KR20150004723A - 송신 장치, 그의 인코딩 방법, 수신 장치 및 그의 디코딩 방법 - Google Patents

Abstract

송신 장치가 개시된다. 본 송신 장치는 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS(Reed-Solomon) 인코딩하는 프레임 인코더를 포함하며, 프레임 인코더는, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 인코딩을 수행하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 생성한다.

Description

송신 장치, 그의 인코딩 방법, 수신 장치 및 그의 디코딩 방법 { TRANSMITTING APPARATUS, ENCODING METHOD THEREOF, RECEVING APPARATUS AND DECODING METHOD THEREOF }

본 발명은 송신 장치, 그의 인코딩 방법, 수신 장치 및 그의 디코딩 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레임 수준에서 데이터를 인코딩하고, 인코딩된 프레임을 디코딩할 수 있는 송신 장치, 그의 인코딩 방법, 수신 장치 및 그의 디코딩 방법에 관한 것이다.

오류정정 기술의 적용으로 디지털 통신 품질의 획기적인 개선을 이룩할 수 있다. 이러한 오류정정 기술은 초기의 블록 인코딩에서부터 현재는 LDPC(low density parity check) 나 터보(turbo) 코드와 같은 반복 복조 코드까지 발전해왔다.

하지만, 아무리 강력한 오류정정 기술을 사용한다고 할지라도 대다수의 수신 신호가 심하게 왜곡되었다면 이를 복구하기는 어렵다. 이러한 경우 시간적으로 집중된 대다수의 왜곡된 수신 신호를 시간적으로 균일하게 발생할 수 있도록 한다면, 오류정정 부호기술을 통해 복구할 수 있는 가능성은 커지게 된다. 이를 시간 다양성 이득(Time diversity gain)이라 한다.

한편, 시간 다양성 이득을 높이기 위해 수신 측은 많은 양의 데이터를 저장하고, 일정량의 비트를 모은 프레임 수준에서 디코딩하는 것이 바람직하며, 프레임 수준에서 사용할 수 있는 오류정정 기술의 일 예로 RS(Reed-Solomon) 코드가 있다.

하지만, 특정한 갈로아 필드(Galois Field)에서 정의되는 RS 코드의 경우, 한 번에 인코딩 및 디코딩할 수 있는 양이 제한된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 특정한 갈로아 필드에서 정의되는 RS 코드을 통해 처리할 수 있는 일정량보다 많은 데이터를 인코딩 및 디코딩할 수 있는 송신 장치, 그의 인코딩 방법, 수신 장치 및 그의 디코딩 방법을 제공함에 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치는 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS(Reed-Solomon) 인코딩하는 프레임 인코더를 포함하며, 상기 프레임 인코더는 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 인코딩을 수행하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 생성한다.

여기에서, 상기 프레임 인코더는 기설정된 갈로아 필드(Galois Field)에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수에 기초하여 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다.

또한, 상기 프레임 인코더는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임 개수가 상기 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수보다 큰 경우, 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다.

여기에서, 상기 프레임 인코더는 하기의 수학식을 이용하여 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수를 산출할 수 있다.

여기에서, B는 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수, N는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수, N'은 상기 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수이다.

또한, 상기 프레임 인코더는 상기 구분된 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩할 수 있다.

그리고, 상기 프레임 인코더는 상기 복수의 프레임이 복수의 그룹으로 구분되어 RS 인코딩되는 경우, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 인터리빙할 수 있다.

여기에서, 상기 프레임 인코더는 상기 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 상기 각 그룹 별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 상기 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 각 그룹별로 순차적으로 독출하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

또한, 상기 프레임 인코더는 상기 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 상기 각 그룹별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 상기 각 그룹별로 생성된 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임에 인덱스를 부여하고, 하기의 수학식에 기초하여 RS 인코딩된 프레임의 인덱스를 변경하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

여기에서, i는 인터리빙 전의 인덱스, j는 인터리빙 후의 인덱스, P, Q, D₀,D₁, D₂,..., D_{Q -1}은 기설정된 매개변수이다.

그리고, 본 실시 예에 따른 송신 장치는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 FEC(forward error correction) 인코딩하는 FEC 인코더를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 실시 예에 따른 송신 장치는 상기 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 셀에 맵핑하는 성상도 맵퍼 및 상기 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들이 맵핑된 셀을 인터리빙하는 타임 인터리버를 더 포함하며, 상기 프레임 인코더는 상기 타임 인터리빙 동작에 기초하여 상기 RS 인코딩에 의해 생성되는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수를 결정할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치는 송신 장치로부터 수신된 RS 인코딩된 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 디코딩하는 프레임 디코더를 포함하며, 상기 프레임 디코더는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 디코딩을 수행할 수 있다.

또한, 상기 프레임 디코더는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수에 기초하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 수직 방향으로 RS 디코딩을 수행할 수 있다.

그리고, 상기 프레임 디코더는 상기 송신 장치에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 인코딩을 수행한 경우, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 디인터리빙할 수 있다.

또한, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임은, 상기 송신 장치에서 RS 인코딩된 후 FEC 인코딩되며, 본 실시 예에 따른 수신 장치는 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 FEC 디코딩하는 FEC 디코더를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 상기 프레임 디코더는 상기 FEC 디코딩 결과에 기초하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임 중 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 획득하고, 상기 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 이용하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 인코딩 방법은 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS(Reed-Solomon) 인코딩하는 단계를 포함하며, 상기 RS 인코딩하는 단계는 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 인코딩을 수행하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 생성한다.

여기에서, 상기 RS 인코딩하는 단계는 기설정된 갈로아 필드(Galois Field)에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수에 기초하여 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다.

또한, 상기 RS 인코딩하는 단계는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임 개수가 상기 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수보다 큰 경우, 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다.

여기에서, 상기 RS 인코딩하는 단계는 하기의 수학식을 이용하여 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수를 산출할 수 있다.

여기에서, B는 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수, N는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수, N'은 상기 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수이다.

그리고, 상기 RS 인코딩하는 단계는 상기 구분된 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩할 수 있다.

또한, 상기 RS 인코딩하는 단계는 상기 복수의 프레임이 복수의 그룹으로 구분되어 RS 인코딩되는 경우, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 인터리빙할 수 있다.

여기에서, 상기 RS 인코딩하는 단계는 상기 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 상기 각 그룹 별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 상기 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 각 그룹별로 순차적으로 독출하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

또한, 상기 RS 인코딩하는 단계는 상기 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 상기 각 그룹별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 상기 각 그룹별로 생성된 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임에 인덱스를 부여하고, 하기의 수학식에 기초하여 RS 인코딩된 프레임의 인덱스를 변경하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

여기에서, i는 인터리빙 전의 인덱스, j는 인터리빙 후의 인덱스, P, Q, D₀,D₁, D₂,..., D_{Q -1}은 기설정된 매개변수이다.

그리고, 본 실시 예에 따른 인코딩 방법은 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 FEC(forward error correction) 인코딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 본 실시 예에 따른 인코딩 방법은 상기 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 셀에 맵핑하는 단계 및, 상기 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들이 맵핑된 셀을 인터리빙하는 단계를 더 포함하며, 상기 RS 인코딩하는 단계는 상기 인터리빙 동작에 기초하여 상기 RS 인코딩에 의해 생성되는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수를 결정할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 디코딩 방법은 송신 장치로부터 수신된 RS 인코딩된 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 디코딩하는 단계를 포함하며, 상기 RS 디코딩하는 단계는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 디코딩을 수행할 수 있다.

여기에서, 상기 RS 디코딩하는 단계는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수에 기초하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 수직 방향으로 RS 디코딩을 수행할 수 있다.

또한, 상기 RS 디코딩하는 단계는 상기 송신 장치에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 인코딩을 수행한 경우, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 디인터리빙할 수 있다.

그리고, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임은, 상기 송신 장치에서 RS 인코딩된 후 FEC 인코딩되며, 본 실시 예에 따른 디코딩 방법은 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 FEC 디코딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기에서, 상기 RS 디코딩하는 단계는 상기 FEC 디코딩 결과에 기초하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임 중 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 획득하고, 상기 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 이용하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 프레임 수준으로 오류 정정이 가능하여 신뢰성 있는 데이터를 송수신할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RS 인코딩 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인터리빙을 설명하기 위한 도면들,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 단위로 RS 인코딩하는 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 RS 디코딩 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 단위로 RS 디코딩하는 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 세부구성을 설명하기 위한 블록도,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FEC 인코딩 방법을 설명하기 위한 도면,
도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 세부구성을 설명하기 위한 블록도,
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송수신 장치가 신호를 송수신하는 전송 단위를 설명하기 위한 도면, 그리고
도 18은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 송신 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 1에 따르면, 송신 장치(100)는 프레임 인코더(110)를 포함한다.

프레임 인코더(110)는 복수의 프레임을 수직(vertical) 방향으로 RS(Reed-Solomon) 인코딩한다. 여기에서, 복수의 프레임은 전송하고자 하는 정보어 워드로 복수 개의 비트로 구성될 수 있다. 이 경우, 프레임은 일 예로 BB(Base Band) 프레임이 될 수 있으며, BB 프레임은 DVB-T2(Digital Video Broadcasting-Terrestrial version 2) 규격 또는 현재 표준 제정 중인 ATSC(Advanced Television System Committee) 3.0 규격에서 정의된 바와 동일한 형태가 될 수 있다.

즉, 프레임 인코더(110)는 복수의 비트로 각각 구성되는 복수의 프레임을 입력받아 이를 수직 방향으로 RS 인코딩하여, 복수의 프레임의 수직 방향의 종단에 패리티를 부가할 수 있다. 이 경우, 복수의 프레임을 수직 방향으로 인코딩한다는 점에서 RS 인코딩에 의해 생성된 패리티는 프레임과 동일한 형태를 가질 수 있다.

이와 같이, 프레임 인코더(110)는 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 생성할 수 있으며, RS 인코딩은 복수의 프레임에 걸쳐 프레임 수준에서 수행될 수 있다.

한편, 프레임 인코더(110)는 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 인코딩을 수행하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 생성할 수 있다. 구체적으로, 프레임 인코더(110)는 기설정된 갈로아 필드(Galois Field)에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 최대 프레임의 개수에 기초하여 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다.

여기에서, 기설정된 갈로아 필드는 GF(2^m)과 같이 정의되는 필드로, 원소의 개수가 2^m 개인 유한체를 의미한다. 여기에서, m은 양의 정수로 RS 인코딩을 이루는 GF(2^m)의 필드 확장을 위한 값을 나타낸다.

한편, GF(2^m)의 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 최대 프레임의 개수는 m 값에 따라 결정되며, 구체적으로 생성 가능한 최대 프레임의 개수는 2^m-1 이하로 제한된다.

따라서, 프레임 인코더(110)는 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수가 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 최대 프레임의 개수보다 큰 경우, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고 구분된 각 그룹을 RS 인코딩할 수 있다.

여기에서, RS 인코딩된 프레임은 복수의 프레임과 RS 인코딩에 의해 생성된 패리티로 구성되는 적어도 하나의 프레임으로 구성되며, RS 인코딩된 프레임의 개수는 부호율에 따라 결정될 수 있다. 한편, RS 인코딩은 RS(N,K)와 같은 형태로 표현될 수 있는데, 여기에서 N은 RS 인코딩된 전체 프레임(즉, RS 인코딩된 후 출력되는 출력 프레임)의 개수, K는 RS 인코딩이 수행되는 전체 프레임(즉, RS 인코딩 시 입력되는 입력 프레임)의 개수를 나타낸다.

구체적으로, 프레임 인코더(110)는 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩함에 있어 GF(2^m)의 필드에서 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 최대 프레임의 개수가 (2^m-1)이므로, RS 인코딩된 프레임의 개수가 (2^m-1)를 초과하는 경우, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 인코딩을 수행할 수 있다.

이 경우, 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩할 때 각 프레임을 구성하는 심볼 단위로 RS 인코딩이 수행될 수 있으며, 각 심볼은 GF(2^m)의 필드에서 정의되는 m 개의 비트로 구성될 수 있다.

한편, 인코더(110)는 하기의 수학식 1을 이용하여 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수를 산출할 수 있다.

여기에서, B는 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수이고, N는 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수이다. 그리고, N'은 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 최대 프레임의 개수로, 상술한 바와 같이 2^m-1이 될 수 있다. 또한,

는 플로어 연산자(floor operator)를 의미한다. 즉,

는 x 보다 작은 최대 정수를 의미한다.

한편, 프레임 인코더(110)는 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하기 위해 상술한 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수 외에 다양한 파라미터를 추가로 설정할 수 있다.

구체적으로, 프레임 인코더(110)는 GF(2^m)의 필드에서 정의되는 m, RS 인코딩이 수행되는 전체 프레임의 개수 K, RS 인코딩된 전체 프레임의 개수 N과 같은 파라미터를 설정할 수 있다.

또한, 프레임 인코더(110)는 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분한 경우, 각 그룹에서의 RS 인코딩이 수행되는 프레임의 개수 및 RS 인코딩된 프레임의 개수를 설정할 수 있다. 예를 들어, i=1,2,..,B일 때 각 그룹에서 RS 인코딩이 수행되는 프레임의 개수는 N_i, 각 그룹에서 RS 인코딩된 프레임의 개수는 K_i와 같이 나타낼 수 있으며, 이 경우, N= N₁+ N₂+...+ N_B, K=K₁+ K₂+ ... + K_B를 만족하도록 N_i와 K_i를 설정할 수 있다.

그리고, 프레임 인코더(110)는 상술한 방법에 의해 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분한 후, 구분된 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩할 수 있다.

이 경우, 복수의 프레임이 복수 개의 그룹으로 구분되었다는 점에서, RS 인코딩이 수행되는 횟수는 구분된 그룹의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 복수의 프레임은 B 개의 그룹으로 구분되었다는 점에서, RS(N_i, K_i)(i=1,2,..,B) 코드를 이용하여 K_i 개의 프레임에 대해 RS 인코딩을 B 번 수행할 수 있다.

한편, 프레임 인코더(110)는 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하지 않고 RS 인코딩을 수행할 수도 있다. 즉, 프레임 인코더(110)는 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수가 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 최대 프레임의 개수보다 작은 경우, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하지 않고 복수의 프레임을 RS 인코딩할 수 있다.

이와 같이, 인코더(110)는 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하거나 복수의 그룹으로 구분하지 않고, 복수의 프레임을 RS 인코딩하여 인코딩된 복수의 프레임을 생성할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 RS 인코딩 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 2는 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분함이 없이 RS 인코딩하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 인코딩하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 2에서는 GF(2^m)의 필드에서 정의되는 m= 8이고, RS 인코딩이 수행되는 프레임의 개수 K= 153이고, RS 인코딩된 프레임의 개수 N= 155인 경우를 가정한다.

이 경우, F(2^8)의 필드에서 RS 인코딩에 의해 생성될 수 있는 프레임의 최대 개수는 (2^8-1)= 255가 되므로, 153 개의 프레임이 구분되는 그룹의 개수 B는

과 같이 산출될 수 있다.

따라서, 프레임 인코더(110)는 도 2와 같이 153 개의 프레임을 복수의 그룹으로 구분함이 없이, 153 개의 프레임을 RS 인코딩할 수 있다. 즉, 프레임 인코더(110)는 RS(155,153) 코드를 이용하여 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩할 수 있다.

한편, RS 인코딩 결과 마지막 프레임의 종단에 패리티가 새로이 부가되는데, 도 2의 경우 153 개의 프레임을 RS(155,153) 코드를 이용하여 RS 인코딩하였다는 점에서, 패리티는 도 2와 같이 153 번째 프레임의 종단에 부가되어 154 번째 프레임과 155 번째 프레임을 형성할 수 있다.

한편, 도 3에서는 GF(2^m)의 필드에서 정의되는 m= 8이고, RS 인코딩이 수행되는 프레임의 개수 K= 510이고, RS 인코딩된 프레임의 개수 N= 516인 경우를 가정한다.

이 경우, F(2^8)의 필드에서 RS 인코딩에 의해 생성될 수 있는 프레임의 최대 개수는 (2^8-1)= 255가 되므로, 510 개의 프레임이 구분되는 그룹의 개수 B는

과 같이 산출될 수 있다.

따라서, 프레임 인코더(110)는 도 3과 같이 510 개의 프레임을 3 개의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩할 수 있다.

이 경우, 프레임 인코더(110)는 다양한 방식으로 각 그룹에서 RS 인코딩되는 프레임의 개수와 RS 인코딩된 프레임의 개수를 설정할 수 있다.

예를 들어, (N₁,K₁)=(172,170), (N₂,K₂)=(172,170), (N₃,K₃)=(172,170)과 같이 균등하게 설정하거나, (N₁,K₁)=(255,252), (N₂,K₂)=(255,253), (N₃,K₃)=(6,5)와 같이 N₃을 제외한 나머지 N₁, N₂ 값은 최대값인 255로 설정하고 K₁,K₂,K₃은 (N,K) 비율과 유사하도록 설정할 수 있다. 또한, (N₁,K₁)=(255,254), (N₂,K₂)=(255,254), (N₃,K₃)=(6,1)와 같이 N₃을 제외한 나머지 N₁, N₂ 값은 최대값인 255로 설정하고 K_i는 N_i에 반비례하도록 설정할 수도 있다.

하지만, 이는 일 예일 뿐이며 각 그룹에서 RS 인코딩되는 프레임의 개수 K_i와 RS 인코딩된 프레임의 개수 N_i는 상술한 값 이외의 다양한 값으로 설정될 수 있음은 물론이다.

한편, 도 3은 (N₁,K₁)=(172,170), (N₂,K₂)=(172,170), (N₃,K₃)=(172,170)와 같이 설정한 경우를 나타내었다. 이에 따라, 프레임 인코더(110)는 도 3과 같이 RS(172,170) 코드를 이용하여 각 그룹을 구성하는 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩할 수 있다.

한편, RS 인코딩 결과 마지막 프레임의 종단에 패리티가 새로이 부가되는데, 도 3의 경우 각 그룹에 포함된 170 개의 프레임을 RS(172,170) 코드를 이용하여 RS 인코딩하였다는 점에서, 첫 번째 그룹(즉, frame 1-1 내지 frame 1-170)에서 생성된 패리티는 첫 번째 그룹의 마지막 프레임의 종단에 부가되어 첫 번째 그룹에서 171 번째 프레임과 172 번째 프레임을 형성할 수 있다.

이와 유사하게 두 번째 그룹(즉, frame 2-1 내지 frame 2-170)에서 생성된 패리티는 두 번째 그룹의 마지막 프레임의 종단에 부가되어 두 번째 그룹에서 171 번째 프레임과 172 번째 프레임을 형성하고, 세 번째 그룹(즉, frame 3-1 내지 frame 3-170)에서 생성된 패리티는 세 번째 그룹의 마지막 프레임의 종단에 부가되어 세 번째 그룹에서 171 번째 프레임과 172 번째 프레임을 형성할 수 있다.

한편, 프레임 인코더(110)는 복수의 프레임이 복수의 그룹으로 구분되어 RS 인코딩된 경우, RS 인코딩된 복수의 프레임을 인터리빙할 수 있다. 따라서, 프레임 인코더(110)는 복수의 그룹으로 구분하지 않고 복수의 프레임을 RS 인코딩한 경우에는 별도의 인터리빙을 수행하지 않을 수 있다. 이와 같이, 프레임 인코더(110)는 RS 인코딩 방식에 따라 선택적으로 인터리빙을 수행할 수 있다.

예를 들어, 프레임 인코더(110)는 도 3과 같이 510 개의 프레임을 3 개의 그룹으로 구분하고 각 그룹에 포함된 170 개의 프레임을 각각 RS 인코딩한 경우, 도 4와 같이 510 개의 프레임과 패리티로 구성되는 6 개의 프레임을 포함하는 516 개의 RS 인코딩된 프레임을 인터리빙하여, 순서를 재정렬할 수 있다.

한편, 프레임 인코더(110)는 인터리빙 시 다양한 인터리빙 룰에 기초하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

예를 들어, 프레임 인코더(110)는 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 각 그룹별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 각 그룹별로 순차적으로 독출하여 인터리빙을 수행할 수 있다. 즉, 프레임 인코더(110)는 복수의 그룹 각각에서 기설정된 개수의 프레임을 순차적으로 독출하고, 독출된 순서에 따라 프레임을 정렬하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

예를 들어, 도 5와 같이, 프레임 인코더(110)는 각 그룹에서 하나의 프레임씩 순차적으로 독출하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

즉, 프레임 인코더(110)는 172 개의 프레임으로 구성된 첫 번째 그룹에서 첫 번째 프레임(frame 1-1)을 독출하고, 172 개의 프레임으로 구성된 두 번째 그룹에서 첫 번째 프레임(frame 2-1)을 독출하고, 172 개의 프레임으로 구성된 세 번째 그룹에서 첫 번째 프레임(frame 3-1)을 독출하여, 독출된 프레임들을 순차적으로 배열한다. 즉, frame 1-1, frame 2-1, frame 3-1 순으로 배열한다.

그리고, 프레임 인코더(110)는 첫 번째 그룹에서 두 번째 프레임(frame 1-2)을 독출하고, 두 번째 그룹에서 두 번째 프레임(frame 2-1)을 독출하고, 세 번째 그룹에서 세 번째 프레임(frame 3-1)을 독출하여, 이전에 독출되었던 프레임에 이어서 순차적으로 배열한다. 즉, frame 1-1, frame 2-1, frame 3-1, frame 1-2, frame 2-2, frame 3-2 순으로 배열한다.

결국, 프레임 인코더(110)는 상술한 과정을 반복하여 RS 인코딩된 복수의 프레임의 순서를 재정렬할 수 있다.

다른 예로, 프레임 인코더(110)는 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 각 그룹별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 각 그룹별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임에 인덱스를 부여하고, 하기의 수학식 2에 기초하여 RS 인코딩된 프레임의 인덱스를 변경하여 인터리빙을 수행할 수도 있다.

여기에서, i는 인터리빙 전의 인덱스, j는 인터리빙 후의 인덱스이고, P, Q, D₀,D₁, D₂,..., D_{Q -1}은 정수로 사전에 미리 설정해야 하는 기설정된 매개변수이다.

즉, 프레임 인코더(110)는 각 그룹별로 RS 인코딩에 의해 생성된 모든 프레임에 0부터 N-1까지 순차적으로 인덱스를 부여하고, 수학식 2에 기초하여 프레임 각각의 인덱스를 변경하여 인터리빙을 수행할 수 있다. 즉, 프레임 인코더(110)는 (i,j)의 순서쌍을 인터리빙 전후의 인덱스로 이용하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

예를 들어, N= 25, P= 7, Q= 3, D₀= 23, D₁= 5, D₂= 16인 경우, 수학식 2에 j를 0에서 24까지 순차적으로 대입하면 i 값은 23, 12, 5, 19, 8, 1, 15, 4, 22, 11, 0, 18, 7, 21, 14, 3, 17, 10, 24, 13, 6, 20, 9, 2, 16과 같이 얻어질 수 있다.

이 경우, 상술한 예에서 j 값이 0일 때 수학식 2에 의해 i 값은 23이 산출되므로, 0으로 인덱싱되었던 프레임은 23으로 인덱싱되어 배열 순서가 변경될 수 있다.

이와 같이, 프레임 인코더(110)는 상술한 방식에 기초하여 프레임에 부여되었던 인덱스를 변경하고, 변경된 인덱스 순으로 프레임을 나열하여 인코딩된 프레임의 순서를 재정렬할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 단위로 RS 인코딩하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하기 위한 다양한 파라미터를 설정한다(S610). 즉, m, N, K, B, Ni, Ki와 같은 파라미터 값을 설정한다.

상술한 바와 같이, m은 갈로아 필드에서 정의되는 양의 정수, N은 RS 인코딩된 전체 프레임의 개수, K는 RS 인코딩이 수행되는 전체 프레임의 개수, B는 복수의 프레임을 구분되는 그룹의 개수를 의미한다.

그리고, N_i는 각 그룹에서 RS 인코딩된 프레임의 개수, K_i는 각 그룹에서 RS 인코딩이 수행되는 프레임의 개수를 의미한다. 이 경우, i=1,2,..,B일 때 N= N₁+ N₂+...+ N_B, K=K₁+ K₂+ ... + K_B를 만족하도록 N_i와 K_i를 설정할 수 있다.

이후, K 개의 프레임을 독출하고(S620), K_i 개의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩하여 인코딩된 N_i 개의 프레임을 생성할 수 있다(S630). 구체적으로, i 값에 1,2,..,B을 순차적으로 대입하여 첫 번째 그룹부터 마지막 그룹 각각을 구성하는 K_i 개의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩하여 인코딩된 N_i 개의 프레임을 생성할 수 있다. 여기에서, i 값이 1인 경우 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하지 않고 RS 인코딩을 수행한 것에 해당한다.

그리고, B=1인지 여부를 판단한다(S640). 즉, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하였는지 여부를 판단한다.

판단 결과, B=1인 경우(S640-Y), 이는 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하지 않은 경우이므로, 별도의 인터리빙 없이 인코딩된 N 개의 프레임을 출력한다(S660).

다만, B≠1인 경우(S630-N), 이는, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분한 경우이므로 인코딩된 N(=N₁+ N₂+...+ N_B) 개의 프레임에 대해 인터리빙을 수행한다.(S650)

이에 따라, B=1인 경우에는 인터리빙 없이 RS 인코딩된 N 개의 프레임이 출력되고, B≠1인 경우에는 인터리빙된 N 개의 프레임을 출력될 수 있다(S660).

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 7에 따르면, 수신 장치(700)는 프레임 디코더(710)를 포함할 수 있다.

프레임 디코더(710)는 송신 장치(100)에 구비된 프레임 인코더(110)에 대응되는 구성으로 프레임 인코더(110)에서 수행된 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.

프레임 디코더(710)는 송신 장치(100)로부터 수신된 RS 인코딩된 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 디코딩한다. 이 경우, 프레임 디코더(710)는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 디코딩을 수행할 수 있다.

구체적으로, 프레임 디코더(710)는 RS 인코딩된 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수에 기초하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 수직 방향으로 RS 디코딩할 수 있다.

즉, 프레임 디코더(710)는 프레임 인코더(110)에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 인코딩을 수행한 경우, 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수에 기초하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 각 그룹에서 적용된 RS(N_i,K_i) 코드를 이용하여 각 그룹을 구성하는 RS 인코딩된 복수의 프레임에 대해 수직 방향으로 RS 디코딩을 수행할 수 있다.

여기에서, i=0,1,2,...,B이며, B는 복수의 프레임이 구분되는 개수를 나타낸다. 그리고, N_i는 각 그룹에서 RS 인코딩된 프레임의 개수, K_i는 각 그룹에서 RS 인코딩이 수행된 프레임의 개수를 나타낸다.

이 경우, RS 디코딩이 수행되는 횟수는 구분된 그룹의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 복수의 프레임이 B 개의 그룹으로 구분된 경우, RS(N_i,K_i)(i=1,2,..,B) 코드를 이용하여 N_i 개의 프레임에 대해 B 번 RS 디코딩이 수행될 수 있다.

한편, 프레임 디코더(710)는 프레임 인코더(110)에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하지 않고 RS 인코딩을 수행한 경우, RS(N,K) 코드를 이용하여 RS 인코딩된 복수의 프레임에 대해 수직 방향으로 RS 디코딩을 수행할 수 있다. 여기에서, N은 RS 인코딩된 전체 프레임의 개수, K는 RS 인코딩이 수행된 전체 프레임의 개수를 나타낸다.

이를 위해, 프레임 디코더(710)는 프레임 인코더(110)에서 RS 인코딩 시 이용된 m, B, N, K, N_i, K_i 등과 같은 다양한 파라미터에 대한 정보를 기저장하고 있을 수 있다. 또는, 경우에 따라, 파라미터에 대한 정보는 송신 장치(100)로부터 수신될 수도 있다.

이와 같이, 프레임 디코더(710)는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하거나 복수의 그룹으로 구분하지 않고 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩하여 정보어 워드로 구성된 프레임을 생성할 수 있다

한편, 프레임 디코더(710)는 RS 디코딩을 수행하기 전에 디인터리빙 동작을 우선적으로 수행할 수 있다. 즉, 프레임 디코더(710)는 송신 장치(100)에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 인코딩을 수행한 경우, RS 인코딩된 복수의 프레임을 디인터리빙할 수 있다. 이 경우, 프레임 디코더(710)는 인터리빙 시 적용된 인터리빙 룰을 역으로 적용하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 디인터리빙하여, 인터리빙 전의 순서로 프레임을 재정렬할 수 있다.

다만, 상술한 바와 같이 프레임 인코더(110)는 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하지 않고 RS 인코딩을 수행할 수도 있다는 점에서, 프레임 디코더(710)는 프레임 인코더(110)가 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하지 않고 RS 인코딩을 수행한 경우에는 별도의 디인터리빙 동작을 수행하지 않을 수 있다.

이하에서는 첨부된 도 8 및 도 9를 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 RS 디코딩 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 8은 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분함이 없이 RS 디코딩하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 디코딩하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 8은 도 2에서 설명한 예와 같이 GF(2^m)의 필드에서 정의되는 m= 8이고 복수의 프레임이 RS(155,153) 코드로 RS 인코딩된 경우를 나타낸다.

이 경우, 프레임 디코더(710)는 도 8과 같이 RS 인코딩된 복수의 프레임에 대해 별도의 디인터리빙을 수행하지 않고, 155 개의 RS 인코딩된 프레임을 수직 방향으로 RS 디코딩할 수 있다. 이에 따라, 프레임 디코더(710)는 정보어 워드로 구성된 153 개의 프레임을 얻을 수 있다.

한편, 도 9는 도 3에서 설명한 예와 같이 GF(2^m)의 필드에서 정의되는 m= 8이고, 복수의 프레임이 3 개의 그룹으로 구분되어 각 그룹이 각각 (N₁,K₁)=(172,170), (N₂,K₂)=(172,170), (N₃,K₃)=(172,170) 코드로 RS 인코딩된 후, 디인터리빙된 경우를 나타낸다. 여기에서, N=172+172+172=516, K=170+170+170=510이다.

이 경우, 프레임 디코더(710)는 도 9와 같이 RS 인코딩된 516 개의 프레임을 디인터리빙하여 인터리빙 전의 순서로 프레임을 재정렬할 수 있다. 그리고, 프레임 디코더(710)는 첫 번째 그룹을 (N₁,K₁)=(172,170) 코드를 이용하여 RS 디코딩하고, 두 번째 그룹을 (N₁,K₁)=(172,170) 코드를 이용하여 RS 디코딩하고, 세 번째 그룹을 (N₁,K₁)=(172,170) 코드를 이용하여 RS 디코딩하여, 정보어 워드로 구성된 510 개의 프레임을 얻을 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 단위로 RS 디코딩하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩하기 위한 다양한 파라미터를 설정한다(S1010). 즉, m, N, K, B, Ni, Ki와 같은 파라미터 값을 설정한다.

상술한 바와 같이, m은 갈로아 필드에서 정의되는 양의 정수, N은 RS 인코딩된 전체 프레임의 개수, K는 RS 인코딩이 수행되는 전체 프레임의 개수, B는 복수의 프레임을 구분되는 그룹의 개수를 의미한다.

그리고, N_i는 각 그룹에서 RS 인코딩된 프레임의 개수, K_i는 각 그룹에서 RS 인코딩이 수행되는 프레임의 개수를 의미한다. 이 경우, i=1,2,..,B일 때 N= N₁+ N₂+...+ N_B, K=K₁+ K₂+ ... + K_B를 만족하도록 N_i와 K_i를 설정할 수 있다.

이후, N 개의 프레임을 독출하고(S1020), B=1인지 여부를 판단한다(S1030). 즉, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 인코딩이 수행되었는지 여부를 판단한다.

판단 결과, B=1인 경우(S1030-Y), 이는 송신 장치(100)에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하지 않는 경우이므로 별도의 디인터리빙 없이 인코딩된 N 개의 프레임을 RS 디코딩한다(S1050). 이 경우, RS(N,K) 코드를 이용하여 인코딩된 N 개의 프레임을 수직 방향으로 RS 디코딩할 수 있다.

한편, B≠1인 경우(S1030-N), 이는 송신 장치(100)에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분한 경우이므로, 인코딩된 N 개의 프레임을 디인터리빙한다(S1040).

그리고, 디인터리빙된 N 개의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 각 그룹에 포함된 인코딩된 N_i 개의 프레임을 RS(N_i,K_i) 코드를 이용하여 수직 방향으로 RS 디코딩할 수 있다(S1050).

이와 같은 과정에 따라 정보어 워드로 구성된 K 개의 프레임이 출력될 수 있다(S1060).

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

먼저, 도 11a에 따르면, 송신 장치(100)는 프레임 인코더(110), 성상도 맵퍼(120) 및 모듈레이터(130)를 포함한다. 여기에서, 프레임 인코더(110)는 도 1에서 설명한 바와 동일한 기능을 수행한다는 점에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

성상도 맵퍼(120)는 프레임 인코더(110)의 출력을 성상도(constellation)에 맵핑한다. 즉, 성상도 맵퍼(120)는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 성상도에 맵핑할 수 있다.

이를 위해, 성상도 맵퍼(120)는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 디멀티플렉싱할 수 있다. 즉, 성상도 맵퍼(120)는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 시리얼-투-패러렐(serial-to-parallel) 변환하여, 일정한 개수의 비트로 구성된 셀(cell)(또는, 패러렐 시퀀스(parallel sequence))을 생성할 수 있다. 여기에서, 각 셀을 구성하는 비트의 개수는 변조 심볼을 구성하는 비트의 개수와 동일할 수 있다.

이후, 성상도 맵퍼(120)는 디멀티플렉싱된 비트들을 성상도에 맵핑할 수 있다. 즉, 성상도 맵퍼(120)는 디멀티플렉싱된 비트들을 QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM, 1024-QAM, 4096-QAM 등의 다양한 변조 방식을 통해 변조하여 변조 심볼을 생성하고, 변조 심볼을 성상점(constellation point)에 맵핑할 수 있다. 이 경우, 디멀티플렉싱된 비트들은 변조 심볼 개수만큼의 비트를 포함하는 셀을 구성한다는 점에서, 각 셀이 순차적으로 변조 심볼에 맵핑될 수 있다.

모듈레이터(130)는 성상도 맵퍼(110)의 출력을 변조하여 수신 장치(700)로 전송할 수 있다. 구체적으로, 모듈레이터(130)는 성상도에 맵핑되어 출력되는 신호를 단일 반송파 변조 또는 다중 반송파 변조(가령, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 또는 MFTN(Multi-carrier Faster than Nyquist) 등의 변조를 수행하고, 변조된 신호를 RF 변환하여 증폭하고 소정의 대역으로 할당된 채널을 통해 수신 장치(700)로 전송할 수 있다.

한편, 도 11b에 따르면, 수신 장치(700)는 프레임 디코더(710), 성상도 디맵퍼(730) 및 디모듈레이터(720)를 포함한다. 여기에서, 프레임 디코더(710)는 도 7에서 설명한 바와 동일한 기능을 수행한다는 점에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

디모듈레이터(720)는 송신 장치(100)에 구비된 모듈레이터(130)에 대응되는 구성으로, 모듈레이터(130)에 대응되는 동작을 수행한다.

즉, 모듈레이터(130)는 송신 장치(100)에서 전송한 신호를 수신하여 복조한다. 구체적으로, 디모듈레이터(720)는 채널을 통해 수신된 RF 신호를 베이스밴드 신호로 변환하고, 변환된 베이스밴드 신호에 대해 복조를 수행할 수 있다.

성상도 디맵퍼(730)는 송신 장치(100)에 구비된 성상도 맵퍼(120)에 대응되는 구성으로, 성상도 맵퍼(120)에 대응되는 동작을 수행한다.

즉, 성상도 맵퍼(120)는 디모듈레이터(720)의 출력을 디맵핑한다. 구체적으로, 성상도 디맵퍼(730)는 복조된 신호를 성상도 디맵핑하여 비트열을 출력할 수 있다. 이 경우, 성상도 디맵퍼(730)의 출력은 RS 인코딩된 복수의 프레임으로 구성될 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 세부구성을 설명하기 위한 블록도이다.

먼저, 도 12a에 따르면, 송신 장치(100)는 프레임 인코더(110), FEC(forward error correction) 인코더(140), 비트 인터리버(150), 성상도 맵퍼(120) 및 모듈레이터(130)를 포함할 수 있다. 여기에서, 프레임 인코더(110), 성상도 맵퍼(120) 및 모듈레이터(130)의 경우 도 11a에서 설명한 바와 동일한 기능을 수행한다는 점에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

FEC 인코더(140)는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 FEC 인코딩한다. 여기에서, FEC 인코딩은 LDPC(low density parity check) 코드, BCH(Bose, Chaudhuri, Hocquenghem) 코드, 컨볼루셔날(convolutional) 코드, 터보(turbo) 코드 등이 사용될 수 있다. 그리고, FEC 인코더(140)는 FEC 인코딩된 각 프레임을 비트 인터리버(150)로 출력한다.

구체적으로, FEC 인코더(140)는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 프레임 각각을 정보어로 하여 FEC 인코딩을 수행할 수 있다. 즉, 하나의 프레임을 하나의 FEC 인코딩 단위로 하여 FEC 인코딩을 수행할 수 있다. 이에 따라, 프레임 별로 FEC 패리티가 부가될 수 있다. 보다 구체적인 설명을 위해 도 13을 참조하도록 한다.

도 13을 참조하면, FEC 인코더(140)는 RS 인코딩된 N 개의 프레임(frame 1 내지 frame 516)을 구성하는 프레임 각각을 FEC 인코딩할 수 있다.

즉, FEC 인코더(140)는 frame 1을 정보어로 하여 FEC 인코딩을 수행하고, frame 2를 정보어로 하여 FEC 인코딩을 수행하고,..., frame 156을 정보어로 하여 FEC 인코딩을 수행할 수 있다. 이에 따라, frame 1에 FEC parity 1이 부가되고 frame 2에 FEC parity 2가 부가되고,..., frame 156에 FEC parity 156이 부가될 수 있다.

이와 같이, FEC 인코더(140)는 하나의 프레임을 하나의 FEC 인코딩 단위로 하여 FEC 인코딩을 수행할 수 있다.

비트 인터리버(150)는 FEC 인코더(140)의 출력을 인터리빙한다. 이 경우, 비트 인터리버(150)는 Nr 개의 행(row)으로 이루어진 Nc 개의 열(column)을 이용하여 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 인터리빙할 수 있다. 한편, 열의 개수 Nc 및 행의 개수 Nr은 부호율 및 변조 방식에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

구체적으로, 비트 인터리버(150)는 FEC 인코더(140)로부터 전달받은 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 첫 번째 열부터 Nc 번째 열까지 열 방향으로 라이트하고, 비트들이 라이트된 복수의 열의 첫 번째 행부터 Nr 번째 행까지 행 방향으로 리드하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

그리고, 비트 인터리버(150)는 인터리빙된 복수의 프레임을 성상도 맵퍼(120)로 출력할 수 있다. 이 경우, 성상도 맵퍼(120)는 비트 인터리빙된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 셀에 맵핑할 수 있다.

이와 같이, 도 12a에 따르면, 송신 장치(100)는 비트 수준에서 인코딩을 수행하는 FEC 인코더(140) 및 비트 단위로 인터리빙을 수행하는 비트 인터리버(150)를 더 포함할 수 있다.

한편, 도 12b에 따르면, 수신 장치(700)는 프레임 디코더(710), FEC 디코더(750), 비트 디인터리버(740), 성상도 디맵퍼(730) 및 디모듈레이터(720)를 포함한다. 여기에서, 프레임 디코더(710), 성상도 디맵퍼(730) 및 디모듈레이터(720)는 도 11b에서 설명한 바와 동일한 기능을 수행한다는 점에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

비트 디인터리버(740)는 송신 장치(100)에 구비된 비트 인터리버(150)에 대응되는 구성으로, 비트 인터리버(150)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.

구체적으로, 비트 디인터리버(740)는 성상도 디맵퍼(730)의 출력을 디인터리빙한다.

이 경우, 비트 디인터리버(740)는 Nc 개의 열로 이루어진 Nr 개의 행을 이용하여 성상도 디맵퍼(730)의 출력에서 출력되는 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 디인터리빙할 수 있다.

즉, 비트 디인터리버(740)는 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 첫 번째 행부터 Nr 번째 행까지 행 방향을 라이트하고, 비트들이 라이트된 복수의 행의 첫 번째 열부터 Nc 번째 열까지 열 방향으로 리드하여 디인터리빙을 수행할 수 있다. 이에 따라, 송신 장치(100)에서 인터리빙되기 전과 동일한 순서로 비트들이 재정렬될 수 있다.

FEC 디코더(750)는 송신 장치(100)에 구비된 FEC 인코더(140)에 대응되는 구성으로, FEC 인코더(140)에서 수행된 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.

구체적으로, FEC 디코더(750)는 LDPC(low density parity check) 코드, BCH(Bose, Chaudhuri, Hocquenghem) 코드, 컨볼루셔날(convolutional) 코드, 터보(turbo) 코드 등을 사용하여 FEC 디코딩을 수행할 수 있다. 그리고, FEC 디코더(750)는 FEC 디코딩된 복수의 프레임을 프레임 디코더(710)로 출력한다.

구체적으로, FEC 디코더(750)는 FEC 디코딩된 복수의 프레임을 구성하는 프레임 각각에 대해 FEC 디코딩을 수행할 수 있다. 즉, 송신 장치(100)에서 하나의 프레임을 하나의 FEC 인코딩 단위로 하여 FEC 인코딩을 수행하였다는 점에서, FEC 디코더(750)는 프레임 별로 FEC 디코딩을 수행할 수 있다.

이 경우, 프레임 디코더(710)는 FEC 디코딩 결과에 기초하여 RS 디코딩을 수행할 수 있다.

구체적으로, 프레임 디코더(710)는 FEC 디코딩 결과에 기초하여 RS 인코딩된 복수의 프레임 중 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 획득하고, 획득된 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 이용하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩할 수 있다.

상술한 바와 같이 FEC 디코더(750)는 프레임 별로 디코딩을 수행하므로, FEC 디코딩 결과 오류가 정정되었는지 여부에 대한 정보를 프레임 단위로 알 수 있게 된다. 이에 따라, 프레임 디코더(710)는 프레임 단위의 오류 정정 여부에 대한 정보를 FEC 디코더(750)로부터 제공받을 수 있다.

FEC 디코더(750)는 프레임 수준에서 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩함에 있어, 프레임 단위의 오류 정정 여부에 대한 정보에 기초하여 RS 인코딩된 복수의 프레임 중에서 오류가 존재하는 프레임의 위치, 개수 등을 판단할 수 있게 된다. 이에 따라, FEC 디코더(750)는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩함에 있어 이레이져(erasure) 디코딩 방식을 이용할 수 있게 된다.

한편, 도 11b와 같은 경우 프레임 디코더(710)는 RS 인코딩된 복수의 프레임 중 오류가 존재하는 프레임의 위치, 개수 등을 판단할 수 없다는 점에서, 프레임 디코더(710)는 랜덤(random) 디코딩 방식을 이용하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩할 수 있다. 따라서, 도 12b와 같은 경우가 프레임 수준에서의 RS 디코딩에서 더 우수한 에러 정정 성능을 가져올 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 송신 장치 및 수신 장치의 세부구성을 설명하기 위한 블록도이다.

먼저, 도 14a에 따르면, 송신 장치(100)는 프레임 인코더(110), FEC 인코더(140), 비트 인터리버(150), 성상도 맵퍼(120), 타임 인터리버(160) 및 모듈레이터(130)를 포함할 수 있다. 여기에서, 프레임 인코더(110), FEC 인코더(140), 비트 인터리버(150), 성상도 맵퍼(120) 및 모듈레이터(130)의 경우 도 12a에서 설명한 바와 동일한 기능을 수행한다는 점에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

타임 인터리버(160)는 성상도 맵퍼(120)로부터 성상점에 맵핑되어 출력되는 셀들을 인터리빙할 수 있다. 그리고, 타임 인터리버(160)는 인터리빙된 셀들을 모듈레이터(130)로 출력할 수 있다.

한편, 타임 인터리버(160)의 구체적인 동작은 하기와 같다.

상술한 바와 같이, FEC 인코더(140)는 하나의 프레임을 하나의 FEC 인코딩 단위로 하여 FEC 인코딩을 수행하고, 비트 인터리버(150)는 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 비트 단위로 인터리빙한다. 한편, 비트 단위로 인터리빙된 복수의 프레임을 구성하는 비트들은 성상도 맵퍼(120)를 통해 셀을 구성하여 성성점에 맵핑된다.

여기에서, 한 번의 FEC 인코딩에 의해 생성된 비트들이 비트 인터리빙된 후 맵핑된 셀의 집합을 FEC 블록이라 할 수 있다.

이 경우, 타임 인터리버(160)는 FEC 블록의 배수 단위로 인터리빙을 수행할 수 있다. 즉, 타임 인터리버(160)는 n 번째 타임 인터리빙 시(또는, n 번째 타임 인터리버가 타임 인터리빙을 수행하는 경우), N_{FEC _ TI}(n) 개의 FEC 블록의 순서를 재정렬할 수 있다. 예를 들어, N_{FEC _ TI}(1)= 500인 경우, 타임 인터리버(160)는 1 번째 타임 인터리빙 시 500 개의 FEC 블록을 인터리빙할 수 있다. 즉, 타임 인터리버(160)는 500 개의 FEC 인코딩된 프레임을 구성하는 비트들이 맵핑된 셀들을 인터리빙할 수 있다. 여기에서, N_{FEC _ TI}(n) 개의 FEC 블록은 인터리빙 프레임 단위가 될 수 있으며, 구체적인 내용은 후술하기로 한다.

이에 따라, 프레임 인코더(110)는 상술한 타임 인터리빙 룰에 기초하여 RS 인코딩에 의해 생성되는 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수를 결정할 수 있다. 이는 RS 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 프레임이 타임 인터리빙에 의해 다른 RS 인코딩된 복수의 프레임과 섞이는 것을 방지하여, 수신 측에서 신호를 효율적으로 처리할 수 있도록 하기 위함이다.

구체적으로, 프레임 인코더(110)는 하기의 수학식 3에 기초하여 RS 인코딩에 의해 생성되는 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수를 결정할 수 있다.

여기에서, N은 RS 인코딩된 프레임의 개수이고, n=k,k+1,k+2,...k+z(여기에서, k,z는 임의의 자연수)이다.

이와 같은 방식에 따를 때, 타임 인터리빙 동작이 수행되더라도, RS 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 프레임이 타임 인터리빙에 의해 다른 RS 인코딩된 복수의 프레임과 섞이는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어, 타임 인터리버(160)가 1 번째 타임 인터리빙 시 N_{FEC _ TI}(1)= 500 즉, 500 개의 FEC 블록을 인터리빙하고, 2 번째 타임 인터리빙 시 N_{FEC _ TI}(2)= 10 즉, 10 개의 FEC 블록을 인터리빙하고, 3 번째 타임 인터리빙 시 N_{FEC _ TI}(3)= 6 즉, 10 개의 FEC 블록을 인터리빙하는 경우를 가정한다.

이 경우, 프레임 인코더(110)는 상술한 수학식 3에 의해 N= N_{FEC _ TI}(1)+ N_{FEC_TI}(2)+ N_{FEC _ TI}(3)= 500+10+6 = 516, 즉, RS 인코딩된 후의 프레임이 516 개의 프레임으로 구성되도록 RS 인코딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프레임 인코더(110)는 RS(516,510) 코드를 이용하여 RS 인코딩을 수행할 수 있다.

이에 따라, 타임 인터리버(160)는 한 차례의 RS 인코딩에 의해 생성된 RS 인코딩된 복수의 프레임 각각이 FEC 인코딩되고, FEC 인코딩된 프레임을 구성하는 비트들이 맵핑된 셀들 내에서 인터리빙을 수행할 수 있게 된다.

한편, 도 14b에 따르면, 수신 장치(700)는 프레임 인코더(710), FEC 디코더(750), 비트 디인터리버(740), 성상도 디맵퍼(730), 타임 디인터리버(760) 및 디모듈레이터(720)를 포함할 수 있다. 여기에서, 프레임 인코더(710), FEC 디코더(750), 비트 디인터리버(740), 성상도 디맵퍼(730), 및 디모듈레이터(720)의 경우 도 12b에서 설명한 바와 동일한 기능을 수행한다는 점에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

타임 디인터리버(760)는 디모듈레이터(720)의 출력을 디인터리빙하고, 디인터리빙된 신호를 성상도 디맵퍼(730)로 출력할 수 있다.

이 경우, 타임 디인터리버(760)는 송신 장치(100)에 구비된 타임 인터리버(160)에 대응되는 구성으로, 타임 인터리버(160)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 타임 디인터리버(760)는 타임 인터리버(160)에 의해 인터리빙된 셀들을 디인터리빙하여, 인터리빙 전과 동일한 순서로 출력할 수 있다.

한편, 송신 장치(100)는 프레임을 생성하고, 생성된 프레임을 프레임 인코더(110)로 제공하는 프레임 생성부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

프레임 생성부(미도시)는 일정한 개수만큼의 비트로 구성된 프레임을 생성할 수 있다. 여기에서, 일정한 개수만큼의 비트는 수신 장치(700)로 전송하고자 하는 정보어 워드를 나타낼 수 있다.

한편, 송신 장치(100) 및 수신 장치(700)를 구성하는 각 구성요소는 하드웨어 모듈로 구현될 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS(Reed-Solomon) 인코딩한다(S1510).

이 경우, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 인코딩을 수행하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 생성할 수 있다.

구체적으로, 기설정된 갈로아 필드(Galois Field)에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수에 기초하여 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다.

즉, RS 인코딩된 복수의 프레임 개수가 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수보다 큰 경우, 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분할 수 있다. 구체적으로, 하기의 수학식 4를 이용하여 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수를 산출할 수 있다.

여기에서, B는 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수, N는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수, N'은 상기 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수이다.

또한, S1510 단계는, 구분된 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩할 수 있다.

그리고, S1510 단계는, 복수의 프레임이 복수의 그룹으로 구분되어 RS 인코딩되는 경우, RS 인코딩된 복수의 프레임을 인터리빙할 수 있다.

이 경우, 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 각 그룹 별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 각 그룹별로 순차적으로 독출하여 인터리빙을 수행할 수 있다.

또는, 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 각 그룹별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 각 그룹별로 생성된 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임에 인덱스를 부여하고, 하기의 수학식 5에 기초하여 RS 인코딩된 프레임의 인덱스를 변경하여 인터리빙을 수행할 수도 있다.

여기에서, i는 인터리빙 전의 인덱스, j는 인터리빙 후의 인덱스, P, Q, D₀,D₁, D₂,..., D_{Q -1}은 기설정된 매개변수이다.

한편, RS 인코딩된 복수의 프레임을 FEC(forward error correction) 인코딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 셀에 맵핑하는 단계 및 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들이 맵핑된 셀을 인터리빙하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, S1510 단계는, 인터리빙 동작에 기초하여 RS 인코딩에 의해 생성되는 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수를 결정할 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디코딩 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 송신 장치로부터 수신된 RS 인코딩된 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 디코딩한다(S1610). 이 경우, RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 디코딩을 수행한다.

구체적으로, RS 인코딩된 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수에 기초하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 수직 방향으로 RS 디코딩을 수행할 수 있다.

또한, S1610 단계는 송신 장치에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 인코딩을 수행한 경우, RS 인코딩된 복수의 프레임을 디인터리빙할 수 있다.

한편, RS 인코딩된 복수의 프레임은 송신 장치에서 RS 인코딩된 후 FEC 인코딩되며, 이 경우, FEC 인코딩된 복수의 프레임을 FEC 디코딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이 경우, S1610 단계는 FEC 디코딩 결과에 기초하여 RS 인코딩된 복수의 프레임 중 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 획득하고, 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 이용하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩할 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송수신 장치가 신호를 송수신하는 전송 단위를 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 인코더(110) 및 프레임 디코더(710)에서 각각 인코딩 및 디코딩을 수행하는 프레임의 단위 즉, BB 프레임을 설명하기 위한 도면들이다.

먼저, 도 17(a)를 참조하면, 프레임(frame)은 송수신 장치(100, 700)이 신호를 송수신하는 단위로, 각 프레임에는 프레임 인덱스(FRAME_INDEX)가 부여될 수 있다. 예를 들어, 도 17(a)와 같이 프레임 인덱스는 0부터 8까지 반복적으로 부여될 수 있다. 이 경우, 0부터 8까지의 프레임 인덱스가 부여된 프레임들의 집합을 슈퍼 프레임(superframe)이라 할 수 있다.

한편, 하나의 프레임은 PLPi를 위한 인터리빙 프레임(interleaving frame)을 포함할 수 있다. 여기에서, PLP(Physical Layer Pipes)는 전송하고자 하는 데이터 또는 해당 데이터가 전송되는 신호 처리 경로를 나타낸다.

따라서, 인터리빙 프레임은 타임 인터리버(160)에서 인터리빙되는 단위가 될 수 있다. 구체적으로, 상술한 바와 같이 타임 인터리버(160)는 FEC 블록의 배수 단위로 인터리빙을 수행할 수 있다는 점에서, 인터리빙 프레임 각각은 복수 개의 FEC 블록을 포함할 수 있다. 예를 들어, 0 번째 인덱스를 갖는 프레임에 대응되는 인터리빙 프레임은 N_{BLOCKS _ IF}(0)= 8 즉, 8 개의 FEC 블록으로 구성된다. 여기에서, FEC 블록은 한 번의 FEC 인코딩에 의해 생성된 비트들이 비트 인터리빙된 후 맵핑된 셀의 집합이 될 수 있다.

한편, BB 프레임은 인터리빙 프레임의 정수 배가 될 수 있다. 예를 들어, 도 17(a)와 같이 BB 프레임은 3 개의 인터리빙 프레임으로 구성될 수 있다.

이에 따라, 프레임 인코더(110)에서 출력되는 또는 프레임 디코더(710)에 입력되는 BB 프레임은 인터리빙 프레임의 정수 배가 될 수 있으며, 구체적인 내용은 도 14와 함께 설명한 바 있다.

또한, BB 프레임은 복수 개의 FEC 블록의 집합으로 이루어질 수 있다. 즉, BB 프레임은 인터리빙 프레임의 정수 배에 포함된 복수 개의 FEC 블록으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 17(a)와 같이 BB 프레임은 3 개의 인터리빙 프레임 각각에 포함된 복수 개의 FEC 블록으로 구성될 수 있다. 즉, NBB(0)= N_{BLOCK _ IF}(0)+ N_{BLOCK _ IF}(1)+ N_{BLOCK _ IF}(2)가 될 수 있다.

이와 같이, 도 17(a)을 참조하면, 하나의 슈퍼프레임 내에서 프레임 인코더(110) 및 프레임 디코더(170)에서 처리하는 BB 프레임이 복수 개 생성될 수 있다.

하지만, 이는 일 예일 뿐이며, BB 프레임은 다양한 방식에 의해 송수신될 수 있음은 물론이다.

도 17(b)을 예로 들면, 하나의 슈퍼프레임 내에서 하나의 BB 프레임이 생성될 수도 있으며, 하나의 프레임이 반드시 복수 개의 FEC 블록을 포함하지 않을 수도 있다.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 송신 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 한편, 도 18을 설명함에 있어, 송신 장치(100)에서 설명한 바와 중복되는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

먼저, 도 18a에 따르면, 송신 장치는 입력 프로세싱 모듈(즉, Input Processing을 처리하는 모듈)과 BICM(Bit Interleaved and Coded Modulation) 모듈을 포함할 수 있다.

입력 프로세싱 모듈은 데이터에 대한 전처리를 수행한다. 여기에서, 데이터는 영상 또는 이미지 데이터로, TS(transport stream), IP(internet protocol) 스트림 형태가 될 수 있다.

구체적으로, 입력 프로세싱 모듈은 데이터를 BICM에서 처리 가능한 형태로 전처리할 수 있다. 예를 들어, 입력 프로세싱 모듈은 BICM 모듈 내에 마련된 BBF(baseband frame) FEC 인코더에서 처리하는 프레임의 포맷을 갖도록 데이터를 전처리할 수 있다. 여기에서, BBF FEC 인코더에서 처리하는 프레임 포맷은 BB 프레임 형태가 될 수 있다.

BICM 모듈은 BBF FEC 인코더, BCH/LDPC 인코더, 비트 인터리버, QAM 맵퍼, MIMO(Multiple Input Multiple Output)) 프리코더(즉, MIMO 프리코딩을 수행하는 모듈), 2 개의 타임 인터리버를 포함할 수 있다.

여기에서, BBF FEC 인코더는 송신 장치(100)의 프레임 인코더(110)에 대응되고, BCH/LDPC 인코더는 FEC 인코더(110)에 대응되고, 비트 인터리버는 비트 인터리버(150)에 대응되고, QAM 맵퍼는 성상도 맵퍼(120)에 대응되고, 타임 인터리버는 타임 인터리버(160)에 각각 대응된다는 점에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

MIMO 프리 코더는 MIMO 구현을 위해 QAM 맵퍼로부터 출력되는 셀들을 프리 코딩한다. 예를 들어, 본 실시 예의 경우 2 개의 안테나를 통해 신호가 수신 장치(가령, 700)으로 전송된다는 점에서, 일정한 크기의 행렬을 이용하여 프리 코딩을 수행할 수 있다.

한편, 도 18에 따른 송신 장치는 2 개의 타임 인터리버 각각에서 출력되는 셀을 수신 장치(가령, 700)으로 전송하기 위한 2 개의 모듈(즉, Structure/OFDM Waveform generator)를 포함할 수 있다. 해당 모듈은 타임 인터리빙된 셀들을 구조화하여 OFDM 심볼에 맵핑하고 이를 RF 변환하여 증폭하여 수신 장치(가령, 700)으로 전송할 수 있으며, 이는 송신 장치(100)의 디모듈레이터(130)에 대응될 수 있다.

한편, 도 18b를 참조하면, 도 18b에 개시된 송신 장치는 도 18a에 도시된 송신 장치와 동일한 구성요소를 구비하는 것을 알 수 있다.

다만, 신호 처리 경로에 대응되도록 복수의 구성요소로 구성된다는 점에서만 차이가 있다. 즉, 도 18b에 개시된 송신 장치는 TS,IP 스트림 #1을 처리하기 위한 구성요소,..., TS,IP 스트림 #n을 처리하기 위한 구성요소를 각각 포함한다.

또한, Structure/OFDM Waveform generator는 도 18a와 같이 2 개로 구성됨을 알 수 있다. 이 경우, TS,IP 스트림 #1을 처리하기 위한 신호 처리 경로에서 하나의 타임 인터리버에서 출력된 셀,..., TS,IP 스트림 #n을 처리하기 위한 신호 처리 경로에서 하나의 타임 인터리버에서 출력된 셀은 하나의 Structure/OFDM Waveform generator로 입력되고, TS,IP 스트림 #1을 처리하기 위한 신호 처리 경로에서 다른 하나의 타임 인터리버에서 출력된 셀,..., TS,IP 스트림 #n을 처리하기 위한 신호 처리 경로에서 다른 하나의 타임 인터리버에서 출력된 셀은 다른 하나의 Structure/OFDM Waveform generator로 입력될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 인코딩 방법, 디코딩 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

또한, 송신 장치 및 수신 장치에 대해 도시한 상술한 블록도에서는 버스(bus)를 미도시하였으나, 송신 장치 및 수신 장치에서 각 구성요소 간의 통신은 버스를 통해 이루어질 수도 있다. 또한, 각 송신 장치 및 수신 장치에는 상술한 다양한 단계를 수행하는 CPU, 마이크로 프로세서 등과 같은 프로세서가 더 포함될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100 : 송신 장치 110 : 프레임 인코더

Claims (30)

1. 송신 장치에 있어서,
   복수의 프레임을 수직 방향으로 RS(Reed-Solomon) 인코딩하는 프레임 인코더;를 포함하며,
   상기 프레임 인코더는,
   상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 인코딩을 수행하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프레임 인코더는,
   기설정된 갈로아 필드(Galois Field)에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수에 기초하여 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 프레임 인코더는,
   상기 RS 인코딩된 복수의 프레임 개수가 상기 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수보다 큰 경우, 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 프레임 인코더는,
   하기의 수학식을 이용하여 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수를 산출하는 것을 특징으로 하는 송신 장치:
   

   

   
   여기에서, B는 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수, N는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수, N'은 상기 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수이다.
5. 제1항에 있어서,
   상기 프레임 인코더는,
   상기 구분된 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 프레임 인코더는,
   상기 복수의 프레임이 복수의 그룹으로 구분되어 RS 인코딩되는 경우, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 인터리빙하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 프레임 인코더는,
   상기 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 상기 각 그룹 별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 상기 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 각 그룹별로 순차적으로 독출하여 인터리빙을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 프레임 인코더는,
   상기 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 상기 각 그룹별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 상기 각 그룹별로 생성된 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임에 인덱스를 부여하고, 하기의 수학식에 기초하여 RS 인코딩된 프레임의 인덱스를 변경하여 인터리빙을 수행하는 것을 특징으로 하는 송신 장치:
   

   

   
   여기에서, i는 인터리빙 전의 인덱스, j는 인터리빙 후의 인덱스, P, Q, D₀,D₁, D₂,..., D_{Q -1}은 기설정된 매개변수이다.
9. 제1항에 있어서,
   상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 FEC(forward error correction) 인코딩하는 FEC 인코더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들을 셀에 맵핑하는 성상도 맵퍼; 및,
    상기 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들이 맵핑된 셀을 인터리빙하는 타임 인터리버;를 더 포함하며,
    상기 프레임 인코더는,
    상기 타임 인터리빙 동작에 기초하여 상기 RS 인코딩에 의해 생성되는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
11. 수신 장치에 있어서,
    송신 장치로부터 수신된 RS 인코딩된 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 디코딩하는 프레임 디코더;를 포함하며,
    상기 프레임 디코더는,
    상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 프레임 디코더는,
    상기 RS 인코딩된 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수에 기초하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 수직 방향으로 RS 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
13. 제11항에 있어서,
    상기 프레임 디코더는,
    상기 송신 장치에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 인코딩을 수행한 경우, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 디인터리빙하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
14. 제11항에 있어서,
    상기 RS 인코딩된 복수의 프레임은, 상기 송신 장치에서 RS 인코딩된 후 FEC 인코딩되며,
    상기 수신 장치는,
    FEC 인코딩된 복수의 프레임을 FEC 디코딩하는 FEC 디코더;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 프레임 디코더는,
    상기 FEC 디코딩 결과에 기초하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임 중 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 획득하고, 상기 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 이용하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩하는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
16. 송신 장치의 인코딩 방법에 있어서,
    복수의 프레임을 수직 방향으로 RS(Reed-Solomon) 인코딩하는 단계;를 포함하며,
    상기 RS 인코딩하는 단계는,
    상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 인코딩을 수행하여 RS 인코딩된 복수의 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 RS 인코딩하는 단계는,
    기설정된 갈로아 필드(Galois Field)에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수에 기초하여 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
18. 제16항에 있어서,
    상기 RS 인코딩하는 단계는,
    상기 RS 인코딩된 복수의 프레임 개수가 상기 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수보다 큰 경우, 상기 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 RS 인코딩하는 단계는,
    하기의 수학식을 이용하여 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수를 산출하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법:
    

    

    
    여기에서, B는 상기 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수, N는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수, N'은 상기 기설정된 갈로아 필드에서 정의되는 RS 인코딩에 의해 생성 가능한 프레임의 최대 개수이다.
20. 제16항에 있어서,
    상기 RS 인코딩하는 단계는,
    상기 구분된 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 수직 방향으로 RS 인코딩하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
21. 제16항에 있어서,
    상기 RS 인코딩하는 단계는,
    상기 복수의 프레임이 복수의 그룹으로 구분되어 RS 인코딩되는 경우, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 인터리빙하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
22. 제21항에 있어서,
    상기 RS 인코딩하는 단계는,
    상기 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 상기 각 그룹 별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 상기 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 각 그룹별로 순차적으로 독출하여 인터리빙을 수행하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
23. 제21항에 있어서,
    상기 RS 인코딩하는 단계는,
    상기 각 그룹에 포함된 적어도 하나의 프레임을 RS 인코딩하여 상기 각 그룹별로 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임을 생성하고, 상기 각 그룹별로 생성된 RS 인코딩된 적어도 하나의 프레임에 인덱스를 부여하고, 하기의 수학식에 기초하여 RS 인코딩된 프레임의 인덱스를 변경하여 인터리빙을 수행하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법:
    

    

    
    여기에서, i는 인터리빙 전의 인덱스, j는 인터리빙 후의 인덱스, P, Q, D₀,D₁, D₂,..., D_{Q -1}은 기설정된 매개변수이다.
24. 제16항에 있어서,
    상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 FEC(forward error correction) 인코딩하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
25. 제24항에 있어서,
    상기 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트를 셀에 맵핑하는 단계: 및,
    상기 FEC 인코딩된 복수의 프레임을 구성하는 비트들이 맵핑된 셀을 인터리빙하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 RS 인코딩하는 단계는,
    상기 인터리빙 동작에 기초하여 상기 RS 인코딩에 의해 생성되는 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 인코딩 방법.
26. 수신 장치의 디코딩 방법에 있어서,
    송신 장치로부터 수신된 RS 인코딩된 복수의 프레임을 수직 방향으로 RS 디코딩하는 단계;를 포함하며,
    상기 RS 디코딩하는 단계는,
    상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 RS 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
27. 제26항에 있어서,
    상기 RS 디코딩하는 단계는,
    상기 RS 인코딩된 복수의 프레임이 구분되는 그룹의 개수에 기초하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하고, 구분된 각 그룹에 대해 수직 방향으로 RS 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
28. 제26항에 있어서,
    상기 RS 디코딩하는 단계는,
    상기 송신 장치에서 복수의 프레임을 복수의 그룹으로 구분하여 RS 인코딩을 수행한 경우, 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 디인터리빙하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
29. 제26항에 있어서,
    상기 RS 인코딩된 복수의 프레임은, 상기 송신 장치에서 RS 인코딩된 후 FEC 인코딩되며,
    상기 디코딩 방법은,
    FEC 인코딩된 복수의 프레임을 FEC 디코딩하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
30. 제29항에 있어서,
    상기 RS 디코딩하는 단계는,
    상기 FEC 디코딩 결과에 기초하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임 중 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 획득하고, 상기 오류가 존재하는 프레임에 대한 정보를 이용하여 상기 RS 인코딩된 복수의 프레임을 RS 디코딩하는 것을 특징으로 하는 디코딩 방법.
    

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