KR20120096510A

KR20120096510A - 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20120096510A
Application number: KR1020127015593A
Authority: KR
Inventors: 정홍실; 윤성렬; 김재열; 양현구; 이학주; 명세호; 정진희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2012-08-30
Also published as: AU2010322598B2; KR20110055410A; JP2013511237A; KR101723258B1; CN102714504A; CN102714504B; AU2010322598A1; JP5612699B2

Abstract

통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법에 관한 것으로써, 특히 다이버시티 효과를 증가시킬 수 있는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 부호어를 구성하는 정보어를 z 번째 프레임에 전송하고, 상기 정보어를 부호화하여 얻은 패리티 비트들과 정보어 비트들 중에서 다수의 비트들을 선택하여 s개의 그룹으로 구성하고, 상기 s개의 그룹을 각각 z 번째 프레임보다 앞선 s개의 프레임에 전송한다. 본 발명은 데이터 전송 시 LDPC 부호를 사용함에 있어서, 패리티 비트들을 전송하는 특정 방법을 사용함으로써 통신 시스템의 성능을 개선할 수 있다.

Description

통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA IN A COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 다이버시티 효과를 얻기 위한 송수신 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선 통신 시스템에서는 채널의 여러 가지 잡음(noise)과 페이딩(fading) 현상 및 심볼간 간섭(inter-symbol interference, 이하 ISI)에 의해 링크(link)의 성능이 현저히 저하된다. 따라서 차세대 이동 통신, 디지털 방송 및 휴대 인터넷과 같이 높은 데이터 처리량과 신뢰도를 요구하는 고속 디지털 통신 시스템들을 구현하기 위해서 잡음과 페이딩 및 ISI를 극복하기 위한 기술을 개발하는 것이 필수적이다. 이러한 연구의 일환으로, 최근에는 정보의 왜곡을 효율적으로 복원하여 통신의 신뢰도를 높이기 위한 방법으로서 오류정정부호(error-correcting code)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

1960년대에 Gallager에 의해서 처음 소개된 LDPC 부호는 당시 기술을 훨씬 능가하는 구현 복잡도로 인해 오랫동안 잊혀져 왔다. 하지만, 1993년 발견된 터보(turbo) 부호가 셰논(Shannon)의 채널 용량에 근접하는 성능을 보임에 따라, 터보 부호의 성능과 특성에 대한 많은 해석이 이루어지면서 반복 복호(iterative decoding)와 그래프를 기반으로 하는 채널 부호화에 대한 많은 연구가 진행되었다. 이를 계기로 1990년대 후반에 상기 LDPC 부호에 대해 재연구되면서 상기 LDPC 부호에 대응되는 Tanner 그래프(factor 그래프의 특별한 경우)상에서 합곱(sum-product) 알고리즘에 기반한 반복 복호(iterative decoding)를 적용하여 복호화를 수행하면 Shannon의 채널 용량에 근접하는 성능을 가짐이 밝혀졌다.

상기 LDPC 부호는 일반적으로 패리티 검사행렬(parity-check matrix)로 정의되며 Tanner 그래프로 통칭되는 이분(bipartite) 그래프를 이용하여 표현될 수 있다. LDPC 부호는 K_ldpc개의 비트 혹은 심볼들로 구성되어 있는 정보어를 입력받아 LDPC 부호화를 하여 N_ldpc개의 비트 혹은 심볼들로 구성되어 있는 부호어를 생성한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 K_ldpc개의 비트들로 구성되어 있는 정보어를 입력 받아 N_ldpc개의 비트들로 구성되어 있는 부호어에 대하여서만 설명하고자 한다. 즉, K_ldpc개의 입력 비트들인 정보어

를 입력 받아 LDPC 부호화를 통해

를 생성한다.

즉, 상기 부호어(codeword)는 다수의 비트들로 구성되어 있는 비트열이며, 부호어 비트(codeword bit)는 각각의 비트들을 의미한다. 또한 상기 정보어(information word)는 다수의 비트들로 구성되어 있는 비트열이며, 정보어 비트(information bit)는 정보어를 구성하는 각각의 비트를 의미한다.

이때 systematic 부호인 경우

로 구성되며,

는 패리티 비트들이라 하고 패리티 비트들의 개수

이다.

상기 패리티 검사 행렬로 정의된다는 의미는, LDPC 부호는 수학식 1을 만족 하는 수열 c가 부호어가 됨을 의미한다.

상기 수학식 1에서

이다. 상기 패리티 검사 행렬 H는 N_ldpc개의 열(column)들로 구성되어 있으며 i 번째 열은 i 번째 부호어 비트 와 연관 관계가 있음을 의미한다.

또한 LDPC 부호는 패리티 검사 행렬을 기반으로 이분 그래프로 표현할 수도 있다. 상기 이분 그래프는 그래프를 구성하는 정점들이 서로 다른 2 종류로 나누어져 있음을 의미하며, 상기 LDPC 부호의 경우에는 N_ldpc개의 변수 노드(variable node)와 검사 노드(check node)라 불리는 정점들로 이루어진 이분 그래프로 표현된다. 상기 변수 노드는 부호화된 비트와 일대일 대응된다. 즉 i 번째 변수 노드는 i 번째 부호어 비트에 대응됨을 의미한다.

도 1은 4 개의 행(row)과 8 개의 열(column)로 이루어진 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 H의 예이다. 도 1을 참조하면, 패리티 검사 행렬 H는 열이 8개 있기 때문에 길이가 8인 LDPC 부호어(codeword)를 생성하며, 각 열은 부호화된 8 비트와 대응된다.

도 2는 도 1의 H에 대응하는 Tanner 그래프를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 LDPC 부호의 상기 Tanner 그래프는 8개의 변수 노드들 x₀(202), x₁(204), x₂(206), x₃(208), x₄(210), x₅(212), x₆(214), x₇(216)과 4개의 검사 노드(check node)(218, 220, 222, 224)들로 구성되어 있다. 여기서, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 H의 i번째 열과 j번째 행은 각각 i번째 변수 노드 x_i와 j 번째 검사 노드에 대응된다. 또한, 상기 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 H의 i번째 열과 j번째 행이 교차하는 지점의 1의 값, 즉 0이 아닌 값의 의미는, 상기 도 2와 같이 상기 Tanner 그래프 상에서 상기 변수 노드 x_i와 j번째 검사 노드 사이에 선분(edge)이 존재함을 의미한다.

일반적으로 LDPC 부호는 Tanner 그래프를 이용하여 복호를 수행한다. 즉 변수노드와 검사노드들에서 메세지를 생성하고 각각의 선분을 통해서 상기 메세지를 주고받으면서 반복 복호를 수행한다. 그러므로 하나의 검사노드에 연결된 변수 노드들 사이에는 연관 관계가 형성되며 단축과 천공을 할 때 상기 연관 관계를 잘 고려해야 한다.

상기 LDPC 부호의 Tanner 그래프에서 변수 노드 및 검사 노드의 차수(degree)는 각 노드들에 연결되어 있는 선분의 개수를 의미하며, 이는 상기 LDPC 부호의 패리티 검사행렬에서 해당 노드에 대응되는 열 또는 행에서 0이 아닌 원소(entry)들의 개수와 동일하다. 예를 들어, 상기 도 2에서 변수 노드들 x₀(202), x₁(204), x₂(206), x₃(208), x₄(210), x₅(212), x₆(214), x₇(216)의 차수는 각각 순서대로 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2가 되며, 검사 노드들(218, 220, 222, 224)의 차수는 각각 순서대로 6, 5, 5, 5가 된다. 또한, 상기 도 2의 변수 노드들에 대응되는 상기 도 1의 패리티 검사 행렬 H의 각각의 열에서 0이 아닌 원소들의 개수는 상기한 차수들 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2와 순서대로 일치하며, 상기 도 2의 검사 노드들에 대응되는 상기 도 1의 패리티 검사 행렬 H의 각각의 행에서 0이 아닌 원소들의 개수는 상기한 차수들 6, 5, 5, 5와 순서대로 일치한다. 상기 변수 노드들은 부호어 비트들과 일대일 대응이 된다. 그러므로 i번째 변수 노드와 i번째 부호어 비트가 일대일 대응이 된다고 하면 i번째 변수 노드의 차수를 i번째 부호어 비트의 차수라고 생각할 수 있다.

N_ldpc이 증가하게 되면 패리티 검사 행렬 내에서 1의 밀도는 계속해서 감소하게 된다. 일반적으로 LDPC 부호는 부호 길이 N_ldpc에 대하여 0이 아닌 원소의 밀도가 반비례하므로, N_ldpc이 큰 경우에는 매우 낮은 밀도를 가지게 된다. LDPC 부호의 명칭에서 저밀도(low-density)란 말은 이와 같은 이유로 유래되었다.

LDPC 부호는 패리티 검사 행렬에 의해 정의되기 때문에 주어진 시스템에서 LDPC 부호를 적용하기 위해서는 패리티 검사 행렬을 저장하고 있어야 한다. 통상적으로 LDPC 부호를 저장하기 위해서는 패리티 검사 행렬에서 무게 1의 위치 정보를 저장한다. 하지만, 실제 시스템에서 사용되는 LDPC 부호의 부호어 길이는 수백에서 수십만에 이르기 때문에 LDPC 부호의 부호어 길이가 매우 긴 경우에는 상기 무게 1의 위치 정보를 저장하기 위해 필요한 메모리(memory)가 매우 큰 단점이 있다.

이러한 단점을 극복하기 위해서 특정 구조를 가지는 다양한 LDPC 부호에 대한 연구가 진행되어 왔다. 특정 구조를 가지는 LDPC 부호는 패리티 검사 행렬에서 무게 1의 위치가 특정 조건에 따라 제한되어 있기 때문에 상기 무게 1의 위치를 매우 효율적으로 저장할 수 있다.

도 3은 상기 특정 구조를 가지는 LDPC 부호의 예를 도시한 것이다. 이하 LDPC 부호는 부호어가 정보어를 포함하는 구조인 systematic 구조이다.

상기 도 3을 참조하면, 패리티 검사 행렬은 정보어 파트와 패리티 파트로 구성되며, 정보어 파트는 K_ldpc개의 열(column)로 구성되며, 패리티 파트는

개의 열로 구성된다. 상기 패리티 검사 행렬의 행(row)의 개수는 패리티 파트의 열의 개수와 동일한

로 구성된다.

N_ldpc은 LDPC 부호어의 길이, K_ldpc은 정보어의 길이,

은 패리티 파트의 길이를 의미한다. 상기 부호어의 길이라 함은 부호어를 구성하는 비트들의 개수를 의미한다. 또한 정보어의 길이라 함은 정보어를 구성하는 비트들의 길이를 의미한다. 그리고

이 성립하도록 정수 M과 Q_ldpc를 결정한다. 이때, K_ldpc/M도 정수가 되도록 한다. 상기 M과 Q_ldpc는 부호어 길이와 부호율에 따라 달라질 수 있다.

상기 도 3의 패리티 검사 행렬에서 패리티 비트에 대응되는 부분인 K_ldpc번째 열(column)부터 N_ldpc-1번째 열까지의 무게 1의 위치는 이중 대각(dual diagonal) 구조를 가진다. 따라서 상기 패리티 비트에 대응되는 열의 차수(degree)는 상기 N_ldpc-1번째 열을 제외하고 모두 2이며, 상기 N_ldpc-1번째 열의 차수는 1 임을 알 수 있다.

상기 도 3을 참조하면, 패리티 검사 행렬에서 정보어에 해당하는 부분, 즉 0번째 열부터 K_ldpc-1번째 열까지의 구조를 이루는 규칙은 다음과 같다.

<규칙 1>: 패리티 검사 행렬에서 정보어에 해당하는 K_ldpc개의 열을 M개씩 그룹화(grouping)하여, 총 K_ldpc/M개의 열 그룹(column group)을 생성한다. 각 열 그룹에 속한 각각의 열을 구성하는 방법은 하기 규칙 2를 따른다.

<규칙 2>: 먼저

번째 열 그룹의 각 0 번째 열에서의 1의 위치를 결정한다. 여기서, 각

번째 열 그룹의 0 번째 열의 차수를

라 할 때, 1이 있는 각 행의 위치를

이라 가정하면,

번째 열 그룹 내의 번째 열에서 1이 있는 행의 위치

는 하기 수학식 2와 같이 정의된다.

상기 규칙 1 및 규칙 2에 따르면

번째 열 그룹 내에 속하는 열들의 차수는 모두

로 일정함을 알 수 있다. 이하에서는 상기 규칙에 따라 패리티 검사 행렬에 대한 정보를 저장하고 있는 LDPC 부호의 구조를 쉽게 이해하기 위하여 구체적인 예를 살펴본다.

구체적인 예로서

이며, 3개의 열 그룹의 0 번째 열에 대한 1이 있는 행의 위치 정보는 다음과 같은 수열들로 나타낼 수 있다. 여기서 이 수열들을 "무게-1 위치 수열(weight-1 position sequence)"이라 부른다.

상기 각 열 그룹의 0 번째 열에 대한 1이 있는 행의 위치에 대한 무게-1 위치 수열은 편의상 다음과 같이 각 열 그룹 별로 해당 수열만 표기하기도 한다.

1 2 8 10

0 9 13

0 14

즉, 상기

번째 무게-1 위치 수열은

번째 열 그룹에 대한 1이 있는 행의 위치 정보를 순차적으로 나타낸 것이다.

LDPC 부호의 경우 주어진 정보어 비트수

와 부호어 비트수

에 대하여 부호화 및 복호화를 한다. 이때 패리티 비트수

는

이다. 만약 부호화기에 입력되는 정보어 비트수

보다 상기 주어진 정보어 비트수

가 클 경우에는

만큼 단축을 시켜서 전송한다. 또한 필요한 패리티 비트수

가 상기 패리티 비트수 보다 작을 경우

만큼 천공을 시켜서 전송한다. 상기

는 실제 사용되는 패리티의 길이로서, 입력되는 정보어의 길이

와 전송에 필요한 부호율로부터 구할 수 있다. 상기 단축 및 천공에 대한 상세한 설명은 생략한다.

부호화된 데이터를 전송하는 경우 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널에서는 매우 우수한 성능을 보장할 수 있으나 페이딩 채널에서는 충분한 다이버시티를 얻지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 그러므로 이를 극복할 수 있는 방법이 필요하다.

도 4는 DVB-T2(Digital Video Broadcasting the 2nd Generation Terrestria)/DVB-NGH(Digital Video Broadcasting Next Generation Handheld) 시스템의 OFDM 프레임(frame) 구조를 도시한 그림이다.

상기 도 4를 참조하면, 다수의 프레임으로 구성되어 있으며, 한 프레임은 다수의 OFDM 심볼(symbol)로 구성되어 있음을 알 수 있다. 하나의 프레임에는 P1/P2 심볼(symbol) 파트와 데이터 파트로 구성되어 있다. P1/P2 심볼 파트에는 시그널링 정보들이 매핑되어 전송되며, 데이터 파트에는 시그널링 정보 외의 데이터들이 매핑되어 다수의 OFDM 심볼로 전송된다.

이와 같이 데이터 신호들은 다수의 프레임으로 전송되므로 충분한 다이버시티 이득을 얻을 수 있으나, 시그널링 정보의 경우 충분한 다이버시티 이득을 얻을 수 없음으로 인하여 성능의 열화가 초래될 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다이버시티를 충분히 얻을 수 있도록 데이터를 전송하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다이버시티를 충분히 얻을 수 있도록 패리티 부호어 그룹을 생성하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 부호어에 포함된 정보어를 k+s 번째 프레임에 전송하는 과정과, 상기 정보어를 부호화하여 얻은 패리티 비트들을 기반으로 s개의 그룹을 생성하는 과정과, 상기 s개의 그룹을 각각 k+s 번째 프레임보다 앞선 s개의 프레임에 나누어 전송하는 과정을 포함한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 부호어에 포함된 정보어와, 상기 정보어를 부호화하여 얻은 패리티 비트들 중 미리 정해진 천공패턴에 따라 천공되지 않은 비트들을 k+s 번째 프레임에 전송하는 과정과, 상기 미리 정해진 천공 패턴에 따른 순서로 천공된 비트들을 선택하여 s개의 그룹을 생성하는 과정과, 상기 s개의 그룹을 각각 k+s 번째 프레임보다 앞선 s개의 프레임에 나누어 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 장치에 있어서, 정보어를 부호화하는 부호기와, 상기 부호기에서 부호화된 부호어를 미리 결정된 천공 패턴에 따라 천공하는 천공기와, 상기 부호기에서 출력된 부호어로부터 상기 천공기에서 천공된 패리티 비트들을 선택하여 s개의 그룹으로 생성하는 패리티그룹 생성기와, 상기 부호어에 포함된 정보어를 k+s 번째 프레임에서 전송하고 상기 패리티 비트의 그룹들을 상기 k+s 번째 프레임보다 앞선 s개의 프레임에 나누어 전송하는 송신부를 포함한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 다수의 프레임을 통하여 패리티 비트들을 전송함으로써 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

또한 본 발명은 추가적인 패리티 비트들을 다수의 프레임을 통하여 전송함으로써 다이버시티 이득을 높이면서 부호화 및 복호화 과정에서 추가적인 모듈을 최소화할 수 있다.

도 1은 길이가 8인 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 예를 도시한 도면.
도 2는 길이가 8인 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 예의 Tanner 그래프를 도시한 도면.
도 3은 DVB-S2 시스템에서 사용하는 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬을 도시한 도면
도 4는 DVB-T2/NGH 형태의 프레임 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 규칙 3에 의한 프레임 구조의 실시예를 도시한 도면.
도 6은 Q _ldpc 개의 그룹을 구성하는 패리티들을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 규칙 4에 의한 프레임 구조의 실시예를 도시한 도면.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 규칙 5에 의한 프레임 구조의 실시예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명을 DVB-T2/NGH 시스템의 프레임 구조에 적용한 실시예에 따른 도면.
도 10은 본 발명을 DVB-T2/NGH 시스템의 프레임 구조에 적용한 다른 실시예에 따른 도면.
도 11은 본 발명을 DVB-T2/NGH 시스템의 프레임 구조에 적용한 또 다른 실시예에 따른 도면.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 추가적인 패리티 비트들을 선택하는 실시예를 도시한 도면
도 15는 본 발명의 프레임 구조를 사용하는 송수신 장치의 블록 구성도.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 사용하는 송신 장치의 블록 구성도.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 사용하는 수신 장치의 블록 구성도.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 사용하는 송신 장치의 블록 구성도.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 사용하는 수신 장치의 블록 구성도.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 사용하는 송신 장치의 동작 순서도.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조를 사용하는 수신 장치의 동작 순서도.
도 22는 다양한 프레임 구조에 적용한 실시예에 따른 도면
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 추가적인 패리티 비트들을 선택하는 실시예를 도시한 도면

본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것에 유의하여야 한다.

이하 본 발명에 대한 상세한 내용을 유럽 디지털 방송 표준(standard)의 하나인 DVB-T2(Digital Video Broadcasting the 2nd Generation Terrestrial) 시스템 및 DVB-NGH(Digital Video Broadcasting Next Genration Handheld) 시스템에 기반하여 설명을 하고자 하나, 본 발명이 이 시스템에 국한되는 것이 아님은 당연하다. 또한 본 발명은 시그널링 정보(signaling information)를 전송하는 방법을 이용하여 설명을 하고자 하나, 본 발명이 시그널링 정보에 대하여 국한되는 것은 아니다.

이하에서는 언급하고 있는 부호어들은 모두 2개의 파트로 구성되어 있다. 첫 번째 파트는 정보어 파트로 실제 정보어들을 의미하며, 두 번째 파트는 패리티 파트로 정보어를 입력받아 부호화 과정을 거쳐 얻어지는 부가적인 정보들이며, 상기에서 언급한 바와 같이 필요한 경우 데이터들은 천공과 단축 방법을 사용하여 하나의 부호어를 생성하게 된다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 '부호어'를 정보어와 정보어를 입력 받아 부호화 과정을 거쳐 얻어지는 패리티 비트들을 모두 통칭 한다고 하자. 즉 상기 패리티 비트들은 천공되지 않는 패리티 비트들과 천공되는 패리티 비트들을 모두 포함한다.

상기 부호어를 전송함에 있어서 충분한 다이버시티 이득을 얻을 수 없을 경우, 다수의 프레임을 통하여 데이터를 전송함으로써 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

<방법 1>

정보어들은 z 번째 프레임에서 전송된다. 추가적인 패리티 비트들은 정보어와, 정보어를 부호화해서 얻을 수 있는 패리티 비트들을 기반으로 생성된다. 상기 추가적인 패리티 비트들은 s 개의 프레임에 전송한다. 각 프레임에 전송하는 추가적인 패리티 비트들의 그룹은 G(0), G(1), …, G(s-1)이고 각 그룹의 비트들의 개수는

,

,…,

이다. 이때 추가적인 패리티 비트들은 소정의 규칙에 의하여 그룹을 형성한다.

상기에서 추가적인 패리티 비트들이라 함은 정보어들과 동일 프레임으로 전송되는 패리티 비트들과는 별도로, 정보어들과 다른 프레임으로 전송되는 패리티 비트들을 의미한다.

우선, 상기에서 언급한 바와 같이 (N_lpdc, K_lpdc)부호를 기반으로 부호를 생성한다. 그러면 상기 부호에 적합한 패리티 비트들의 천공 패턴을 구할 수 있다. 천공 패턴을 구하는 방법에 대한 상세한 설명은 본 발명의 논지를 흐릴 수 있으므로 생략한다.

상기 패리티 비트들의 천공 패턴이라 함은 패리티 비트들의 인덱스(index) 순서로, 천공이 되는 패리티 비트들의 인덱스들의 순서를 의미한다. 즉, 천공해야 하는 패리티 비트의 개수가

인 경우 천공 패턴에서 순차적으로

개의 원소를 선택하여 그 값을 인덱스로 하는 패리티 비트들을 천공한다. 천공하는 순서인 천공 패턴(pattern) 집합 A=1, 5, 2, 6, 4, 0, 3, 7이라고 가정할 경우, 천공해야 할 패리티 비트의 개수가 2이면, 상기 천공 패턴 집합 A에서 2개의 숫자를 차례로 선택하면 1과 5이므로, 패리티 비트들 p₀, p₁, p₂, p₃, p₄, p₅, p₆, p₇ 중에서 p₁와 p₅은 천공을 하고 p₀, p₂, p₃, p₄, p₆, p₇은 패리티 파트로 선택되어 전송을 한다.

상기 정보어와 패리티 비트들에 대하여 추가적인 패리티 비트들을 구성하는 규칙은 다음과 같다.

<규칙 3>

추가적인 패리티 비트들은 패리티 비트들과 정보어 비트들 중에서 선택할 수 있다. 패리티 비트들 중에서 추가적인 패리티 비트들을 선택하는 순서는 천공을 하는 순서를 기반으로 한다. 이때 천공 패턴 순서를 그대로 사용할 수도 있고, 역순을 사용할 수도 있다. 정보어 비트들에서 추가적인 패리티 비트들을 선택하는 경우에는 우수한 성능을 보장할 수 있는 정보어 비트들을 순서대로 선택한다.

일반적으로 천공 패턴의 순서에서 연접한 비트들은 서로 연관 관계가 적은 것으로 구성된다. 즉, 연접한 두 비트가 모두 deep 페이딩을 겪어서 복원이 힘들다고 하더라도, 다른 비트들에 의하여 복원이 용이하도록 순서를 결정한다. 천공 패턴의 순서나 역순으로 연접한 비트들을 동일 그룹에 매핑하여 동일 프레임으로 전송할 경우, 해당 프레임이 모두 deep 페이딩을 겪는다고 하더라고 다른 패리티 비트들에 의하여 복원이 용이하다. 그러므로 상기 규칙 3과 같이 천공 패턴의 순서나 역순에 의하여 추가 패리티 비트들을 선택하면 복원이 용이하다.

상기 규칙 3에서 추가적인 패리티 비트들을 구성함에 있어서 천공되는 비트들을 제외하고 나머지 비트들로 먼저 순서를 결정하고, 천공되지 않은 비트들을 모두 선택한 후 천공되는 비트들을 선택할 수 있다.

상기 규칙 3에서 천공되는 비트들까지 모두 선택한 후에 추가적인 패리티 비트들을 선택해야 할 경우 정보어 비트와 패리티 비트들 사이에서 우수한 성능을 보장할 수 있는 비트를 그리디 알고리즘을 사용하여 선택할 수 있다. 상기 그리디 알고리즘이란 첫 번째 추가적인 패리티 비트들을 선택할 때 부호어 비트들 중 가장 성능이 우수한 비트들을 선택하고, 두 번째 비트들을 선택할 때 첫 번째 선택한 비트를 이전에 선택된 것으로 고정하고 나머지 비트들 중에서 가장 성능이 우수한 비트를 선택하도록 하는 것이다. 성능이 우수한 비트를 선택할 때 고려해야 할 사항은 다음과 같다.

1) 부호어 비트들에 상응하는 변수 노드의 차수

2) 부호어 비트들에 상응하는 변수 노드의 최소 사이클

3) 부호어 비트들의 BER 성능

그리디 알고리즘을 이용한 추가적인 패리티 비트 선택과 관련하여 이하에서는 두 가지 실시예를 살펴볼 것이나, 이 외에도 다양한 방법들이 존재할 수 있음은 당연하다.

상기 추가적인 패리티 비트들 그룹의 원소 개수를

라 하고, 상기 값들을 모두 합한 값을

라고 한다.

<실시예 1>

패리티 파트의 길이가 추가적인 패리티 비트들 그룹의 원소 개수의 합보다 큰 경우에는, 부호어의 패리티 비트들을 기반으로 추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성함에 있어서 천공 패턴의 순서에 따라 추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 규칙 3을 토대로 한 프래임 구조를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 부호어는 정보어 파트와 패리티 파트로 구성되어 있다. 예를 들어, 도 7에서, 단축한 후의 정보어 파트의 길이를 7이고 정보어 파트는

이며, 패리티 파트의 길이는 8로

이며, 천공 순서를 의미하는 천공 패턴(pattern) 집합 A=1, 5, 2, 6, 4, 0, 3, 7 이다.

천공되는 비트 수

, 추가적인 패리티 비트들이 전송되는 프레임의 개수 s=3, 각각의 프레임으로 전송되는 추가적인 패리티 비트들의 개수

일 경우에 대하여 다음과 같이 추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성한다.

먼저, 천공되는 비트수가 2이므로 천공 패턴 집합 A에 따라 p₁과 p₅는 천공된다.

추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성하는 원소들은 천공된 비트들(p₁과 p₅)을 제외한 비트들(p₀, p₂, p₃, p₄, p₆, p₇) 중에서 천공 순서와 동일하게 결정되므로, 첫 번째 그룹 G(0)=p₂, p₆, 두 번째 그룹 G(1)=p₄, p₀, 세 번째 그룹 G(2)=p₃, p₇이 된다. 첫 번째 그룹은 k+2 번째 프레임으로 전송하며, 두 번째 그룹은 k+1 번째 프레임으로 전송하며, 세 번째 그룹은 k 번째 프레임으로 전송한다.

혹은, 추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성하는 원소들을 천공된 비트들을 제외한 비트들 중에서 천공 순서의 역순서와 동일하게 결정하는 경우에는, 첫 번째 그룹 G(0)=p₇, p₃, 두 번째 그룹 G(1)=p₀, p₄, 세 번째 그룹 G(2)=p₆, p₂가 된다. 첫 번째 그룹은 k+2 번째 프레임으로 전송하며, 두 번째 그룹은 k+1 번째 프레임으로 전송하며, 세 번째 그룹은 k 번째 프레임으로 전송한다.

상기 실시예에서는 결정된 그룹들을 순차적으로 전송하는 것으로 설명을 하였으나, 그룹 전송 순서는 바뀔 수 있음은 당연하다.

<실시예 2>

패리티 파트의 길이가 추가적인 패리티 비트들 그룹의 원소 개수의 합보다 작거나 같은 경우에는, 상기 부호어의 패리티 비트들 및 정보어를 기반으로 추가적인 패리티 비트들을 구성한다.

부호어는 정보어 파트와 패리티 파트로 구성되어 있다. 단축한 후의 정보어 파트의 길이를 7이라고 하면 정보어 파트는

이며, 패리티 파트의 길이는 8로

이며, 천공 순서를 의미하는 천공 패턴(pattern) 집합 A=1, 5, 2, 6, 4, 0, 3, 7 이라고 가정한다.

천공되는 비트 수 , 추가적인 패리티 비트들이 전송되는 프레임의 개수 s=3, 각각의 프레임으로 전송되는 추가적인 패리티 비트들의 개수

일 경우에 대하여 다음과 같이 추가적인 패리티 비트들을 구성한다.

추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성하는 원소들은 천공 순서와 동일하게 결정되므로, 첫 번째 그룹 G(0)=p₂, p₆, p₄, 두 번째 그룹 G(1)=p₀, p₃, p₇, 세 번째 그룹 G(2)=p₁, p₅, i₀이 된다. 이때 세 번째 그룹에서는 천공되었던 패리티 비트(p₅, p₁)와 부호어 비트들 중에서 하나의 비트(i₀)가 선택되었음을 알 수 있다. 첫 번째 그룹은 k+2 번째 프레임으로 전송하며, 두 번째 그룹은 k+1 번째 프레임으로 전송하며, 세 번째 그룹은 k 번째 프레임으로 전송한다.

또한 추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성하는 원소들을 천공 순서와 역순으로 결정하는 경우에는, 첫 번째 그룹 G(0)=p₇, p₃, p₀, 두 번째 그룹 G(1)=p₄, p₆, p₂, 세 번째 그룹 G(2)=p₅, p₁, i₀이 된다. 이 경우에도 세 번째 그룹에서는 천공되었던 패리티 비트(p₅, p₁)와 부호어 비트들 중에서 하나의 비트(i₀)가 선택되었음을 알 수 있다. 첫 번째 그룹은 k+2 번째 프레임으로 전송하며, 두 번째 그룹은 k+1 번째 프레임으로 전송하며, 세 번째 그룹은 k 번째 프레임으로 전송한다.

이하에서는 정보어 비트들과 패리티 비트들을 기반으로 상술한 규칙 3에 의하여 다수의 추가적인 패리티 비트들을 그룹을 생성하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

상기 도 3에서 설명한 LDPC 부호어의 길이가 N _ldpc이고 정보어의 길이가 K _ldpc 인 경우를 예로 들면, 패리티 비트들은 {p ₀ , p ₁ , …, p _N _ldpc _- _K _ldpc _-1}로 나타낼 수 있으며, Q _ldpc 개의 패리티 비트들 그룹을 구성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 Q _ldpc 개의 그룹을 구성하는 패리티 비트들을 도시하였다.

상기 그룹들 중 j번째 그룹을 구성하는 패리티 비트들의 인덱스 값을 나타내는 인덱스 그룹은 하기의 수학식 3과 같이 표현할 수 있다.

상기 수학식 3을 기반으로 천공 순서를 의미하는 천공 패턴에 대한 패리티 비트들의 인덱스 그룹은 하기의 수학식 4와 같이 구할 수 있다.

즉, 천공 순서를 의미하는 천공 패턴 집합 A의

번째 원소는

인덱스 그룹의 i번째 원소와 같다. 상기

는 하기의 표 1과 같다.

상기 표 1은 변경될 수 있음은 당연하다.

천공되는 비트의 수를 N_punc라고 하고, 그룹

의 원소의 개수를

라고 하면 그룹

의 패리티 비트의 인덱스 그룹은 다음 수학식 5와 같이 구할 수 있다.

즉,

번째 추가적인 패티리 비트들의 그룹을 구성하는 패리티 비트의 인덱스는 상기 천공 순서를 의미하는 천공 패턴 집합 A에서 천공이 되는 패리티 비트에 상응하는 인덱스들을 제외하고, 순차적으로

개를 선택한 것을 의미한다.

또는 추가적인 패티리 비트들의 그룹을 구성하는 패리티 비트의 인덱스를 천공 패턴의 역순으로 선택할 수도 있으며, 이 경우에는 다음 수학식 6을 사용하여 그룹

의 패리티 비트의 인덱스 그룹을 구할 수 있다.

상기 수학식 6에서

는 패리티 비트들의 개수이다. 즉,

번째 추가적인 패티리 비트들의 그룹을 구성하는 패리티 비트의 인덱스는 상기 천공 순서를 의미하는 패턴 집합 A에서 마지막 비트부터 역순으로 개를 선택한 것을 의미한다.

상기 수학식 5 또는 수학식 6을 이용하여 구한 인덱스들의 그룹을 기반으로 다수의 프레임으로 전송되는 패리티 비트들의 그룹의 원소는 다음 수학식 6과 같이 표현 할 수 있다.

상기 수학식 7에서 p_k는 상기 패리티 검사 부호의 k번째 패리티 비트를 의미한다. 그러므로 상기 수학식 4는 상기 수학식 3에서 구한

번째 인덱스들의 그룹

에 속한 값들을 인덱스로 하는 패리티 비트들이

번째 추가적인 패리티 비트들의 그룹

을 구성함을 의미한다.

그러므로 상기 수학식 7은 기 상술한 규칙 3을 만족하도록 그룹을 생성하였음을 의미한다.

<규칙 4>

패리티 비트들 및 정보어를 기반으로 추가적인 패리티를 구성함에 있어서 패리티 비트들을 순차적으로 선택하여 각 그룹 G(0), G(1), …, G(s-1)에 차례로 매핑한다. 정보어를 선택할 때에는 우수한 성능을 보장할 수 있는 정보어들을 순서대로 선택한다.

상기 규칙 4에 따라 추가적인 패리티 비트들을 구성함에 있어서, 먼저 천공되는 비트들을 제외하고 나머지 비트들 중에서 추가적인 패리티 비트들을 구성할 순서를 결정할 수 있으며, 천공되지 않은 비트들을 모두 선택한 후에는 천공되는 비트들을 선택할 수 있다.

상기 규칙 4에서 천공되는 비트들까지 모두 선택한 후에 추가적인 패리티 비트들을 선택해야 할 경우에는 정보어 비트와 패리티 비트들 사이에서 우수한 성능을 보장할 수 있는 비트를 그리디 알고리즘을 사용하여 선택할 수 있다. 상기 그리디 알고리즘이란, 첫 번째 추가적인 패리티 비트들을 선택할 때 부호어 비트들 중 가장 성능이 우수한 비트들을 선택하고, 두 번째 비트들을 선택할 때에는 첫 번째 선택한 비트를 이전에 선택된 것으로 고정하고 나머지 비트들 중에서 가장 성능이 우수한 비트를 선택하도록 하는 것이다. 성능이 우수한 비트를 선택할 때 고려해야 할 사항은 다음과 같다.

1) 부호어 비트들에 상응하는 변수 노드의 차수

2) 부호어 비트들에 상응하는 변수 노드의 최소 사이클

3) 부호어 비트들의 BER(Bit Error Rate) 성능

패리티 검사 행렬에서 패리티 파트가 이중 대각 구조인 경우, 연접한 비트들은 동일 검사 노드와 연결되어 있으므로, 연접한 비트들 사이에는 연관관계가 형성되어 동일 채널로 전송하지 않는 것이 좋다. 그러므로 패티리 비트들을 순차적으로 다른 그룹에 매핑시킴으로써 다른 채널을 겪도록 한다.

<실시예 3>

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 규칙 4에 의한 프레임 구조를 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 부호어는 정보어 파트와 패리티 파트로 구성되어 있다. 단축한 후의 정보어 파트의 길이를 7이라고 하면 정보어 파트는

이며, 패리티 파트의 길이는 8로

천공되는 비트 수

, 추가적인 패리티 비트들이 전송되는 프레임의 개수 s=3, 각각의 프레임으로 전송되는 비트들의 개수

일 경우에 대하여 다음과 같이 추가적인 패리티 비트들을 구성한다. 이때, 패리티 파트에 해당하는 패리티 검사 행렬의 구조는 이중 대각 행렬이라고 가정한다.

천공되는 비트수가 2이므로 천공 패턴 집합 A에 따라 p₁과 p₅는 천공된다.

규칙 4에 따라 각 비트들을 각 그룹에 순차적으로 매핑시키므로, 천공된 패리티비트를 제외한 p₀, p₂, p₃, p₄, p₆, p₇중에서 p₀는 첫 번째 그룹에, p₂는 두 번째 그룹에, p₃는 세 번째 그룹에, p₄는 첫 번째 그룹에, p₆는 두 번째 그룹에, p₇는 세 번째 그룹에 매핑 시킨다. 따라서 첫 번째 그룹 G(0)=p₀, p₄, 두 번째 그룹 G(1)=p₂, p₆, 세 번째 그룹 G(2)=p₃, p₇이 된다. 첫 번째 그룹은 k+2 번째 프레임에 전송하며, 두 번째 그룹은 k+1 번째 프레임에 전송하며, 세 번째 그룹은 k 번째 프레임에 전송한다. 상기 예시에서는 결정된 그룹을 순서대로 전송하는 것으로 설명을 하였으나, 그룹 전송 순서는 바뀔 수 있음은 당연하다.

<실시예 4>

단축한 후의 정보어 파트의 길이를 7이라고 하면 정보어 파트는

이며, 패리티 파트의 길이는 8로

천공되는 비트 수

일 경우에 대하여 다음과 같이 추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성한다. 이때, 패리티 파트에 해당하는 패리티 검사 행렬의 구조는 이중 대각 행렬이라고 가정한다.

그룹을 형성하는 추가적인 패리티 비트들의 개수

는 상기 패리티 비트들의 개수 8보다 크므로, 마지막 그룹을 구성하는 비트들을 선택할 때는 정보어를 선택한다. 즉, 첫 번째 그룹 G(0)=p₀, p₄, p₁, 두 번째 그룹 G(1)=p₂, p₆, p₅, 세 번째 그룹 G(2)=p₃, p₇, i₀이 된다.

첫 번째 그룹은 k+2 번째 프레임에 전송하며, 두 번째 그룹은 k+1 번째 프레임에 전송하며, 세 번째 그룹은 k 번째 프레임에 전송한다. 상기 실시예에서는 결정된 그룹들을 순서대로 전송하는 것으로 설명을 하였으나, 그룹 전송 순서는 바뀔 수 있음은 당연하다.

이하에서는 상기에서 설명한 방법 외의 다른 방법을 사용하여 추가적인 패리티 비트들을 생성하는 방법에 대하여 설명한다.

천공되지 않은 패리티 비트들과 정보어를 동일 프레임으로 전송하고, 추가적인 다이버시티 이득을 얻기 위하여 추가적인 패리티 비트들을 다른 프레임에 전송함으로써 실제 부호율을 낮추면서 다이버시티 이득을 얻을 수 있다.

<방법 2>

천공되지 않는 패리티 비트들은 정보어와 동일 프레임인 z 번째 프레임에 전송하고, 정보어 비트들 및 패리티 비트들로부터 구한 추가적인 패리티 비트들을 소정의 규칙에 따라 그룹 G(0), G(1), …, G(s-1)로 구성하여 s 개의 프레임으로 전송한다.

상기 추가적인 패리티(additional parity) 비트들은, 정보어와 동일 프레임으로 전송하는 패리티 비트들 외에, 정보어와 동일 프레임으로 전송되지 않고 이전 프레임에서 전송하는 패리티 비트들을 의미한다. 상기 G(0), G(1), …, G(s-1)은 추가적인 패리티 비트들로 구성되어 있는 비트들의 그룹을 의미한다.

<규칙 5>

추가적인 패리티 비트들을 패리티 비트들과 정보어 비트들 중에서 선택하며, 정보어와 동일 프레임으로 전송되지 않는 패리티 비트들을 우선적으로 선택한다. 상기 정보어와 동일 프레임으로 전송되지 않는 패리티 비트들이라 함은 천공된 패리티 비트들을 의미한다. 추가적인 패리티 비트들을 패리티 비트들 중에서 선택할 경우, 천공 패턴의 순서에 따라 각 그룹을 구성하는 추가적인 패리티 비트들을 선택하는 순서를 결정한다. 이때 천공 패턴 순서를 그대로 사용할 수도 있고, 역순을 사용할 수도 있다. 정보어를 선택할 때에는 우수한 성능을 보장할 수 있는 정보어들을 순서대로 선택한다.

상기 규칙 5에 따라 추가적인 패리티 비트들을 구성함에 있어서, 먼저 정보어가 전송되는 프레임에서 전송되지 않는 패리티 비트들, 즉 천공된 패리티 비트들을 추가적인 패리티 비트들로 먼저 선택할 수 있다. 이러한 패리티 비트들을 모두 선택한 후에는 부호어로부터 정보어(information) 비트들과 패리티(parity) 비트들을 추가적인 패리티 비트들로서 선택한다.

상기 규칙 5에서 천공되는 패리티 비트들까지 모두 선택한 후에 추가적인 패리티 비트들을 선택해야 할 경우에는 정보어 비트와 패리티 비트들 사이에서 우수한 성능을 보장할 수 있는 비트를 그리디 알고리즘을 사용하여 선택할 수 있다. 상기 그리디 알고리즘이란 첫 번째 추가적인 패리티 비트들을 선택할 때 부호어 비트들 중 가장 성능이 우수한 비트들을 선택하고, 두 번째 비트들을 선택할 때 첫 번째 선택한 비트를 이전에 선택된 것으로 고정하고 나머지 비트들 중에서 가장 성능이 우수한 비트를 선택하는 것이다. 성능이 우수한 비트를 선택할 때 고려해야 할 사항은 다음과 같다.

1) 부호어 비트들에 상응하는 변수 노드의 차수

2) 부호어 비트들에 상응하는 변수 노드의 최소 사이클

3) 부호어 비트들의 BER 성능

<실시예 5>

도 8a 내지 도 8c는 규칙 5에 의한 프레임 구조의 실시예를 도시한 것이다.

도 8a를 참조하면, 부호어는 정보어 파트와 패리티 파트로 구성되어 있다. 단축한 후의 정보어 파트의 길이를 7이라고 하면 정보어 파트는

이며, 패리티 파트의 길이는 8로

정보어와 동일 프레임으로 전송되는 패리티 비트의 개수를 5라고 하면 천공되는 패리티 비트 수

추가적인 패리티 비트들이 전송되는 프레임의 개수 s=3, 각각의 프레임으로 전송되는 추가적인 패리티 비트들의 개수

상기

이므로

는 천공되며, 정보어와 동일 프레임에 전송되는 패리티 비트들은

이다.

규칙 5에 따라 각 비트들을 천공 순서대로 각 그룹에 매핑시키므로 첫 번째 그룹은 천공 패턴의 첫 번째와 두 번째 원소인 1과 5를 인덱스 값으로 하는 패리티 비트들

를 선택하여 G(0)=p₁, p₅를 구성한다. 두 번째 그룹은 천공 패턴의 세 번째 원소인 2를 인덱스로 하는 패리티 비트 P₂를 선택한다. 천공되는 패리티 비트들을 모두 선택하였으므로 정보어 내지 천공되지 않는 패리티 비트들 중에 하나를 선택하여 두 번째 그룹을 구성한다. 만약 첫 번째 정보어 비트를 선택하였다고 하면, G(1)=p₂, i₀이다. 세 번째 그룹을 구성하기 위하여 정보어 내지 천공되지 않는 패리티 비트들 중에서 선택하도록 하며

를 선택하였다고 하면, 세 번째 그룹 G(2)=i₁ _,i₂가 된다. 첫 번째 그룹은 k+2 번째 프레임에 전송하며, 두 번째 그룹은 k+1 번째 프레임에 전송하며, 세 번째 그룹은 k 번째 프레임에 전송한다.

도 8b를 참조하면, 각 비트들을 천공 패턴의 역순서대로 각 그룹에 매핑시키는 경우에는 천공 패턴 집합 A의 원소 중 천공되는 패리티 비트들 p₁, p₅, p₂ 중 마지막 비트부터 선택하면 첫 번째 그룹 G(0)=p₂, p₅, 두 번째 그룹 G(1)=p₁, i₀, 세 번째 그룹 G(2)=i₁ _,i₂이 된다. 첫 번째 그룹은 k+2 번째 프레임에 전송하며, 두 번째 그룹은 k+1 번째 프레임에 전송하며, 세 번째 그룹은 k 번째 프레임에 전송한다.

도 8c를 참조하면, 각 프레임에 전송되는 패리티 비트들의 선택을 용이하게 하기 위하여, 천공 패턴의 역순에 의하여 패리티 비트들을 치환(permutation)한 후 순차적으로 전송한다. 즉 천공 패턴이 A = {1, 5, 2, 6, 4, 0, 3, 7}이므로 패리티 비트들을 천공 패턴의 역순인

로 나열하고, 정보어와 동일 프레임으로 전송하는 패리티 비트들은 상기 나열된 패리티 비트들중에서 5개 비트들을 순차적으로 선택하므로

이고, G(0)은

를 선택한다. 또한 G(1)은 을 선택하고 정보어중에서 한 비트를 선택한다. 또한 G(2)는 그리디 알고리즘에 따라 정보어중에서 두 비트를 선택한다.

상기 실시예에서는 결정된 그룹을 순서대로 전송하는 것으로 설명을 하였으나, 그룹 전송 순서는 바뀔 수 있음은 당연하다.

<실시예 6>

단축 한 후의 정보어 파트의 길이를 7이라고 하면 정보어 파트는

이며, 패리티 파트의 길이는 8로

이며, 천공 순서를 의미하는 천공 패턴 집합

이라고 가정한다.

천공되는 비트 수

추가적인 패리티 비트들이 전송되는 프레임의 개수 s=3, 각각의 프레임으로 전송되는 비트들의 개수

상기

이므로

는 천공되며, 정보어와 동일 프레임에 전송되는 패리티 비트들은 p ₀ _, _p3 _, _p4 _, _p6 _, _and _p7 이다.

규칙 5에 따라 상기 정보어와 동일 프레임에 전송되는 패리티 비트들을 제외한 나머지 패리티 비트들을 천공 순서대로 각 그룹에 매핑시키면, 첫 번째 그룹 G(0)=p₁, p₅, p₂, i₀, 두 번째 그룹 G(1)={i₁ _,i₂ _,i₃ i₄}, 세 번째 그룹 G(2)={i₅ _,i₆, p₆, p₄}가 된다. 세 번째 그룹 G(2)를 구성할 때, 천공 패턴에 따라 패리티 비트들을 나열하면 이며, 이중 가 첫 번째 그룹 G(0)으로 전송되었으므로 세 번째 그룹 G(2)에서는

를 전송한다.

상기 패리티 비트들 P를 제외한 패리티 비트들에 대하여 각 비트들을 천공 역순서대로 각 그룹에 매핑시키는 경우에는 첫 번째 그룹 G(0)={p₂, p₅, p₁, i₀}, 두 번째 그룹 G(1)={i₁ _,i₂ _,i₃, i₄}, 세 번째 그룹 G(2)={i₅ _,i₆, p₇, p₃}이 된다. 세 번째 그룹 G(2)를 구성할 때, 천공 패턴의 역순으로 패리티 비트들을 나열하면

이며, 이중

이 첫 번째 그룹 G(0)으로 전송되었으므로 세 번째 그룹 G(2)에서는 패리티 비트들을 천공 패턴의 역순으로 나열하였을 경우 첫 번째와 두 번째 패리티 비트인

를 전송한다.

첫 번째 그룹은 k+2 번째 프레임에 전송하며, 두 번째 그룹은 k+1 번째 프레임에 전송하며, 세 번째 그룹은 k 번째 프레임에 전송한다.

상기 실시예에서는 결정된 그룹들을 순서대로 전송하는 것으로 설명을 하였으나, 그룹 전송 순서는 바뀔 수 있음은 당연하다. 또한 상기 실시예에서 정보어 비트들을 선택하는 방법은 다양한 방법들이 존재함은 당연하다.

이하에서는 DVB-S2(Digital Video Broadcasting the 2nd Generation Satellite )와 DVB-T2, DVB-C2(Video Broadcasting the 2nd Generation Cable) 및 DVB-NGH 시스템에서 사용하는 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 부호화 및 복호화를 할 경우 추가적인 패리티 비트들을 구성하는 방법에 대하여 설명하고자 한다.

우선 패리티 검사 행렬의 부호율은 4/9로 정보어 비트 수 K_lpdc = 7200이며, 부호어 비트 수 N_lpdc = 16200, 패리티 비트 수 = N_lpdc - K_lpdc = 9000이다. 상기에서 설명한 바와 같이 LDPC 부호의 부호어 파트는 360단위로 블록을 구성하고 있다. 패리티 검사 행렬에서 정보어에 해당하는 7200개의 열을 360개씩 그룹화(grouping)하여, 총 20개의 열 그룹(column group)을 생성한다. 또한 패리티 파트는 상기 수학식 2와 같이 360개의 원소로 구성되어 있는 패리티들의 인덱스들을 나타내는 Q_ldpc개의 그룹을 표현할 수 있다. 부호율 4/9일 경우 Q_ldpc = 25이다. 또한 천공 패턴은 상기 표 1 중에 하나를 사용할 수 있다.

설명의 편의를 위하여 정보어 파트의 열 그룹을 구성하는 인덱스들의 집합은 다음 수학식 8과 같이 표현할 수 있다.

상기 수학식 8에서 기호 [a]는 a보다 작은 정수를 의미한다. 예를 들어, [0.2] = 0 이고 [11.8]=11이다. 또한 N_info는 정보어 파트의 열 그룹의 개수를 의미하며 상기 R=4/9인 경우 N_info = 20이다. 또한 K_bch는 LDPC부호와 BCH 부호를 연접하여 사용하였을 경우 BCH의 정보어 비트 수를 의미한다.

이하에서는 길이에 따라 최적의 추가적인 패리티 비트들을 구성하는 순서에 대하여 설명한다. 이때 패리티 비트에서 추가적인 패리티 비트들을 선택할 경우 천공의 역순으로 한다고 가정한다.

입력되는 부호어 비트수가 7200일 경우 추가적인 패리티 비트들을 생성하는 순서는 이하와 같다.

우선 입력되는 정보어 비트수가 7200인 경우 천공과 단축이 필요 없으므로, 우선적으로 천공 순서의 역순으로 추가적인 패리티 비트들을 선택한다. 즉, 다음 순서대로 인덱스 값을 선택하여 상기 인덱스 값에 상응하는 정보어 비트들과 패리티 비트들을 선택한다. 이하에서 I(a)는 상기 수학식 3에서 정의한 바와 같이 패리티 비트들의 인덱스의 집합 의미하며, X(a)는 상기 수학식 8에서 정의한 바와 같이 정보어 비트들의 인덱스의 집합을 의미한다. 그러므로 이하에서 I(a)는 I(a)의 원소들을 인덱스로 하는 패리티 비트들을 선택해야 하는 것을 의미하며, X(a)는 X(a)의 원소들을 인덱스로 하는 정보어 비트들을 선택해야 한다는 것을 의미한다.

I(11)→ I(7) → I(19)→ I(21)→ I(0)→ I(14)→ I(1)→ I(23)→ I(16)→ I(3)→ I(12)→ I(22)→ I(10)→ I(24)→ I(2)→ I(17)→ I(5)→ I(20)→ I(15)→ I(8)→ I(13)→ I(9)→ I(18)→ I(4)→ I(6)

I(9)→ I(26) → I(3)→ I( 15)→ I( 30)→ I( 13)→ I( 6)→ I( 19)→ I( 34)→ I( 16)→ I( 1)→ I( 23)→ I( 4)→ I(17)→ I( 22)→ I( 24)→ I( 7)→ I( 11)→ I( 31)→ I( 10)→ I( 8)→ I( 2)→ I( 35)→ I( 28)→ I( 20)→ I( 18)→ I( 25)→ I( 33)→ I( 0)→ I( 21)→ I( 12)→ I( 5)→ I( 32)→ I( 29)→ I( 14)→ I( 27)

상기 패리티 비트들 외의 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 아래 순서대로 선택한다.

I(11)→ I(7) → I(19)→ I(21)→ I(0)→ I(14)→ I(1)→ I(23)→ I(16)→ I(3)→ I(12)→ I(22)→ I(10)→ I(24)→ I(2)→ I(17)→ I(5)→ I(20)→ I(15)→ I(8)→ I(13)→ I(9)→ I(18)→ I(4)→ I(6) → X(5) → X(6) → X(7) → X(8) → X(9) → X(10) → X(11) → X(12) → X(13) → X(14) → X(15) → X(16) → X(17) → X(18) → X(19) → X(0) → X(1) → X(2) → X(3) → X(4)

X(4) → X(5) → I(9)→ I(26) → X(6) → X(7) → X(8) → I(3)→ I(15)→ I(30)→ I(13)→ I(6)→ I(19)→ I( 34)→ I( 16)→ I( 1)→ I( 23)→ I( 4)→ I(17)→ I( 22)→ I( 24)→ I( 7)→ I( 11)→ I( 31)→ I( 10)→ I( 8)→ I( 2)→ I( 35)→ I( 28)→ I( 20)→ I( 18)→ I( 25)→ I( 33)→ I( 0)→ I( 21)→ I( 12)→ I( 5)→ I( 32)→ I( 29)→ I( 14)→ I( 27)

이후에 추가적인 패리티 비트들이 더 필요한 경우에는 상기에서 전송했던 순서와 동일하게 반복해서 전송한다.

우선 입력되는 정보어 비트수가 3600인 경우 10개의 정보어 블록을 단축하고, 12개의 패리티 블록을 천공한다. 그러므로 천공되지 않는 블록들의 개수는 25-12=13블록이며, 먼저 다음과 같은 순서로 천공되지 않는 블록들을 선택한다.

I(11)→ I(7) → I(19)→ I(21)→ I(0)→ I(14)→ I(1)→ I(23)→ I(16)→ I(3)→ I(12)→ I(22)→ I(10)

I(9)→ I(26) → I(3)→ I( 15)→ I( 30)→ I( 13)→ I( 6)→ I( 19)→ I( 34)→ I( 16)→ I( 1)→ I( 23)→ I( 4)→ I(17)→ I( 22)→ I( 24)→ I( 7)→ I( 11)→ I( 31)→ I( 10)→ I( 8)→ I( 2)→ I( 35)→ I( 28)→ I( 20)→ I( 18)→ I( 25)→ I( 33)→ I( 0)

상기 패리티 비트들 외의 추가적인 패리티 비트들이 더 필요한 경우 아래 순서대로 선택한다.

X(5) → X(6) → X(7) → X(8) → X(9) → X(19) → X(0) → X(1) →I(11) → I(7) → X(2) → X(3) → I(19)→ I(21)→ I(0)→ I(14)→ I(1)→ I(23)→ I(16)→ I(3)→ I(12)→ I(22)→ I(10)→ I(24)→ I(2)→ I(17)→ I(5)→ I(20)→ I(15)→ I(8)→ I(13)→ I(9)→ I(18)→ I(4)→ I(6)

I( 21)→ I( 12)→ I( 5)→ I( 32)→ I( 29)→ I( 14)→ I( 27) → X(4 → X(5 → X(6) → I(9) → X(8) → I(26) → I(3)→ I( 15)→ I( 30)→ I( 13)→ I( 6)→ I( 19)→ X(4) →I( 34)→ I( 16)→ I( 1)→ I( 23)→ I( 4)→ I(17)→ I( 22)→ I( 24)→ I( 7)→ X(5) I( 11)→ I( 31)→ I( 10)→ I( 8)→ X(6) → I( 2)→ I( 35)→ I( 28)→ I( 20)→ I( 18)→ I( 25)→ I( 33)→ I( 0)→ I( 21)→ I( 12)→ I( 5)→ I( 32)→ I( 29)→ I( 14)→ I( 27)

이후에 추가적인 패리티 비트들이 더 필요한 경우에는 부호어 비트들부터 반복해서 전송한다.

상기에서 알 수 있듯이 입력되는 정보어 길이에 따라 최적의 성능을 갖는 추가적인 패리티 비트들을 선택하는 순서가 다를 수 있다. 그러나 시스템을 간단하게 구성하기 위하여 이하에서 설명하는 바와 같은 순서로 선택할 경우 최적의 성능을 갖는 결과와 유사하면서 시스템의 효율을 최적으로 할 수 있다.

방법 1은 패리티 비트들을 정보어와 동일한 프레임으로 전송하지 않으므로 추가적인 패리티 비트들을 선택할 경우 다음과 같은 순서로 선택한다.

1) 천공되지 않는 패리티 비트들을 천공 패턴의 순서 혹은 역순서대로 선택한다.

2) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 천공되었던 패리티 비트들을 천공 패턴의 순서 혹의 역순서대로 선택한다.

3) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 차수가 3인 정보어 비트들부터 선택한다.

4) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 패리티 비트들을 천공 패턴의 순서 혹은 역순서대로 선택한다.

5) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 차수가 12인 정보어 비트들을 선택한다.

6) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요한 경우 상기 1)번부터 반복한다.

상기 순서 외에 아래의 순서와 같이 선택할 수도 있다.

4) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 차수가 12인 정보어 비트들을 선택한다.

5) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 패리티 비트들을 천공 패턴의 순서 혹은 역순서대로 선택한다.

상기 순서 외에 아래의 순서와 같이 선택할 수도 있다.

3) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 패리티 비트들을 천공 패턴의 순서 혹은 역순서대로 선택한다.

4) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 차수가 12인 정보어 비트들부터 선택한다.

5) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 차수가 2인 정보어 비트들을 선택한다.

방법 2는 패리티 비트들을 정보어와 동일한 프레임으로 전송하므로 천공되지 않은 패리티 비트들은 정보어와 동일한 프레임으로 전송한다. 또한 추가적인 패리티 비트들을 선택할 경우 다음과 같은 순서로 선택한다.

1) 추가적인 패리티 비트들이 필요할 경우 천공되었던 패리티 비트들을 천공 패턴의 순서 혹의 역순서대로 선택한다.

2) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 차수가 3인 정보어 비트들부터 선택한다.

5) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요한 경우 천공되지 않은 패리티 비트들을 천공패턴의 순서 혹은 역순서대로 선택한다.

상기 순서 외에 아래의 순서와 같이 선택할 수도 있다.

3) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 차수가 12인 정보어 비트들을 선택한다.

4) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 천공되는 패리티와 천공되지 않는 패리티 비트들을 천공 패턴의 순서 혹은 역순서대로 선택한다.

5) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요한 경우 상기 1)번부터 반복한다.

상기 순서 외에 아래의 순서와 같이 선택할 수도 있다.

2) 추가적인 패리티 비트들이 더 필요할 경우 패리티 비트들을 천공 패턴의 순서 혹은 역순서대로 선택한다.

상기에서는 DVB-S2 내지 DVB-T2, DVB-C2 및 DVB-NGH에서 사용하는 LDPC 부호 중 부호율이 1/2인 부호를 기반으로 설명하였으나 다른 부호율에 대하여서도 동일한 방법을 적용할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 DVB-T2/NGH의 프레임 구조를 도시한 것이다.

도 9를 참조하면, DVB-T2/NGH 시스템에서 사용하는 시그널링 정보어는 configure 정보 파트와 dynamic 정보 파트로 구성될 수 있다.

상기 정보 파트들 중 configure 정보 파트는 수 프레임 동안 변하지 않는 정보들을 의미한다. dynamic 정보 파트는 매 프레임 마다 변화하는 정보들로 구성된다. 상기 configure 정보 파트와 dynamic 정보 파트는 현재 프레임의 데이터에 대한 정보(information)들을 포함하고 있으므로 오류 없이 수신하는 것이 매우 중요하다. 만약 CRC(Cyclic Redundancy Check) 검사 결과 오류가 발생하였을 경우에는 해당 프레임의 데이터 정보를 수신할 수 없다고 판단할 수도 있다.

상기 configure 정보 파트는 수 프레임 동안 동일 정보가 수신되므로 수신된 정보를 저장하고 있다면, 저장된 정보들을 이용하여 다이버시티 이득을 얻음으로써 오류를 정정할 수 있는 능력이 있다. 반면에, dynamic 정보 파트는 매 프레임마다 변화하는 정보로서 반복 전송되지 않으며, P2 심볼로 짧은 시간 간격 동안에만 전송되므로 충분한 다이버시티 이득을 얻지 못하며, 오류 정정 능력이 현저히 떨어질 수 있다.

그러므로 도 9와 같이 상기 기술한 방법 1을 dynamic 정보 파트에만 적용하여, 추가적인 패리티 비트들을 다수의 프레임에 전송한다. 즉, dynamic 정보 파트에 대하여 소정의 방법에 의하여 부호화를 한 후 추가적인 패리티 비트들을 생성하고 상기 추가적인 패리티 비트들을, 그룹의 원소의 개수를

로 하는 다수 그룹 G(0), G(1), …, G(s-1) 으로 분리하고 s개의 프레임에 전송한다. 상기 도 9에서는 s=3 인 경우에 한하여 도시하고 있지만 s는 임의로 결정할 수 있음은 당연하다. 각 그룹에 속한 비트들은 동일 프레임에 전송한다. 상기에서 패리티 부호어 비트들을 다수의 그룹으로 분리하는 방법은 상술한 규칙 3과 규칙 4를 적용할 수 있다. 또한 상기 예에서는 G(0), G(1), …, G(s-1) 이 순차적으로 프레임에 매핑되어 있으나, 그룹을 프레임에 매핑하는 방법은 다양하게 변경할 수 있음은 당연하다.

상기에서 언급한 바와 같이 시그널링 정보에 대하여 오류(error)가 발생했는지는 CRC 검사(check)를 통하여 알 수 있다. 그러므로 만약 CRC 검사 결과 오류가 발생했다고 판단되면, G(0), G(1),…, G(s-1)를 입력받아서 dynamic 정보에 대하여서 추가적인 복호화(decoding) 작업을 수행한다. 복호화 작업을 수행한 후 시그널링에 대한 CRC 검사를 다시 한 번 수행하여 오류의 발생 유무를 파악할 수 있다.

만약 시그널링 정보어 파트들 중 추가적인 패리티 비트들에 오류가 발생할 경우에는 dynamic 정보가 상기 추가적인 복호화를 통해 복원이 되었더라도 CRC 검사 오류가 계속 발생하게 된다는 치명적인 문제가 있다. 그러므로 이러한 문제를 해결하기 위하여 dynamic 정보에 추가적인 CRC를 사용한다.

도 10은 상기 dynamic 정보를 위하여 추가적인 CRC를 사용하였을 경우를 나타낸 도면이다. 특히, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 DVB-T2/NGH 시스템의 프레임 구조를 도시한 것이다.

dynamic 정보를 k+3번째 프레임으로 전송한다고 하면, dynamic 정보를 위한 CRC는 추가적인 패리티 비트가 전송되는 프레임 중 하나의 프레임에 전송할 수 있다. 도 10에서는 k+2번째 프레임으로 전송되는 것을 나타내었다. 또한 상기 방법에서 dynamic 정보를 부호화 할 때 CRC를 정보어에 포함시킬 수도 있고 포함시키지 않을 수도 있다.

DVB-T2/NGH 시스템에서는 시그널링 정보인 configurable 정보, dynamic 정보, extension 파트, CRC, padding 비트들을 정보어로 하여 부호화를 한다.

본 발명에서 제시한 방법을 사용한다고 가정하면, 상기 도 9 및 도 10과 같이 전송하였을 경우 송신기에서는 dynamic 정보에 대하여 추가적인 부호화를 수행하여야 하며, 수신기에서는 시그널링 정보에 대한 CRC 오류가 발생하면 dynamic 정보에 대한 추가적인 복호화 과정을 수행해야 한다. 또한 dynamic 정보의 부호화를 위한 천공 및 단축 패턴이 시그널링을 위한 천공 및 단축 패턴과 다를 경우, dynamic 정보의 부호화 및 복호화를 위하여 추가적인 모듈(module)이 필요할 수 있다.

상기 도 9 및 도 10의 방법은 시그널링 정보를 위하여 부호화 및 복호화을 두 번 수행해야 한다. 즉, 시그널링에는 두 가지 다른 type의 정보가 존재 하는데, 하나는 매 프레임 마다 변화하지 않은conf(configure) 정보와 다른 하나는 매 프레임마다 변화하는dyn(dynamic)이다. 이 두 type의 정보는 하나의 정보어로 입력되어 부호화 된다. 이중 dyn 정보에 대하여서만 따로 coding을 하여 이전 frame으로 추가적인 패리티를 전송한다. 그러므로 첫 번째로conf와 dyn을 정보어로 입력 받아 부호화 하고, 두 번째로 dyn을 입력받아 부호화 한다. 하지만, 상기에서 언급한 방법 2를 사용함으로써 부호화는 한 번만 수행할 수 있고, 추가적인 천공 및 단축 패턴이 불필요하므로 부호화 및 복호화 과정에서도 추가적인 모듈을 최소화 할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 DVB-T2/NGH 시스템의 프레임 구조를 도시한 것이다. 특히, 도 11은 DVB-T2/NGH 시스템에 방법 2를 적용한 실시예를 도시한 것이다.

상기 configurable 정보, dynamic 정보들을 입력받아 LDPC 부호화를 수행한다. 일반적으로 시그널링은 가변적이므로 가변적인 길이에 대하여 적응적으로 부호화하기 위해 단축과 천공을 수행한다.

NGH 시스템에서는 configurable 정보, dynamic 정보들이 각각 부호화되므로 도 11의 L1 signalling은 configurable 및 dynamic에 국한된 것이 아닌 모든 종류의 L1 signalling 정보를 의미한다.

천공된 비트들을 제외한 패리티 비트들은 도 11의 시그널링 비트들과 동일한 프레임인 k+3번째 프레임으로 전송된다. 규칙 5에 의하여 구해진 원소의 개수가

인 추가적인 패리티 비트들의 그룹 G(0), G(1), G(2)는 k+2 번째 프레임, k+1 번째 프레임, k 번째 프레임으로 각각 전송된다.

도 11에서는 추가적인 패리티 비트들이 전송되는 프레임의 개수를 3개로 가정하였으나 상기에서 언급한 바와 같이 이는 가변적이다. 또한 추가적인 패리티 비트들의 그룹 G(0), G(1), G(2)를 전송하는 위치도 다양하게 변경할 수 있다. 즉, P1/P2 심볼에 전송할 수도 있고 보조 스트림(auxiliary stream)에 전송할 수도 있다. 또한 일반적인 데이터 스트림을 이용하여 전송할 수도 있다.

또한 상기에서 언급한 바와 같이 k+2 번째 프레임, k+1 번째 프레임, k번째 프레임으로 전송되는 것으로 국한되는 것이 아니라 s개의 이전 프레임으로 전송되는 것으로 생각할 수 있다.

도 22A와 도 22B는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다양한 프레임 구조를 도시한 것이다. 특히, 도 22A와 도 22B는 s개의 이전 프레임으로 추가적인 패리티 비트들을 전송하는 방법에 대하여 도시한 것이다.

도 22A는 추가적인 패리티 비트들이 연접된 이전 프레임으로 전송되지 않고 수 프레임 이전으로 전송되는 것을 도시한 것이다. DVB-NGH 시스템에서는 DVB-T2에 존재하는 FEF(Future Extension Frame)를 이용하여 NGH 프레임들을 전송한다. 그러므로 본 발명의 추가적인 패리티 비트들은 s개의 연접한 프레임으로 전송하는 것으로 국한하지 않고, 정보어를 전송하는 프레임 이전의 s개의 프레임으로 전송하는 것으로 응용이 가능하다.

도 22B는 추가적인 패리티 비트들이 다른 RF 밴드로 전송되는 것으로 응용이 가능함을 도시한 것이다. 즉, 본 발명의 추가적인 패리티 비트들은 동일 RF 채널로 전송되는 프레임으로 한정되는 것은 아니다.

DVB-T2 시스템에서 사용하는 시그널링은 두 가지 type이 존재 하는데, 하나는 L1 pre 시그널링이고, 다른 하나는 configurable 파트와 dynamic 파트와 extension 파트로 구성된 L1 post 시그널링이다. 상기 도 9에서는 방법 2를 T2 type 시그널링 중 L1 post 시그널링을 기반으로 설명하였으나, 다른 L1 pre 타입의 시그널링에도 적용할 수 있음은 당연하다.

방법 2에서와 같이 signalling 정보를 부호화 하여, 천공되지 않는 패리티 비트들은 정보어와 동일 프레임으로 전송하고, 정보어와 패리티 비트들로 구성된 추가적인 패리티 비트들은 이전 프레임으로 전송한다. 이때 추가적인 패리티 비트들은 천공된 패리티 비트들을 우선적으로 선택하며, 선택하는 순서는 천공 패턴의 순서 혹은 역순으로 한다. (이 문단이 이 특허의 핵심이라고 할 수 있습니다.)

주어진

개의 패리티 비트들(parity bits)을

개의 그룹으로 나눌 수 있으며 j번째 패리티 그룹 P_j는 수학식 9와 같이 표현할 수 있다.

여기서

는 상기 도 3에서 언급한 열 그룹을 구성하는 열의 개수 M, N_ldpc와 K_ldpc를 기반으로 하여 수학식 10과 같이 구할 수 있다.

그러므로 패리티 비트들은

개의 그룹으로 나누어지며 각 그룹은 개의 비트들로 구성된다.

주어진 천공 비트의 개수

에 대하여 이하와 같이 천공되는 패리티 비트들을 구할 수 있다.

단계 1: 수학식 11과 같이 모든 패리티 비트들이 천공되는 그룹의 개수

를 구할 수 있다. 이하 수학식 11에서의 연산

는 a를 넘지 않는 최대 정수를 의미한다. 예를 들어,

이다.

단계 2: 상기

개의 패리티 비트 그룹들

은 그룹에 속한 모든 패리티 비트들이 천공된다. 상기

는 패리티 그룹의 인덱스를 나타내는 것으로 천공을 하는 순서를 의미한다. 예를 들어 표 1과 같이 정의할 수 있다. 예를 들어 BPSK 변조방식을 사용할 경우

는 6 이므로 패리티 비트 그룹

내의 패리티 비트가 먼저 천공 된다.

단계 3: 그룹

에 대하여서는 상기 그룹의 첫 번째 패리티 비트들부터

개의 비트들을 천공한다. 천공되지 않는 패리티 비트들은 정보어와 동일 프레임으로 전송한다.

<실시예 7>

첫 번째 추가적인 패리티 비트들의 그룹 G(0)를 구하는 방법은 이하와 같다. 설명의 편의를 위하여 단계 1부터 단계 3의 과정을 수행한 후, 이하 단계 4부터의 과정을 수행한다고 가정한다.　

단계 4: 추가적인 패티리 비트들을 선택하기 위하여 패리티 비트 그룹 내의 모든 원소들이 선택되는 그룹의 개수를 수학식 12와 같이 구한다.

상기에서

는 첫 번째 추가적인 패리티 비트들의 개수를 의미한다.

단계 5: 상기

개의 패리티 비트 그룹들

은 그룹에 속한 모든 패리티 비트들은 첫 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(0)를 구성하며 정보어가 전송되는 프레임보다 앞선 프레임으로 전송된다. 상기 앞선 프레임이라 함은 도 14 또는 도 22를 통하여 설명한 바와 같이 다른 RF 채널에서도 적용할 수 있다.

단계 6: 그룹

에 대하여서는 그룹 내의 첫 번째 패리티 비트들부터

개의 패리티 비트들은 첫 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(0)를 구성한다.

첫 번째 추가적인 패리티 비트들의 그룹 G(0) 내의 비트들의 순서를 결정하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다. 일예로 도 12 (a)와 도 12 (c)에서 도시한 바와 같이 패리티 비트들의 그룹

의 순서대로 패리티 비트들의 그룹

단위로 나열한다. 또는 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, G(0)로 선택된 패리티 비트들을 패리티 비트들의 인덱스 순서대로 비트 단위로 정렬할 수도 있다.

단계 7: 이하와 같이 그룹

에서 첫 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹을 구성하지 않은 패리티 비트들의 개수를 수학식 13과 같이 구할 수 있다. x와 y에 대해서는 도 12에 도시하였다.

그러므로 그룹

에서

번째 비트부터 두 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(1)를 구성할 수 있다. 상기 a번째 비트라 함은 그룹

의 처음 비트를 0번째 비트라고 하였을 때 a번째에 위치한 비트를 의미한다. 또한 함수 min(a,b)는 a와 b중 작은 값을 선택하는 것을 의미하는 것으로, 만약 a≤b이면 min(a,b)=a이고 a>b이면 min(a,b)=b이다.

단계 8: 만약

인 경우, 추가적인 패티리 비트들을 선택하기 위하여 패리티 비트 그룹 내의 모든 원소들이 선택되는 그룹의 개수를 이하 수학식 14와 같이 구한다.

단계 9: 그룹

의 패리티 들은 모두 두 번째 추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성한다.

단계 10: 그룹

에서는

개의 패리티 비트들이 두 번째 추가적인 패리티 비트들로 구성된다.

단계 11: 그룹

에서 두 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹을 구성하지 않은 패리티 비트들의 개수 y를 수학식 15와 같이 구할 수 있다.

그러므로 그룹

에서 x번째 비트부터 y개의 비트들을 세 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(2)를 구성할 수 있다.

단계 12: 만약

인 경우, 세 번째 추가적인 패리티 비트들을 선택하기 위하여 패리티 비트 그룹 내의 모든 원소들이 선택되는 그룹의 개수를 수학식 16과 같이 구한다.

단계 13: 그룹

의 패리티 들은 모두 세 번째 추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성한다.

단계 14: 그룹

에서는

두 번째 추가적인 패리티 비트들의 그룹 G(1) 내의 비트들의 순서를 결정하는 방법은 첫 번째 추가적인 패리티 비트들의 그룹 G(1) 내의 비트들의 순서를 결정하는 방법과 동일하다.

<실시예 8>

이하에서는 추가적인 패리티 비트들을 선택하는 방법에 있어서 천공 패턴의 역순으로 선택하는 방법에 대하여 도 13을 참조하여 서술한다.

정보어와 동일 프레임으로 전송되는 패리티 비트들을 구하는 방법은 상기 단계 1 내지 단계 3과 동일하다.

첫 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(0)를 구하는 방법은 이하와 같다.

단계 4: 수학식 17과 같이 그룹

에서 그룹 G(0)으로 선택되는 비트들의 개수 y를 구할 수 있다.

단계 5: 그룹

에서는 그룹 내의 첫 번째 비트부터 개의 비트들을 첫 번째 추가적인 패리티 비트들로 선택한다.

만약 상기 단계 3에서 그룹

에 대하여서는 상기 그룹의 마지막 패리티 비트들부터

개의 비트들을 천공하고, 천공되지 않는 비트들은 정보어와 동일 프레임으로 전송한다면 상기 단계　5에서 그룹

에서는 그룹 내의 마지막 패리티 비트부터 y개의 비트들을 첫 번째 추가적인 패리티 비트들로 선택한다.

만약

가 y보다 클 경우 이하의 과정을 수행한다.

단계 6: 수학식 18과 같이 그룹 내의 모든 비트들이 전송되는 패리티 비트들의 그룹의 개수를 구한다.

단계 7: 상기

개의 패리티 비트 그룹들

은 그룹에 속한 모든 패리티 비트들은 첫 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(0)를 구성하며 정보어가 전송되는 프레임보다 앞선 프레임으로 전송된다.

단계 8: 그룹

에 대해서는 그룹 내의 첫 번째 패리티 비트들부터

첫 번째 추가적인 패리티 비트들의 그룹 G(0) 내의 비트들의 순서를 결정하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다. 일예로, 도 13 (a)와 도 13 (c)에 도시한 바와 같이, 패리티 비트들의 그룹

의 역순으로 패리티 비트 그룹

단위로 나열한다. 또는 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 추가적인 패리티 비트들로 선택된 패리티 비트들을 패리티 비트들의 인덱스 순서대로 비트 단위로 정렬할 수도 있다.

이하에서는 두 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(1)을 구성한다.

단계 9: 수학식 19와 같이 그룹

에서 그룹 G(1)으로 선택되는 비트들의 개수 y를 구할 수 있다.

단계 10: 그룹

에서는 그룹 내의 처음 비트부터 y개의 비트들을 선택한다.

만약

가 y보다 클 경우 이하의 과정을 수행한다.

단계 11: 수학식 20과 같이 그룹 내의 모든 비트들이 전송되는 그룹의 개수를 구한다.

단계 12: 상기

개의 패리티 비트 그룹들

은 그룹에 속한 모든 패리티 비트들은 두 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(1)를 구성하며 정보어가 전송되는 프레임보다 앞선 프레임으로 전송된다.

단계 13: 그룹

에 대하여서는 그룹 내의 첫 번째 패리티 비트들부터

개의 패리티 비트들은 두 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(1)를 구성한다.

<실시예 9>

이하에서는 도 14A 내지 14D를 이용하여 패리티 비트들을 인터리빙(interleaving) 하여 보다 효율적으로 추가적인 패리티 비트들을 구하는 방법에 대하여 서술하고자 한다.

LDPC 부호화를 통해 얻은 패리티 비트들

에 대하여 수학식 21과 같이 인터리빙을 한다.

상기 패리티 비트 그룹에 대하여 상기에서 언급한

를 기반으로 하여 그룹 인터리빙을 하며 수학식 22와 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 21과 같이 인터리빙을 하면, 도 14의 (a)와 같이 구성된 LDPC 부호어가 도 14 (b)와 같이 다수의 패리티 비트 그룹

단위로 정렬된다.

상기 그룹 인터리빙 한다는 의미는 그룹 단위의 인터리빙을 하는 것으로 그룹 내의 비트들은 동일하게 인터리빙 된다는 의미로, 그룹 Z_i의 비트들은

의 비트들과 동일하다. 상기

는 천공을 하는 순서를 나타내는 값으로 상기에서 언급한 천공 패턴을 의미하며

이다. 이는 상기 표1에서 설명한 바 있다. 상기

의 상세한 값은 변경이 가능하여 상세한 설명은 본 발명의 논지를 흐릴 수 있으므로 생략한다.

상기 수학식 22과 같이 인터리빙을 하면, 도 14의 (b)와 같이 구성된 LDPC 부호어가 도 14 (c)와 같이 다수의 패리티 비트들의 그룹들이 천공 패턴의 역순으로 정렬된다.

단계 1: 수학식 23과 같이 천공이 되는 패리티 비트들의 개수를 기반으로 모든 패리티 비트들이 전송되는 그룹의 개수

를 구할 수 있다.

단계 2: 상기

개의 패리티 비트 그룹들

은 그룹에 속한 모든 패리티 비트들이 전송된다.

단계 3: 그룹

에 대하여서는 그룹의 첫 번째 패리티 비트들부터

개의 비트들을 정보어와 동일 프레임으로 전송한다.

첫 번째 추가적인 패리티 비트들을 구하는 방법은 이하와 같다.

단계 4: 수학식 24와 같이 그룹

에서 그룹 G(0)로 선택되는 비트들의 개수 를 구할 수 있다.

단계 5: 그룹

에서는 그룹 내의 첫 번째 비트부터 y개의 비트들을 첫 번째 추가적인 패리티 비트들로 선택한다.

만약

가 y보다 클 경우 이하의 과정을 수행한다.

단계 6: 수학식 25과 같이 그룹 내의 모든 비트들이 전송되는 그룹의 개수를 구한다.

단계 7: 상기

개의 패리티 비트 그룹들

단계 8:그룹

에 대하여서는 그룹 내의 첫 번째 패리티 비트들부터

상기에서 언급한 바와 같이 추가적인 패리티 비트들의 그룹을 구성하면 도 14(d)와 같다.

단계 9: 수학식 26와 같이 그룹

에서 그룹 G(1)로 선택되는 비트들의 개수 y를 구할 수 있다.

단계 10: 그룹

에서는 그룹 내의 처음 비트부터 개의 비트들을 선택한다.

만약

가 y보다 클 경우 이하의 과정을 수행한다.

단계 11: 수학식 27와 같이 그룹 내의 모든 비트들이 전송되는 그룹의 개수를 구한다.

단계 12: 상기

개의 패리티 비트 그룹들

단계 13: 그룹

에 대하여서는 그룹 내의 첫 번째 패리티 비트들부터

상기 수학식 22의 그룹 인터리빙을 수학식 28과 같이 표현할 수 있다.

이 경우 패리티 비트들은

로 나타낼 수 있다.

그러므로 상기 수학식 23에서 구한 정보어와 동일 프레임으로 전송되는

값과 추가적인 패리티 비트들인

을 기반으로 추가적인 패리티 비트들을 사용하지 않을 경우에도 선택되는 패리티 비트들을 선택할 수 있다.

수학식 29에서는 정보어와 동일 프레임으로 전송되는 패리티 비트들 그룹

와 첫 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹

과 두 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹

을 나타내었다.

그런데, 만약 상기 추가적인 패리티 비트들의 개수의 총합

이

보다 클 경우

개의 추가적인 패리티 비트들을 선택할 경우는 상기 실시예 7 내지 8 내지 9를 따르며, 추가적인 패리티 비트들이

보다 더 필요한 경우에는 부호어에서 선택할 수 있는데, 가장 간단한 방법은 상기 정보어 및 정보어와 동일 프레임으로 전송되는 패리티 비트들 및 기 선택된 추가적인 패리티 비트들을 순차적으로 반복하여 선택한다. 이를 도 23에 간단히 도시하였다.

<실시예 10>

이하에서는 추가적인 패리티 비트들을 선택하는 방법에 있어서 천공 패턴의 역순으로 선택하는 방법에 대하여 서술한다. 특히 추가적인 패리티 비트들의 개수의 총합

이

보다 클 경우에 대하여 고려하도록 한다.

첫 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(0)를 구하는 방법은 다음과 같다.

단계 4: 만약

인 경우

비트들을 그룹 G(0)로 선택하고,

비트에 대해서는 부호어 중에서 G(0)를 선택한다. 이때 가장 간단한 방법은 부호어 및 추가적인 패리티 비트들을 순차적으로 반복하여 선택하는 것이다. 이를 도 23에 간단히 도시 하였다.

만약

인 경우, 상기 실시예 8의 단계４내지 단계 8을 동일하게 수행한다.

두 번째 추가적인 패리티 비트들 그룹 G(1)을 구성하는 방법은 다음과 같다.

단계 9: 만약 상기 단계 4에서

인 경우 부호어 중에서 G(1)를 선택한다. 이때 가장 간단한 방법은 이전에 전송했던 비트들을 순차적으로 선택하는 것이다.

만약

이고

인 경우, 부호어 중에서 G(1)를 선택한다. 이때 가장 간단한 방법은 상기 정보어 및 패리티 비트들 및 추가 적인 패리티 비트들을 순차적으로 반복하여 선택하는 것이다. 이를 도 23에 간단히 도시하였다.

만약

이면, 상기 실시예 8의 단계 9 내지 단계 13과 동일하다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치를 도시한 것이다.

도 15를 참조하면, 송신기 1500는 부호화기 1502, 변조기 1504, 그리고 프레임 구성기 1506를 포함한다. 메시지 u는 전송되기 전에 송신기(1500)의 부호화기(encoder)(1502)를 통해 부호화되고, 변조기(Modulator)(1504)에 의해 변조되고, 프레임 구성기(1506)에 의하여 프레임이 구성된 후 채널(1508)을 통해 전송된다. 이렇게 전송된 신호는 디매퍼 1516와 복조기 1514, 그리고 복호기 1512를 포함하는 수신기(1510)에서 수신되어 프레임 역구성기(1516)에 의하여 역 구성되어 복조기(Demodulator)(1514)에 입력되며, 복호기(Decoder)(1512)는 복조기(1514)에 의해 복조된 신호로부터 메시지의 추정치(estimate)를 추정해낸다.

상기 부호화기(1502)는 미리 설정되어 있는 방식으로부터 메시지의 크기에 따라 천공 및 단축을 사용하여 패리티 비트들을 생성한다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 단축된 LDPC 부호를 사용하는 송신 장치의 블록 구성도이다.

도 16을 참조하면, 송신 장치는 부호기(1602), 제어부(1604), 천공기(1606), 추가 패리티 비트 그룹 생성기(1608) 및 프레임 구성기(1610)을 포함하며, 경우에 따라 단축 적용부(1600)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(1604)는 단축 적용부(1600)에서 정보어의 길이에 따라 단축할 비트 수를 결정하도록 제어하고, 상기 단축 적용부(1600)는 단축된 비트에 해당되는 위치에 0 값을 가지는 비트를 삽입(insertion)하거나, 주어진 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 단축된 비트에 해당되는 열을 제거한다. 상기 단축 패턴을 결정하는 방법으로는 메모리를 이용하여 저장된 단축 패턴을 사용하거나, 수열 생성기(도면에 도시하지 않음) 등을 이용하여 단축 패턴을 생성하거나, 패리티 검사 행렬과 주어진 정보어 길이에 대하여 밀도 진화 분석 알고리즘 등을 이용하여 얻는 방법 등이 있다.

상기 LDPC 부호화기(1602)는 상기 제어부(1604)와 단축 적용부(1600)에 의해서 단축된 LDPC 부호를 기반으로 부호화를 수행한다. 또한 적절한 천공의 적용이 필요할 경우 천공기(1606)에 의해서 생성된 LDPC 부호어에 대해 천공을 적용한다. 상기 천공기(1606)에서 천공해야 할 비트 수와 천공의 위치는 천공 패턴에 따라 상기 제어부(1604)에 의해 결정된다. 즉, 상기 제어부에서는 천공이 되는 순서인 천공 패턴을 알고 있어서 그 순서에 따라 천공되는 비트들을 선택한다. 상기 천공 패턴은 메모리에 저장되거나 수열 생성기(도면에 도시 하지 않음) 등을 이용하여 천공 패턴을 생성할 수도 있다.

상기 추가 패리티 비트 그룹 생성기(1608)은 상기 제어부(1604)와 상기 부호기(1602)의 출력 데이터와 상기 천공기(1606)의 데이터를 입력 받아 상술한 규칙들에 의하여 추가 패리티 비트 그룹들을 생성한다.

상기 프레임 구성기(1610)은 상기 방법 1 내지 방법 2에 상응하는 프레임을 구성한다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 추가 패리티 비트 그룹을 적용한 LDPC 부호를 사용하는 수신 장치의 블록 구성도이다.

상기 도 17에는 상기 추가 패리티 비트 그룹을 사용하는 통신 시스템에서 전송된 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호로부터 추가 패리티 비트 그룹을 구성하는 추가 패리티 비트들의 정보를 알게 되었을 때 상기 수신된 신호로부터 사용자가 원하는 데이터를 복원하는 수신 장치의 예를 나타내었다.

도 17을 참조하면, 수신 장치는 제어부(1700), 단축 또는 천공 처리기(1702), 복조기(1704), 추가 패리티 비트 그룹 처리기(1706) 및 복호기(1708)를 포함한다.

상기 복조기(1704)는 LDPC 부호를 수신하여 복조하고, 제어부에 의하여 프레임을 재구성하고 수신된 신호를 기반으로 상기 도 16의 LDPC 부호기의 입력 값을 추정한다. 복조된 신호를 단축 또는 천공 처리기(1702)와 복호기(1708)와 추가 패리티 비트 그룹 처리기(1706)로 전달한다.

상기 단축 또는 천공 처리기(1702)는 제어부(1700)의 제어 하에, 상기 복조기(1704)에서 복조된 신호로부터 LDPC 부호의 단축 또는 천공된 비트들에 대한 정보를 판단하고, 단축된 비트와 천공된 비트의 위치 정보를 복호기(1708)로 전달한다.

복호기(1708)는 복조기(1704)의 출력 값과 상기 단축 또는 천공 처리기(1702)로부터 입력되는 단축 및 천공된 부호의 길이 및 해당 비트들의 위치 정보를 이용하여 상기 수신된 신호로부터 사용자가 원하는 데이터를 복원할 수 있다. 복호기(1708)는 또한 추가 패리티 비트 그룹 처리기(1706)로부터 추가적인 패리티 비트들의 위치 정보 및 복조 값을 입력 받아 복호를 할 수 있다.

상기 추가 패리티 비트 그룹 처리기(1706)는 상기 제어부(1700)의 제어 하에 추가적인 패리티 비트들의 위치 및 복조된 데이터들을 처리하여 복호기(1708)로 전달한다. 상기 복조된 데이터들을 처리한다는 의미는 다양할 수 있으며, 일 예로 동일 비트가 여러 번 수신되었을 경우 복조된 값을 더해주는 처리를 할 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 단축된 LDPC 부호를 사용하는 송신 장치의 블록 구성도이다.

도 18을 참조하면, 송신 장치는 부호기(1802), 제어부(1804), 천공기(1806), 추가 패리티 비트 그룹 생성기(1808), 프레임 구성기(1810) 및 패리티 인터리버(1812)를 포함하며, 경우에 따라 단축 적용부(1800)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(1804)는 단축 적용부(1800)에서 정보어의 길이에 따라 단축할 비트 수를 결정하도록 제어하고, 상기 단축 적용부(1800)는 단축된 비트에 해당되는 위치에 0 값을 가지는 비트를 삽입(insertion)하거나, 주어진 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 단축된 비트에 해당되는 열을 제거한다. 상기 단축 패턴을 결정하는 방법으로는 메모리를 이용하여 저장된 단축 패턴을 사용하거나, 수열 생성기(도면에 도시하지 않음) 등을 이용하여 단축 패턴을 생성하거나, 패리티 검사 행렬과 주어진 정보어 길이에 대하여 밀도 진화 분석 알고리즘 등을 이용하여 얻는 방법 등이 있다.

상기 부호기(1802)는 상기 제어부(1804)와 단축 적용부(1800)에 의해서 단축된 LDPC 부호를 기반으로 부호화를 수행한다. 또한 부호기(1802)의 출력값들은 패리티 인터리버(1812)로 입력되어 상기 <실시예 9>에서 언급한 바와 같이 패리티 인터리빙을 한다. 이때 그룹 단위로 패리티 인터리빙을 할 수도 있고, 비트 단위로 인터리빙 할 수도 있다. 상기에서 언급한 바와 같이 상기 패리티 인터리버(1812)는 상기 제어부(1808)에 의하여 천공 패턴에 따라 인터리빙 된다. 또한 적절한 천공의 적용이 필요할 경우 천공기(1806)에 의해서 생성된 LDPC 부호어에 대해 천공을 적용한다. 상기 천공기(1806)에서 천공해야 할 비트 수와 천공의 위치는 천공 패턴에 따라 상기 제어부(1804)에 의해 결정된다. 즉, 상기 제어부에서는 천공이 되는 순서인 천공 패턴을 알고 있어서 그 순서에 의하여 천공되는 비트들을 선택한다. 상기 천공 패턴은 메모리에 저장되거나 수열 생성기(도면에 도시 하지 않음) 등을 이용하여 천공 패턴을 생성할 수 있다.

상기 추가 패리티 비트 그룹 생성기(1808)는 상기 제어부(1804)와 상기 부호기(1802)의 출력 데이터와 상기 천공기(1806)의 데이터를 입력 받아 상술한 규칙들에 의하여 추가 패리티 비트 그룹들을 생성한다.

상기 프레임 구성기(1810)는 상기 방법 1 내지 방법 2에 상응하는 프레임을 구성한다.

도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 추가 패리티 비트 그룹을 적용한 LDPC 부호를 사용하는 수신 장치의 블록 구성도이다.

상기 도 19에는 상기 추가 패리티 비트 그룹을 사용하는 통신 시스템에서 전송된 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호로부터 추가 패리티 비트 그룹을 구성하는 추가 패리티 비트들의 정보를 알게 되었을 때 상기 수신된 신호로부터 사용자가 원하는 데이터를 복원하는 수신 장치의 예를 나타내었다.

도 19를 참조하면, 수신 장치는 제어부(1900), 단축 또는 천공 처리기(1902), 복조기(1904), 추가 패리티 비트 그룹 처리기(1906), 복호기(1908) 및 패리티 디인터리버(1910)를 포함한다.

상기 복조기(1904)는 LDPC 부호를 수신하여 복조하고, 복조된 신호를 단축 또는 천공 처리기(1902)와 복호기(1908)와 추가 패리티 비트 그룹 처리기(1906)로 전달한다.

상기 단축 또는 천공 처리기(1902)는 상기 제어부(1900)의 제어 하에, 상기 복조기(1904)에서 복조된 신호로부터 LDPC 부호의 단축 또는 천공된 비트들에 대한 정보를 판단하고, 단축된 비트와 천공된 비트의 위치 정보를 복호기(1908)로 전달한다.

패리티 디인터리버(1910)는 상기 도 18의 패리티 인터리버(1812)의 상응하는 블록으로, 복조기(1904)의 출력 값과 상기 단축 또는 천공 처리기(1902)로부터 입력되는 단축 및 천공된 부호의 길이 및 해당 비트들의 위치 정보를 이용하여 패리티 비트들을 재구성하고 패리티 디인터리빙을 수행한다.

복호기(1908)는 패리티 디인터리버(1910)의 출력 값과 상기 단축 또는 천공 처리기(1902)로부터 입력되는 단축 및 천공된 부호의 길이 및 해당 비트들의 위치 정보를 이용하여 상기 수신된 신호로부터 사용자가 원하는 데이터를 복원할 수 있다. 복호기(1908)는 또한 추가 패리티 비트 그룹 처리기(1906)로부터 추가적인 패리티 비트들의 위치 정보 및 복조 값을 입력 받아 복호를 할 수 있다.

상기 추가 패리티 비트 그룹 처리기(1906)는 상기 제어부(1900)의 제어 하에 추가적인 패리티 비트들의 위치 및 복조된 데이터들을 처리하여 복호기(1908)로 전달한다. 상기 복조된 데이터들을 처리한다는 의미는 다양할 수 있으며, 일 예로 동일 비트가 여러 번 수신되었을 경우 복조된 값을 더하는 처리를 해준다.

도 20은 본 발명의 프레임 구조 및 전송 방법을 사용하는 실시예에 따른 송신기의 순서도이다.

제어부(1604,1804)는 2000 단계에서 상술한 방법 및 규칙에 따라 천공 및 단축을 위한 비트의 개수와 패리티 비트를 다수의 프레임으로 전송하기 위한 프레임 개수 및 각 프레임으로 전송되는 비트들의 개수와 그룹을 결정한다.

단축 적용부(1600,1800)에서는 2002단계에서 필요한 경우 단축 처리한다. 부호기(1602,1802)에서는 2004 단계에서 상기 결정된 파라미터들을 가지고 LDPC 부호화를 한다. 천공기(1606,1806)에서는 2006단계에서 부호화된 비트들에 대해 단축 및 천공을 한다. 추가 패리티 비트 그룹 생성기(1608,1808)에서는 2008단계에서 상기 부호어 비트 및 패리티 비트들에 대하여 규칙 3 내지 규칙 5에 따라 다수의 추가적인 패리티 비트 그룹을 생성한다. 또는 이 과정에서 패리티 인터리빙 과정을 포함할 수 있다. 프레임 구성기(1610,1810)에서는 2010단계에서 부호어 및 다수의 추가적인 패리티 그룹들을 상기 기술한 다수의 실시예에 따라 복수의 프레임에서 다양한 방법으로 전송한다.

도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 수신 장치에서의 수신 동작을 도시한 흐름도이다.

수신기는 2100단계에서 부호를 수신한다. 복조기(1704,1904)는 2102 단계에서 수신된 신호를 복조한다. 이후 단축 또는 천공 처리기(1702,1902)는 2104 단계에서 복조된 신호로부터 단축 또는 천공 값을 처리한다.

만약 단축 또는 천공된 비트가 존재하지 않은 경우, 2106 단계를 수행하지 않고 복호기(1708,1908)는 2108 단계에서 복호화를 수행한다. 그러나 단축 또는 천공된 비트가 존재한 경우 단축 또는 천공 처리기(1702,1902)는 2106 단계에서 단축/천공된 비트의 위치 정보를 복호기(1708,1908)로 전달하고, 상기 추가 패리티 비트 그룹 처리기(1706,1906)는 추가 패리티 비트들의 위치 정보를 복호기(1708,1908)로 전달한다.

상기 복호기(1708,1908)는 2108 단계에서 상기 단축/천공된 비트의 위치 정보를 바탕으로 단축된 비트의 값은 0일 확률이 1인 것으로 판단하고, 천공된 비트는 소실(erasure)된 비트인 것으로 판단한 후, LDPC 복호화를 수행한다.

Claims

통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
부호어에 포함된 정보어를 k+s 번째 프레임에 전송하는 과정과,
상기 정보어를 부호화하여 얻은 패리티 비트들을 기반으로 s개의 그룹을 생성하는 과정과,
상기 s개의 그룹을 각각 k+s 번째 프레임보다 앞선 s개의 프레임에 나누어 전송하는 과정을 포함하는 데이터 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 s개의 그룹을 생성하는 과정은,
미리 정해진 천공 패턴에 따라 상기 패리티 비트들을 천공하는 과정과,
상기 천공 패턴을 토대로 한 순서로, 상기 패리티 비트들 중 천공되지 않은 패리티 비트들을 선택하는 과정을 포함하는 데이터 전송 방법.
제2항에 있어서,
상기 천공되지 않은 패리티 비트들중 상기 미리 정해진 천공 패턴에서 연접한 비트들을 상기 s개의 그룹들 중 동일한 그룹에 매핑하는 데이터 전송 방법.
제2항에 있어서,
상기 s개의 그룹을 생성하는 과정은,
상기 미리 정해진 천공 패턴에 따라 천공되지 않은 비트들을 순서대로 각각 s개의 그룹에 매핑하는 데이터 전송 방법.
제4항에 있어서,
상기 천공되지 않은 비트들 중 연접한 비트들을 상기 s개의 그룹들 중 서로 다른 그룹에 매핑하는 데이터 전송 방법.
제2항 또는 제4항에 있어서,
상기 s개의 그룹을 생성하는 과정은,
상기 천공되지 않은 비트들을 모두 선택한 후에 상기 천공된 패리티 비트들을 선택하는 과정을 더 포함하는 데이터 전송 방법.
제6항에 있어서,
상기 s개의 그룹을 생성하는 과정은,
상기 그룹을 형성하는 비트들의 총 개수가 상기 패티티 비트들의 개수보다 클 경우, 상기 패리티 비트들을 모두 선택한 후에 상기 부호어의 비트들을 선택하여 상기 그룹을 생성하는 데이터 전송 방법.
통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
부호어에 포함된 정보어와, 상기 정보어를 부호화하여 얻은 패리티 비트들 중 미리 정해진 천공패턴에 따라 천공되지 않은 비트들을 k+s 번째 프레임에 전송하는 과정과,
상기 미리 정해진 천공 패턴에 따른 순서로 천공된 비트들을 선택하여 s개의 그룹을 생성하는 과정과,
상기 s개의 그룹을 각각 k+s 번째 프레임보다 앞선 s개의 프레임에 나누어 전송하는 과정을 포함하는 데이터 전송 방법.
제8항에 있어서,
상기 그룹을 생성하는 과정은,
상기 천공된 비트들을 모두 선택한 후에는 상기 부호어의 비트들을 선택하여 상기 s개의 그룹으로 생성하는 데이터 전송 방법.
제9항에 있어서,
상기 s개의 그룹을 생성하는 과정은,
상기 천공된 패리티 비트들을 모두 선택한 후에는 상기 부호어의 비트 중에서 상기 정보어의 비트들을 선택하여 상기 s개의 그룹으로 생성하는 데이터 전송 방법.
제10항에 있어서,
상기 s개의 그룹을 생성하는 과정은,
상기 정보어 비트들을 모두 선택한 후에는 상기 미리 정해진 천공 패턴의 순서로 상기 천공되지 않은 패리티 비트들을 선택하여 상기 s개의 그룹으로 생성하는 데이터 전송 방법.
제8항에 있어서,
상기 미리 정해진 천공패턴에서 서로 인접한 패리티 비트들을 상기 s개의 그룹들 중 동일한 그룹에 매핑하는 데이터 전송 방법.
통신 시스템에서 데이터를 전송하는 장치에 있어서,
정보어를 부호화하는 부호기와,
상기 부호기에서 부호화된 부호어를 미리 결정된 천공 패턴에 따라 천공하는 천공기와,
상기 부호기에서 출력된 부호어로부터 상기 천공기에서 천공된 패리티 비트들을 선택하여 s개의 그룹으로 생성하는 패리티그룹 생성기와,
상기 부호어에 포함된 정보어를 k+s 번째 프레임에서 전송하고 상기 패리티 비트의 그룹들을 상기 k+s 번째 프레임보다 앞선 s개의 프레임에 나누어 전송하는 송신부를 포함하는 데이터 전송 장치.
제13항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 패리티 비트들 중 천공되지 않은 비트들을 상기 천공 패턴에 따른 순서로 상기 s개의 그룹에 매핑하는 데이터 전송 장치.
제14항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 천공된 비트들을 제외한 나머지 비트들 중 상기 미리 정해진 천공 패턴에서 연접한 비트들을 상기 s개의 그룹 중 동일한 그룹에 매핑하는 데이터 전송 장치.
제13항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 패리티 비트들 중 천공되지 않은 비트들을 순서대로 상기 s개의 그룹에 매핑하는 데이터 전송 장치.
제14항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 천공되지 않은 비트들 중 연접한 비트들을 서로 다른 그룹에 매핑하는 데이터 전송 장치.
제5항 또는 제17항에 있어서
상기 패리티 비트들은 이중 대각 구조인 데이터 전송 방법 또는 데이터 전송 장치.
제14항 또는 제16항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 천공되지 않은 비트들을 모두 선택한 후에 상기 천공 패턴에 따라 천공된 비트들을 순차적으로 선택하여 상기 그룹을 생성하는 데이터 전송 장치.
제19항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 그룹을 형성하는 비트들의 총 개수가 상기 패리티 비트들의 개수보다 클 경우, 상기 패리티 비트들을 모두 선택한 후에 상기 부호어의 비트들 중에서 선택하여 상기 그룹을 생성하는 데이터 전송 장치.
제13항에 있어서,
상기 송신기는, 상기 정보어와, 상기 패리티 비트들 중 천공되지 않은 비트들을 k+s 번째 프레임에 전송하는 데이터 전송 장치.
제19항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 천공된 패리티 비트들을 상기 천공패턴에 따른 순서대로 선택하여 상기 s개의 그룹으로 생성하는 데이터 전송 장치.
제21항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 천공된 비트들을 모두 선택한 후에는 상기 부호어의 비트들 중에서 선택하여 상기 s개의 그룹으로 생성하는 데이터 전송 장치.
제23항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 천공된 패리티 비트들을 모두 선택한 후에는 상기 부호어 중에서 상기 정보어의 비트들을 선택하여 상기 s개의 그룹으로 생성하는 데이터 전송 장치.
제24항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 정보어 비트들을 모두 선택한 후에는 상기 천공되지 않은 비트들을 순차적으로 선택하여 상기 s개의 그룹으로 생성하는 데이터 전송 장치.
제22항에 있어서,
상기 패리티 그룹 생성기는,
상기 미리 정해진 천공패턴에서 서로 인접한 패리티 비트들을 상기 s개의 그룹들 중 동일한 그룹에 매핑하는 데이터 전송 장치.