KR20150033863A

KR20150033863A - 비이진 ldpc 부호를 사용하는 수신기에서 데이터를 복호하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20150033863A
Application number: KR1020130113658A
Authority: KR
Inventors: 김상민; 박우명; 임치우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-04-02
Also published as: US10027441B2; KR102080069B1; US20160233978A1; WO2015046915A1

Abstract

본 발명의 일 실시예는 비이진 LDPC 부호를 사용하여 복호화를 수행하는 수신기에서 수신된 데이터의 특성과 채널 상황, 추가적으로 수신기의 전력 상태와 반복 복호를 위한 반복 복호 횟수 등을 고려하여 복호에 사용될 메시지 벡터 원소를 선택하고, 선택된 벡터 원소를 이용하여 복호를 수행하는 것이다. 이렇게 하면 데이터 특성, 채널 상황에 따라 복호 시 사용되는 벡터 원소의 개수를 적응적으로 조절하여 복호 시 소요되는 시간 지연과 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 상기 실시예 외에 다양한 실시예들이 구현될 수 있다.

Description

비이진 LDPC 부호를 사용하는 수신기에서 데이터를 복호하는 방법 및 장치{APPARATUA AND METHOD FOR DECODING DATA IN A RECEIVER USING A NONBINARY LOW DENSITY PARITY CHECK CODE}

본 발명은 비이진 저밀도 패리티 검사 부호를(Nonbinary LDPC code: Low-density parity-check code) 사용하는 수신 데이터를 복호하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근의 이동 통신 시스템에서는 초기의 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하고 전송할 수 있는 고속 통신 시스템이 요구됨에 따라 시스템에 적절한 채널 부호화 기법을 사용하여 시스템의 효율을 높이는 것이 필수적이다.

데이터를 전송할 때 채널의 상황에 따라 잡음, 간섭 그리고 페이딩(fading) 등으로 인한 불가피한 오류가 발생하여 정보의 손실이 생긴다. 일반적으로 이러한 정보의 손실을 감소시키기 위해 채널의 성격에 따라 다양한 오류 제어 기법(error control technique)을 이용하여 시스템의 신뢰도를 높인다. 이러한 오류 제어 기법 중에 가장 기본적인 방법은 오류 정정 부호(error correcting code)를 사용하는 것이다. 저밀도 패리티 검사 부호(Low-Density Parity Check: LDPC) 부호는 상기 오류 정정 부호 중 하나이다.

LDPC 부호는 갈라거(Gallager)에 의해 제안된 부호로, 크게 이진(binary) LDPC 부호와 비이진(non-binary) LDPC 부호로 분류할 수 있다. 이진 LDPC 부호는 대부분의 행렬을 구성하는 원소(element)들이 0의 값을 가지며, 상기 0의 값을 가지는 원소들 이외의 소수의 원소들이 1의 값을 가지는 성긴(sparse) 구조의 이진(binary) 패리티 검사 행렬(parity check matrix)에 의해 정의된다. 즉, 이진 패리티 검사 행렬을 구성하는 원소들은 0 혹은 1의 값만을 가진다. 비이진 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬은 이진 LDPC 부호화 달리 갈로아 필드(Galois Field, 이하 “GF”라 칭함)(q=2^p , q는 2보다 큰 정수임)상의 원소들로 구성된다. 여기서, 상기 p는 1보다 큰 정수값을 가지며, 상기 p가 1이면 이진 LDPC 부호가 된다. 예를 들면 GF(8)에서 8개의 심볼을 나타낼 수 있다.

비이진 LDPC 부호와 이진 LDPC 부호의 관계를 간략히 설명한다.

예를 들어, GF(4)으로 구성된 비이진 패리티 검사 행렬(parity-check matrix, H)은 하기 <표 1>과 같이 표현될 수 있다.

상기 <표 1> 에서 각각의 행렬의 원소는 4개의 값을 가질 수 있다. 이때 4개의 값은 GF(4)에 정의된 값을 의미한다. 예를 들어, GF(4) ={0, 1, 2, 3} 원소로 정의하여 <표 1>과 같이 비이진 패리티 검사 행렬로 표현될 수 있다. 일반적으로 α의 최소 다명(minimum polynomial)으로 GF(2^p)의 원소들을 나타난다. 따라서, GF(q=2^p) 원소들은 다음과 같이 {0, 1, α, …, α^q-2} 표현된다. 비이진 LDPC 부호의 원소를 이진 LDPC 부호로 변환할 때는, 이진 p-집합 (tuple) (a₀, a₁, …, a_p-1) 형태로 변환된다. GF(4)는 최소 다명 p(x) = 1 + x + x2 정의에 의하여, GF(4) 원소 0 은 이진 집합 (0, 0), GF(4) 원소 1은 이진 집합 (0, 1), GF(4) 원소 α는 이진 집합 (1, 0), GF(4) 원소 α²는 이진 집합 (1, 1) 으로 각각 표현된다. 이러한 예에 기초하면, 비이진 LDPC 코드를 이진 LDPC 코드로 바꿀 수 있다. 예를 들어, 하기 <표 2>는 비이진 LDPC 부호의 일 예인데, 이를 하기 <표 3>과 같이 이진 LDPC 부호로 변환할 수 있다.

즉, 상기 <표 3>에서 좌측 하부의 밑줄 친 볼드체의 원소들 11 는 GF(4)에서의 α² 에 해당하는 이진 LDPC 부호이다.

이와 같은 이진LDPC 부호를 비이진 LDPC 부호로 변환할 수 있고, 비이진 LDPC를 이용하여 심볼(symbol) 단위로 채널 부호화 및 복호화를 수행한다. 즉, 비이진 LDPC 부호는 변조 카디널리티(cardinality)와 채널 카디널리티를 같은 단위로 부호화 및 복호화하기 때문에 에러 정정 능력이 이진 LDPC 부호보다 훨씬 뛰어난 것으로 알려져 있다.

비이진 LDPC 부호를 사용하여 복호를 하는 경우 수신기가 수신한 데이터를 복조하여 수신 심볼 별로 메시지 벡터를 출력하고 이를 복호기로 입력한다. 복호기에서는 이 메시지 벡터를 구성하는 원소들 중 일부 또는 전부를 이용하여 반복 복호를 수행한다. 그런데 기존에는 복호에 사용되는 벡터별 벡터 원소의 개수가 데이터의 특성, 또는 채널 상황과 무관하게 항상 동일하게 고정되어 있다. 이러한 경우 채널 상황이 좋음에도 불구하고 불필요하게 많은 개수의 벡터 원소가 복호에 사용될 수 있고, 따라서 복호 시 연산량이 과도하게 증가하여 복호 시 소모되는 전력과 소요 시간이 불필요하게 낭비될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 비이진 LDPC 부호를 사용하는 수신기에서 데이터 특성과 채널 상태를 고려하여 복호에 사용되는 벡터 원소의 개수를 적응적으로 조절하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예들은 비이진 LDPC 부호를 사용하는 수신기에서 데이터 특성 및 채널 상태를 고려하여 반복 복호 횟수를 적응적으로 조절하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예들은 비이진 LDPC 부호를 사용하는 수신기에서 채널 상태에 따라 복호에 사용되는 벡터 원소의 개수를 사전 설정에 의하여 선택하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예들은 비이진 LDPC 부호를 사용하는 수신기에서 선택된 벡터 원소의 개수에 따라 복호된 결과를 이용하여 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 동작을 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명이 제공하는 일 실시예에 따른 비이진 LDPC 부호를 사용하여 복호를 수행하는 수신기의 데이터 수신 방법은, 수신 데이터를 복조하여 심볼 별로 메시지 벡터를 생성하는 과정과, 상기 수신 데이터의 데이터 특성과 채널 특성을 결정하는 과정과, 상기 데이터 특성과 채널 특성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 메시지 벡터의 벡터 원소 중 복호에 사용될 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정과, 상기 결정된 개수에 따라 상기 벡터 원소를 선택하여 상기 수신 데이터를 복호하는 과정을 포함한다.

여기서 상기 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정은, 상기 데이터 특성과 채널 특성 중 적어도 하나를 이용하여 최대 반복 복호 횟수를 결정하는 과정과, 상기 수신기의 전력 상태를 결정하는 과정과, 상기 데이터 특성과, 상기 채널 특성과, 상기 최대 반복 복호 횟수와, 상기 수신기의 전력 상태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 상기 복호된 데이터에 에러가 있고, 상기 결정된 벡터 원소의 개수가 미리 결정된 임계값 미만이면 상기 결정된 벡터 원소의 개수를 소정 값만큼 증가시키는 과정과, 상기 증가된 벡터 원소의 개수에 따라 상기 벡터 원소를 재선택하여 상기 수신 데이터를 복호하는 과정을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 복호된 데이터에 에러가 있고, 상기 결정된 벡터 원소의 개수가 미리 결정된 임계값 이상이면, 상기 에러가 있는 데이터에 대한 복호 실패 신호를 생성하고, 상기 에러가 있는 데이터에 대한 재전송 요청 응답(NACK) 메시지를 생성하여 송신하는 과정을 더 포함할 수 있다.

상기 벡터 원소를 선택하는 과정은, 상기 심볼들 각각에 대한 상기 메시지 벡터의 벡터 원소로부터, 상기 결정된 벡터 원소의 개수를 선택함을 특징으로 한다.

또한, 상기 벡터 원소를 선택하는 과정은, 부호어를 구성하는 N개의 심볼에 대한 메시지 벡터들의 벡터 원소들 전체로부터 상기 결정된 벡터 원소의 개수를 선택함을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정은, 상기 LDPC 부호를 이용하여 복호 시, 변수 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수를 결정하는 과정을 더 포함하고, 상기 벡터 원소를 선택하는 과정은, 상기 변수 노드 출력 메시지의 벡터 원소에서, 상기 결정된 변수 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수만큼 선택하는 과정을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정은, 상기 LDPC 부호를 이용하여 복호 시, 체크 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수를 결정하는 과정을 더 포함하고, 상기 벡터 원소를 선택하는 과정은, 상기 체크 노드 출력 메시지의 벡터 원소에서, 상기 결정된 체크 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수만큼 선택하는 과정을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 데이터 특성은, 상기 수신 데이터의 패킷 크기 (packet size), 변조 형태 (modulation format), 부호율 (code rate) 중 적어도 하나임을 특징으로 한다. 또한, 상기 채널 특성은, 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal-to-Interference plus noise ratio, SINR), 채널 품질 지시자(CQI) 중 적어도 하나임을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 비이진 LDPC 부호를 사용하여 복호를 수행하는 데이터 수신 장치는, 수신 데이터를 복조하여 심볼 별 메시지 벡터를 생성하는 수신부와, 상기 수신 데이터의 데이터 특성과 채널 특성을 결정하고, 상기 데이터 특성과 채널 특성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 메시지 벡터의 벡터 원소 중 복호에 사용될 벡터 원소의 개수를 결정하는 제어부와, 상기 결정된 개수에 따라 상기 벡터 원소를 선택하는 벡터 선택부와, 상기 선택된 벡터 원소에 따라 상기 수신 데이터를 복호하는 복호부를 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비이진 LDPC 복호부(103)를 포함하는 수신기를 설명하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비이진 LDPC 복호부(103)와 비이진 LDPC 복호부(103)의 입력인 메시지 벡터 원소를 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 복호에 사용될 벡터 원소들의 개수를 선택한 비이진 LDPC 복호부(103) 내부의 동작을 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 복호에 사용될 벡터 원소의 개수를 결정한 비이진 LDPC 복호부(103) 내부의 동작을 설명하는 도면,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 복호에 사용되는 벡터 원소의 개수를 결정한 비이진 LDPC 복호부(103) 내부의 동작을 설명하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 수신기가 데이터를 수신하여 복호한 이후 복호 결과에 따라 HARQ 동작을 수행하는 동작을 설명하는 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신기의 구성을 설명하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시예들에 따라 수신 데이터 특성의 일 예인, 패킷 크기에 따라 벡터 원소의 개수값(T)을 결정한 결과를 설명하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시예들에 따라 결정된 벡터 원소의 개수값(T)과 복호 시 필요한 연산량과의 관계를 설명하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 채널 특성의 일 예인 신호 대 잡음비 (Signal to Noise ratio)와 벡터 원소의 개수값(T)과의 관계를 설명하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 벡터 원소의 개수값(T)을 변화시킬 때 프레임 오류율(FER: frame error rate)과 신호대 잡음비의 관계를 예시한 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 일정한 반복 복호 횟수에서 벡터 원소의 개수값(T)을 변화시킬 때 프레임 오류율 대 신호 대 잡음비의 관계를 설명하는 도면.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이하에서 설명되는 본 발명의 실시예들의 주요 개념은, 비이진 LDPC 부호를 사용하여 복호화를 수행하는 수신기에서 수신된 데이터의 특성과 채널 상황, 추가적으로 수신기의 전력 상태와 반복 복호를 위한 반복 복호 횟수 등을 고려하여 복호에 사용될 메시지 벡터 원소를 선택하고, 선택된 벡터 원소를 이용하여 복호를 수행하는 것이다. 이렇게 하면 데이터 특성, 채널 상황에 따라 복호 시 사용되는 벡터 원소의 개수를 적응적으로 조절하여 복호 시 소요되는 시간 지연과 전력 소모를 감소시킬 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비이진 LDPC 복호부(103)를 포함하는 수신기를 설명하는 도면이다.

도 1의 수신기(100)는 수신부(101), 비이진 LDPC 복호부(103), 에러 검사부(105), 제어부(107), HARQ 처리부(109), 송신부(111)를 포함한다.

수신부(101)는 송신기가 송신한 신호를 수신하여 복조하고, 복조된 데이터를 비이진 LDPC 복호부(103)로 전달한다. 또한, 수신부(101)는 복조된 신호로부터 데이터 패킷 크기(packet size), 변조 방식(modulation format), 부호율 (code rate) 등과 같은 수신 데이터 특성과 신호대 간섭 및 잡음 비율(Signal-to-Interference plus noise ratio: SINR) 또는 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)와 같은 채널 특성을 획득하고 이를 제어부(107)로 전달한다.

제어부(107)는 상기 수신부(101)로부터 전달된 수신 데이터 특성, 채널 특성과, 현재 수신기의 전력 상태 중 적어도 하나를 고려하여, 비이진 LDPC 복호부(103)에서 복호를 위해 사용될 벡터 원소의 개수(T)와, 반복 복호 시의 최대값인 최대 반복 복호 횟수를 결정한다. 이후 결정된 T값과, 최대 반복 복호 횟수를 비이진 LDPC 복호부(103)로 전달한다. 상기 T값은 메시지 벡터 원소 개수의 최대값(Tmax) 이내의 범위에서 설정될 수 있다. 다만, 상기 최대 반복 복호 횟수를 결정할 때에 T값이 고려되거나, 반대로 T값을 결정할 때 최대 반복 복호 횟수가 고려될 수도 있다. 상기 메시지 벡터, T, Tmax에 관해서는 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.

비이진 LDPC 복호부(103)는 수신부(101)로부터 입력된 데이터와, 제어부(107)로부터 전달된 메시지 벡터 원소의 개수의 값(T)과, 최대 반복 복호 횟수를 이용하여 복호한 이후 이를 에러 검사부(105)로 출력한다. 본 발명의 실시예에 따른 비이진 LDPC 복호부(103)의 동작은 도 2 이하에서 상세히 설명한다.

에러 검사부(105)는 비이진 LDPC 복호부(103)의 출력을 이용하여 에러를 검사하고 그 결과를 제어부(107)로 전달한다. 통상적으로 CRC(Cyclic Redundancy Check) 를 이용하여 에러 검사를 수행하는 것이 일반적이지만, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 에러 검사부(105)는 비이진 LDPC 복호부(103)의 일 구성 요소로도 구현될 수 있으나, 본 명세서에서는 편의상 별도의 구성으로 도시하였다. 에러 검사부(105)의 구체적인 동작은 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서 비이진 LDPC 복호부(103)는 반복 복호 방식을 이용하고 있는데, 비이진 LDPC 복호부(103)에서 1회 반복한 복호 결과에 에러가 있다면 다시 한 번 반복 복호를 수행하며, 이 반복 복호는 제어부(107)에 의하여 미리 설정된 최대 반복 복호 횟수까지 가능하다.

최대 반복 복호 횟수 이하의 범위 내에서 반복 복호를 수행한 결과 복호된 신호에 에러가 없다면, 에러 검사부(105)는 복호 성공(Success)을 알리는 신호를 제어부(107)에게 전달한다. 제어부(107)는 복호 성공 신호에 따라 HARQ 처리부(109)에게 ACK 송신을 지시하고 HARQ 처리부(109)는 ACK을 송신부(111)를 통하여 전송한다.

반면, 최대 반복 복호 횟수까지 반복 복호를 수행하였음에도 불구하고 복호된 신호에 에러가 있다면, 에러 검사부(105)는 복호 실패(Fail)를 알리는 신호를 제어부(107)에게 전달한다. 제어부(107)는 복호 실패 신호에 따라 현재 설정된 메시지 벡터 원소의 개수 값(T)을 최대 메시지 벡터 원소 값(Tmax)과 비교하고, T값이 Tmax 값보다 작다면 T값을 증가시키고, 증가된 T값을 비이진 LDPC 복호부(103)로 전달하여 비이진 LDPC 복호부(103)가 증가된 T값에 따라 다시 반복 복호를 수행할 수 있도록 한다. T값을 증가시킬 때 통상적으로 1씩 증가시킬 수 있으나, 제어부(107)의 설정에 따라 1이 아닌 소정 값만큼 증가시킬 수 있다. 한편, T값을 증가시키는 제어부(107)의 동작은 T=Tmax가 될 때까지 가능하다.

이하에서는 비이진 LDPC 복호부(103)의 구성을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비이진 LDPC 복호부(103)와 비이진 LDPC 복호부(103)의 입력인 메시지 벡터를 설명하는 도면이다.

비이진 LDPC 복호부(103)는 변수 노드 처리부(201), 벡터 선택부(203), 체크 노드 처리부(205)를 포함한다.

도 1에서 설명된 바와 같이 수신부(101)에서는 송신기가 송신한 신호를 수신하여 복조하고 이를 비이진 LDPC 복호부(103)로 전달한다. 이때 수신부(101)는 송신기가 송신한 데이터를 심볼 단위로 입력받아 복조한 이후 출력하는데 수신부(101)의 출력은 “메시지 벡터”가 된다. 상기 메시지 벡터는 수신된 심볼이 가질 수 있는 심볼 값들에 대한 확률 또는 가능성의 집합을 의미한다. 상기 확률값은 통상적으로 최대 우도율(LogLikely Ratio: LLR)값으로 표현될 수 있다.

예를 들어, 송신기에서 비이진 LDPC 부호를 이용하여 부호화한 이후 QPSK를 이용하여 변조하였다면, QPSK는 2개의 비트를 하나의 심볼로 표현하는 방식이므로 수신 심볼은 4개의 값을 가질 수 있다. 수신부(101)는 수신된 하나의 심볼에 대한 가능한 4개의 값에 대한 LLR값을 출력하며, 본 발명에서는 이렇게 하나의 심볼에 대한 LLR값들의 집합을 “메시지 벡터”라고 칭한다.

이를 비이진 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬과 관련하여 설명하면 다음과 같다. 즉, 비이진 LCPD 부호의 검사 행렬은 갈로아 필드, 즉, GF(q) (q는2보다 큰 정수) 상의 원소들로 구성되는데, 데이터의 변조 방식에 따라 q와 갈로아 필드 상의 원소들의 개수가 결정된다. 예를 들어, QPSK 변조의 경우 GF(q=4)가 되고, 이때 갈로아 필드 상의 원소들의 개수는 4개가 되며, 각 원소들은 {0, 1, α, α²}이다. 즉, QPSK 변조의 경우 GF(4)= {0, 1, α, α²}로 표현될 수 있다. 다른 예로, 64QAM 변조의 경우 q=64가 되며, 이 경우, GF(64)= {0, 1, α, …., α⁶²}로 표현될 수 있다.

도 2에서는 부호어(condeword)의 길이를 N이라 가정하여 N개의 수신 심볼에 대하여 수신부(101)에서 N개의 심볼들에 대한 메시지 벡터가 출력되어 비이진 LDPC 복호부(103)의 변수 노드 처리부(201)로 입력되는 모습이 도시되었다. 또한, 도 2에서는 변조 방식은 QPSK라고 가정하였고, 이에 따라 첫 번째 수신 심볼(1)에 대한 메시지 벡터는 {LLR[0], LLR[1], LLR[α],LLR[α²]}로 구성된다. 즉, 심볼(1)에 대한 메시지 벡터 중 LLR[0]은 수신 심볼(1)의 값이 “0”일 가능성 또는 확률을 의미한다. 마찬가지로 LLR[1]은 수신 심볼(1)의 값이 “1”이 가능성 또는 확률을 의미하고, LLR[α]는 수신 심볼(1)의 값이 “α”일 가능성 또는 확률을 의미하고, LLR[α²]은 수신 심볼 (1)의 값이 “α²”일 가능성 또는 확률을 의미한다. 동일한 방식으로 다른 수신 심볼들(2~N)에 대한 메시지 벡터도 {LLR[0], LLR[1], LLR[α],LLR[α²]}로 구성되고 각각이 의미하는 바도 같다.

이하에서 변수 노드 처리부(201)의 출력과 비이진 LDPC 부호의 패리티 행렬(H)와의 관계를 중심으로 하여 비이진 LDPC 복호부(103)의 동작을 간략히 설명한다.

먼저, 데이터의 부호화 및 복호에 사용하기 위하여 미리 결정된 비이진 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬(H)을 가정하면, 그 행렬의 행은 체크 노드라고 칭하고 C로 표시하며, 열은 변수 노드라고 칭하고 V로 표시할 것이다. 한편, 부호어의 길이가 N인 경우 변수 노드의 길이는 부호어의 길이와 같은N이 되고, 체크 노드의 길이는 패리티의 길이와 같다. 따라서 체크 노드의 길이는 부호율(code rate)에 따라 달라진다.

하기 <표 4>는 임의의 비이진 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬(H)의 일 예를 나타낸 것으로 변수 노드는 N개이고, 체크 노드는 K개로 가정하여 나타낸 것이다.

상기 <표 4>의 패리티 검사 행렬 H에서 V1~VN 은 N개의 변수 노드들을 나타내고, C1~CK는 K개의 체크 노드들을 나타낸다. <표 4>와 같은 패리티 검사 행렬을 가정할 경우, 도 2에서 변수 노드 처리부(201)의 출력은 각 패리티 검사 행렬의 각 행에 대하여 그 행의 원소 값들이 0이 아닌 값을 갖는 열(즉, 변수 노드)들에 대응하는 입력값이 된다.

예를 들어, 도 2와 같이 N개의 메시지 벡터들이 변수 노드 처리부(201)로 입력된 이후, 첫 번째 반복 복호가 수행되는 경우 변수 노드 처리부(201)의 출력은 다음과 같다.

행렬 H의 첫 번째 행(C1)에서 0이 아닌 값을 갖는 열들은 V1, V2, V3, V4이다. 따라서 첫 번째 행에 대한 변수 노드 처리부(201)의 출력은 0이 아닌 값들을 갖는 변수 노드들(V1, V2, V3, V4)에 대응하는 입력값인 메시지 벡터 1, 2, 3, 4가 된다. 또한, 행렬 H의 두 번째 행(C2)에 대한 변수 노드 처리부(201)의 출력은 0이 아닌 값을 갖는 변수 노드들(V1, V3, V4, VN)에 대응하는 입력값인 메시지 벡터 1,3,4, N이 된다. 나머지 행들에 대한 변수 노드 처리부(201)의 출력도 동일한 방식으로 결정된다.

이렇게 첫 번째 반복 복호에서 변수 노드 처리부(201)의 출력이 결정되면, 본 발명의 실시예에 따라 벡터 선택부(203)는 변수 노드 처리부(201)의 출력 메시지 벡터들로부터 T값에 따라 벡터 원소를 선택하고 이를 체크 노드 처리부(205)로 전달한다. 체크 노드 처리부(205)의 출력은 변수 노드 처리부(201)의 출력과 유사하게, 패리티 검사 행렬(H)의 열을 기준으로 각 열에서 0이 아닌 값을 가지는 행의 값들을 출력하고, 이것이 변수 노드 처리부(201)로 입력된다.

두 번째 반복 복호는 상기 N개의 메시지 벡터와 상기 체크 노드 처리부(205)의 출력을 합한 값이 변수 노드 처리부(201)로 입력되고, 상술한 바와 같이 변수 노드 처리부(201)의 출력이 결정된다. 이후의 과정은 첫 번째 반복 복호와 동일하므로 그 설명은 생략한다. 참고로 반복 복호는 제어부(107)에 의하여 결정된 최대 반복 복호 횟수까지 수행될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 복호에 사용될 벡터 원소들의 개수를 선택한 비이진 LDPC 복호부(103) 내부의 동작을 설명하는 도면이다.

도 3은 도 2의 구성과 기본적으로 동일하게 QPSK 변조에 따라 GF(4)= {0, 1, α, α²}를 가정하고, 부호어의 길이를 N으로 가정하여 변수 노드 처리부(201)로 N개의 메시지 벡터가 입력되는 것을 가정한다. 다만, 본 발명의 실시예에 따라 제어부(107)에서 데이터 특성, 채널 특성, 수신기의 전력 상태, 비이진 LDPC 복호부(103)의 최대 반복 복호 횟수 등을 고려하여T를 2로 결정한 것을 가정하였다.

또한, 변수 노드 처리부(201)의 출력에서 신뢰도가 높은 벡터 원소가 큰 값으로 설정된 경우를 가정한 실시예이다. 한편, 이하에서 변수 노드 처리부(201)의 출력은 변수 노드 출력 메시지라고 칭해질 수 있다. 참고로 시스템 구현의 편의상 변수 노드 출력 메시지에서 신뢰도가 높은 벡터 원소가 큰 값으로 설정될 수도 있고, 그와 반대로 신뢰도가 높은 벡터 원소가 낮은 값으로 설정될 수도 있다. 후자의 실시예는 도 4에서 설명될 것이다.

변수 노드 처리부(201)는 입력된 메시지 벡터들을 이용하여 구성되는 비이진 패리티 검사 행렬로부터 앞서 도 2에서 설명된 방식으로 변수 노드 출력 메시지를 출력한다. 도 3에서는 패리티 검사 행렬의 임의의 행에 대한 변수 노드 출력 메시지를 V1과 V2에 대응하는 입력 메시지 벡터들로 가정하였다.

벡터 선택부(203)는 제어부(107)로부터 전달받은 T값(=2)에 따라 상기 변수 노드 출력 메시지를 구성하는 각각의 벡터에서 큰 값을 갖는 T(=2)개의 원소들을 선택하여 출력한다. 그 출력은 참조 번호 307과 309로 도시되었다. 즉, 변수 노드 출력 메시지 V1에서 높은 신뢰도를 갖는 두 개의 심볼은 “α”와 “1”이므로 벡터 선택부(203)는 상기 변수 노드 출력 메시지V1에서 “α”와 “1”에 대응하는 값들(7, 5)을 선택하였고(307), 변수 노드 출력 메시지 V2에서 높은 신뢰도를 갖는 두 개의 심볼은 “α²”와 “α”이므로 벡터 선택부(203)는 상기 변수 노드 출력 메시지V2에서 “α²”와 “α”에 대응하는 값들(6,4)을 선택하였다(309).

이렇게 선택된 벡터 원소값들(307, 309)은 체크 노드 처리부(205)로 입력된다. 체크 노드 처리부(205)는 벡터 선택부(203)에 의해 선택된 벡터 원소들(307, 309)를 이용하여 체크 노드 출력 메시지를 생성하여 이를 변수 노드 처리부(201)로 전달한다. 체크 노드 처리부(205)가 체크 노드 출력 메시지를 생성하는 방식은 도 2에서 설명된 바와 같이 변수 노드 출력 메시지를 생성하는 방식과 유사하다. 이에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예에서 벡터 선택부(203)가 변수 노드 출력 메시지를 구성하는 벡터들 각각의 원소들 중 일부를 선택하는 이유는 다음과 같다. 벡터 선택부(203)가 없다면 언제나 변수 노드 출력 메시지의 모든 벡터 원소들이 체크 노드 처리부(205)로 입력될 것이다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면 제어부(107)에서 이미 데이터의 특성, 채널 환경, 수신기의 전력 상태, 비이진 LDPC 복호부(103)의 최대 반복 복호 횟수 등을 고려하여 비이진 LDPC 복호부(103)의 복호에 사용될 벡터 원소의 개수(T)를 결정하였기 때문에, 이렇게 결정된 T값에 따라 결정된 벡터 원소들을 이용하여 복호를 수행하면 체크 노드 처리부(205)에 입력되는 벡터 원소들의 개수가 감소되어 연산량을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 복호에 사용될 벡터 원소의 개수를 결정한 비이진 LDPC 복호부(103) 내부의 동작을 설명하는 도면이다.

도 4는 도 3의 구성과 기본적으로 동일하게 QPSK 변조에 따라 GF(4)= {0, 1, α, α²}를 가정한다. 또한, 제어부(107)에서 T를 2로 결정한 것을 가정한 것도 동일하다. 다만, 도 3과는 달리 변수 노드 출력 메시지의 출력에서 신뢰도가 높은 벡터 원소가 작은 값으로 설정된 경우를 가정한 실시예이다.

변수 노드 처리부(201)의 출력은 앞서 도 3에서 설명된 바와 같다. 즉, 변수 노드 처리부(201)는 입력된 메시지 벡터 원소들을 이용하여 구성되는 비이진 패리티 검사 행렬로부터 앞서 도 2에서 설명된 방식으로 변수 노드 출력 메시지를 출력한다. 도 4에서는 패리티 검사 행렬의 임의의 행에 대한 변수 노드 출력 메시지를 V1과 V2에 대응하는 입력 메시지 벡터들로 가정하였다.

다만, 벡터 선택부(203)의 출력은 도 3의 경우와 다르다. 도 4는 도 3과 달리 변수 노드 출력 메시지의 출력은 신뢰도가 높은 벡터 원소를 작은 값으로 설정한 실시예이기 때문에, 벡터 선택부(203)의 출력이 도 3에서의 출력과는 다르다. 즉, 변수 노드 출력 메시지 V1에서 높은 신뢰도를 갖는 두 개의 심볼은 “0”와 “1”이므로 벡터 선택부(203)는 상기 변수 노드 출력 메시지V1에서 “0”와 “1”에 대응하는 값들(-1, 2)을 선택하였고(407), 변수 노드 출력 메시지 V2에서 높은 신뢰도를 갖는 두 개의 심볼은 “α²”, “0”이므로, 벡터 선택부(203)는 상기 변수 노드 출력 메시지V2에서 “α²”, “0”에 대응하는 값들(2, 3)을 선택하였다(409). 이렇게 선택된 벡터 원소값들(407, 409)은 체크 노드 처리부(205)로 입력된다. 체크 노드 처리부(205)는 벡터 원소 선택부(203)에 의해 선택된 벡터 원소들(407, 409)를 이용하여 체크노트 출력 메시지를 생성하여 이를 변수 노드 처리부(201)로 전달한다. 체크 노드 처리부(205)가 체크 노드 출력 메시지를 생성하는 방식은 도 2에서 설명된 바와 같이 변수 노드 출력 메시지를 생성하는 방식과 유사하다. 이에 대한 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 복호에 사용되는 벡터 원소의 개수를 결정한 비이진 LDPC 복호부(103) 내부의 동작을 설명하는 도면이다.

도 5는 도 3 및 도 4의 구성과 기본적으로 동일하게 QPSK 변조에 따라 GF(4)= {0, 1, α, α²}를 가정한다. 다만, 도 5에서 T의 값은 6을 가정하였다. 또한, 도 5는 도 3 및 도 4과 달리 T의 개수에 대응하는 벡터 원소들을 전체 변수 노드들의 벡터들을 구성하는 원소로부터 선택하는 실시예이다. 앞서 도 3 및 도 4의 실시예에서 벡터 선택부(203)가T개의 벡터 원소를 선택할 때 V1의 벡터에서 2개의 원소를 선택하고, V2의 벡터에서 2개의 원소를 선택하였다. 반면, 도 5에서는 전체 변수 노드들에 대한 메시지 벡터들을 구성하는 원소들로부터 T개의 원소를 선택한다.

도 5에서 변수 노드 출력 메시지는 V1, V2, V3, V4에 대응하는 입력 메시지 벡터라고 가정하였다. 도 5의 실시예는 전체 변수 노드 출력 메시지의 벡터들의 벡터 원소로부터 T개의 원소를 선택하도록 설정된 것이기 때문에, 벡터 선택부(203)는 V1, V2, V3, V4의 벡터들 전체의 구성 요소 중 큰 값을 가지는 6개의 원소를 선택한다. 따라서 V4에서는 8, 5가 선택되었고, V3, V2에서는 6이 선택되었고, v1에서는 5, 7이 선택된 것을 볼 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 수신기가 데이터를 수신하여 복호한 이후 복호 결과에 따라 HARQ 동작을 수행하는 동작을 설명하는 도면이다.

601단계에서 수신기는 송신기가 송신한 데이터 패킷을 수신하여 이를 복조한다.

603단계에서 복조된 패킷 데이터로부터 데이터 패킷 크기(packet size), 변조 방식(modulation format), 부호율 (code rate) 등과 같은 수신 데이터 특성과, 신호대 간섭 및 잡음 비율(Signal-to-Interference plus noise ratio: SINR) 또는 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)와 같은 채널 특성을 획득한다. 또한, 현재 수신기의 전력 상태를 결정한다.

605단계에서 603단계에서 결정된 데이터 특성, 채널 특성, 현재 수신기의 전력 상태 중 적어도 하나를 고려하여 복호에 사용될 벡터 원소의 개수(T)와 반복 복호 시의 최대 반복 복호 횟수를 결정한다. 다만, 상기 최대 반복 복호 횟수를 결정할 때에 결정된 T값이 고려되거나 반대로 T값을 결정할 때 결정된 최대 반복 복호 횟수가 고려될 수도 있다.

607단계에서는 결정된 T값과 최대 반복 복호 횟수에 따라 데이터 패킷을 복호하고, 609단계에서는 복호된 데이터에 대한 에러를 검사한다. 만일 에러가 없다면 복호가 성공된 것으로 판단하여 611단계로 진행하여 ACK를 송신하고, 에러가 있다면 복호 실패로 판단하여 613단계로 진행한다.

613단계에서 현재의 T값과 Tmax값을 비교한다. T값이 Tmax값을 초과하지 않았다면 벡터 원소 개수를 증가시켜서 다시 복호를 수행하기 위하여 617단계로 진행하여 T를 증가시킨다. 통상 1씩 증가시키는 것이 일반적이지만, 설정에 따라 1 이상의 값으로 증가시킬 수 있다. 이후 615단계로 진행하여 다시 증가된 T값에 따라 T값을 결정한다. 다만, 여기서는 최대 반복 복호 횟수를 새로 결정할 수도 있으나 특별한 경우가 아니라면 이전에 결정되었던 최대 반복 복호 횟수가 그대로 사용될 것이다.

613단계에서 T값이 Tmax값을 초과하였다면 수신 데이터의 복호가 최종적으로 실패한 것으로 판단하여 615단계로 진행하여 NACK를 송신한다.

지금까지는 벡터 선택부(203)가 변수 노드 처리부(201)의 출력인 변수 노드 출력 메시지에서 T개의 벡터 원소를 선택하는 경우의 실시예를 설명하였다. 그러나 본 발명의 변형 실시예에 있어서 벡터 선택부(203)가 복수 개로 구성될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신기의 구성을 설명하는 도면이다.

도 7의 구성 중 앞서 설명된 도 1과 다른 부분만을 설명한다.

도 7에서 벡터 선택부(203)는 3개가 도시되어 있다. 즉, 수신부(101)와 비이진 LDPC 복호부(103)의 변수 노드 처리부(201) 사이에 있는 벡터 선택부 1(203-1) 과, 도 2 내지 도 5에서 설명된 실시예와 같은 위치에 있는 벡터 선택부 2(203-2), 그리고 체크 노드 처리부(205)와 변수 노드 처리부(201) 사이에 위치한 벡터 선택부3(203-3) 이다.

각 벡터 선택부들(203-1 ~ 3) 의 위치는 다르지만, 그 기능은 동일하다. 즉, 벡터 선택부 1(203-1) 은 수신부(101)의 출력인 메시지 벡터에서 T1개의 벡터 원소를 선택하고, 벡터 선택부 2(203-2) 는 앞서 설명된 바와 같이 변수 노드 처리부(201)의 출력인 변수 노드 출력 메시지의 벡터에서 T2개의 벡터 원소를 선택하고, 벡터 선택부 3(203-3)은 체크 노드 처리부(205)의 출력인 체크 노드 출력 메시지의 벡터에서 T3개의 벡터 원소를 선택한다. 여기서 T1, T2, T3는 이전의 실시예들에서 설명된 바와 같이 제어부(107)에서 수신 데이터의 특성, 채널 특성, 수신기의 전력 상태와 비이진 LDPC 복호부(103)의 최대 반복 복호 횟수 중 적어도 하나를 고려하여 결정할 수 있다.

지금까지 실시예들의 설명은 제어부(107)가 T값을 결정할 때 데이터 특성, 채널 특성, 수신기의 전력 상태, 최대 반복 복호 횟수 등을 고려하여 수신 데이터마다 결정하는 방식이었다. 이와는 다른 실시예로서, T값을 미리 설정할 수도 있다. 예를 들어, 송신기로부터 기준 신호(reference signal)를 수신하고 이를 이용하여 채널 상태를 지시하는 채널 품질 지시자(CQI: Channel Quality Indicator)를 결정하고, 결정된 CQI와, 송수신 데이터의 변조 방식과 부호율이 주어지면, 그에 따라 T값을 결정할 수 있을 것이다. 하기 <표 5>는 상술한 CQI, 변조 방식, 부호율에 따라 T값을 미리 결정한 표를 예시하고 있다.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따라 수신 데이터 특성의 일 예인, 패킷 크기에 따라 벡터 원소의 개수값(T)을 결정한 결과를 설명하는 도면이다.

도 8에서는 동일한 에러 정정 목표값에서 패킷 크기가 클수록 T값이 작아짐을 볼 수 있다. T가 작아진다는 의미는 복호시 필요한 벡터 원소의 개수가 적어짐을 의미한다. 따라서 복호 과정에서 필요한 연산량이 감소하게 된다.

도 9는 본 발명의 실시예들에 따라 결정된 벡터 원소의 개수값(T)과 복호 시 필요한 연산량과의 관계를 설명하는 도면이다. 도 9에서는 T가 클수록 복호 시의 계산량이 증가됨을 볼 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따라 복호 성능이 최대가 되면서도 T가 작아지도록 한다면 수신기의 전력 효율과 복호 시간을 단축시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 채널 특성의 일 예인 신호 대 잡음비 (Signal to Noise ratio)와 벡터 원소의 개수값(T)과의 관계를 설명하는 도면이다.

도 10을 보면 신호대 잡음 비가 높을수록 작은 T값을 결정할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 신호대 잡음 비에 대응하는 T값은 반복 복호 횟수(iteration)값(도 10에서는 100과 35의 경우가 도시됨)에 따라 달라짐을 알 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 벡터 원소의 개수값(T)을 변화시킬 때 프레임 오류율(FER: frame error rate)과 신호대 잡음비의 관계를 예시한 도면이다.

도 11에서 T값이 32(1101), 16(1103), 12(1105), 8(1107)로 변화할 수 있음을 보여준다. 이 경우, 예들 들어, 도 11에서 주어진 패킷의 크기(720bits), 부호율(1/3), 최대 반복 복호 횟수(35)를 가정하면, T값은 8까지 사용이 가능하다. 한편, 기존의 복호화 방식에서는 T값을 32로 고정하여 복호하였다. 본 발명의 실시예에 따라 T를 8로 결정하여 사용할 경우 기존의 방식보다 최대 4배의 연산량을 감소시킬 수 있으며, 이는 복호기의 전력 소모 및 복호 시간을 감소시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따라 일정한 반복 복호 횟수에서 벡터 원소의 개수값(T)을 변화시킬 때 프레임 오류율 대 신호 대 잡음비의 관계를 설명하는 도면이다.

도 12에서 반복 복호 횟수는 35, 패킷 크기는 960비트, 부호율은 1/3로 설정하였다. 이때, T는 16까지 선택이 가능하다. 이 경우 T를 16을 선택할 때의 복호 연산량은 기존의 방식에 따라 고정된 값 T 32를 사용할 때의 복호 연산량보다 최대 1/2이 감소될 수 있다. 이로 인하여 복호기의 전력 및 복호 시간이 감소된다.

지금까지 본 발명의 실시예를 상세히 설명하였다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 비이진 LDPC 부호를 사용하여 복호화를 수행하는 수신기에서 수신된 데이터의 특성과 채널 상황, 추가적으로 수신기의 전력 상태와 반복 복호를 위한 반복 복호 횟수 등을 고려하여 복호에 사용될 메시지 벡터 원소를 선택하고, 선택된 벡터 원소를 이용하여 복호를 수행하도록 하여, 복호 시 소요되는 시간 지연과 전력 소모를 감소시킬 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100: 수신기
101: 수신부
103: 비이진 LDPC 복호부
105: 에러 검사부
107: 제어부
109: HARQ 처리부
111: 송신부
201: 변수 노드 처리부
203: 벡터 선택부
205: 체크 노드 처리부
307, 309, 407, 409, 507, 509, 511, 513: 벡터 선택부의 출력
203-1: 벡터 선택부 1
203-2: 벡터 선택부 2
203-3: 벡터 선택부 3

Claims

비이진 LDPC 부호를 사용하여 복호를 수행하는 수신기의 데이터 수신 방법에 있어서,
수신 데이터를 복조하여 심볼 별로 메시지 벡터를 생성하는 과정과,
상기 수신 데이터의 데이터 특성과 채널 특성을 결정하는 과정과,
상기 데이터 특성과 채널 특성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 메시지 벡터의 벡터 원소 중 복호에 사용될 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정과,
상기 결정된 개수에 따라 상기 벡터 원소를 선택하여 상기 수신 데이터를 복호하는 과정을 포함하는 수신기의 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서, 상기 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정은,
상기 데이터 특성과 채널 특성 중 적어도 하나를 이용하여 최대 반복 복호 횟수를 결정하는 과정과,
상기 수신기의 전력 상태를 결정하는 과정과,
상기 데이터 특성과, 상기 채널 특성과, 상기 최대 반복 복호 횟수와, 상기 수신기의 전력 상태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정을 포함하는 수신기의 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 복호된 데이터에 에러가 있고, 상기 결정된 벡터 원소의 개수가 미리 결정된 임계값 미만이면 상기 결정된 벡터 원소의 개수를 소정 값만큼 증가시키는 과정과,
상기 증가된 벡터 원소의 개수에 따라 상기 벡터 원소를 재선택하여 상기 수신 데이터를 복호하는 과정을 더 포함하는 수신기의 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 복호된 데이터에 에러가 있고, 상기 결정된 벡터 원소의 개수가 미리 결정된 임계값 이상이면, 상기 에러가 있는 데이터에 대한 복호 실패 신호를 생성하고,
상기 에러가 있는 데이터에 대한 재전송 요청 응답(NACK) 메시지를 생성하여 송신하는 과정을 더 포함하는 수신기의 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서, 상기 벡터 원소를 선택하는 과정은,
상기 심볼들 각각에 대한 상기 메시지 벡터의 벡터 원소로부터, 상기 결정된 벡터 원소의 개수를 선택함을 특징으로 하는 수신기의 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서, 상기 벡터 원소를 선택하는 과정은,
부호어를 구성하는 N개의 심볼에 대한 메시지 벡터들의 벡터 원소들 전체로부터 상기 결정된 벡터 원소의 개수를 선택함을 특징으로 하는 수신기의 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정은, 상기 LDPC 부호를 이용하여 복호 시, 변수 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수를 결정하는 과정을 더 포함하고,
상기 벡터 원소를 선택하는 과정은, 상기 변수 노드 출력 메시지의 벡터 원소에서, 상기 결정된 변수 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수만큼 선택하는 과정을 더 포함하는 수신기의 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서,
상기 벡터 원소의 개수를 결정하는 과정은, 상기 LDPC 부호를 이용하여 복호 시, 체크 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수를 결정하는 과정을 더 포함하고,
상기 벡터 원소를 선택하는 과정은, 상기 체크 노드 출력 메시지의 벡터 원소에서, 상기 결정된 체크 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수만큼 선택하는 과정을 더 포함하는 수신기의 데이터 수신 방법.
제1항에 있어서, 상기 데이터 특성은,
상기 수신 데이터의 패킷 크기 (packet size), 변조 형태 (modulation format), 부호율 (code rate) 중 적어도 하나임을 특징으로 하는 수신기의 데이터 수신 방법.
제 1항에 있어서, 상기 채널 특성은,
신호 대 간섭 및 잡음비(Signal-to-Interference plus noise ratio, SINR), 채널 품질 지시자(CQI) 중 적어도 하나임을 특징으로 하는 수신기의 데이터 수신 방법.
비이진 LDPC 부호를 사용하여 복호를 수행하는 데이터 수신 장치에 있어서,
수신 데이터를 복조하여 심볼 별 메시지 벡터를 생성하는 수신부와,
상기 수신 데이터의 데이터 특성과 채널 특성을 결정하고, 상기 데이터 특성과 채널 특성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 메시지 벡터의 벡터 원소 중 복호에 사용될 벡터 원소의 개수를 결정하는 제어부와,
상기 결정된 개수에 따라 상기 벡터 원소를 선택하는 벡터 선택부와,
상기 선택된 벡터 원소에 따라 상기 수신 데이터를 복호하는 복호부를 포함하는 데이터 수신 장치.
제11항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 데이터 특성과 채널 특성 중 적어도 하나를 이용하여 최대 반복 복호 횟수를 결정하고,
상기 데이터 특성과, 상기 채널 특성과, 상기 최대 반복 복호 횟수와, 상기 수신기의 전력 상태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 벡터 원소의 개수를 결정함을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 복호된 데이터에 에러가 있고 상기 결정된 벡터 원소의 개수가 미리 결정된 임계값 미만이면, 상기 결정된 벡터 원소의 개수를 소정 값만큼 증가시키고,
상기 벡터 선택부는, 상기 증가된 벡터 원소의 개수에 따라 상기 벡터 원소를 재선택하고,
상기 복호부는, 재선택된 벡터 원소에 따라 상기 수신 데이터를 복호함을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 복호된 데이터에 에러가 있고 상기 결정된 벡터 원소의 개수가 미리 결정된 임계값 이상이면, 상기 에러가 있는 데이터에 대한 복호 실패 신호를 생성하고,
상기 수신기는, 상기 에러가 있는 데이터에 대한 재전송 요청 응답(NACK) 메시지를 생성하여 송신부를 통하여 송신하는 HARQ 처리부를 더 포함하는 데이터 수신 장치.
제11항에 있어서, 상기 벡터 선택부는,
상기 심볼들 각각에 대한 상기 메시지 벡터의 벡터 원소로부터, 상기 결정된 벡터 원소의 개수를 선택함을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제11항에 있어서, 상기 벡터 선택부는,
부호어를 구성하는 N개의 심볼에 대한 메시지 벡터들의 벡터 원소들 전체로부터, 상기 결정된 벡터 원소의 개수를 선택함을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 LDPC 부호를 이용하여 복호하는 상기 복호부 내의 변수 노드 처리부의 출력인 변수 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수를 결정하고,
상기 벡터 선택부는, 상기 변수 노드 출력 메시지의 벡터 원소에서, 상기 결정된 변수 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수만큼 선택함을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 LDPC 부호를 이용하여 복호하는 상기 복호부 내의 체크 노드 처리부의 출력인 체크 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수를 결정하고,
상기 벡터 선택부는, 상기 체크 노드 출력 메시지의 벡터 원소에서, 상기 결정된 체크 노드 출력 메시지에 대한 벡터 원소 개수만큼 선택하는 과정을 더 포함하는 데이터 수신 장치.
제11항에 있어서, 상기 데이터 특성은,
상기 수신 데이터의 패킷 크기 (packet size), 변조 형태 (modulation format), 부호율 (code rate) 중 적어도 하나임을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.
제 11항에 있어서, 상기 채널 특성은,
신호 대 간섭 및 잡음비(Signal-to-Interference plus noise ratio, SINR), 채널 품질 지시자(CQI) 중 적어도 하나임을 특징으로 하는 데이터 수신 장치.