KR20120100086A - 통신 및 방송시스템에서 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

통신 및 방송시스템에서 송수신 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120100086A
KR20120100086A KR1020110018740A KR20110018740A KR20120100086A KR 20120100086 A KR20120100086 A KR 20120100086A KR 1020110018740 A KR1020110018740 A KR 1020110018740A KR 20110018740 A KR20110018740 A KR 20110018740A KR 20120100086 A KR20120100086 A KR 20120100086A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
parity check
check matrix
parity
codeword
generating
Prior art date
Application number
KR1020110018740A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101772008B1 (ko
Inventor
명세호
정홍실
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020110018740A priority Critical patent/KR101772008B1/ko
Priority to PCT/KR2012/001501 priority patent/WO2012118327A2/en
Priority to US13/412,239 priority patent/US9054741B2/en
Publication of KR20120100086A publication Critical patent/KR20120100086A/ko
Priority to US14/733,154 priority patent/US9379847B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101772008B1 publication Critical patent/KR101772008B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0041—Arrangements at the transmitter end
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102—Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1148—Structural properties of the code parity-check or generator matrix
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102—Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1148—Structural properties of the code parity-check or generator matrix
    • H03M13/116—Quasi-cyclic LDPC [QC-LDPC] codes, i.e. the parity-check matrix being composed of permutation or circulant sub-matrices
    • H03M13/1165—QC-LDPC codes as defined for the digital video broadcasting [DVB] specifications, e.g. DVB-Satellite [DVB-S2]
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/61—Aspects and characteristics of methods and arrangements for error correction or error detection, not provided for otherwise
    • H03M13/615—Use of computational or mathematical techniques
    • H03M13/616—Matrix operations, especially for generator matrices or check matrices, e.g. column or row permutations
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/61—Aspects and characteristics of methods and arrangements for error correction or error detection, not provided for otherwise
    • H03M13/618—Shortening and extension of codes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/63—Joint error correction and other techniques
    • H03M13/6306—Error control coding in combination with Automatic Repeat reQuest [ARQ] and diversity transmission, e.g. coding schemes for the multiple transmission of the same information or the transmission of incremental redundancy
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/63—Joint error correction and other techniques
    • H03M13/635—Error control coding in combination with rate matching
    • H03M13/6362—Error control coding in combination with rate matching by puncturing
    • H03M13/6368—Error control coding in combination with rate matching by puncturing using rate compatible puncturing or complementary puncturing
    • H03M13/6393—Rate compatible low-density parity check [LDPC] codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0009—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0057—Block codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H04L1/1812—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ]
    • H04L1/1819—Hybrid protocols; Hybrid automatic repeat request [HARQ] with retransmission of additional or different redundancy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

본 발명은 부호화 복호화에 관한 것으로, 통신 및 방송 시스템에서 송신기의 송신 방법에 있어서 추가 패리티 기법 사용 여부를 결정하는 과정과 상기 추가 패리티 기법 사용이 결정된 경우 N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성하는 과정과 상기 N 패리티 검사행렬을 이용하여 LDPC(Low Density Parity Check)부호화를 수행하는 과정과 제 1 패리티 검사행렬에 대응되는 부호어를 변조하는 과정과 변조한 부호어를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

통신 및 방송시스템에서 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING IN COMMUNICATION/BROADCASTING SYSTEM}
본 발명은 패리티 검사 행렬에 기반한 선형 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에 관한 것으로, 특히 통신/방송 시스템에서 성능 최적화를 위해 추가적인 패리티를 효율적으로 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
통신/방송 시스템에는 채널에서 발생하는 오류를 정정하기 위하여 채널코딩을 수행한다.
상기 채널코딩 방법은 여러 가지가 존재하나 크게 블록 부호와 길쌈부호(Convolutional Code) 그리고 이들을 서로 연접하여 사용하는 연접부호(Concatenation Code)로 나누어 볼 수 있다.
상기 블록 부호는 오류정정이론에 그 기반을 두고 발전한 것으로 간단한 선형순회부호로부터 시작하여 BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) 부호 및 RS(Reed-Solomom) Code 등이 있다.
상기 길쌈부호는 기존의 길쌈부호와 이를 변형한 터보 부호가 있다. 상기 터보 부호는 상기 길쌈부호의 변형으로 출현하였으나, 현재에는 블록부호를 사용한 터보 부호도 나타났다.
이 둘을 구분하기 위하여 길쌈부호를 사용한 터보부호를 CTC(Convolutional Turbo Code)라하고 블록부호를 사용한 터보 부호를 BTC(Block Turbo Code)라 한다.
추가적으로, 저밀도 패리티 검사 부호(Low Density Parity Check: 이하 "LDPC"라 칭함) 부호도 있다.
이러한 부호 중에서, 터보 부호와 LDPC부호는 반복부호라고 부르기도 하며, 샤논의 채널용량(channel capacity) 한계에 근접하여 오류정정이 가능한 오류정정 부호이다.
현재, 샤논의 채널용량 한계에 근접한 LDPC 부호가 방송 및 통신 시스템에 제안되어 있다.
한편, 차세대 통신/방송 시스템에서는 전체 시스템의 용량을 최대화할 뿐만 아니라 다양한 사용자들의 요구를 충족시킬 수 있는 전송방법의 사용이 요구된다.
이를 위하여 다양한 부호율과 부호어 길이를 가지는 부호의 사용이 요구된.
따라서, 통신/방송 시스템에서 다중 부호율(code rate) 또는 다중 부호어(codeword)를 효율적으로 지원하는 방법 및 장치가 필요하다.
본 발명의 목적은 방송 및 통신시스템에서 송수신 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 통신/방송 시스템에서 다양한 부호율 및 다양한 부호어 길이를 지원하는 효율적인 채널 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 제 1 견지에 따르면, 통신 및 방송 시스템에서 송신기의 송신 방법에 있어서 추가 패리티 기법 사용 여부를 결정하는 과정과 상기 추가 패리티 기법 사용이 결정된 경우 N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성하는 과정과 상기 N 패리티 검사행렬을 이용하여 LDPC(Low Density Parity Check)부호화를 수행하는 과정과 제 1 패리티 검사행렬에 대응되는 부호어를 변조하는 과정과 변조한 부호어를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 제 2 견지에 따르면, 통신 및 방송 시스템에서 수신기의 수신 방법에 있어서 부호어를 수신하는 과정과 상기 부호어에 대해 제 1 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 복호를 수행하는 과정과 LDPC 복호 에러가 있는 경우 송신기로부터 수신된 추가 패리티 비트를 이용하여 상기 제1 패리티 검사 행렬이 확장된 제 2 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정과 상기 제2 패리티 검사 행렬을 이용하여 상기 부호어에 대해 LDPC 복호를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 제 3 견지에 따르면, 통신 및 방송 시스템에서 송신기의 장치에 있어서 추가 패리티 기법의 사용 여부를 결정하는 제어부와 상기 추가 패리티 기법 사용이 결정된 경우, N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성하는 패리티 검사 행렬 제공부와 상기 N 패리티 검사행렬을 이용하여 LDPC 부호화를 수행하는 LDPC 인코딩부와 제 1 패리티 검사행렬에 대응되는 부호어를 변조하고, 변조한 부호어를 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 목적들을 달성하기 위한 제 4 견지에 따르면, 통신 및 방송 시스템에서 수신기의 장치에 있어서 부호어를 수신하는 수신부와 LDPC 복호 에러가 있는 경우 송신기로부터 수신된 추가 패리티 비트를 이용하여 제1 패리티 검사 행렬이 확장된 제 2 패리티 검사 행렬을 생성하는 패리티 검사 행렬 제공부와 상기 부호어에 대해 상기 제 1 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 복호를 수행하거나 상기 제2 패리티 검사 행렬을 이용하여 상기 부호어에 대해 LDPC 복호를 수행하는 LDPC 디코딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 패리티 검사 부호 또는 LDPC 부호를 이용하는 통신/방송 시스템에서 주어진 패리티 검사 부호 또는 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬을 변형하여 추가 패리티 검사 비트를 이용함으로써, 다중 부호율(code rate) 또는 다중 부호어(codeword)를 효율적으로 지원할 수 있다.
또한, 본 발명은 부호화/복호화 복잡도를 감소시키며, 복호 수렴 속도를 증가시켜 성능 개선을 얻을 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 패리티 검사 행렬의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른
Figure pat00001
인 패리티 검사 행렬을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른
Figure pat00002
인 제 1 무게-1 시퀀스를 가지는 패리티 검사 행렬을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 확장된 패리티 검사 행렬 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에서 채널 부호화 방법을 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에서 채널 복호화 방법을 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에서, 패리티 검사 행렬에 기반한 선형 부호를 사용하는 송신기 블록도를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에서, 패리티 검사 행렬에 기반한 선형 부호를 사용하는 수신기 블록도를 도시한 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명은 방송 및 통신 시스템에서, 패리티 검사 행렬(parity check matrix)에 기반한 선형 부호(linear code)를 사용하는 채널 부호화/복호화 방법 및 장치에 관해 설명하기로 한다.
특히, 본 발명은 LDPC 부호를 사용하는 통신 및 방송 시스템에 있어서, 패리티 검사 행렬을 변환하여 추가적인 패리티를 생성하는 방법과 상기 변환된 패리티 검사 행렬을 이용해 부호화/복호화하는 방법 및 장치에 대해 설명할 것이다.
일반적으로, 부호의 유연성(flexibility)이 높아지면, 적응형 변조 및 부호화 (adaptive modulation and coding) 기법이나 HARQ (Hybrid Automatic Retransmission reQuest) 적용이 쉬워지며, 하나의 코덱(CODEC)을 사용하여 다양한 부호율 및 부호어 길이를 지원할 수 있으므로 하드웨어 복잡도 면에서 효율적이다.
패리티 검사 부호의 패리티 검사 행렬
Figure pat00003
또는 생성 행렬(generation matrix)
Figure pat00004
에서,
Figure pat00005
개의 정보비트(information bit)로 이루어진 길이가
Figure pat00006
인 정보어(information word)를
Figure pat00007
이라 할 때,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
인 관계를 만족한다. 여기서,
Figure pat00010
는 메시지
Figure pat00011
으로부터 획득한 부호어(codeword)를 의미한다.
또한, 주어진 선형 부호의 부호어가 조직적 부호(systematic code)인 경우에 부호어
Figure pat00012
는
Figure pat00013
로 표현된다. 여기서
Figure pat00014
는 패리티를 의미한다.
일반적으로, 메시지 길이(정보어의 길이)가 K, 부호어의 길이가 N 인 경우에 패리티의 길이는 (N-K) 가 되며, 패리티 검사 행렬의 크기는 최대 랭크(full rank)를 가질 경우에 (N-K)xN가 된다.
구체적인 조직적 부호(systematic code)의 예로서 하기 <수학식 1>과 같은 패리티 검사 행렬 H를 고려한다.
Figure pat00015
여기서, 상기 패리티 검사 행렬에 대응되는 부호어
Figure pat00016
는 4개의 정보 비트(information bit)로 이루어진 정보어
Figure pat00017
와 3개의 패리티 비트로 이루어진 패리티
Figure pat00018
로부터
Figure pat00019
와 같이 구성되며, 하기 <수학식 2>와 같은 관계식으로 정의된다.
Figure pat00020
상기 <수학식 2>는 하기 <수학식 3>과 같이 정리하면, 패리티 검사 행렬의 각 행(row)마다 하나의 대수적 관계식을 의미함을 알 수 있으며, 각 관계식을 패리티 검사식(parity-check equation)이라 칭한다.
Figure pat00021
패리티 검사 행렬에서 0이 아닌 원소를 무게(weight)라 칭하며, 패리티 검사 부호는 상기 무게의 개수가 증가함에 따라 부호화 및 복호화 복잡도가 증가한다.
즉, 전체 패리티 검사 행렬에서 무게의 비율이 낮으면 낮을수록 복잡도가 감소하게 된다. 일반적으로, 무게의 비율이 매우 낮은 부호를 저밀도 패리티 검사 부호(Low-Density Parity-Check code, 이하 LDPC 부호)라 하고, 대부분의 경우, LDPC 부호는 부호어 길이가 증가할수록 무게의 밀도는 더욱 낮아지는 특성이 있다.
상기 패리티 검사 부호는 통신 및 방송 시스템의 요구 조건에 따라 매우 다양한 형태로 정의될 수 있다. 다양한 형태의 패리티 검사 행렬 중에서 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해서 특수한 구조를 가지는 패리티 검사 행렬을 가지는 부호에 대해서 도 1을 참조하여 소개한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 패리티 검사 행렬의 예를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면,
Figure pat00022
과
Figure pat00023
은 각각 패리티 검사 부호의 부호어 길이와 정보어 길이를 나타내며, 패리티의 길이는
Figure pat00024
이다. 상기 패리티 검사 행렬에서 패리티에 대응되는 부분 행렬, 즉,
Figure pat00025
번째 열(column)부터
Figure pat00026
번째 열까지의 구조는 이중 대각(dual diagonal) 형태이다.
따라서, 패리티에 대응되는 부분 행렬에 해당하는 열의 무게의 개수는 마지막 열을 제외하고 모두 2이며, 마지막 열은 1이 된다.
상기 패리티 검사 행렬에서 정보어에 대응되는 부분 행렬, 즉, 0번째 열부터
Figure pat00027
번째 열은
Figure pat00028
개의 열 단위로 그룹핑되는 구조를 갖는다. 여기서,
Figure pat00029
은 상기 도 1의 패리티 검사 행렬의 주요 파라미터 중 하나로서 주어진 통신/방송 시스템에 따라 값이 변경될 수 있다.
정보어에 대응되는 부분 행렬은
Figure pat00030
개의 열 단위로 그룹화된 형태로써, 각각의 열 그룹(column group) 내의 0 번째 열에서 무게이 존재하는 행의 위치가 결정되면, 상기 각 열 그룹 내의 i 번째 열에서 무게이 존재하는 행의 위치는 상기 각 열 그룹 내의 0 번째 열에서 무게이 존재하는 행의 위치에서
Figure pat00031
만큼 순환적으로 이동(cyclic shift)된 형태이다. 여기서
Figure pat00032
은 정수이며,
Figure pat00033
을 만족하도록 설정된다.
구체적인 예로서,
Figure pat00034
이며, 3개의 열 그룹의 각 0 번째 열에 대한 무게-1을 가지는 행의 위치 정보가 하기 표와 같이 나타나는 도 1과 같은 형태의 패리티 검사 행렬을 도 2에 도시하였다.
Figure pat00035
여기서, 상기 시퀀스는 편의상 무게-1 위치 시퀀스 (weight-1 position sequence)라고 칭하며, 무게-1 위치 시퀀스에서 j
Figure pat00036
번째 시퀀스는 무게-1 위치 시퀀스에서 j번째 열 그룹 내의 0 번째 열에서 무게-1이 위치하는 행의 위치 정보를 순차적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른
Figure pat00037
인 패리티 검사 행렬을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 0 번 열부터 4 번 열로 이루어진 첫 번째 열 그룹에서, 상기 첫 번째 열 그룹 내의 첫 번째 열에 해당하는 0 번 열에서 무게-1이 위치한 행은 0, 1, 2 번 행이다.
또한 상기 열 그룹 내의 두 번째 열에 해당하는 1번 열에서 무게-1이 위치한 행은 3, 4, 5 이다. 여기서,
Figure pat00038
,
Figure pat00039
,
Figure pat00040
이다.
또한, 상기 첫 번째 열 그룹 내의 네 번째 열에 해당하는 3 번 열에서 무게-1이 위치한 행은
Figure pat00041
,
Figure pat00042
Figure pat00043
이 된다.
그리고, 5 번 열부터 9 번 열로 이루어진 두 번째 열 그룹에서, 상기 두 번째 열 그룹 내의 첫 번째 열에 해당하는 5번 열에서 무게-1이 위치한 행은 0, 11, 13 번 행이다.
상기 열 그룹 내의 두 번째 열에 해당하는 6번 열에서 무게-1이 위치한 행은
Figure pat00044
,
Figure pat00045
,
Figure pat00046
이다.
또한, 상기 두 번째 열 그룹 내의 다섯 번째 열에 해당하는 9 번 열에서 무게-1이 위치한 행은
Figure pat00047
,
Figure pat00048
,
Figure pat00049
, 이 된다.
마찬가지로, 다른 열 그룹에 대해서도 이와 같은 특징을 쉽게 확인할 수 있다.
통상적으로 상기 도 1과 같은 패리티 검사 행렬은 N1, K1, 및 M1 값과 무게-1 위치 시퀀스에 의해서 유일하게(unique) 정의할 수 있으므로 상기 도 1 형태의 패리티 검사 행렬을 나타낼 때는 편의상 상기 패리티 검사 행렬과 대응되는 N1, K1, 및 M1 무게-1 위치 시퀀스로 간단히 표현한다.
이하, 본 발명의 기본적인 개념을 상기 <수학식 1>, 상기 <수학식 2> 및 <수학식 3>에 기술한 패리티 검사 행렬 및 그에 대응되는 패리티 검사 부호를 이용하여 설명하기로 한다.
상기 <수학식 1>의 패리티 검사 행렬 H 에 대응되는 패리티 검사 부호의 부호어는
Figure pat00050
로 나타내며 상기 패리티 검사 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에서
Figure pat00051
를 수신단으로 전송한다고 가정한다.
만약, 수신단이 수신한 신호로부터 정보어
Figure pat00052
의 복호에 실패할 수도 있다. 이러한 경우 송신단은 추가적인 패리티를 전송하고, 상기 수신단은 이를 수신하고 상기 부호와 결합하여 복호를 다시 수행하여 정보어
Figure pat00053
를 복원하게 된다.
본 발명에서는 시스템에서 주어진 패리티 검사 행렬과 기 전송된 부호어로부터 숨어 있는 매개 변수(hidden intermediate variable)를 찾아내어 상기 매개 값들을 상기 추가적인 패리티로 사용하는 방법을 제안한다.
이를 위해 <수학식 3>으로부터 얻을 수 있는 다음과 같은 <수학식 4>에 나타난 3개의 패리티 검사식에 대해 살펴보자.
Figure pat00054
상기 <수학식 4>에서 식(1)은
Figure pat00055
와 동일하며 식(2)는
Figure pat00056
와 동일하므로, 매개 변수
Figure pat00057
을 도입하여 상기 <수학식 4>의 식 (1), 식 (2)를 하기 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00058
상기 <수학식 4>와 <수학식 5>로부터 매개 변수
Figure pat00059
을 각각 패리티 비트로 간주하여 패리티 검사식으로 표현하면 하기 <수학식 6>과 같이 정리할 수 있다.
Figure pat00060
상기 <수학식 6>에서 매개 변수
Figure pat00061
을 사용하였다 하더라도
Figure pat00062
의 값들에는 아무런 변화가 없다. 또한, 상기 <수학식 6>은 하기 <수학식 7>과 같이 행렬의 곱 형태로 표현할 수 있다.
Figure pat00063
상기 <수학식 7>을 살펴보면,
Figure pat00064
는
Figure pat00065
와
Figure pat00066
로 구성되어 있는 부호어로 간주할 수 있으며, 이때 상기 부호어
Figure pat00067
에 대한 패리티 검사 행렬은
Figure pat00068
가 된다.
즉, 처음 주어진 부호어
Figure pat00069
에 대해 패리티
Figure pat00070
가 추가로 덧붙여진 확장된 부호어
Figure pat00071
가 생성되는 것과 동일하다.
여기서 <수학식 1>의 H와 <수학식 7>의 HE의 관계를 살펴보면, HE의 첫 번째 행, 두 번째 행을 결합하면 H의 첫 번째 행이 얻어지고, HE의 세 번째 행, 네 번째 행을 결합하면, H의 두 번째 행이 얻어짐을 알 수 있다.
이는 <수학식 4>와 <수학식 5>로부터 매개 변수
Figure pat00072
를 도입하는 과정으로부터 얻어지는 필연적인 결과임을 쉽게 알 수 있다.
이와 같이 HE와 같이 매개 변수의 도입을 통해 얻은 패리티 검사 행렬의 행들을 적절히 더하게 되면, 반드시 H와 같이 처음 주어진 패리티 검사 행렬을 얻을 수 있다.
이와 같이, 통신/방송 시스템에서 부호화/복호화를 위해 패리티 검사 부호를 사용할 때, 상기 패리티 검사 부호의 패리티 검사 행렬에 대해 <수학식 4>와 <수학식 5>와 같이 적절한 매개 변수를 도입하면, <수학식 7>의 HE 와 같이 확장된 패리티 검사 행렬을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 상기 도입된 매개 변수는 새롭게 생성된 패리티 비트로 간주할 수 있게 된다.
따라서, 상기 통신/방송 시스템에서 추가적인 패리티의 전송이 요구될 때 상기 매개 변수에 대응되는 값을 전송하여 효율적으로 부호화/복호화를 수행할 수 있다.
통상적으로 추가적인 패리티를 이용할 때, 단순히 패리티를 반복 전송하는 경우보다 기 생성된 패리티와 다른 새로운 패리티를 생성해야 추가적인 부호화 이득(coding gain)을 얻을 수 있기 때문에 <수학식 4>와 <수학식 5>와 같은 방법을 통해 추가적인 패리티를 생성할 경우 부호화 이득 효과도 얻을 수 있다.
일반적으로 패리티 검사 행렬에서 A개의 패리티 검사식에 대해 각 패리티 검사식을 각각 2개의 패리티 검사식으로 분리하여 2A개의 패리티 검사식을 얻을 경우 A개의 매개 변수를 도출할 수 있다.
예를 들어, <수학식 4>, <수학식 5>와 <수학식 7>에서 나타낸 것처럼 주어진 패리티 검사 행렬에서 2개의 행에 대응되는 2개의 패리티 검사식을 각각 2개로 분리할 때, 총 2개의 매개 변수가 도출된다.
또한, 하나의 패리티 검사식을 B개의 패리티 검사식으로 분리할 때마다, (B-1)y개의 매개 변수가 도출될 수 있는데 일반적으로 A개의 패리티 검사식에 대해 각 패리티 검사식을 각각 B개의 패리티 검사식으로 분리하여 총 A B개의 패리티 검사식을 얻을 경우 총 A (B-1) 개의 매개 변수를 도출할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시 예에서는 편의상 패리티 검사식을 2개로 분리하는 경우, 즉 B=2 인 경우만 고려하고 있지만, 상기 B 값은 반드시 제한될 필요는 없다.
본 발명의 구체적인 실시 예의 하나로서 도 1과 같은 형태의 패리티 검사 행렬을 가지는 LDPC 부호에 대해서 상기 도 1의 형태의 패리티 검사 행렬에 특정 규칙에 따라 <수학식 4> 및 <수학식 5>와 같은 방법을 통해 얻은 숨어 있는 매개 변수를 통해 추가적인 패리티로 사용하는 방법과 그에 대한 효율적인 부호화 방법을 제안한다.
먼저 상기 도 1과 같은 형태의 패리티 검사 행렬을 가지는 LDPC 부호에 대한 부호화 방법의 일례를 소개한다. 여기서 편의상 상기 도 1의 패리티 검사 행렬을
Figure pat00073
라 하고 정보어 부분에 대응되는 부분 행렬을
Figure pat00074
, 패리티에 대응되는 부분 행렬을
Figure pat00075
라 하자.
즉,
Figure pat00076
이다. 또한 부호어
Figure pat00077
는 메시지
Figure pat00078
과 패리티
Figure pat00079
를 이용하여
Figure pat00080
로 표현한다.
부호어
Figure pat00081
는
Figure pat00082
를 만족해야 하므로 다음 <수학식 8>과 같이 정리할 수 있다.
Figure pat00083
따라서 LDPC 부호의 부호화 과정이란 결국 <수학식 8>을 만족하는 패리티
Figure pat00084
을 생성하는 것과 같다.
이러한 부호화 과정의 일례로 도 1의 패리티 검사 행렬
Figure pat00085
에 대응되는 패리티
Figure pat00086
을 생성하는 구체적인 방법은 다음과 같다.
< 부호화 방법의 예 >
Step 1)
Figure pat00087
이 되도록 초기화
(
Figure pat00088
)
Step 2)
Figure pat00089
가 되도록 저장
Step 3)
Figure pat00090
에 대해
Figure pat00091
를 순차적으로 취함. (여기서
Figure pat00092
는 XOR 연산)
이제 상기 패리티 검사 행렬 H1 에 대해 <수학식 4>와 <수학식 5>와 같이 적절한 매개 변수를 도입하여 얻은 확장된 패리티 검사 행렬을 얻는 방법을 다음과 같이 정의하기로 한다.
여기서 처음 주어진 패리티 검사 행렬을 제 1 패리티 검사 행렬, 그리고 그에 대응되는 무게-1 위치 시퀀스를 편의상 제 1 무게-1 위치 시퀀스라고 칭하기로 한다.
< 확장된 패리티 검사 행렬을 얻는 방법 >
제 1 무게-1 위치 시퀀스에 대응되는 패리티 검사 행렬에서 분리를 적용할 패리티 검사식에 대응되는 행의 위치
Figure pat00093
를 결정한다. 단, 상기 각
Figure pat00094
값들은
Figure pat00095
인 관계를 만족한다.
Figure pat00096
,
Figure pat00097
에 대해
Figure pat00098
번째 행에 대응되는 모든 패리티 검사식을 <수학식 4> 및 <수학식 5>와 같은 방법을 통해 얻은 숨어 있는 매개 변수를 적용하여 분리한다.
(2)를 통해 얻어진 패리티 검사 행렬을 제 2 패리티 검사 행렬, 그에 대응되는 무게-1 위치 시퀀스를 제 2 무게-1 위치 시퀀스라 한다.
상기 <확장된 패리티 검사 행렬을 얻는 방법>의 동작을 이해하기 위해 간단한 실시 예를 통해 확인한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른
Figure pat00099
인 제 1 무게-1 시퀀스를 가지는 패리티 검사 행렬을 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면,
Figure pat00100
이며, 하기 표와 같은 제 1 무게-1 시퀀스를 가지는 패리티 검사 행렬 H1가 고려된 것이다.
Figure pat00101
만일, 전술한 확장된 패리티 검사 행렬을 얻는 방법에서 이미 이며,
Figure pat00103
과 같이 결정되어 있다고 할 때 도 4에 나타낸 것과 같은 패리티 검사 행렬을 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 확장된 패리티 검사 행렬 예를 도시한 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 도 4의 패리티 검사 행렬은 상기 도 3의 패리티 검사 행렬에서 i=0, 1, 2, 3에 대해 (3+5i)번째 행 및 (4+5i)번째 행에 대응되는 패리티 검사식을 분리하여 얻을 수 있음을 쉽게 확인할 수 있다. 또한 제 2 무게-1 위치 시퀀스는 하기 표와 같다.
Figure pat00104
상기 도 3의 제 1 패리티 검사 행렬에 대응되는 패리티
Figure pat00105
와 상기 도 4의 제 2 패리티 검사 행렬에 대응되는 패리티
Figure pat00106
라 하면 다음과 같은 관계가 성립한다.
Figure pat00107
에 대해
Figure pat00108
Figure pat00109
,
Figure pat00110
,
Figure pat00111
,
Figure pat00112
가 성립하며,
Figure pat00113
및
Figure pat00114
는 새롭게 생성된 패리티이다. 여기서 새롭게 생성된 패리티 비트의 개수는 자명하게
Figure pat00115
로부터 8비트임을 알 수 있다.
여기서, 상기 도 3의 제 1 패리티 검사 행렬을 기반으로 <부호화 방법의 예>와 같은 방법을 적용하여 부호어를 생성하여 수신기에 전송한 이후, 상기 8 비트의 추가적인 패리티 비트의 전송이 필요하다고 가정한다.
상기 추가적인 8개의 패리티 비트를 생성하기 위하여 상기 도 4의 제 2 패리티 검사 행렬을 기반으로 <부호화 과정의 예>와 같은 방법을 적용하여 부호어를 생성하는 것이 필요하다.
이후, 상기 제 1 패리티 검사 행렬을 기반으로 생성된 부호어에 대응되지 않는 새롭게 생성된 패리티 비트만 선택적으로 전송하면 수신기는 상기 제 1 패리티 검사 행렬을 기반으로 생성된 부호어와 상기 추가적인 8개의 패리티 비트를 이용하여 복호를 진행할 수 있다.
하지만, 이와 같이 <부호화 방법의 예>를 단순히 2번 수행하는 것은 많은 불필요한 패리티 비트를 중복적으로 생성하기 때문에 송신기의 자원을 낭비하게 되며, 부호화 지연도 발생하게 된다. 이러한 현상은 LDPC 부호의 부호율(code rate)이 낮을수록, 추가적으로 생성해야 할 패리티 비트 수가 많을수록 증가한다.
따라서, 다음과 같은 부호화 방법을 제안한다.
여기서, 설명의 편의상 제 1 패리티 검사 행렬은
Figure pat00116
이고 부호의 주요 파라미터는 부호어 길이
Figure pat00117
, 정보어 길이
Figure pat00118
, 열 그룹 단위
Figure pat00119
,
Figure pat00120
이다.
상기 제 1 패리티 검사 행렬로부터 <확장된 패리티 검사 행렬을 얻는 방법>을 적용하여 얻을 수 있는 제 2 패리티 검사 행렬은
Figure pat00121
로 나타내고 각 부호의 주요 파라미터는
Figure pat00122
, 정보어 길이
Figure pat00123
, 열 그룹 단위
Figure pat00124
,
Figure pat00125
라고 하기로 한다.
여기서
Figure pat00126
은 새롭게 추가할 패리티 비트 수를 의미하며,
Figure pat00127
가 정수임을 보장하기 위해
Figure pat00128
(단,
Figure pat00129
)는 정수가 되도록 한다. 또한 각각의 부호어는
Figure pat00130
,
Figure pat00131
로 나타낸다.
본 발명의 부호화 방법은 다음과 같다.
< 변형된 부호화 방법 >
Step 1)
Figure pat00132
이 되도록 초기화
Step 2)
Figure pat00133
가 되도록 저장
Step 3)
Figure pat00134
;
For
Figure pat00135
For
Figure pat00136
Figure pat00137
For
Figure pat00138
If (
Figure pat00139
Figure pat00140
;
Else
Figure pat00141
End
End
End
상기 <변형된 부호화 방법>을 살펴보면
Figure pat00142
과
Figure pat00143
를 동시에 생성할 수 있다.
따라서 송신단에서는
Figure pat00144
을 전송한 이후 추가적인 패리티 비트를 생성하여 전송할 때, 다시
Figure pat00145
전체를 생성할 필요 없이
Figure pat00146
에서
Figure pat00147
,
Figure pat00148
에 대해서
Figure pat00149
에 대해서만 추가적으로 전송하면 된다.
일반적으로 시스템에서 추가적인 패리티 기법을 적용하지 않을 때는 <부호화 방법의 예>가 효율적이며, 추가적인 패리티 기법을 적용할 경우에는 상기 <변형된 부호화 방법>이 효율적이기 때문에 추가적인 패리티 기법의 적용 유무에 따라서 부호화 방법을 결정하는 것이 바람직하다.
이를 간단히 도식화하면 도 5와 같은 흐름도로 나타낼 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에서 채널 부호화 방법을 위한 흐름도이다.
상기 도 5를 참조하면, 송신기는 500단계에서 추가적인 패리티 기법을 적용할 것인지 아닌지 판단한다. 여기서, 판단 기준은 구현 상황 또는 채널 상태에 따라 달라질 수 있고, 미리 설정될 수 도 있다.
만일 추가적인 패리티 기법을 적용할 경우에는 510 단계에서 제 1 패리티 검사 행렬로부터 제 2 패리티 검사 행렬을 생성한다.
상기 510 단계는 반복적으로 여러 번 수행할 수도 있다. 예를 들어, 제2 패리티 검사행렬을 이용하여 제3 패리티 검사행렬을 생성할 수 있고, 같은 방식으로 제 N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 제 N 패리티 검사행렬을 생성할 수 있다. 만일 송신기에서 메모리를 이용하여 상기 제 2, 제 3, , 제 N 패리티 검사 행렬을 이미 저장하고 있으면 상기 510 단계는 생략될 수도 있다.
이후, 송신기는 520단계에서 상기 생성된 제2 패리티 검사행렬을 이용하여 부호화를 수행한다. 설명한 바와 같이 제N 패리티 검사 행렬을 생성하였을 경우, 상기 제 N 패리티 검사행렬을 이용하여 부호화를 수행하는 것도 가능하다.
이후, 송신기는 530 단계에서 제 1 패리티 검사 행렬에 대응되는 부호어를 변조하여 전송한다. 만약 510 단계에서 제N 패리티 검사행렬을 생성하였을 경우 상기 제N 패리티 검사행렬까지 순차적으로 생성된 추가 패리티 비트들을 각각 따로 전송할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 추가 패리티 비트들을 시간상 따로 전송할 수도 있으나, 공간상 혹은 주파수상 따로 전송할 수도 있다. 예를 들어, 송신기는 540 단계에서 추가 패리티 비트들을 다른 프레임 혹은 동일한 시간에 전송되는 특정 전송 구간의 다른 영역을 통해 별도로 전송할 수도 있으며, 다른 주파수 대역을 통해 전송할 수도 있다.
만약, 송신기가 500단계에서 추가적인 패리티 기법을 적용하지 않을 것을 결정하는 경우, 550단계에서 제 1 패리티 검사행렬을 이용하여 부호화를 수행한다.
이후, 560 단계에서 제 1 패리티 검사 행렬에 대응되는 부호어를 변조하여 전송한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에서 채널 복호화 방법을 위한 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 수신기는 600단계에서 부호화 정보 비트를 수신하고, 602 단계에서 제1 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 디코딩을 수행한다.
만약, 수신기는 604단계에서 LDPC 디코딩 에러가 없는 경우, 수신기는 600단계에서 부호화 정보 비트를 수신하고, 602단계에서 제1 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 디코딩을 수행하는 과정을 계속 수행한다.
만약, 수신기는 604단계에서 LDPC 디코딩 에러가 있는 경우, 606단계로 진행하여 송신기에 추가 패리티 전송을 요청하여 추가 패리티 비트를 수신하고, 수신한 추가 패리티 비트를 이용하여 제 2 패리티 검사 행렬을 생성한다.
또는, 상기 수신기는 제1 패리티 검사 행렬 및 제2 패리티 검사 행렬을 이미 저장하고 있거나, 생성할 수도 있다.
이 경우, 수신기는 추가 패리티 비트들을 요청, 수신하지 않고, 수신기에 저장 혹은 생성된 제1 및 제2 패리티 검사 행렬을 이용하여 추가 패리티 비트들을 구할 수도 있다. 또는, 수신기로부터의 요청과는 무관하게 송신기가 추가 패리티를 수신기로 전송하여, 수신기는 상기 전송된 추가 패리티를 저장하여, 디코딩 에러가 발생하면 별도의 요청 없이 저장된 추가 패리티 비트들을 사용하는 것도 가능하다.
이후, 수신기는 608단계에서 상기 제1 패리티 검사 행렬이 확장된 제2 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 디코딩을 수행한다.
별도로 도시하지는 않았으나, 제1 패리티 검사 행렬보다 확장된 제N 패리티 검사 행렬을 이용하여 디코딩하여도 성능 저하가 발생하지 않는, 디코딩 성능이 뛰어난 수신기의 경우에는 602, 604, 606 단계를 생략하고, 바로 제N 패리티 검사 행렬을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다.
상기 제N 패리티 검사행렬은 송신기로부터 획득한 것일 수 있으며, 미리 수신기에 저장된 것일 수도 있다.
물론 이 경우 송신기는 제N 패리티 검사행렬을 이용하여 부호화하여 전송하거나, 혹은 제1 패리티 검사행렬을 이용하여 부호화하고, 상기 제N 패리티 검사행렬까지 순차적으로 생성된 추가 패리티 비트들을 부호화된 데이터와 따로 혹은 같이 전송하여야 한다.
또한, 전송하는 데이터 혹은 콘텐츠가 프리미엄 데이터 혹은 프리미엄 콘텐츠로서 높은 디코딩 성능을 요구하는 경우에도 602, 604, 606 단계를 생략하고, 바로 제N 패리티 검사행렬을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다.
즉, 부호화되는 데이터 혹은 콘텐츠가 프리미엄 데이터 혹은 콘텐츠로서 송신기에서 제N 패리티 검사행렬을 이용하여 부호화하여 전송하거나, 혹은 제1 패리티 검사행렬을 이용하여 부호화하고, 상기 제N 패리티 검사행렬까지 순차적으로 생성된 추가 패리티 비트들을 부호화된 데이터와 따로 혹은 같이 전송하였을 경우 수신기는 602, 604, 606 단계를 생략하고, 바로 제N 패리티 검사행렬을 이용하여 디코딩을 수행하거나, 제N 패리티 검사행렬까지 순차적으로 생성된 추가 패리티 비트들을 이용하여 디코딩을 할 수 있다
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에서, 패리티 검사 행렬에 기반한 선형 부호를 사용하는 송신기 블록도를 도시한 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, 상기 송신기는 LDPC인코딩부(700), 송신부(702), 패리티검사행렬제공부(704) 및 제어부(706)를 포함하여 구성된다.
LDPC 인코딩부(700)는 상기 패리티 검사 행렬 제공부(704)로부터 제공되는 제1 패리티 검사행렬 혹은 제2 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 부호화를 수행한다. 여기서, LDPC 부호화는 입력 정보 신호
Figure pat00150
를 입력받아 패리티 검사 행렬
Figure pat00151
에 대해
Figure pat00152
를 만족하는 부호어
Figure pat00153
를 출력한다.
상기 패리티 검사 행렬 제공부(704)는 상기 제어부(706)에서 추가 패리티 기법을 적용할 것인지 적용하지 않을 것인지의 판단 여부에 따라 적절한 패리티 검사 행렬을 상기 LDPC 인코딩부(700)에 제공한다.
상기 패리티 검사 행렬 제공부(704)는 제1 패리티 검사 행렬을 통해 제2 패리티 검사 행렬을 생성하거나 혹은 제1, 제2 패리티 검사 행렬을 저장할 수 있고, 상기 제어부(706)의 판단에 따라 상기 제1 패리티 검사 행렬 또는 제2 패리티 검사 행렬을 상기 LDPC 인코딩부(700)로 제공한다.
상기 패리티 검사 행렬 제공부(704)는 제N 패리티 검사행렬까지 순차적으로 생성된 추가적인 패리티 비트들을 LDPC 인코딩부(700) 혹은 송신부(702)로 제공할 수 있다.
상기 패리티 검사 행렬 제공부(704)는 제 1 패리티 검사 행렬 또는 제 2 패리티 검사 행렬과 생성된 추가적인 패리티 비트들을 동시에 상기 LDPC 인코딩부(700)로 제공하는 경우, 상기 LDPC 인코딩부(700)는 제공받은 제1 패리티 검사 행렬 또는 제 2 패리티 검사 행렬과 정보비트를 통해 생성한 부호어와 상기 추가적인 패리티 비트들을 상기 송신부(702)로 제공한다.
상기 추가적인 패리티 비트들은 다른 프레임 혹은 동일한 프레임내의 다른 영역에 배치되어 인코딩될 수도 있다. 도시되지 않았으나, 상기 추가적인 패리티 비트들은 상기 송신부(702)로 직접 제공될 수도 있다.
상기 송신부(702)는 LDPC 인코딩부(700)로부터 제공받은 부화화 비트를 변조한 후, 기저대역 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 주파수 상향 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
상기 송신부(702)는 상기 패리티 검사 행렬 제공부(704)로부터 추가적인 패리티 비트들을 제공받은 경우에는, 상기 추가적인 패리티 비트들을 다른 주파수 대역, 다른 시간 혹은 다른 프레임을 통해 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 통신/방송 시스템에서, 패리티 검사 행렬에 기반한 선형 부호를 사용하는 수신기 블록도를 도시한 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 수신기는 수신부(800), LDPC디코딩부(802), 피드백부(804) 및 패리티검사행렬제공부(806)를 포함하여 구성된다.
상기 수신부(800)는 안테나로부터 수신된 RF 신호를 기저대역 신호로 주파수 하향변환한 후 복조한다.
상기 수신부(800)는 추가적인 패리티 비트들이 다른 주파수 대역, 다른 시간 혹은 다른 프레임을 통해 전송되었을 경우, 상기 추가적인 패리티 비트들을 따로 분리하여 상기 LDPC 디코딩부(802)로 제공할 수 있다.
상기 LDPC 디코딩부(802)는 상기 패리티 검사 행렬 제공부(806)로부터 제공되는 제1 패리티 검사 행렬 혹은 제2 패리티 검사 행렬을 기반으로 LDPC 인코딩부(700)에 의해 수행된 부호화에 대응되는 복호를 수행한다.
또한 상기 LDPC 디코딩부(802)는 상기 수신부(800) 혹은 패리티 검사 행렬 제공부(806)로부터 제공받은 추가적인 패리티 비트들 및 상기 패리티 검사 행렬 제공부(806)로부터 제공된 패리티 검사 행렬을 이용하여 복호를 수행할 수 있다.
또한, 상기 LDPC 디코딩부(802)는 상기 LDPC 인코딩부(700)에 의해 수행된 부호화에 대응되는 복호를 수행할 시, 복호결과를 상기 피드백부(804)에 알린다.
즉, 상기 LDPC 디코딩부(802)는 복호 수행시 에러가 발생할 때에는 NACK 신호를 그리고 복호 수행 시 정상적으로 처리될 때에는 ACK 신호를 피드백부(804)로 제공한다.
상기 피드백부(804)는 ACK/NACK 신호를 송신기로 전송한다. 대부분의 방송 표준과 같이 역방향 전송이 불가한 경우에는 상기 피드백부(804)는 필수적인 요소가 아닐 수 있다.
상기 패리티 검사 행렬 제공부(806)는 제1 패리티 검사 행렬을 통해 제2 패리티 검사 행렬을 생성하거나 혹은 제1, 제2 패리티 검사 행렬을 저장할 수 있고, 제1 패리티 검사 행렬 혹은 제2 패리티 검사 행렬을 상기 LDPC 디코딩부(802)로 제공한다.
상기 패리티 검사 행렬 제공부(806)는 제N 패리티 검사행렬까지 순차적으로 생성된 추가적인 패리티 비트들을 LDPC 디코딩부(802)로 제공할 수 있다.
상기 패리티 검사 행렬 제공부(806)에서 상기 LDPC 디코딩부(802)로 제1 패리티 검사 행렬 또는 제 2 패리티 검사 행렬과 생성된 추가적인 패리티 비트들을 동시에 LDPC 디코딩부(802)로 제공하는 경우, 상기 LDPC 디코딩부(802)는 상기 추가적인 패리티 비트들 및 패리티 검사 행렬을 이용하여 복호를 수행한다.
상기 추가적인 패리티 비트들은 다른 프레임 혹은 동일한 프레임내의 다른 영역에 배치되어 인코딩되어 있고 패리티 검사 행렬 제공부(806)로부터 따로 제공되지 않을 경우 수신부(800) 혹은 LDPC 디코딩부(802)에서 획득될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 통신 및 방송 시스템에서 송신기의 송신 방법에 있어서,
    추가 패리티 기법 사용 여부를 결정하는 과정과,
    상기 추가 패리티 기법 사용이 결정된 경우, N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성하는 과정과,
    상기 N 패리티 검사행렬을 이용하여 LDPC(Low Density Parity Check)부호화를 수행하는 과정과,
    제 1 패리티 검사행렬에 대응되는 부호어를 변조하는 과정과,
    변조한 부호어를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 N 패리티 검사행렬을 생성한 경우, 상기 제N 패리티 검사행렬까지 순차적으로 생성된 추가 패리티 비트들을 각각 따로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 LDPC 부호화는
    LDPC 부호화는 입력 정보 신호
    Figure pat00154
    를 입력받아 패리티 검사 행렬
    Figure pat00155
    에 대해
    Figure pat00156
    를 만족하는 부호어
    Figure pat00157
    를 출력하는 과정임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성하는 과정은,
    송신기가 제 1, 제 2, 제 3, , 제 N 패리티 검사 행렬을 이미 저장하고 있는 경우, N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성하고 전송하는 절차를 생략하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    N-1 패리티 검사 행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성하는 과정은,
    상기 제 N-1 패리티 검사 행렬에서 패리티 검사식에 대응하는 적어도 하나 이상의 패리티 검사식을 선택하는 과정과,
    선택된 적어도 하나 이상의 패리티 검사식을 각각 적어도 두 개 이상의 패리티 검사식으로 분리하는 과정과,
    상기 분리된 패리티 검사식을 배열하여 제 N 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 통신 및 방송 시스템에서 수신기의 수신 방법에 있어서,
    부호어를 수신하는 과정과,
    상기 부호어에 대해 제 1 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 복호를 수행하는 과정과,
    LDPC 복호 에러가 있는 경우 송신기로부터 수신된 추가 패리티 비트를 이용하여 상기 제1 패리티 검사 행렬이 확장된 제 2 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정과,
    상기 제2 패리티 검사 행렬을 이용하여 상기 부호어에 대해 LDPC 복호를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    수신기가 상기 제 1 패리티 검사 행렬 및 제 2 패리티 검사 행렬을 이미 저장하고 있거나 생성할 수 있는 경우, 상기 수신기에 저장된 혹은 생성한 상기 제1 및 제 2 패리티 검사 행렬을 이용하여 추가 패리티 비트를 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법..
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 부호어를 수신한 이후, 제N 패리티 검사 행렬을 이용하여 상기 부호어에 대해 LDPC 복호를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 N 패리티 검사행렬은 송신기로부터 획득한 것 또는 미리 수신기에 저장된 것임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    N-1 패리티 검사 행렬을 이용하여 상기 N 패리티 검사행렬을 생성하는 과정은,
    상기 제 N-1 패리티 검사 행렬에서 패리티 검사식에 대응하는 적어도 하나 이상의 패리티 검사식을 선택하는 과정과,
    선택된 적어도 하나 이상의 패리티 검사식을 각각 적어도 두 개 이상의 패리티 검사식으로 분리하는 과정과,
    상기 분리된 패리티 검사식을 배열하여 제 N 패리티 검사 행렬을 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 통신 및 방송 시스템에서 송신기의 장치에 있어서,
    추가 패리티 기법의 사용 여부를 결정하는 제어부와,
    상기 추가 패리티 기법 사용이 결정된 경우, N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성하는 패리티 검사 행렬 제공부와,
    상기 N 패리티 검사행렬을 이용하여 LDPC 부호화를 수행하는 LDPC 인코딩부와,
    제 1 패리티 검사행렬에 대응되는 부호어를 변조하고, 변조한 부호어를 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬 제공부는,
    상기 제 N 패리티 검사행렬을 생성한 경우, 상기 제N 패리티 검사행렬까지 순차적으로 생성된 추가 패리티 비트들을 상기 송신부를 통해 각각 따로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 LDPC 부호화는
    LDPC 부호화는 입력 정보 신호
    Figure pat00158
    를 입력받아 패리티 검사 행렬
    Figure pat00159
    에 대해
    Figure pat00160
    를 만족하는 부호어
    Figure pat00161
    를 출력하는 과정임을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬 제공부는,
    N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성할 시,
    송신기가 제 1, 제 2, 제 3, , 제 N 패리티 검사 행렬을 이미 저장하고 있는 경우, N-1 패리티 검사행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성하고 전송하는 절차를 생략하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬 제공부는,
    N-1 패리티 검사 행렬을 이용하여 N 패리티 검사행렬을 생성할 시,
    상기 제 N-1 패리티 검사 행렬에서 패리티 검사식에 대응하는 적어도 하나 이상의 패리티 검사식을 선택하고,
    선택된 적어도 하나 이상의 패리티 검사식을 각각 적어도 두 개 이상의 패리티 검사식으로 분리하고,
    상기 분리된 패리티 검사식을 배열하여 제 N 패리티 검사 행렬을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 통신 및 방송 시스템에서 수신기의 장치에 있어서,
    부호어를 수신하는 수신부와,
    LDPC 복호 에러가 있는 경우 송신기로부터 수신된 추가 패리티 비트를 이용하여 제1 패리티 검사 행렬이 확장된 제 2 패리티 검사 행렬을 생성하는 패리티 검사 행렬 제공부와,
    상기 부호어에 대해 상기 제 1 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 복호를 수행하거나 상기 제2 패리티 검사 행렬을 이용하여 상기 부호어에 대해 LDPC 복호를 수행하는 LDPC 디코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬 제공부는,
    수신기가 상기 제 1 패리티 검사 행렬 및 제 2 패리티 검사 행렬을 이미 저장하고 있거나 생성할 수 있는 경우, 상기 수신기에 저장된 혹은 생성한 상기 제1 및 제 2 패리티 검사 행렬을 이용하여 추가 패리티 비트를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 LDPC 디코딩부는,
    상기 부호어를 수신한 이후, 제N 패리티 검사 행렬을 이용하여 상기 부호어에 대해 LDPC 복호를 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 N 패리티 검사행렬은 송신기로부터 획득한 것 또는 미리 수신기에 저장된 것임을 특징으로 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 패리티 검사 행렬 제공부는,
    N-1 패리티 검사 행렬을 이용하여 상기 N 패리티 검사행렬을 생성할 시,
    상기 제 N-1 패리티 검사 행렬에서 패리티 검사식에 대응하는 적어도 하나 이상의 패리티 검사식을 선택하고,
    선택된 적어도 하나 이상의 패리티 검사식을 각각 적어도 두 개 이상의 패리티 검사식으로 분리하고,
    상기 분리된 패리티 검사식을 배열하여 제 N 패리티 검사 행렬을 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
KR1020110018740A 2011-03-03 2011-03-03 통신 및 방송시스템에서 송수신 방법 및 장치 KR101772008B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110018740A KR101772008B1 (ko) 2011-03-03 2011-03-03 통신 및 방송시스템에서 송수신 방법 및 장치
PCT/KR2012/001501 WO2012118327A2 (en) 2011-03-03 2012-02-28 Method and apparatus for transmitting and receiving in a communication/broadcasting system
US13/412,239 US9054741B2 (en) 2011-03-03 2012-03-05 Method and apparatus for transmitting and receiving in a communication/broadcasting system
US14/733,154 US9379847B2 (en) 2011-03-03 2015-06-08 Method and apparatus for transmitting and receiving in a communication/broadcasting system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110018740A KR101772008B1 (ko) 2011-03-03 2011-03-03 통신 및 방송시스템에서 송수신 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120100086A true KR20120100086A (ko) 2012-09-12
KR101772008B1 KR101772008B1 (ko) 2017-09-05

Family

ID=46754076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110018740A KR101772008B1 (ko) 2011-03-03 2011-03-03 통신 및 방송시스템에서 송수신 방법 및 장치

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9054741B2 (ko)
KR (1) KR101772008B1 (ko)
WO (1) WO2012118327A2 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102422275B1 (ko) 2015-07-30 2022-07-18 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 채널 부호화 및 복호화 방법과 장치
CN106788459A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 天津大学 一种快速收敛的估计ldpc码错误概率的方法
CN109088698B (zh) 2017-06-13 2020-11-06 华为技术有限公司 一种编码方法及通信设备
US11032023B1 (en) 2019-05-21 2021-06-08 Tarana Wireless, Inc. Methods for creating check codes, and systems for wireless communication using check codes

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7913145B2 (en) * 2003-05-28 2011-03-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Re-transmission control method and communication device
KR100809619B1 (ko) * 2003-08-26 2008-03-05 삼성전자주식회사 이동 통신 시스템에서 블록 저밀도 패러티 검사 부호부호화/복호 장치 및 방법
KR100630177B1 (ko) * 2004-02-06 2006-09-29 삼성전자주식회사 최대 다이버시티 이득을 가지는 시공간 저밀도 패리티검사 부호 부호화/복호화 장치 및 방법
US7243287B2 (en) * 2004-05-03 2007-07-10 Broadcom Corporation Decoding LDPC (Low Density Parity Check) code and graphs using multiplication (or addition in log-domain) on both sides of bipartite graph
US7783961B2 (en) * 2005-07-01 2010-08-24 Nec Laboratories America, Inc. Rate-compatible low density parity check coding for hybrid ARQ
WO2007091327A1 (ja) * 2006-02-09 2007-08-16 Fujitsu Limited Ldpc検査行列生成方法及び検査行列生成器並びに符号再送方法
KR100943589B1 (ko) * 2006-03-20 2010-02-23 삼성전자주식회사 통신 시스템에서 신호 송수신 장치 및 방법
US7962837B2 (en) * 2007-09-13 2011-06-14 United Memories, Inc. Technique for reducing parity bit-widths for check bit and syndrome generation for data blocks through the use of additional check bits to increase the number of minimum weighted codes in the hamming code H-matrix

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012118327A2 (en) 2012-09-07
US20120226956A1 (en) 2012-09-06
US9054741B2 (en) 2015-06-09
KR101772008B1 (ko) 2017-09-05
US20150270927A1 (en) 2015-09-24
US9379847B2 (en) 2016-06-28
WO2012118327A3 (en) 2012-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210314002A1 (en) Method and apparatus for channel encoding and decoding in a communication system using a low-density parity check code
US10425258B2 (en) Method and apparatus for transmitting and receiving data in a communication system
JP5442024B2 (ja) 誤り訂正符号化方法および装置ならびにそれを用いた通信システム
US9214960B2 (en) Apparatus and method for transmitting and receiving data in communication/broadcasting system
JP5612699B2 (ja) 通信システムにおけるデータ送受信方法及び装置
US8826096B2 (en) Method of decoding LDPC code for producing several different decoders using parity-check matrix of LDPC code and LDPC code system including the same
US20100325511A1 (en) Method of generating parity-check matrix, encoding/decoding method for low density parity-check code with variable information length and variable code rate and apparatus using the same
US8707128B2 (en) Method and apparatus for channel encoding and decoding in a broadcasting/communication system using low density parity-check codes
KR20120100086A (ko) 통신 및 방송시스템에서 송수신 방법 및 장치
US8689090B2 (en) Apparatus and method for channel encoding and decoding based on low-density parity check code in multiple antenna communication system
CN105556852A (zh) 用于共享公共硬件资源的不同的低密度奇偶校验(ldpc)码的低密度奇偶校验编码
KR20130044254A (ko) 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치
KR20120088369A (ko) 방송 및 통신시스템에서 송?수신 방법 및 장치
JP6820168B2 (ja) 送信装置及び受信装置
KR102014710B1 (ko) 방송 및 통신 시스템에서 패킷 송/수신 장치 및 방법
KR20170060566A (ko) 통신 또는 방송 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant