를 들면 레이어0에 맵핑된 정보 비트의 후반 부분과 레이어1에 맵핑된 정보 비트의 전반 부분을 조합하여 레이어3에 맵핑한다.
이와 같이, 크로스 레이어 맵핑부(101)는, 동일한 정보 비트를 복수의 레이어에 중복하여 맵핑한다. 따라서, 전술한 예에서는, 레이어0의 전반 부분과 레이어2의 일부분이 중복되어 있고, 레이어0의 후반 부분과 레이어3의 일부분이 중복되어 있다. 또한, 레이어1의 전반 부분과 레이어3의 일부분이 중복되어 있고, 레이어1의 후반 부분과 레이어2의 일부분이 중복되어 있다.
CRC 부가부(102-0∼102-3)는, 각 레이어의 정보 비트에 오류 검출용의 CRC를 부가하고, CRC를 포함하는 레이어마다의 정보 비트를 각각 대응하는 터보 부호화부(103-0∼103-3)에 출력한다.
터보 부호화부(103-0∼103-3)는, 각각 레이어0∼3의 정보 비트를 터보 부호화하여, 레이어0∼3의 정보 비트에 용장 비트가 부가된 부호화 데이터를 생성한다. 또한, 터보 부호화부(103-0∼103-3)에서의 부호화율은, 서로 동일해도 상이해도 된다. 이하에서는, 주로 터보 부호화부(103-0∼103-3)에서의 부호화율이 동일한 것으로서 설명을 진행한다.
변조부(104-0∼104-3)는, 각각 레이어0∼3의 부호화 데이터를 변조하고, 얻어진 변조 데이터를 MIMO 프리코딩부(105)에 출력한다. 이때, 변조부(104-0∼104-3)는, 예를 들면 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 또는 64QAM 등의 변조 방식으로 부호화 데이터를 변조한다.
MIMO 프리코딩부(105)는, 후술하는 수신 장치로부터 송신된 CSI(Channel State Information)를 안테나(106-0∼106-3)를 통하여 수신하고, 각 레이어의 변조 데이터를 포함하는 패킷을 수신된 CSI에 기초하여 프리코딩한다. 즉, MIMO 프리코딩부(105)는, CSI에 포함되는 채널 특성의 정보로부터 코드북을 설정하고, 설정된 코드북을 이용하여 레이어0∼3의 패킷에 채널 특성의 역특성을 걸어 둔다. 그리고, MIMO 프리코딩부(105)는, 프리코딩된 레이어0∼3의 패킷을, 각각 대응하는 안테나(106-0∼106-3)로부터 송신한다.
[수신 장치의 구성]
도 2는 본 실시 형태에 따른 수신 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2에 도시한 수신 장치는, 안테나(201-0∼201-3), MIMO 처리부(202), 최대비 합성부(203-0∼203-3), 터보 복호화부(204-0∼204-3), 연판정값 합성부(205), 경판정부(206), 오류 검출부(207), 복호 제어부(208) 및 LLR(Log-Likelihood Ratio : 대수 우도비) 설정부(209)를 갖고 있다.
MIMO 처리부(202)는, 송신 장치로부터 송신된 데이터를 안테나(201-0∼201-3)를 통하여 수신하고, 소정의 행렬 연산 등을 실행함으로써, 송신 장치의 안테나(106-0∼106-3)로부터 각각 송신된 레이어0∼3의 패킷을 분리한다. 또한, MIMO 처리부(202)는, 수신된 데이터로부터 채널 특성을 추정하고, 추정 결과를 포함하는 CSI를 안테나(201-0∼201-3)를 통하여 송신 장치로 피드백한다.
최대비 합성부(203-0∼203-3)는, 레이어0∼3의 패킷의 중복되는 부분을 최대비 합성한다. 구체적으로는, 최대비 합성부(203-0)는, 예를 들면 레이어0의 패킷과 레이어2 및 레이어3의 패킷의 중복되는 부분을 최대비 합성한다. 마찬가지로, 최대비 합성부(203-1)는, 레이어1의 패킷과 레이어2 및 레이어3의 패킷의 중복되는 부분을 최대비 합성하고, 최대비 합성부(203-2, 203-3)는, 각각 레이어2, 3의 패킷과 레이어0 및 레이어1의 패킷의 중복되는 부분을 최대비 합성한다.
또한, 도 2에서는, 각각의 최대비 합성부(203-0∼203-3)에 모든 레이어0∼3의 패킷이 입력되도록 MIMO 처리부(202)와 최대비 합성부(203-0∼203-3)가 접속되어 있지만, 각각의 최대비 합성부(203-0∼203-3)에는 반드시 모든 레이어0∼3의 패킷이 입력되지 않아도 된다. 즉, 최대비 합성부(203-0∼203-3)에는, 각각 레이어0∼3의 패킷이 입력됨과 함께, 각각의 레이어0∼3에 중복되는 부분을 갖는 패킷이 입력되면 된다.
터보 복호화부(204-0∼204-3)는, 각각 중복되는 부분이 최대비 합성된 레이어0∼3의 패킷을 터보 복호화한다. 구체적으로는, 터보 복호화부(204-0∼204-3)는, 레이어0∼3의 패킷에 부가되어 있는 용장 비트를 이용함과 함께, LLR을 이용하여 패킷의 터보 복호화를 행한다. 또한, 터보 복호화부(204-0∼204-3)는, 복호 제어부(208)의 제어에 따라서, 레이어0∼3의 패킷의 반복 복호를 행한다.
2회째 이후의 복호에서는, 터보 복호화부(204-0∼204-3)는, LLR 설정부(209)에 의해 지정된 패킷의 일부를 LLR 설정부(209)에 의해 피드백되는 경판정값으로 치환하고, 치환된 부분의 LLR을 무한대로 하여 패킷을 터보 복호화한다. LLR이 무한대로 된 부분에 대해서는, 공산이 큰 것을 의미하고 있기 때문에, 터보 복호화부(204-0∼204-3)는, 전회보다도 정밀도가 높은 오류 정정 복호를 하게 된다. 또한, 2회째 이후의 복호에서는, 적어도 경판정값으로의 치환이 발생한 레이어에 대응하는 터보 복호화부(204-0∼204-3)가 패킷을 터보 복호화하면 된다.
연판정값 합성부(205)는, 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의해 레이어0∼3의 패킷이 터보 복호화된 결과 얻어지는 각각의 레이어0∼3의 정보 비트의 연판정값을 합성한다. 구체적으로는, 연판정값 합성부(205)는, 예를 들면 레이어0의 정보 비트의 연판정값과 레이어2 및 레이어3의 각각 대응하는 부분의 연판정값을 합성한다. 마찬가지로, 연판정값 합성부(205)는, 레이어1의 정보 비트의 연판정값과 레이어2 및 레이어3의 각각 대응하는 부분의 연판정값을 합성한다. 즉, 연판정값 합성부(205)는, 각 레이어0∼3의 중복되는 정보 비트의 연판정값을 합성한다.
경판정부(206)는, 연판정값 합성부(205)에 의한 합성 후의 연판정값을 경판정하여, 각 레이어0∼3의 정보 비트가 각각 「0」 및 「1」 중 어느 쪽인지를 결정한다. 즉, 경판정부(206)는, 송신 장치에서의 레이어0∼3의 정보 비트 각각에 대응하는 경판정값을 얻는다.
오류 검출부(207)는, 레이어0∼3의 정보 비트에 포함되는 CRC를 이용하여, 각 레이어0∼3의 경판정값의 오류를 검출한다. 즉, 오류 검출부(207)는, 경판정부(206)에서 얻어지는 레이어0∼3의 경판정값의 CRC에 상당하는 부분을 이용하여, 각 레이어0∼3의 경판정값이 송신 장치에서의 레이어0∼3의 정보 비트와 동일한지의 여부를 판정한다. 그리고, 오류 검출부(207)는, 각 레이어0∼3의 경판정값에 오류가 없다고 판정하면, 이 경판정값으로부터 송신 장치에서의 정보 비트를 취득하여 출력한다. 즉, 오류 검출부(207)는, 경판정값의 중복되는 부분을 제거하여, 예를 들면 레이어0 및 레이어1의 경판정값을 송신 장치에서의 정보 비트로서 출력한다.
복호 제어부(208)는, 오류 검출부(207)에서의 오류 검출의 결과에 따라서, 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의한 반복 복호의 유무를 제어한다. 구체적으로는, 복호 제어부(208)는, 모든 레이어0∼3에 오류가 없는 경우, 또는 모든 레이어0∼3에 오류가 있는 경우에는, 반복 복호를 정지시킨다. 또한, 복호 제어부(208)는, 오류가 있는 레이어 및 오류가 없는 레이어의 쌍방이 있는 경우에는, 반복 복호를 실행시킨다. 단, 복호 제어부(208)는, 전회의 복호 시와 비교하여, 오류가 없는 레이어수가 증가하지 않은 경우에는, 반복 복호를 정지시킨다.
LLR 설정부(209)는, 오류 검출부(207)에서의 오류 검출의 결과, 오류가 없는 레이어의 경판정값을 터보 복호화부(204-0∼204-3)로 피드백함과 함께, 이 경판정값을 사용하는 터보 복호화부(204-0∼204-3)에서, 경판정값에 대응하는 LLR을 무한대로 설정한다. 즉, LLR 설정부(209)는, 금회의 복호에 의해 새롭게 오류가 없어진 레이어의 경판정값을 터보 복호화부(204-0∼204-3)로 피드백하고, 이 경판정값에 대응하는 패킷의 부분을 경판정값으로 치환시킨다. 게다가, LLR 설정부(209)는, 치환된 부분의 LLR을 무한대로 설정하고, 다시 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 터보 복호화를 실행시킨다. 패킷의 일부분이 경판정값으로 치환되고, LLR이 무한대로 설정됨으로써, 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의한 터보 복호의 정밀도는, 전회의 복호 시보다도 향상된다.
[송신 장치의 송신 동작]
다음으로, 도 1에 도시한 송신 장치의 동작에 대하여, 구체적으로 예를 들면서 설명한다. 도 3은 송신 장치에서 정보 비트가 레이어0∼3에 맵핑되는 모습을 도시하는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 2레이어의 패킷에 상당하는 정보 비트 I0, I1이 크로스 레이어 맵핑부(101)에 입력되면, 크로스 레이어 맵핑부(101)에 의해, 정보 비트 I0, I1이 4개의 레이어0∼3에 걸쳐 맵핑된다. 구체적으로는, 크로스 레이어 맵핑부(101)에 의해, 정보 비트 I0이 정보 비트 I0, 0, I0, 1로 분할되고, 정보 비트 I1이 정보 비트 I1, 0, I1, 1로 분할된다. 그리고, 크로스 레이어 맵핑부(101)에 의해, 정보 비트 I0, 0은, 레이어0 및 레이어2에 중복하여 맵핑되고, 정보 비트 I0, 1은, 레이어0 및 레이어3에 중복하여 맵핑되고, 정보 비트 I1, 0은, 레이어1 및 레이어3에 중복하여 맵핑되고, 정보 비트 I1, 1은, 레이어1 및 레이어2에 중복하여 맵핑된다.
즉, 레이어0 및 레이어1에는, 원래의 정보 비트 I0, I1이 그대로의 순서로 연속하여 맵핑되는 한편, 레이어2 및 레이어3에는, 레이어0 및 레이어1에 맵핑되는 정보 비트의 일부가 중복하여 맵핑된다. 따라서, 레이어0과 레이어2 또는 레이어3을 비교하면, 일부의 정보 비트 I0, 0, I0, 1이 중복되고, 일부의 정보 비트 I1, 1, I1, 0이 상위하고 있다. 마찬가지로, 레이어1과 레이어2 또는 레이어3을 비교하면, 일부의 정보 비트 I1, 1, I1, 0이 중복되고, 일부의 정보 비트 I0, 0, I0, 1이 상위하고 있다.
이와 같이, 크로스 레이어 맵핑부(101)에 의한 맵핑은, 레이어0 및 레이어1을 기준으로 하여, 레이어0 및 레이어1의 각각과 일부가 중복되고, 일부가 상위하는 레이어2 및 레이어3을 생성함으로써 행해진다. 또한, 여기서는, 레이어0 및 레이어1의 모든 정보 비트 I0, 0, I0, 1, I1, 0, I1, 1이 모두 중복되는 것으로 하였지만, 반드시 모든 정보 비트 I0, 0, I0, 1, I1, 0, I1, 1이 중복되지 않아도 된다. 요컨대, 기준으로 되는 레이어(여기서는 레이어0 및 레이어1)와 그 이외의 레이어(여기서는 레이어2 및 레이어3)의 임의의 조합에서, 일부의 정보 비트가 중복되고, 일부의 정보 비트가 상위하고 있으면 된다.
크로스 레이어 맵핑부(101)에 의해 레이어0∼3에 각각 맵핑된 정보 비트는, 각각 CRC 부가부(102-0∼102-3)에 출력되고, CRC 부가부(102-0∼102-3)에 의해, 레이어0∼3의 정보 비트에 따른 CRC가 부가된다. 그리고, CRC를 포함하는 레이어0∼3의 정보 비트는, 대응하는 터보 부호화부(103-0∼103-3)에 출력되어, 터보 부호화된다. 구체적으로는, 터보 부호화부(103-0)에 의해, 레이어0의 정보 비트 I0, 0 및 정보 비트 I0, 1에 용장 비트 P0, 0, 0, 1이 부가되고, 터보 부호화부(103-1)에 의해, 레이어1의 정보 비트 I1, 0 및 정보 비트 I1, 1에 용장 비트 P1, 0, 1, 1이 부가된다. 마찬가지로, 터보 부호화부(103-2)에 의해, 레이어2의 정보 비트 I0, 0 및 정보 비트 I1, 1에 용장 비트 P0, 0, 1, 1이 부가되고, 터보 부호화부(103-3)에 의해, 레이어3의 정보 비트 I0, 1 및 정보 비트 I1, 0에 용장 비트 P0, 1, 1, 0이 부가된다.
터보 부호화부(103-0∼103-3)에서의 터보 부호화에 의해 얻어지는 정보 비트와 용장 비트의 조합은, 각각 1개의 패킷으로 된다. 즉, 정보 비트 I0, 0 및 정보 비트 I0, 1과 용장 비트 P0, 0, 0, 1의 조합은 레이어0의 패킷으로 되고, 정보 비트 I1, 0 및 정보 비트 I1, 1과 용장 비트 P1, 0, 1, 1의 조합은 레이어1의 패킷으로 된다. 또한, 정보 비트 I0, 0 및 정보 비트 I1, 1과 용장 비트 P0, 0, 1, 1의 조합은 레이어2의 패킷으로 되고, 정보 비트 I0, 1 및 정보 비트 I1, 0과 용장 비트 P0, 1, 1, 0의 조합은 레이어3의 패킷으로 된다.
이때, 전술한 바와 같이, 레이어0 및 레이어1에서는, 원래의 정보 비트 I가 그대로의 순서로 연속하고 있기 때문에, 도 4에 도시한 바와 같이, 레이어0 및 레이어1의 패킷을 「원패킷」이라고 하는 것으로 한다. 한편, 레이어2 및 레이어3에서는, 레이어0 및 레이어1의 정보 비트가 보조적으로 중복하여 맵핑되어 있기 때문에, 도 4에 도시한 바와 같이, 레이어2 및 레이어3의 패킷을 「보조 패킷」이라고 하는 것으로 한다. 또한, 도 4에서는, CRC의 도시를 생략하고 있다. 또한, 이하의 설명에서 참조하는 도면에서도, CRC의 도시를 생략하지만, 실제는 각 레이어의 정보 비트에 CRC가 부가되어 있다.
레이어0∼3의 패킷은, 변조부(104-0∼104-3)에 의해 변조되고, MIMO 프리코딩부(105)에 의해 채널 특성에 따른 프리코딩이 실시되어, 각각 대응하는 안테나(106-0∼106-3)로부터 송신된다. 즉, 안테나(106-0)에 의해, 레이어0의 원패킷이 송신되고, 안테나(106-1)에 의해, 레이어1의 원패킷이 송신되고, 안테나(106-2)에 의해, 레이어2의 보조 패킷이 송신되고, 안테나(106-3)에 의해, 레이어3의 보조 패킷이 송신된다. 이들 패킷은, 각각 상이한 채널로 전파된 후에 합성되어, 수신 장치의 각 안테나(201-0∼201-3)에 의해 수신되게 된다.
[수신 장치의 수신 동작]
다음으로, 도 2에 도시한 수신 장치의 동작에 대하여, 도 5에 도시하는 플로우도를 참조하면서, 구체적으로 예를 들어 설명한다.
안테나(201-0∼201-3)에서의 수신 데이터는, MIMO 처리부(202)에 의해 소정의 행렬 연산 등의 수신 처리가 실시됨으로써(스텝 S101), 송신 장치에서의 레이어0∼3의 패킷으로 분리된다. 이들 레이어0∼3의 패킷은, 최대비 합성부(203-0∼203-3)에 입력된다. 이때, 각각의 최대비 합성부(203-0∼203-3)에는, 대응하는 레이어0∼3의 패킷 외에, 이들 레이어0∼3과 중복되는 부분을 갖는 레이어의 패킷이 입력된다.
구체적으로는, 레이어0과 레이어2 및 레이어3이 중복되는 부분을 갖기 때문에, 최대비 합성부(203-0)에는, 레이어0, 레이어2 및 레이어3의 패킷이 입력된다. 또한, 레이어1과 레이어2 및 레이어3이 중복되는 부분을 갖기 때문에, 최대비 합성부(203-1)에는, 레이어1, 레이어2 및 레이어3의 패킷이 입력된다. 마찬가지로, 레이어2와 레이어0 및 레이어1이 중복되는 부분을 갖기 때문에, 최대비 합성부(203-2)에는, 레이어0, 레이어1 및 레이어2의 패킷이 입력된다. 또한, 레이어3과 레이어0 및 레이어1이 중복되는 부분을 갖기 때문에, 최대비 합성부(203-3)에는, 레이어0, 레이어1 및 레이어3의 패킷이 입력된다.
그리고, 최대비 합성부(203-0∼203-3)에 의해, 각 패킷의 중복되는 부분이 최대비 합성된다(스텝 S102). 즉, 도 6에 도시한 바와 같이, 최대비 합성부(203-0)에서는, 레이어0 및 레이어2의 정보 비트 I0, 0이 최대비 합성되고, 레이어0 및 레이어3의 정보 비트 I0, 1이 최대비 합성된다. 또한, 최대비 합성부(203-1)에서는, 레이어1 및 레이어2의 정보 비트 I1, 1이 최대비 합성되고, 레이어1 및 레이어3의 정보 비트 I1, 0이 최대비 합성된다. 마찬가지로, 최대비 합성부(203-2)에서는, 레이어2 및 레이어0의 정보 비트 I0, 0이 최대비 합성되고, 레이어2 및 레이어1의 정보 비트 I1, 1이 최대비 합성된다. 또한, 최대비 합성부(203-3)에서는, 레이어3 및 레이어0의 정보 비트 I0, 1이 최대비 합성되고, 레이어3 및 레이어1의 정보 비트 I1, 0이 최대비 합성된다.
이와 같이, 최대비 합성부(203-0∼203-3)에 의해 상이한 레이어의 패킷의 중복되는 부분이 최대비 합성됨으로써, 상이한 채널로 전파된 패킷이 합성되는 것이기 때문에, 다이버시티 게인이 얻어진다. 결과적으로, 수신 품질의 열화를 보상할 수 있다.
최대비 합성부(203-0∼203-3)에 의해 각각 정보 비트가 최대비 합성된 레이어0∼3의 패킷은, 터보 복호화부(204-0∼204-3)로 출력되어, 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의해, 터보 복호화된다(스텝 S103). 즉, 각각의 패킷에 포함되는 용장 비트와 미리 설정되어 있는 LLR이 이용되어 복호가 행해져, 각 레이어의 패킷의 정보 비트의 연판정값이 얻어진다. 구체적으로는, 터보 복호화부(204-0)에 의해, 용장 비트 P0, 0, 0, 1이 이용됨으로써, 정보 비트 I0, 0, I0, 1의 연판정값이 얻어지고, 터보 복호화부(204-1)에 의해, 용장 비트 P1, 0, 1, 1이 이용됨으로써, 정보 비트 I1, 0, I1, 1의 연판정값이 얻어진다. 마찬가지로, 터보 복호화부(204-2)에 의해, 용장 비트 P0, 0, 1, 1이 이용됨으로써, 정보 비트 I0, 0, I1, 1의 연판정값이 얻어지고, 터보 복호화부(204-3)에 의해, 용장 비트 P0, 1, 1, 0이 이용됨으로써, 정보 비트 I0, 1, I1, 0의 연판정값이 얻어진다.
터보 복호화에 의해 얻어진 연판정값은, 연판정값 합성부(205)에 의해 합성된다(스텝 S104). 즉, 터보 복호화부(204-0∼204-3)에서는, 중복되는 정보 비트의 터보 복호화가 실행되고 있기 때문에, 중복되는 정보 비트의 연판정값이 연판정값 합성부(205)에 의해 합성된다. 구체적으로는, 도 7에 도시한 바와 같이, 레이어0 및 레이어2의 정보 비트 I0, 0의 연판정값이 합성되고, 레이어0 및 레이어3의 정보 비트 I0, 1의 연판정값이 합성되고, 레이어1 및 레이어3의 정보 비트 I1, 0의 연판정값이 합성되고, 레이어1 및 레이어2의 정보 비트 I1, 1의 연판정값이 합성된다. 이와 같이, 동일한 정보 비트에 대하여 상이한 레이어의 연판정값을 합성함으로써, 송신 장치의 크로스 레이어 맵핑에 의한 게인이 얻어진다. 결과적으로, 수신 품질의 열화를 보상할 수 있다.
각각의 레이어0∼3의 정보 비트의 연판정값의 합성 결과는, 경판정부(206)로 출력되어, 경판정이 행해진다(스텝 S105). 즉, 정보 비트 I0, 0, I0, 1, I1, 0, I1, 1을 포함하는 각 레이어0∼3의 정보 비트가 각각 「0」 또는 「1」 중 어느 쪽의 경판정값에 대응하는지가 결정된다. 본 실시 형태에서는, 연판정값 합성부(205)에서의 연판정값의 합성 후에 경판정이 행해지기 때문에, 경판정부(206)에서 얻어지는 경판정값의 정밀도가 높다.
그리고, 레이어0∼3의 경판정값은, 오류 검출부(207)로 출력되어, 각 레이어의 경판정값 중의 CRC에 상당하는 부분이 이용됨으로써, 레이어마다의 경판정값의 오류 검출이 행해진다(스텝 S106). 레이어마다의 오류 검출 결과는, 복호 제어부(208)에 통지되어, 복호 제어부(208)에 의해, 모든 레이어0∼3의 경판정값에 오류가 없었는지, 또는 모든 레이어0∼3의 경판정값에 오류가 있었는지가 판단된다(스텝 S107).
이 판단의 결과, 모든 레이어0∼3의 경판정값에 오류가 없었던 경우에는(스텝 S107 "예"), 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의한 반복 복호가 불필요하기 때문에, 복호 제어부(208)에 의해 반복 복호의 정지가 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 지시된다. 또한, 이 경우에는, 원패킷으로부터 얻어진 경판정값이 송신 장치에서의 정보 비트와 동일하다고 생각되기 때문에, 오류 검출부(207)에 의해, 예를 들면 레이어0 및 레이어1의 경판정값이 정보 비트로서 출력된다.
마찬가지로, 모든 레이어0∼3의 경판정값에 오류가 있었던 경우에는(스텝 S107 "예"), 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의한 반복 복호를 행해도, 에러 레이트를 개선하는 것이 곤란하기 때문에, 복호 제어부(208)에 의해 반복 복호의 정지가 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 지시된다. 또한, 이 경우에는, 송신 장치에 대하여 패킷의 재송이 요구되도록 해도 된다.
한편, 경판정값에 오류가 없는 레이어와 경판정값에 오류가 있는 레이어가 적어도 1개씩 있는 경우에는(스텝 S107 "아니오"), 계속해서 복호 제어부(208)에 의해, 경판정값에 오류가 없는 레이어가 전회의 복호 시와 비교하여 증가하였는지의 여부가 판정된다(스텝 S108). 여기서는, 첫회의 복호가 행해진 후이기 때문에, 경판정값에 오류가 없는 레이어가 증가하였다고 판정되고(스텝 S108 "예"), 복호 제어부(208)에 의해, 반복 복호의 실행이 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 지시된다.
그리고, LLR 설정부(109)에 의해, 오류가 없는 경판정값이 터보 복호화부(204-0∼204-3)로 피드백되어, 각 레이어0∼3의 정보 비트 중, 오류가 없는 경판정값에 대응하는 부분이 경판정값으로 치환된다. 즉, 오류 검출부(207)에서의 오류 검출의 결과, 예를 들면 레이어0의 경판정값에 오류가 없다고 판정되면, 레이어0의 경판정값은 정보 비트 I0, 0, I0, 1에 대응하기 때문에, LLR 설정부(209)에 의해, 정보 비트 I0, 0, I0, 1에 대응하는 경판정값이 피드백된다. 그리고, 정보 비트 I0, 0, I0, 1은, 레이어2 및 레이어3에도 포함되어 있기 때문에, 터보 복호화부(204-2, 204-3)에서, 레이어2 및 레이어3의 정보 비트 I0, 0, I0, 1의 부분이 LLR 설정부(209)에 의해 피드백된 경판정값으로 치환된다.
이와 같이, 원패킷(여기서는 레이어0 및 레이어1의 패킷)의 경판정값이 LLR 설정부(209)에 의해 피드백되는 경우에는, 보조 패킷(여기서는 레이어2 및 레이어3의 패킷)의 일부분이 피드백된 경판정값으로 치환된다. 반대로, 보조 패킷의 경판정값이 LLR 설정부(209)에 의해 피드백되는 경우에는, 원패킷의 일부분이 피드백된 경판정값으로 치환된다. 동시에, LLR 설정부(209)에 의해, 경판정값으로 치환된 부분의 LLR이 무한대로 설정된다(스텝 S109). 즉, 첫회의 복호 후, 터보 복호화부(204-0∼204-3)에서는, 각 패킷의 일부분이 오류가 없는 경판정값으로 치환되고, 해당하는 부분의 LLR이 최대로 설정된다.
그리고, 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의해, 다시 패킷이 터보 복호화된다(스텝 S103). 이때, 패킷의 일부분이 경판정값으로 치환된 레이어에 대응하는 터보 복호화부(204-0∼204-3)가 터보 복호화를 행하면 된다. 이 2회째의 복호 시에는, 패킷의 일부분이 오류가 없는 경판정값으로 치환되어 있음과 함께, 해당하는 부분의 LLR이 무한대로 되어 있다. 이 때문에, 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의해, 패킷 중의 경판정값의 부분에 오류가 없다고 하는 전제 하에서 터보 복호화가 행해져, 첫회의 복호 시보다도 정밀도가 높은 연판정값이 얻어진다.
그리고, 첫회의 복호 시와 마찬가지로, 연판정값 합성부(205)에 의해 각 레이어0∼3의 연판정값이 합성되고(스텝 S104), 경판정부(206)에 의해 합성 후의 연판정값이 경판정되고(스텝 S105), 오류 검출부(207)에 의해 CRC를 이용한 오류 검출이 행해진다(스텝 S106). 이 결과, 모든 레이어0∼3의 경판정값에 오류가 없어지면(스텝 S107 "예"), 복호 제어부(208)에 의해, 반복 복호의 정지가 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 지시된다.
또한, 경판정값에 오류가 있는 레이어가 남아 있는 경우라도(스텝 S107 "아니오"), 전회의 복호 시와 비교하여, 경판정값에 오류가 없는 레이어가 증가하지 않았으면(스텝 S108 "아니오"), 현시점 이상의 에러 레이트의 개선이 곤란하다고 생각된다. 따라서, 복호 제어부(208)에 의해 반복 복호의 정지가 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 지시된다. 한편, 전회의 복호 시와 비교하여, 경판정값에 오류가 없는 레이어가 증가하고 있으면(스텝 S108 "예"), 모든 레이어0∼3의 경판정값에 오류가 없어지거나, 경판정값에 오류가 없는 레이어가 증가하지 않게 될 때까지, 전술한 반복 복호가 행해진다.
[반복 복호의 구체예]
다음으로, 본 실시 형태에 따른 반복 복호의 구체예에 대하여, 도 8을 참조하면서 설명한다. 이하에서는, 2회째 이후의 복호 시에도 모든 터보 복호화부(204-0∼204-3)가 터보 복호화를 실행하는 것으로 한다.
우선, 도 8의 좌측 상단에 도시한 바와 같이, 1회째의 복호의 결과, 레이어3의 경판정값으로부터는 오류가 검출되지 않고, 레이어0∼2의 경판정값으로부터는 오류가 검출된 것으로 한다. 이 경우, 경판정값에 오류가 없는 레이어 및 경판정값에 오류가 있는 레이어가 적어도 1개씩은 있기 때문에, 복호 제어부(208)에 의해, 반복 복호의 실행이 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 지시된다. 또한, 레이어3의 경판정값에는 오류가 없기 때문에, LLR 설정부(209)에 의해, 레이어0의 정보 비트 I0, 1 및 레이어1의 정보 비트 I1, 0이 각각 레이어3의 경판정값으로 치환되고, 이들 정보 비트의 LLR이 무한대로 설정된다.
즉, 2회째의 복호 시에는, 도 8의 우측 상단에 도시한 바와 같이, 레이어0 및 레이어1의 패킷 중 도면 중 흑색으로 나타내는 부분의 LLR이 무한대로 설정되어 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의한 터보 복호화가 행해진다. 이와 같이, 레이어0에서의 정보 비트 I0, 1과 레이어1에서의 정보 비트 I1, 0이 올바르다고 하는 전제 하에서 복호가 행해지기 때문에, 레이어0 및 레이어1의 연판정값의 정밀도가 1회째의 복호 시보다도 높아진다. 이 결과, 2회째의 복호에 의해, 레이어0의 경판정값으로부터 오류가 검출되지 않게 된 것으로 한다.
이 경우, 경판정값에 오류가 없는 레이어(즉 레이어0, 3) 및 경판정값에 오류가 있는 레이어(즉 레이어1, 2)가 적어도 1개씩은 있음과 함께, 1회째의 복호 시와 비교하여, 경판정값에 오류가 없는 레이어가 증가하였기 때문에, 복호 제어부(208)에 의해, 반복 복호의 실행이 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 지시된다. 또한, 새롭게 레이어0의 경판정값에 오류가 없어졌기 때문에, LLR 설정부(209)에 의해, 레이어2의 정보 비트 I0, 0이 레이어0의 경판정값으로 치환되고, 이 정보 비트 I0, 0의 LLR이 무한대로 설정된다.
즉, 3회째의 복호 시에는, 도 8의 좌측 하단에 도시한 바와 같이, 레이어2의 패킷 중 도면 중 흑색으로 나타내는 부분의 LLR이 무한대로 설정되어 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의한 터보 복호화가 행해진다. 이와 같이, 레이어2에서의 정보 비트 I0, 0이 올바르다고 하는 전제 하에서 복호가 행해지기 때문에, 레이어2의 연판정값의 정밀도가 1회째 및 2회째의 복호 시보다도 높아진다. 이 결과, 3회째의 복호에 의해, 레이어2의 경판정값으로부터 오류가 검출되지 않게 된 것으로 한다.
이 경우, 경판정값에 오류가 없는 레이어(즉 레이어0, 2, 3) 및 경판정값에 오류가 있는 레이어(즉 레이어1)가 적어도 1개씩은 있음과 함께, 2회째의 복호 시와 비교하여, 경판정값에 오류가 없는 레이어가 증가하였기 때문에, 복호 제어부(208)에 의해, 반복 복호의 실행이 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 지시된다. 또한, 새롭게 레이어2의 경판정값에 오류가 없어졌기 때문에, LLR 설정부(209)에 의해, 레이어1의 정보 비트 I1, 1이 레이어2의 경판정값으로 치환되고, 이 정보 비트 I1, 1의 LLR이 무한대로 설정된다.
즉, 4회째의 복호 시에는, 도 8의 우측 하단에 도시한 바와 같이, 레이어1의 패킷 중 도면 중 흑색으로 나타내는 부분의 LLR이 무한대로 설정되어 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 의한 터보 복호화가 행해진다. 이와 같이, 레이어1에서의 정보 비트 I1, 0, I1, 1이 올바르다고 하는 전제 하에서 복호가 행해지기 때문에, 레이어1의 연판정값의 정밀도가 1∼3회째의 복호 시보다도 높아진다. 이 결과, 4회째의 복호에 의해, 레이어1의 경판정값으로부터 오류가 검출되지 않게 된 것으로 한다.
이 경우, 모든 레이어의 경판정값에 오류가 없어졌기 때문에, 복호 제어부(208)에 의해, 반복 복호의 정지가 터보 복호화부(204-0∼204-3)에 지시된다. 또한, 레이어0 및 레이어1의 경판정값이 송신 장치에서의 정보 비트로서 오류 검출부(207)로부터 출력된다. 이와 같은 반복 복호를 실행함으로써, 수신 데이터의 에러 레이트의 저감을 도모할 수 있다. 바꾸어 말하면, 수신 품질이 다소 열화되어도, 일정 기준의 에러 레이트를 만족시킬 수 있어, 재송의 발생 빈도가 저하된다. 결과적으로, MIMO 통신에서의 스루풋을 확실하게 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 실시 형태에 따른 반복 복호를 실행하는 경우와 종래의 복호를 실행하는 경우의 각각에서의 수신 품질과 에러 레이트의 관계의 구체예를 도시하는 도면이다. 도 9 상단은, 송신 장치에서의 변조 방식이 QPSK인 경우의 SNR(Signal to Noise Ratio)과 BLER(BLock Error Rate)의 관계를 나타내고, 도 9 하단은, 송신 장치에서의 변조 방식이 64QAM인 경우의 SNR과 BLER의 관계를 나타낸다. 또한, 도면 중 흰색의 마크로 나타낸 그래프는 본 실시 형태에 따른 반복 복호에 대응하고, 도면 중 검은 색의 마크로 나타낸 그래프는 종래의 복호에 대응한다. 또한, 원 마크로 나타낸 그래프는, 송신 장치에서의 부호화율이 3분의 1인 경우에 대응하고, 사각 마크로 나타낸 그래프는, 송신 장치에서의 부호화율이 2분의 1인 경우에 대응하고, 삼각 마크로 나타낸 그래프는, 송신 장치에서의 부호화율이 4분의 3인 경우에 대응한다.
이들 그래프로부터 명백해지는 바와 같이, 어느 변조 방식 및 부호화율에서도, 동레벨의 BLER을 만족시키기 위해서 필요한 SNR은, 본 실시 형태에 따른 반복 복호를 실행한 경우 쪽이 낮게 되어 있다. 이것은, 본 실시 형태에 따른 반복 복호를 실행함으로써, 다소 수신 품질이 열화되어도, 일정 기준의 에러 레이트를 달성할 수 있는 것을 의미하고 있다. 구체적으로는, 변조 방식으로서 QPSK가 채용되는 경우에는, SNR이 종래보다 2.2∼3.0㏈ 정도 열화되어도, 본 실시 형태에 따른 반복 복호에 의해 수신 품질의 열화를 보상할 수 있다. 또한, 변조 방식으로서 64QAM이 채용되는 경우에는, SNR이 종래보다 3.5∼4.3㏈ 정도 열화되어도, 본 실시 형태에 따른 반복 복호에 의해 수신 품질의 열화를 보상할 수 있다. 또한, 도 9에는 도시하고 있지 않지만, 변조 방식으로서 16QAM이 채용되는 경우에는, SNR이 종래보다 3.0∼3.5㏈ 정도 열화되어도, 본 실시 형태에 따른 반복 복호에 의해 수신 품질의 열화를 보상할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 송신 장치는, 정보 비트를 복수의 레이어에 맵핑할 때, 1개의 레이어에 맵핑되는 정보 비트의 일부를 다른 레이어에 중복하여 맵핑하는 크로스 레이어 맵핑을 행하고, 각 레이어의 패킷을 복수의 안테나로부터 송신한다. 그리고, 수신 장치는, 각 레이어의 패킷을 분리한 후, 레이어의 중복되는 부분을 합성하면서 레이어마다의 복호화를 행하고, 오류가 검출되지 않은 레이어의 복호 결과를 피드백하여 반복 복호를 실행한다. 이 때문에, 복수의 레이어의 중복되는 부분에 의해 서로의 레이어를 보상할 수 있어, 수신 데이터의 에러 레이트를 저감하여, 확실하게 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 일 실시 형태에서는, 수신 장치의 최대비 합성부(203-0∼203-3)에 의해 레이어0∼3의 패킷이 합성되는 것으로 하였지만, 이들 패킷의 합성은, 최대비 합성에 한정되지 않는다. 즉, 레이어0∼3의 패킷의 에너지가 합성되어 다이버시티 게인이 얻어지면, 레이어0∼3의 패킷의 합성 방법은, 임의이어도 된다.
또한, 상기 일 실시 형태에서는, 송신 장치 및 수신 장치가 각각 4개의 안테나를 구비하는 4×4의 MIMO 통신을 예로 들어 설명하였지만, 송신 장치 및 수신 장치의 안테나수는 4개로 한정되지 않는다. 즉, 일반적으로, 송신 장치 및 수신 장치가 각각 m개(m은 2 이상의 정수)의 안테나를 구비하고 있는 경우에도, m개의 레이어 중 n개(n<m)의 레이어의 패킷을 원패킷으로 하고, (m-n)개의 레이어의 패킷을 보조 패킷으로 함으로써, 상기 일 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로는, 도 10에 도시한 바와 같이, 레이어0부터 레이어(n-1)의 n개의 레이어의 패킷을 원패킷으로 하면, 레이어n부터 레이어(m-1)의 (m-n)개의 레이어의 패킷이 보조 패킷으로 된다. 레이어0∼(n-1)의 n개의 원패킷에서는, 각각 정보 비트에 용장 비트 P0∼Pn-1이 부가되어 있다. 한편, 레이어n∼(m-1)의 (m-n)개의 보조 패킷에서는, n개의 원패킷 각각의 정보 비트를 등분한 것이 조합되어 정보 비트가 구성되어 있고, 정보 비트 전체에 용장 비트 Pn∼Pm-1이 부가되어 있다. 또한, 도 10에서, 각종 해칭은, 각각의 레이어의 원패킷의 정보 비트를 구별하여 나타내고 있다.
이와 같은 크로스 레이어 맵핑에 의해, 예를 들면 레이어0의 원패킷과 레이어n의 보조 패킷을 비교하면, 정보 비트의 일부가 중복되어 있음과 함께, 정보 비트의 일부가 상위하고 있다. 마찬가지로, 임의의 원패킷과 보조 패킷의 조합에서, 정보 비트의 일부가 중복되어 있음과 함께, 정보 비트의 일부가 상위하고 있다. 이 때문에, 수신 장치에서는, 각 레이어의 패킷의 복호 후에, 중복되는 정보 비트의 부분에 대하여 연판정값을 합성할 수 있어, 복호 정밀도가 향상된다. 또한, 원패킷 및 보조 패킷 중 어느 한쪽이 정확하게 복호되어, 경판정값에 오류가 검출되지 않게 되면, 대응하는 보조 패킷 및 원패킷 중 어느 다른 쪽의 일부를 오류가 검출되지 않은 경판정값으로 치환하여 반복 복호할 수 있다. 이 결과, 복호가 반복될 때마다, 상승적으로 각 레이어의 패킷의 복호 정밀도가 향상되어, 에러 레이트를 저감할 수 있다. 이에 의해, 패킷의 재송의 발생을 억제하여, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 원패킷의 정보 비트는, 보조 패킷의 정보 비트의 일부와 중복되어 있지만, 반드시 원패킷의 모든 정보 비트가 보조 패킷의 정보 비트의 일부와 중복될 필요는 없다. 즉, 예를 들면 도 11에 도시한 바와 같이, 2개의 레이어0, 1로만 정보 비트가 맵핑되는 경우 등은, 레이어0에 맵핑되는 정보 비트의 예를 들면 반수가 레이어1에 중복하여 맵핑되어 있으면 된다. 이와 같은 경우에서도, 레이어0의 패킷을 원패킷으로 하고, 레이어1의 패킷을 보조 패킷으로 하면, 이들 패킷간에서 정보 비트의 일부가 중복되어 있음과 함께, 정보 비트의 일부가 상위하고 있다.
또한, 상기 일 실시 형태에서는, 송신 장치의 터보 부호화부(103-0∼103-3)가 모두 동일한 부호화율로 터보 부호화를 행하는 것으로서 설명하였지만, 각 레이어의 부호화율은 상이해도 된다. 구체적으로는, 도 12에 도시한 바와 같이, 각 레이어의 패킷의 부호화율이 상이해도, 원패킷과 보조 패킷의 조합에서, 정보 비트의 일부가 중복되고, 정보 비트의 일부가 상위하고 있다. 이와 같은 경우에는, 송신 장치의 크로스 레이어 맵핑부(101)는, 각 레이어에서의 부호화율을 고려한 맵핑을 행하게 된다. 즉, 크로스 레이어 맵핑부(101)는, 레이어0∼(n-1)의 원패킷의 정보 비트를 레이어n∼(m-1)의 각 보조 패킷의 부호화율에 따라서 분배하여 맵핑한다. 그리고, 터보 부호화부는, 각각 원패킷 또는 보조 패킷에 포함되는 정보 비트의 사이즈에 따른 부호화율로 부호화한다.
101 : 크로스 레이어 맵핑부
102-0∼102-3 : CRC 부가부
103-0∼103-3 : 터보 부호화부
104-0∼104-3 : 변조부
105 : MIMO 프리코딩부
106-0∼106-3, 201-0∼201-3 : 안테나
202 : MIMO 처리부
203-1∼203-3 : 최대비 합성부
204-1∼204-3 : 터보 복호화부
205 : 연판정값 합성부
206 : 경판정부
207 : 오류 검출부
208 : 복호 제어부
209 : LLR 설정부

Claims (14)

  1. 복수의 안테나에 대응하는 복수의 레이어 중 제1 레이어에 정보 데이터를 맵핑함과 함께, 제2 레이어에 상기 제1 레이어에 맵핑된 정보 데이터와 일부가 중복되고 일부가 상위하는 정보 데이터를 맵핑하는 맵핑부와,
    상기 맵핑부에 의해 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어에 맵핑된 정보 데이터에 레이어마다의 오류 검출 부호화 및 오류 정정 부호화를 실시하여 송신 데이터를 생성하는 부호화부와,
    상기 부호화부에 의해 생성된 레이어마다의 송신 데이터를 각각의 레이어에 대응하는 안테나로부터 송신하는 송신부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부호화부는,
    상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어에 맵핑된 정보 데이터에 각각 CRC 부호를 부가하는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 맵핑부는,
    상기 제1 레이어에 맵핑된 정보 데이터를 분할하여 복수의 부분 정보 데이터를 생성하고, 상기 제2 레이어의 정보 데이터의 일부로서 어느 하나의 부분 정보 데이터를 맵핑하는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 맵핑부는,
    상기 제1 레이어에 맵핑된 정보 데이터를 등분하여 상기 부분 정보 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 맵핑부는,
    상기 제2 레이어에 맵핑된 부분 정보 데이터 이외의 부분 정보 데이터를 제1 및 제2 레이어와는 상이한 레이어에 맵핑하고,
    상기 부호화부는,
    부분 정보 데이터가 맵핑된 모든 레이어의 정보 데이터를 동일한 부호화율로 오류 정정 부호화하는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 맵핑부는,
    상기 제2 레이어에 맵핑된 부분 정보 데이터 이외의 부분 정보 데이터를 제1 및 제2 레이어와는 상이한 레이어에 맵핑하고,
    상기 부호화부는,
    부분 정보 데이터가 맵핑된 레이어의 정보 데이터를 각각의 부분 정보 데이터의 사이즈에 따른 부호화율로 오류 정정 부호화하는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  7. 맵핑된 정보 데이터의 일부가 중복되고 일부가 상위하는 복수의 레이어의 데이터를 수신하고, 수신 데이터를 레이어마다의 레이어별 데이터로 분리하는 수신 처리부와,
    상기 수신 처리부에 의해 분리되어 얻어진 레이어별 데이터를 오류 정정 복호화하여 레이어마다의 연판정값을 생성하는 복호화부와,
    상기 복호화부에 의해 생성된 레이어마다의 연판정값 중 복수의 레이어에 중복하여 맵핑된 정보 데이터에 대응하는 연판정값을 합성하는 합성부와,
    상기 합성부에 의해 합성되어 얻어진 연판정값을 이용하여 레이어별 데이터를 경판정하는 판정부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수신 처리부에 의해 분리되어 얻어진 각 레이어별 데이터에, 자기 레이어의 정보 데이터와 중복하여 맵핑된 정보 데이터에 대응하는 타레이어의 레이어별 데이터의 일부분을 합성하는 데이터 합성부를 더 갖고,
    상기 복호화부는,
    상기 데이터 합성부에 의한 합성 후의 레이어별 데이터를 오류 정정 복호화하는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 판정부에 의한 레이어별 데이터의 경판정 결과로부터 오류를 검출하는 검출부와,
    상기 검출부에 의한 오류 검출의 결과, 오류가 검출되지 않은 레이어별 데이터의 경판정 결과를 상기 복호화부로 피드백하는 피드백부를 더 갖고,
    상기 복호화부는,
    레이어별 데이터의 상기 피드백부에 의해 피드백된 경판정 결과에 대응하는 부분을 그 경판정 결과로 치환하여 오류 정정 복호화하는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복호화부는,
    상기 경판정 결과로 치환된 부분의 대수 우도비(尤度比)를 무한대로 설정한 후에, 치환 후의 레이어별 데이터를 터보 복호화하는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 검출부에 의한 오류 검출의 결과, 모든 레이어별 데이터로부터 오류가 검출되지 않은 경우에, 상기 복호화부에 의한 오류 정정 복호화를 정지시키는 제어부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 검출부에 의한 오류 검출의 결과, 오류가 검출되지 않은 레이어별 데이터의 수가 전회의 오류 검출 시로부터 증가하지 않은 경우에, 상기 복호화부에 의한 오류 정정 복호화를 정지시키는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 장치.
  13. 복수의 안테나에 대응하는 복수의 레이어 중 제1 레이어에 정보 데이터를 맵핑함과 함께, 제2 레이어에 상기 제1 레이어에 맵핑된 정보 데이터와 일부가 중복되고 일부가 상위하는 정보 데이터를 맵핑하는 맵핑 스텝과,
    상기 맵핑 스텝에서 상기 제1 레이어 및 상기 제2 레이어에 맵핑된 정보 데이터에 레이어마다의 오류 검출 부호화 및 오류 정정 부호화를 실시하여 송신 데이터를 생성하는 부호화 스텝과,
    상기 부호화 스텝에서 생성된 레이어마다의 송신 데이터를 각각의 레이어에 대응하는 안테나로부터 송신하는 송신 스텝
    을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 방법.
  14. 맵핑된 정보 데이터의 일부가 중복되고 일부가 상위하는 복수의 레이어의 데이터를 수신하고, 수신 데이터를 레이어마다의 레이어별 데이터로 분리하는 수신 처리 스텝과,
    상기 수신 처리 스텝에서 분리되어 얻어진 레이어별 데이터를 오류 정정 복호화하여 레이어마다의 연판정값을 생성하는 복호화 스텝과,
    상기 복호화 스텝에서 생성된 레이어마다의 연판정값 중 복수의 레이어에 중복하여 맵핑된 정보 데이터에 대응하는 연판정값을 합성하는 합성 스텝과,
    상기 합성 스텝에서 합성되어 얻어진 연판정값을 이용하여 레이어별 데이터를 경판정하는 판정 스텝
    을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 안테나 통신 방법.
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