KR20180122911A - Apparatus and method for channel encoding/decoding in communication or broadcasting system - Google Patents

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KR20180122911A
KR20180122911A KR1020170075159A KR20170075159A KR20180122911A KR 20180122911 A KR20180122911 A KR 20180122911A KR 1020170075159 A KR1020170075159 A KR 1020170075159A KR 20170075159 A KR20170075159 A KR 20170075159A KR 20180122911 A KR20180122911 A KR 20180122911A
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Abstract

The present disclosure relates to a 5G or a pre-5G communication system for supporting a higher data transfer rate than a 4G communication system such as LTE. The present invention provides a method and a device for low density parity check (LDPC) encoding/decoding capable of supporting various input lengths and coding rates. The method for channel encoding in a communication or a broadcasting system comprises the following processes of: checking an input bit size; determining a size (Z) of a block; determining an LDPC progression to perform LDPC encoding; and performing the LDPC encoding based on the LDPC progression and the block size.

Description

통신 또는 방송 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL ENCODING/DECODING IN COMMUNICATION OR BROADCASTING SYSTEM}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method and apparatus for channel encoding / decoding in a communication or broadcasting system,

본 발명은 통신 또는 방송 시스템에서 채널 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a channel coding / decoding method and apparatus in a communication or broadcasting system.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.Efforts are underway to develop an improved 5G or pre-5G communication system to meet the growing demand for wireless data traffic after commercialization of the 4G communication system. For this reason, a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G network) communication system or after a LTE system (Post LTE).

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.To achieve a high data rate, 5G communication systems are being considered for implementation in very high frequency (mmWave) bands (e.g., 60 gigahertz (60GHz) bands). In order to mitigate the path loss of the radio wave in the very high frequency band and to increase the propagation distance of the radio wave, in the 5G communication system, beamforming, massive MIMO, full-dimension MIMO (FD-MIMO ), Array antennas, analog beam-forming, and large scale antenna technologies are being discussed.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. In order to improve the network of the system, the 5G communication system has developed an advanced small cell, an advanced small cell, a cloud radio access network (cloud RAN), an ultra-dense network, (D2D), a wireless backhaul, a moving network, cooperative communication, Coordinated Multi-Points (CoMP), and interference cancellation Have been developed.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.In addition, in the 5G system, the Advanced Coding Modulation (ACM) scheme, Hybrid FSK and QAM Modulation (FQAM) and Sliding Window Superposition Coding (SWSC), the advanced connection technology, Filter Bank Multi Carrier (FBMC) (non-orthogonal multiple access), and SCMA (sparse code multiple access).

통신 또는 방송 시스템에서, 링크(link) 성능은 채널의 여러 가지 잡음(noise), 페이딩(fading) 현상 및 심벌 간 간섭(ISI: inter-symbol interference)에 의해 현저히 저하될 수 있다. 따라서 차세대 이동 통신, 디지털 방송 및 휴대 인터넷과 같이 높은 데이터 처리량과 신뢰도를 요구하는 고속 디지털 통신 또는 방송 시스템들을 구현하기 위해서, 잡음, 페이딩 및 심벌 간 간섭을 극복하기 위한 기술을 개발하는 것이 요구된다. 잡음 등을 극복하기 위한 연구의 일환으로서, 최근에는 정보의 왜곡을 효율적으로 복원하여 통신의 신뢰도를 높이기 위한 방법으로서 오류정정부호(error-correcting code)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.In a communication or broadcasting system, the link performance may be significantly degraded by various noise, fading phenomena and inter-symbol interference (ISI) of the channel. Therefore, in order to implement high-speed digital communication or broadcasting systems requiring high data throughput and reliability, such as next generation mobile communication, digital broadcasting, and portable Internet, it is required to develop a technique for overcoming noise, fading and intersymbol interference. As a part of research for overcoming noise and the like, recently, error-correcting code has been actively studied as a method for improving the reliability of communication by efficiently restoring information distortion.

본 발명은 다양한 입력 길이와 부호율을 지원 할 수 있는 LDPC 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides an LDPC encoding / decoding method and apparatus capable of supporting various input lengths and coding rates.

본 발명은 100 비트 내외의 짧은 정보어 길이를 가지며, 부호율이 정해져 있는 경우에 적합한 LDPC 부호의 설계 방법 및 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공한다. The present invention provides a LDPC code design method and a coding / decoding method and apparatus having a short information word length of about 100 bits and suitable for a code rate.

본 발명은 다양한 길이와 부호율이 지원 가능한 LDPC 부호의 설계에 있어서 리프팅 방법과 트랩핑 집합 특성을 동시에 고려하여 설계하는 방법을 제안한다.The present invention proposes a method of simultaneously designing a lifting method and a trapping set characteristic in designing an LDPC code capable of supporting various lengths and coding rates.

본 발명은 정보 비트 수가 적고, 부호율이 고정되어 있는 경우에 적합한 전용(dedicated) LDPC 부호의 설계 방법을 제안한다. The present invention proposes a method of designing a dedicated LDPC code suitable for a case where the number of information bits is small and the code rate is fixed.

본 발명은 가변 길이와 가변 레이트에 대하여 LDPC 부호를 지원할 수 있다.The present invention can support LDPC codes for variable length and variable rate.

도 1은 시스테메틱(systematic) LDPC 부호어 구조도이다.
도 2는 LDPC 부호의 그래프 표현 방법에 대해 도시한 도면이다.
도 3a 및 3b는 QC-LDPC 부호의 사이클 특성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치 블록 구성도이다.
도 6a, b는 LDPC 복호화를 위해 임의의 검사 노드와 변수 노드에서 메시지 패싱 동작을 나타낸 메시지 구조도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LDPC 부호화부의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LDPC 복호화부 구조도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전송 블록 구조도이다.
도 11, 11a 및 11b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 예시도이다.
도 12, 12a 및 12b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 13, 13a 및 13b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 14, 14a 및 14b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 15, 15a 및 15b는 는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 16, 16a 및 16b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호의 기본 행렬의 다른 예시도이다.
도 17, 17a 및 17b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 18, 18a 및 18b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 19, 19a 및 19b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 20, 20a 및 20b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 21, 21a 및 21b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 22, 22a 및 22b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 23, 23a 및 23b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 24, 24a 및 24b는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 25, 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f, 25g, 25h 및 25i는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 기본 행렬의 다른 예시도이다.
도 26, 26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f, 26g, 26h 및 26i는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 28은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 29는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 30은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 31은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 32는 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
도 33은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호 지수 행렬의 다른 예시도이다.
1 is a schematic diagram of a systematic LDPC codeword.
2 is a diagram illustrating a graph representation method of an LDPC code.
3A and 3B are diagrams for explaining the cycle characteristics of a QC-LDPC code.
4 is a block diagram of a transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are message structure diagrams illustrating message passing operations at arbitrary check nodes and variable nodes for LDPC decoding.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an LDPC encoder according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
8 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram of an LDPC decoding unit according to another embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of a transmission block according to another embodiment of the present invention.
11, 11A and 11B are views illustrating an example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
12, 12A and 12B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
13, 13A and 13B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
14, 14A and 14B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
15, 15A and 15B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
16, 16A and 16B are diagrams illustrating another example of a basic matrix of an LDPC code according to an embodiment of the present invention.
17, 17A and 17B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
18, 18A and 18B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
19, 19A and 19B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
20, 20A and 20B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
21, 21A and 21B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
22, 22A and 22B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
23, 23A and 23B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
24, 24A and 24B are diagrams illustrating another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
25, 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f, 25g, 25h and 25i are other examples of the LDPC code basic matrix according to the embodiment of the present invention.
26, 26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f, 26g, 26h and 26i are other examples of the LDPC code exponent matrix according to the embodiment of the present invention.
FIG. 27 is another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
28 is another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
29 is another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
30 is another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
31 is another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
32 is another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.
33 is another example of an LDPC code exponent matrix according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다. 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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may be changed according to the intention of the user, the operator, or the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.It is to be understood that the subject matter of the present invention is also applicable to other systems having similar technical backgrounds, with a slight variation not exceeding the scope of the present invention, and it can be done by a person skilled in the art It will be possible.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

1960년대에 Gallager에 의해서 처음 소개된 저밀도 패리티 체크(Low Density Parity Check, 이하 LDPC) 부호는 당시 기술 수준에서 구현하기 어려운 복잡도로 인해 오랫동안 잊혀져 왔다. 하지만, 1993년 Berrou와 Glavieux, Thitimajshima에 의해 제안된 터보(turbo) 부호가 셰논(Shannon)의 채널 용량에 근접하는 성능을 보임에 따라 터보 부호의 성능과 특성에 대한 많은 해석이 이루어지면서 반복 복호(iterative decoding)와 그래프를 기반으로 하는 채널 부호화에 대한 많은 연구가 진행되었다. 이를 계기로 1990년대 후반에 LDPC 부호가 재연구되면서 LDPC 부호에 대응되는 태너(Tanner) 그래프 상에서 합-곱(sum-product) 알고리즘에 기반한 반복 복호(iterative decoding)를 적용하여 복호화를 수행하면 LDPC 부호 또한 셰논의 채널 용량에 근접하는 성능을 가지게 됨이 밝혀졌다. The Low Density Parity Check (LDPC) code, first introduced by Gallager in the 1960s, has long been forgotten due to the complexity of the technology at the time. However, since turbo codes proposed by Berrou, Glavieux, and Thitimajshima in 1993 showed a performance close to the channel capacity of Shannon, many interpretations on the performance and characteristics of turbo codes were made, iterative decoding, and graph-based channel coding. When the LDPC code is re-studied in the late 1990s, iterative decoding based on a sum-product algorithm is applied on a Tanner graph corresponding to the LDPC code to perform decoding, It has also been found that it has performance close to the capacity of the channel.

LDPC 부호는 일반적으로 패리티 검사 행렬(parity-check matrix)로 정의되며 태너 그래프로 통칭되는 이분(bipartite) 그래프를 이용하여 표현될 수 있다. An LDPC code can be expressed using a bipartite graph, which is generally defined as a parity-check matrix and is collectively referred to as a tanner graph.

도 1은 시스테메틱(systematic) LDPC 부호어 구조도를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a systematic LDPC codeword structure.

도 1에 따르면, LDPC 부호는 Kldpc 개 비트 혹은 심볼로 구성되어 있는 정보어(102)를 입력받아 LDPC 부호화를 하여 Nldpc 개 비트 혹은 심볼로 구성되어 있는 부호어(100)(codeword)를 생성한다. 이하 설명의 편의를 위해, Kldpc 개 비트를 포함하는 정보어(102)를 입력받아 Nldpc 개 비트로 구성되는 부호어(100)가 생성되는 것으로 가정한다. 즉, Kldpc 개의 입력 비트인 정보어

Figure pat00001
(102)를 LDPC 부호화하면, 부호어
Figure pat00002
(100)가 생성된다. 즉, 정보어 및 부호어는 다수의 비트로 구성되어 있는 비트열이며, 정보어 비트 및 부호어 비트는 정보어 및 부호어를 구성하는 각각의 비트를 의미한다. 통상적으로 부호어가
Figure pat00003
와 같이 정보어를 포함하고 있을 경우 시스테메틱(systemetic) 부호라 한다. 여기에서,
Figure pat00004
는 패리티 비트(104)이고, 패리티 비트의 개수 Nparity는 Nparity=Nldpc - Kldpc 로 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 1, an LDPC code receives an information word 102 composed of K ldpc bits or symbols and performs LDPC coding to generate a codeword 100 consisting of N ldpc bits or symbols do. For convenience of explanation, it is assumed that a codeword 100 composed of N ldpc bits is generated by receiving an information word 102 including K ldpc bits. That is, K ldpc input bits
Figure pat00001
(102) is LDPC-coded, a codeword
Figure pat00002
(100) is generated. That is, the information word and the codeword are bit strings composed of a plurality of bits, and the information word bit and the codeword bit are each bit constituting the information word and the codeword. Typically,
Figure pat00003
, It is called a systematic code. From here,
Figure pat00004
Is the parity bit 104 and the number N parity of the parity bits is N parity = N ldpc - K ldpc .

LDPC 부호는 선형 블록 부호(linear block code)의 일종으로 아래의 수학식 1과 같은 조건을 만족하는 부호어를 결정하는 과정을 포함한다.The LDPC code is a type of linear block code and includes a process of determining a codeword satisfying the following Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

여기에서,

Figure pat00006
이다. From here,
Figure pat00006
to be.

수학식 1에서, H는 패리티 검사 행렬, C는 부호어, ci는 부호어의 i 번째 비트, Nldpc는 LDPC 부호어 길이를 의미한다. 여기서 hi는 패리티 검사 행렬(H)의 i번째 열(column)을 의미한다. In Equation (1), H denotes a parity check matrix, C denotes a codeword, c i denotes an i-th bit of a codeword, and N ldpc denotes an LDPC codeword length. Here, h i denotes an i-th column of the parity check matrix H.

패리티 검사 행렬 H는 LDPC 부호어의 비트 개수와 동일한 Nldpc 개의 열(column)로 구성되어 있다. 수학식 1은 패리티 검사 행렬의 i 번째 열(hi)과 i 번째 부호어 비트 ci의 곱의 합이 '0'이 됨을 의미하므로, i 번째 열(hi)은 i 번째 부호어 비트 ci와 관계가 있음을 의미한다.The parity check matrix H is composed of N ldpc columns equal to the number of bits of the LDPC codeword. Equation 1 means that the sum of the product of the i-th column h i of the parity check matrix and the i-th codeword bit c i is '0', so that the i-th column h i is the i-th codeword bit c i . < / RTI >

도 2를 참조하여 LDPC 부호의 그래프 표현 방법에 대해 설명하기로 한다.A graphical representation method of an LDPC code will be described with reference to FIG.

도 2는 4 개의 행(row)와 8 개의 열(column)로 이루어진 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 H1의 일 예와 이를 태너 그래프(Tanner graph)로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 패리티 검사 행렬 H1은 열이 8개 있기 때문에 길이가 8인 부호어(codeword)를 생성하며, H1을 통해 생성된 부호는 LDPC 부호를 의미하며, 각 열은 부호화된 8 비트에 대응된다. FIG. 2 illustrates an example of a parity check matrix H 1 of an LDPC code including four rows and eight columns, and a diagram thereof as a Tanner graph. Referring to FIG. 2, a parity check matrix H 1 generates a codeword having a length of 8 because there are eight columns. A code generated through H 1 means an LDPC code. Bit.

도 2를 참조하면, 패리티 검사 행렬 H1을 기반으로 부호화 및 복호화하는 LDPC 부호의 태너 그래프는 8 개의 변수 노드(variable node)들 즉, x1(202), x2(204), x3(206), x4(208), x5(210), x6(212), x7(214), x8(216)와 4 개의 검사 노드(check node)(218, 220, 222, 224)들로 구성되어 있다. 여기서, LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 H1의 i 번째 열과 j 번째 행은 각각 변수 노드 xi와 j 번째 검사 노드에 대응된다. 또한, LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 H1의 j 번째 열과 j 번째 행이 교차하는 지점의 1의 값, 즉 0이 아닌 값의 의미는, 도 2와 같이 태너 그래프 상에서 변수 노드 xi와 j 번째 검사 노드를 연결하는 선분(edge)이 존재함을 의미한다. Referring to FIG. 2, a tanner graph of an LDPC code for encoding and decoding based on a parity check matrix H 1 includes eight variable nodes, that is, x 1 202, x 2 204, x 3 206, x 4 208, x 5 210, x 6 212, x 7 214 and x 8 216 and four check nodes 218, 220, 222, 224, . Here, the i-th column and the j-th row of the parity check matrix H 1 of the LDPC code correspond to the variable nodes x i and j-th check nodes, respectively. The value of 1, that is, a value other than 0 at the intersection of the j-th column and the j-th row of the parity check matrix H 1 of the LDPC code means that the variable node x i and the jth check This means that there is an edge connecting the node.

LDPC 부호의 태너 그래프에서 변수 노드와 검사 노드의 차수(degree)는 각 노드들에 연결되어 있는 선분의 개수를 의미하며, 이는 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 해당 노드에 대응되는 열 또는 행에서 0이 아닌 원소(entry)들의 개수와 동일하다. 예를 들어, 도 2에서 변수 노드들 x1(202), x2(204), x3(206), x4(208), x5(210), x6(212), x7(214), x8(216)의 차수는 각각 순서대로 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2가 되며, 검사 노드들(218, 220, 222, 224)의 차수는 각각 순서대로 6, 5, 5, 5가 된다. 또한, 도 2의 변수 노드에 대응되는 도 2의 패리티 검사 행렬 H1의 각각의 열에서 0이 아닌 원소들의 개수는 상술한 차수들 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2와 순서대로 일치하며, 도 2의 검사 노드들에 대응되는 도 2의 패리티 검사 행렬 H1의 각각의 행에서 0이 아닌 원소들의 개수는 상술한 차수들 6, 5, 5, 5와 순서대로 일치한다. In the Tanner graph of the LDPC code, the degree of the variable node and the check node means the number of segments connected to each node. This means that in the parity check matrix of the LDPC code, 0 Is equal to the number of non-elemental entries. For example, in FIG. 2, variable nodes x 1 202, x 2 204, x 3 206, x 4 208, x 5 210, x 6 212, x 7 214 ), the order of the x 8 (216) are each in sequence 4, 3, 3, 3, 2, 2, 2, and 2, the degree of the check nodes (218, 220, 222, 224) is 6, as each sequence , 5, 5, 5. In addition, the number of non-zero elements in each column of the parity check matrix H 1 of FIG. 2 corresponding to the variable node of FIG. 2 corresponds to the order 4, 3, 3, 3, 2, 2, And the number of non-zero elements in each row of the parity check matrix H 1 of FIG. 2 corresponding to the check nodes of FIG. 2 coincides in order with the above-mentioned orders 6, 5, 5 and 5 .

LDPC 부호는 도 2에서 나열한 bipartite 그래프 상에서 합곱(sum-product) 알고리즘(algorithm)에 기반한 반복 복호(iterative decoding) 알고리즘을 사용하여 복호할 수 있다. 여기서, 합곱 알고리즘은 메시지 패싱 알고리즘(message passing algorithm)의 일종이며, 메시지 패싱 알고리즘이라 함은 이분 그래프 상에서 에지를 통해 메시지들을 교환하고, 변수 노드 혹은 검사 노드로 입력되는 메시지들로부터 출력 메시지를 계산하여 업데이트하는 알고리즘을 나타낸다.The LDPC code can be decoded using an iterative decoding algorithm based on a sum-product algorithm on the bipartite graph shown in FIG. Here, the summing algorithm is a kind of message passing algorithm, and the message passing algorithm is a method of exchanging messages through an edge on a half-graph and calculating an output message from messages input to a variable node or a check node It shows the algorithm to update.

여기에서, i 번째 변수 노드의 메시지를 기반으로 i 번째 부호화 비트의 값을 결정할 수 있다. i 번째 부호화 비트의 값은 경판정(hard decision)과 연판정(soft decision) 모두 가능하다. 그러므로, LDPC 부호어의 i 번째 비트인 ci의 성능은 태너 그래프의 i 번째 변수 노드의 성능에 대응되며, 이는 패리티 검사 행렬의 i 번째 열의 1의 위치 및 개수에 따라 결정될 수 있다. 다시 말해, 부호어의 Nldpc 개의 부호어 비트들의 성능은 패리티 검사 행렬의 1의 위치 및 개수에 의해 성능이 좌우 될 수 있으며, 이는 LDPC 부호의 성능은 패리티 검사 행렬에 따라 많은 영향을 받음을 의미한다. 따라서 우수한 성능을 갖는 LDPC 부호를 설계 하기 위해서는 좋은 패리티 검사 행렬을 설계하는 방법이 필요하다. Here, the value of the i-th encoding bit can be determined based on the message of the i-th variable node. The value of the i-th encoded bit can be either a hard decision or a soft decision. Therefore, the performance of the i-th bit c i of the LDPC codeword corresponds to the performance of the i-th variable node of the tanner graph, which can be determined according to the position and number of 1s in the i-th column of the parity check matrix. In other words, the performance of the N ldpc codeword bits of the codeword can be influenced by the position and the number of 1s of the parity check matrix, which indicates that the performance of the LDPC code is greatly affected by the parity check matrix do. Therefore, a method for designing a good parity check matrix is needed to design an LDPC code having excellent performance.

통신 및 방송 시스템에서 사용되는 패리티 검사 행렬은 구현의 용이성을 위해 통상적으로 준순환(quasi-cyclic) 형태의 패리티 검사 행렬을 사용하는 준순환 LDPC 부호(또는 QC-LDPC 부호, 이하 QC-LDPC 부호)가 많이 사용된다. A parity check matrix used in a communication and broadcasting system is typically a quasi-cyclic LDPC code (or QC-LDPC code) using a parity check matrix, .

QC-LDPC 부호는 작은 정사각 행렬의 형태를 가지는 0-행렬(zero matrix)이나 순환 순열 행렬(circulant permutation matrices)로 구성된 패리티 검사 행렬을 가짐을 특징으로 한다. 이 때, 순열 행렬이란 정사각 행렬의 모든 원소가 0 또는 1이고, 각 행이나 열이 오직 하나의 1만을 포함하는 행렬을 의미한다. 또한, 순환 순열 행렬이란, 항등 행렬의 각 원소들을 오른쪽으로 순환 이동 시킨 행렬을 의미한다.The QC-LDPC code is characterized by having a parity check matrix composed of a 0-matrix or a circulant permutation matrix having a small square matrix. In this case, the permutation matrix means a matrix in which all elements of the square matrix are 0 or 1, and each row or column contains only one 1. Also, the circular permutation matrix means a matrix obtained by cyclically shifting each element of the identity matrix to the right.

이하에서는, QC-LDPC 부호에 대해서 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the QC-LDPC code will be described in detail.

먼저, 수학식 2와 같이

Figure pat00007
크기의 순환 순열 행렬
Figure pat00008
을 정의한다. 여기서
Figure pat00009
는 행렬 상기 행렬 P에서의 i번째 행(row), j번째 열(column)의 원소(entry)를 의미한다.(0 ≤i, j < L) First, as shown in Equation (2)
Figure pat00007
A circular permutation matrix of size
Figure pat00008
. here
Figure pat00009
(0? I, j < L) denotes an element of an i-th row and a j-th column in the matrix P,

[수학식 2]&Quot; (2) &quot;

Figure pat00010
Figure pat00010

상기와 같이 정의된 순열 행렬 P에 대해서

Figure pat00011
(0 ≤ i < L)는
Figure pat00012
크기의 항등 행렬(identity matrix)의 각 원소들을 i 번 만큼 오른쪽 방향으로 순환 이동(circular shift) 시킨 형태의 순환 순열 행렬임을 알 수 있다. For the permutation matrix P defined above,
Figure pat00011
(0 < i &lt; L)
Figure pat00012
It is a circular permutation matrix in which each element of the size identity matrix is circularly shifted to the right by i times.

가장 간단한 QC-LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 H는 다음 수학식 3와 같은 형태로 나타낼 수 있다. The parity check matrix H of the simplest QC-LDPC code can be expressed by the following equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

Figure pat00013
Figure pat00013

만일

Figure pat00014
Figure pat00015
크기의 0-행렬이라 정의할 경우, 상기 수학식 3에서 순환 순열 행렬 또는 0-행렬의 각 지수
Figure pat00016
는 {-1, 0, 1, 2, ..., L-1} 값 중에 하나를 가지게 된다. 또한 상기 수학식 3의 패리티 검사 행렬 H는 열 블록(column block)이 n개, 행 블록이 m개이므로,
Figure pat00017
크기를 가지게 됨을 알 수 있다. if
Figure pat00014
of
Figure pat00015
Matrix is defined as a 0-matrix having a size of 0,
Figure pat00016
Has one of {-1, 0, 1, 2, ..., L-1}. Since the parity check matrix H of Equation (3) has n column blocks and m row blocks,
Figure pat00017
It is understood that it has a size.

상기 수학식 3의 패리티 검사 행렬이 완전 계수(full rank)를 가진다면, 상기 패리티 검사 행렬에 대응되는 QC-LDPC 부호의 정보어 비트의 크기는 (n-m)L 이 됨은 자명하다. 편의상 정보어 비트에 대응되는 (n-m)개의 열 블록을 정보어 열 블록이라 부르고, 나머지 패리티 비트에 대응되는 m개의 열 블록을 패리티 열 블록이라 부른다.If the parity check matrix of Equation (3) has a full rank, it is obvious that the size of the information bits of the QC-LDPC code corresponding to the parity check matrix is (n-m) L. For convenience, (n-m) column blocks corresponding to information bits are called information word column blocks, and m column blocks corresponding to the remaining parity bits are called parity column blocks.

통상적으로 상기 수학식 3의 패리티 검사 행렬에서 각 순환 순열 행렬 및 0-행렬을 각각 1과 0으로 치환(replace)하여 얻은

Figure pat00018
크기의 이진(binary) 행렬을 패리티 검사 행렬 H의 모행렬(mother matrix) 또는 기본 행렬(base matrix) M(H)라 하고, 각 순환 순열 행렬 또는 0-행렬의 지수를 선택하여 수학식 4와 같이 얻은
Figure pat00019
크기의 정수 행렬을 패리티 검사 행렬 H의 지수 행렬 E(H)라 한다. Normally, in the parity check matrix of Equation (3), each of the cyclic permutation matrix and the 0-matrix is replaced with 1 and 0,
Figure pat00018
A binary matrix of a size M is defined as a mother matrix or a base matrix M (H) of a parity check matrix H and the exponents of the respective cyclic permutation matrixes or 0-matrices are selected, Gained with
Figure pat00019
The integer matrix of size is called the exponent matrix E (H) of the parity check matrix H.

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

Figure pat00020
Figure pat00020

결과적으로 지수 행렬에 포함되어 있는 정수 1개는 패리티 검사 행렬에서의 순환 순열 행렬에 대응되므로 상기 지수 행렬은 편의상 정수로 이루어진 수열들로 표현할 수도 있다. (상기 수열은 다른 수열과 구분하기 위하여 LDPC 수열 또는 LDPC 부호 수열이라고 부르기도 한다). 일반적으로 패리티 검사 행렬은 지수 행렬 뿐만 아니라 대수적으로 동일한 특성을 가지는 수열로도 표현 가능하다. 본 발명에서는 편의상 패리티 검사 행렬을 지수 행렬 또는 패리티 검사 행렬 내에 있는 1의 위치를 나타내는(indicate) 수열 등으로 표현하였으나, 패리티 검사 행렬에 포함되어 있는 1 또는 0의 위치를 구분할 수 있는 수열 표기 법은 다양하므로, 본 명세서에 표현한 방법에 국한되지 않고 대수적으로 동일한 효과를 나타내는 다양한 수열의 형태로 나타낼 수 있다.As a result, one integer included in the exponent matrix corresponds to a cyclic permutation matrix in the parity check matrix, so that the exponential matrix may be expressed as a series of integers for the sake of convenience. (The sequence may be called an LDPC sequence or an LDPC code sequence to distinguish it from another sequence). In general, the parity check matrix can be expressed not only as an exponent matrix but also as a sequence having the same characteristics as logarithmically. In the present invention, the parity check matrix is represented by an exponent matrix or a sequence which indicates a position of 1 in the parity check matrix. However, the sequence notation method for distinguishing the positions of 1 or 0 included in the parity check matrix And thus can be represented in various forms of the series which exhibit the same effect algebraically, without being limited to the method described in this specification.

또한 디바이스 상의 송수신 장치에서도 패리티 검사행렬을 직접 생성하여 LDPC 부호화 및 복호화를 수행할 수도 있지만, 구현 상의 특징에 따라 상기 패리티 검사행렬과 대수적으로 동일한 효과를 내는 지수 행렬이나 수열을 이용하여 LDPC 부호화 및 복호화를 수행할 수도 있다. 따라서 본 발명에서 편의상 패리티 검사 행렬을 이용한 부호화 및 복호화에 대해서 설명하고 있지만, 실제 디바이스 상에서는 상기 패리티 검사 행렬과 동일한 효과를 얻을 수 있는 다양한 방법을 통해 구현 가능함을 고려하고 있음을 밝혀둔다. In addition, a transmission / reception apparatus on a device may directly generate a parity check matrix to perform LDPC encoding and decoding. However, according to characteristics of an implementation, an LDPC coding and decoding using an exponent matrix or a sequence having an algebraic effect on the parity check matrix, . Therefore, although the encoding and decoding using the parity check matrix are described for convenience in the present invention, it is considered that the present invention can be implemented by various methods that can achieve the same effect as the parity check matrix on an actual device.

참고로 대수적으로 동일한 효과란, 서로 다른 두 개 이상의 표현에 대해서 논리적 또는 수학적으로 서로 간에 완벽하게 동일함을 설명 가능하거나 변환 가능함을 의미한다. For reference, algebraically the same effect means that two or more expressions that are different can be described logically or mathematically as being perfectly identical to each other or convertible.

본 발명에서는 편의상 하나의 블록에 대응되는 순환 순열 행렬이 1 개인 경우만 설명하였으나, 이하 하나의 블록에 여러 개의 순환 순열 행렬이 포함된 경우에도 동일한 발명을 적용할 수 있다. 예를 들어 다음 수학식 5와 같이 하나의 i 번째 행 블록 및 j 번째 열 블록의 위치에 2 개의 순환 순열 행렬

Figure pat00021
의 합으로 포함되어 있을 때, 그 지수 행렬은 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다. 상기 수학식 6을 살펴보면, 상기 복수 개의 순환 순열 행렬 합이 포함된 행 블록 및 열 블록에 대응되는 i 번째 행 및 j 번째 열에 2 개의 정수가 대응되는 행렬임을 알 수 있다. In the present invention, only one cyclic permutation matrix corresponding to one block is described. However, the present invention can be applied to a case where a plurality of cyclic permutation matrixes are included in one block. For example, as shown in the following Equation 5, two cyclic permutation matrices at the positions of one i-th row block and j-th column block
Figure pat00021
, The exponent matrix can be expressed by Equation (6). &Quot; (6) &quot; Referring to Equation (6), it can be seen that two integers correspond to the i-th row and the j-th column corresponding to the row block and column block including the sum of the plurality of cyclic permutation matrixes.

[수학식 5]&Quot; (5) &quot;

Figure pat00022
Figure pat00022

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

Figure pat00023
Figure pat00023

상기 실시 예와 같이 일반적으로 QC-LDPC 부호는 패리티 검사행렬에서 하나의 행 블록 및 열 블록에 복수 개의 순환 순열 행렬이 대응될 수 있으나 본 발명에서는 편의상 하나의 블록에 하나의 순환 순열 행렬이 대응되는 경우에 대해서만 설명하지만, 발명의 요지는 그에 한정되지 않는다. 참고로 이와 같이 하나의 행 블록 및 열 블록에 복수 개의 순환 순열 행렬이 중복되어 있는

Figure pat00024
크기의 행렬을 순환 행렬(circulant matrix 또는 circulant)이라 한다.In the QC-LDPC code, a plurality of cyclic permutation matrices may correspond to one row block and a column block in the parity check matrix, but in the present invention, one circular permutation matrix corresponds to one block for convenience. Only the case will be described, but the gist of the invention is not limited thereto. For reference, when a plurality of circular permutation matrixes are overlapped in one row block and column block
Figure pat00024
The size matrix is called a circulant matrix or circulant.

한편, 상기 수학식 5 및 수학식 6의 패리티 검사 행렬 및 지수 행렬에 대한 모행렬 또는 기본행렬은 상기 수학식 3에서 사용된 정의와 유사하게 각 순환 순열 행렬 및 0-행렬을 각각 1과 0으로 치환(replace)하여 얻은 이진(binary) 행렬을 의미하는데, 하나의 블록에 포함된 복수 개의 순환 순열 행렬의 합 (즉, 순환 행렬) 또한 단순히 1로 치환한다. The parity check matrix and the base matrix for the parity check matrix and the exponent matrix of Equations (5) and (6) are defined as 1 and 0 for each of the circulant permutation matrix and the 0-matrix, respectively, Means a binary matrix obtained by replacing a sum of a plurality of cyclic permutation matrices included in one block (i.e., a circulating matrix) with 1 simply.

LDPC 부호의 성능은 패리티 검사 행렬에 따라 결정되기 때문에 우수한 성능을 갖는 LDPC 부호를 위해 패리티 검사 행렬을 설계하는 것이 필요하다. 또한 다양한 입력 길이와 부호율을 지원할 수 있는 LDPC 부호화 또는 복호화 방법이 필요하다.Since the performance of an LDPC code is determined according to a parity check matrix, it is necessary to design a parity check matrix for an LDPC code having a good performance. Also, there is a need for an LDPC coding or decoding method capable of supporting various input lengths and coding rates.

리프팅(Lifting)은 QC-LDPC 부호의 효율적인 설계를 위해서 사용될 뿐만 아니라, 주어진 지수 행렬로부터 다양한 길이의 패리티 검사 행렬을 생성하거나 LDPC 부호어를 생성하기 위해서 사용되는 방법을 의미한다. 즉, 상기 리프팅은 주어진 작은 모행렬로부터 순환 순열 행렬 또는 0-행렬의 크기를 결정하는 L 값을 특정한 규칙에 따라 설정함으로써 효율적으로 매우 큰 패리티 검사 행렬을 설계하는데 적용하거나, 주어진 지수 행렬 또는 그에 대응되는 수열에 적절한 L 값을 적용함으로써 다양한 길이의 패리티 검사 행렬을 생성하거나 LDPC 부호어를 생성하는 방법을 의미한다. Lifting is used not only for efficient design of QC-LDPC codes but also for generating parity check matrices of various lengths from a given exponent matrix or generating LDPC codewords. That is, the lifting may be applied to efficiently design a very large parity check matrix by setting a L-value that determines the size of a circular permutation matrix or a 0-matrix from a given small mother matrix according to a specific rule, The LDPC codeword is generated by generating a parity check matrix of various lengths by applying an appropriate L value to the sequence.

기존 리프팅 방법과 이렇게 리프팅을 통해 설계된 QC-LDPC 부호의 특징을 다음과 같은 참조문헌 [Myung2006]을 참고하여 간단히 설명한다. The existing lifting method and the characteristics of the QC-LDPC code designed through lifting are briefly described with reference to the following reference [Myung2006].

Reference [Myung2006]Reference [Myung2006]

S. Myung, K. Yang, and Y. Kim, "Lifting Methods for Quasi-Cyclic LDPC Codes," IEEE Communications Letters. vol. 10, pp. 489-491, June 2006.S. Myung, K. Yang, and Y. Kim, "Lifting Methods for Quasi-Cyclic LDPC Codes," IEEE Communications Letters. vol. 10, pp. 489-491, June 2006.

먼저 LDPC 부호 C0가 주어져 있을 때 리프팅 방법을 통해 설계될 S개의 QC-LDPC 부호를 C1, ..., CS라 하고, 상기 각 QC-LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 행블록 및 열블록의 크기에 해당하는 값은 Lk라 한다. 여기서 C0는 C1, ..., CS 부호의 모행렬을 패리티 검사 행렬로 가지는 가장 작은 LDPC 부호에 해당하며 행블록 및 열블록의 크기에 해당하는 L0 값은 1이다. 또, 편의상 각 부호 Ck의 패리티 검사 행렬

Figure pat00025
Figure pat00026
크기의 지수 행렬
Figure pat00027
을 가지며 각 지수
Figure pat00028
들은 {-1, 0, 1, 2, ..., Lk - 1} 값 중에 하나로 선택된다. First, S QC-LDPC codes to be designed through a lifting method are C 1 , ..., C S when an LDPC code C 0 is given, and a row block and a column block of a parity check matrix of each QC- The value corresponding to the size of L is called L k . Here, C 0 corresponds to the smallest LDPC code having a matrix of C 1 , ..., C S as a parity check matrix, and the L 0 value corresponding to the size of the row block and the column block is 1. For convenience, the parity check matrix of each code Ck
Figure pat00025
The
Figure pat00026
Exponent matrix of size
Figure pat00027
And each index
Figure pat00028
Are selected as one of {-1, 0, 1, 2, ..., L k - 1}.

기존 리프팅 방법은 C0 → C1 →...→ CS와 같은 단계로 이루어지며 Lk +1 = qk + 1Lk (qk +1은 양의 정수, k=0,1,..., S-1)와 같은 조건을 만족하는 특징을 가진다. 또한 리프팅 과정의 특성에 의해 CS의 패리티 검사 행렬

Figure pat00029
만 저장하고 있으면 리프팅 방식에 따라 다음 수학식 7을 이용하여 상기 QC-LDPC 부호 C0, C1, ..., CS를 모두 나타낼 수 있다.The existing lifting method consists of the steps of C 0 → C 1 → ... → C S and L k +1 = q k + 1 L k (q k +1 is a positive integer, k = 0, 1, ..., S-1). In addition, the parity check matrix of the C S by the properties of the lifting process,
Figure pat00029
The QC-LDPC codes C 0 , C 1 , ..., C S can be represented by the following Equation (7) according to the lifting method.

[수학식 7]&Quot; (7) &quot;

Figure pat00030
Figure pat00030

또는or

[수학식 8]&Quot; (8) &quot;

Figure pat00031
Figure pat00031

이와 같이 C0로부터 보다 큰 QC-LDPC 부호 C1, ..., CS 등을 설계하는 방법 뿐만 아니라 큰 부호 Ck로부터 수학식 7 또는 수학식 8과 같이 적절한 방법을 이용하여 작은 부호 Ci(i=k-1, k-2, … 1, 0)를 생성하는 방법을 리프팅이라 부른다. Thus large QC-LDPC code C 1, than from C 0 ..., C S, such as how to design as well as a large sign small code using an appropriate method as shown in Equation 7 or Equation 8 from C k C i (i = k-1, k-2, ..., 1, 0) is called lifting.

상기 수학식 7 또는 8의 리프팅 방식은 각 QC-LDPC 부호 Ck의 패리티 검사 행렬에서 행블록 또는 열블록의 크기에 해당하는 Lk들이 서로 배수 관계(multiple)를 가지게 되어, 지수 행렬 또한 특정 방식에 의해 선택된다. 이와 같은 기존 리프팅 방식은 리프팅을 통해 설계된 각 패리티 검사 행렬의 대수적 또는 그래프 특성을 좋게 하여 오류 마루(error floor) 특성을 개선한 QC-LDPC 부호를 쉽게 설계할 수 있게 돕는다. In the lifting scheme of Equation (7) or (8), the L k corresponding to the size of the row block or the column block in the parity check matrix of each QC-LDPC code C k has a multiple relation with each other, Lt; / RTI &gt; The existing lifting method can easily design the QC-LDPC code that improves the error floor characteristics by improving the algebraic or graph characteristics of each parity check matrix designed through lifting.

하지만, 각 Lk 값들이 서로 배수 관계에 있기 때문에 각 부호의 길이가 크게 제한되는 단점이 있다. 예를 들어 각 Lk 값들에 대해 Lk +1 = 2×Lk와 같은 최소한의 리프팅 방식을 적용하였다고 가정시, 이 경우 각 QC-LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 크기는

Figure pat00032
만을 가질 수 있다. 즉, 리프팅을 10 단계 적용할 경우(S=10) 패리티 검사 행렬의 크기는 총 10 가지를 생성할 수 있으며, 이는 곧 10 가지 종류의 길이를 가지는 QC-LDPC 부호를 지원할 수 있음을 의미한다. However, since each L k value is in a multiple relation with each other, the length of each code is severely limited. For example, assuming that a minimum lifting scheme such as L k +1 = 2 × L k is applied to each L k value, in this case, the size of the parity check matrix of each QC-LDPC code is
Figure pat00032
. That is, when lifting is applied in 10 steps (S = 10), the size of the parity check matrix can generate 10 kinds, which means that QC-LDPC codes having 10 kinds of lengths can be supported.

이와 같은 이유로 다양한 길이를 지원하는 QC-LDPC 부호를 설계하는데 있어서 기존 리프팅 방식은 다소 불리한 특성을 가지고 있다. 하지만, 통상적으로 사용되는 통신 시스템에서는 다양한 형태의 데이터 전송을 고려하여 매우 높은 수준의 길이 호환성(length compatibility)을 요구하게 된다. 이러한 이유로 기존 리프팅 방식에 기반한 LDPC 부호화 기법은 통신 시스템에서 적용하기 어려운 문제점이 있다.For this reason, existing lifting schemes are somewhat disadvantageous in designing QC-LDPC codes that support various lengths. However, in a commonly used communication system, a very high level of length compatibility is required in consideration of various types of data transmission. For this reason, there is a problem that the LDPC coding technique based on the existing lifting method is difficult to apply in a communication system.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 리프팅 방법을 이용한다. In order to solve such a problem, the present invention uses the following lifting method.

일반적으로 리프팅은 도 4의 지수 행렬을 다양한 L 값에 대해 그 원소들의 값들을 변경하여 LDPC 부호화 및 복호화에 사용하는 것으로 생각할 수도 있다. 예를 들어, 상기 도 4의 지수 행렬을

Figure pat00033
라 하고, L 값에 따라 변환된 지수 행렬을
Figure pat00034
이라 할 때 일반적으로 다음과 수학식 9와 같은 변환식을 적용할 수 있다. In general, lifting may be considered to use the exponent matrix of FIG. 4 for LDPC encoding and decoding by varying the values of the elements for various L values. For example, the exponent matrix of FIG.
Figure pat00033
, And the exponent matrix transformed according to the L value
Figure pat00034
The following equation (9) can be generally applied.

[수학식 9]&Quot; (9) &quot;

Figure pat00035
Figure pat00035

상기 수학식 9에서

Figure pat00036
는 다양한 형태로 정의할 수 있는데 예를 들면 다음 수학식 10과 같은 정의들을 사용할 수도 있다. In Equation (9)
Figure pat00036
Can be defined in various forms. For example, the following definitions may be used.

[수학식 10]&Quot; (10) &quot;

Figure pat00037
Figure pat00037

상기 수학식 10에서 mod(a,b)는 a에 대한 모듈로-b 연산을 의미하며, D는 사전에 정의된 양의 정수인 상수를 의미한다. In Equation (10), mod (a, b) denotes a modulo-b operation for a, and D denotes a constant that is a positive integer defined in advance.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송신 장치 블록 구성도이다. 4 is a block diagram of a transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 4과 같이, 송신 장치(400)는 가변 길이 입력 비트들을 처리하기 위해, 세그멘터이션부(410), 제로 패딩부(420), LDPC 부호화부(430), 레이트 매칭부(440), 변조부(450) 등을 포함할 수 있다. 레이트 매칭부(440)은 인터리버(441) 및 천공/리피티션(repetition)/제로 제거부(442) 등을 포함할 수 있다.4, the transmitting apparatus 400 includes a segmenting unit 410, a zero padding unit 420, an LDPC coding unit 430, a rate matching unit 440 ), A modulation unit 450, and the like. The rate matching unit 440 may include an interleaver 441 and a puncturing / repetition / zero elimination unit 442.

여기에서, 도 4에 도시된 구성 요소는, 가변 길이 입력 비트들에 대한 부호화 및 변조를 수행하는 구성 요소로서, 이는 일 예일 뿐이며, 경우에 따라 도 4에 도시된 구성요소 중 일부는 생략 또는 변경될 수 있고, 다른 구성요소가 더 추가될 수도 있다.Here, the components shown in Fig. 4 are components for performing encoding and modulation on variable length input bits, which is only an example, and in some cases, some of the components shown in Fig. 4 are omitted or changed And other components may be added.

한편, 송신 장치(400)는 필요한 파라미터(가령, 입력 비트 길이, ModCod(modulation and code rate), 제로 패딩 (또는 단축)을 위한 파라미터, LDPC 부호의 부호율/부호어 길이, 인터리빙(interleaving)을 위한 파라미터, 리피티션(repetition) 및 펑처링(puncturing) 등을 위한 파라미터 및 변조 방식 등)를 결정하고, 결정된 파라미터를 기초로 부호화하여 수신 장치(500)로 전송할 수 있다. Meanwhile, the transmitting apparatus 400 may transmit the required parameters (e.g., input bit length, modulation and code rate, parameters for zero padding (or shortening), code rate / codeword length of LDPC code, interleaving A parameter and modulation scheme for repetition and puncturing, and the like), encoding based on the determined parameter, and transmitting the encoded parameter to the receiving apparatus 500.

입력 비트들의 수가 가변적이라는 점에서, 입력 비트들의 수가 기설정된 값보다 큰 경우, 기설정된 값 이하의 길이를 갖도록 세그먼테이션 될 수 있다. 또한 세그먼트된 블록 각각은 하나의 LDPC 코딩된 블록에 대응될 수 있다. 다만, 입력 비트들의 수가 기 설정된 값보다 작거나 같은 경우, 세그먼테이션 되지 않는다. 입력 비트들은 하나의 LDPC 코딩된 블록에 대응될 수 있다.In the case that the number of input bits is variable, if the number of input bits is larger than a predetermined value, it can be segmented to have a length equal to or shorter than a predetermined value. Also, each of the segmented blocks may correspond to one LDPC coded block. However, if the number of input bits is less than or equal to a preset value, no segmentation occurs. The input bits may correspond to one LDPC coded block.

한편, 송신 장치(400)는 부호화, 인터리빙 및 변조에 이용되는 각종 파라미터를 기저장하고 있을 수 있다. 여기에서, 부호화에 이용되는 파라미터는 LDPC 부호의 부호율, 부호어 길이, 패리티 검사 행렬에 대한 정보가 될 수 있다. 그리고, 인터리빙에 이용되는 파리미터는 인터리빙 룰에 대한 정보가 될 수 있으며, 변조에 이용되는 파리미터는 변조 방식에 대한 정보가 될 수 있다. 또한 펑처링에 관한 정보는 펑처링 길이가 될 수 있다. 또한 리피티션에 관한 정보는 리피티션 길이가 될 수 있다. 상기 패리티 검사 행렬에 대한 정보는 본 발명에서 제시하는 패리티 행렬을 사용할 경우 순환 행렬의 지수 값을 저장 할 수 있다.On the other hand, the transmission apparatus 400 may store various parameters used for coding, interleaving, and modulation. Here, the parameters used for coding may be information on the code rate of the LDPC code, the codeword length, and the parity check matrix. A parameter used for interleaving may be information on an interleaving rule, and a parameter used for modulation may be information on a modulation scheme. Further, the information on the puncturing can be a puncturing length. In addition, the information about repetition can be the repetition length. The information on the parity check matrix may store the exponent value of the circulant matrix when the parity matrix proposed in the present invention is used.

이 경우, 송신 장치(400)를 구성하는 각 구성 요소를 이러한 파라미터를 이용하여 동작을 수행할 수 있다.In this case, each component constituting the transmitting apparatus 400 can be operated using these parameters.

한편, 도시하지 않았지만 경우에 따라 송신 장치(400)는 송신 장치(400)의 동작을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. Although not shown, the transmitting apparatus 400 may further include a controller (not shown) for controlling the operation of the transmitting apparatus 400 according to circumstances.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수신 장치 블록 구성도이다.5 is a block diagram of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 5와 같이, 수신 장치(500)는 가변 길이 정보들을 처리하기 위해, 복조부(510), 레이트 디매칭부(520), LDPC 복호화부(530), 제로 제거부(540) 및 디세그멘테이이션부(550) 등을 포함할 수 있다. 레이트 디매칭부(520)는 LLR(log likelihood ratio) 삽입부(522), LLR 컴바이너(523), 디인터리버(524) 등을 포함할 수 있다.5, the receiving apparatus 500 includes a demodulator 510, a rate dematching unit 520, an LDPC decoding unit 530, a zero elimination unit 540, and a demodulation unit 530 to process variable length information. A demagnetization unit 550, and the like. The rate dematching unit 520 may include a log likelihood ratio (LLR) insertion unit 522, an LLR combiner 523, a deinterleaver 524, and the like.

여기에서, 도 5에 도시된 구성요소는, 도 5에 도시된 구성요소에 대응되는 기능을 수행하는 구성요소로서, 이는 일 예일 뿐이고 경우에 따라 일부는 생략 또는 변경될 수 있고, 다른 구성요소가 더 추가될 수도 있다.Here, the components shown in Fig. 5 are components that perform the functions corresponding to the components shown in Fig. 5, which are merely examples, and in some cases, some of them may be omitted or changed, More may be added.

본 발명에서의 패리티 검사 행렬은 메모리를 이용하여 독출할 수도 있고, 송신 장치 또는 수신 장치에서 사전에 주어질 수도 있고, 송신 장치 또는 수신 장치에서 직접 생성될 수도 있다. 또한 송신 장치는 상기 패리티 검사 행렬에 대응되는 수열 또는 지수 행렬 등을 저장 또는 생성하여 부호화에 적용할 수 있다. 마찬가지로 수신 장치에서도 상기 패리티 검사 행렬에 대응되는 수열 또는 지수 행렬 등을 저장 또는 생성하여 복호화에 적용될 수 있음은 물론이다.The parity check matrix in the present invention may be read using a memory, or may be given in advance in a transmitting apparatus or a receiving apparatus, or may be directly generated in a transmitting apparatus or a receiving apparatus. Also, the transmitting apparatus may store or generate a sequence or exponent matrix corresponding to the parity check matrix and apply it to the encoding. Likewise, the receiving apparatus may also store or generate a sequence or exponent matrix corresponding to the parity check matrix and apply the same to decoding.

이하에서는 도 5를 기반으로 수신기 동작에 대한 구체적인 설명을 하도록 한다. Hereinafter, the receiver operation will be described in detail with reference to FIG.

복조부(510)는 송신 장치(400)로부터 수신된 신호를 복조한다. The demodulation unit 510 demodulates a signal received from the transmission apparatus 400.

구체적으로, 복조부(510)는 송신 장치(400)의 변조부(450)에 대응되는 구성요소로, 송신 장치(400)로부터 수신된 신호를 복조하여, 송신 장치(400)에서 전송한 비트들에 대응되는 값들을 생성할 수 있다.The demodulation unit 510 demodulates a signal received from the transmission apparatus 400 and transmits the bits transmitted from the transmission apparatus 400 to the demodulation unit 450. [ Lt; / RTI &gt;

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)에서 모드에 따라 변조한 변조 방식에 대한 정보를 기저장할 수 있다. 이에 따라, 복조부(510)는 모드에 따라 송신 장치(400)로부터 수신된 신호를 복조하여, LDPC 코드워드 비트들에 대응되는 값들을 생성할 수 있다.To this end, the receiving apparatus 500 may store information on a modulation scheme modulated according to a mode in the transmitting apparatus 400. Accordingly, the demodulator 510 may demodulate the signal received from the transmitting apparatus 400 according to the mode, and generate values corresponding to the LDPC codeword bits.

한편, 송신 장치(400)에서 전송한 비트들에 대응되는 값은 LLR(Log Likelihood Ratio) 값일 수 있다.Meanwhile, the value corresponding to the bits transmitted from the transmitting apparatus 400 may be a log likelihood ratio (LLR) value.

구체적으로, LLR 값은 송신 장치(400)에서 전송한 비트가 0일 확률과 1일 확률의 비율에 Log를 취한 값으로 나타낼 수 있다. 또는, LLR 값은 비트 값 자체가 될 수 있으며, 또한, LLR 값은 송신 장치(400)에서 전송한 비트가 0 또는 1일 확률이 속하는 구간에 따라 결정된 대표 값이 될 수도 있다. Specifically, the LLR value can be represented by a value obtained by taking a log as a ratio of the probability that the bits transmitted from the transmitting apparatus 400 are zero and the probability of one day. Alternatively, the LLR value may be a bit value itself, and the LLR value may be a representative value determined according to an interval in which the probability that the bit transmitted from the transmitting apparatus 400 is 0 or 1 belongs.

상기 복조부(510)는 LLR 값에 대한 멀티플렉싱(미도시)을 수행하는 과정을 포함한다. 구체적으로, 송신 장치(400)의 비트 디먹스(미도시)에 대응되는 구성요소로, 비트 디먹스(미도시)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.The demodulation unit 510 performs multiplexing (not shown) on the LLR value. Specifically, an operation corresponding to a bit demux (not shown) can be performed with a component corresponding to a bit demux (not shown) of the transmission apparatus 400.

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)가 디멀티플렉싱 및 블록 인터리빙을 위해 이용하였던 파라미터에 대한 정보를 기저장하고 있을 수 있다. 이에 따라, 먹스(미도시)는 셀 워드에 대응되는 LLR 값에 대해 비트 디먹스(미도시)에서 수행된 디멀티플렉싱 및 블록 인터리빙 동작을 역으로 수행하여, 셀 워드에 대응되는 LLR 값을 비트 단위로 멀티플렉싱할 수 있다.To this end, the receiving apparatus 500 may be storing information on parameters that the transmitting apparatus 400 has used for demultiplexing and block interleaving. Accordingly, the MUX (not shown) performs the demultiplexing and the block interleaving operations performed in the bit demux (not shown) with respect to the LLR value corresponding to the cell word, and returns the LLR value corresponding to the cell word in the bit unit Lt; / RTI &gt;

레이트 디매칭부(520)은 복조부(510)로부터 출력되는 LLR 값에 LLR 값을 삽입할 수 있다. 이 경우, 레이트 디매칭부(520)는 복조부(510)로부터 출력되는 LLR 값들의 사이에 미리 약속된 LLR 값들을 삽입할 수 있다. The rate dematching unit 520 may insert an LLR value into the LLR value output from the demodulation unit 510. [ In this case, the rate dematching unit 520 may insert predetermined LLR values between the LLR values output from the demodulation unit 510.

구체적으로, 레이트 디매칭부(520)는 송신 장치(400)의 레이트 매칭부(440)에 대응되는 구성요소로, 인터리버(441), 제로 제거 및 펑처링/리피티션/제로 제거부(442)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.Specifically, the rate dematching unit 520 corresponds to the rate matching unit 440 of the transmission apparatus 400 and includes an interleaver 441, a zero elimination and puncturing / repetition / zero elimination unit 442 ) Can be performed.

먼저, 레이트 디매칭부(520)는 상기 송신기의 인터리버(441)에 상응하도록 디인터리빙 하도록 한다. 디인터리버(524)의 출력 값들은 LLR 삽입부(522)에서 LDPC 코드워드에서 제로 비트들이 패딩되었던 위치에 제로 비트들에 대응되는 LLR 값을 삽입할 수 있다. 이 경우, 패딩되었던 제로 비트들 즉, 쇼트닝된 제로 비트들에 대응되는 LLR 값은 ∞ 또는 -∞가 될 수 있다. 하지만, ∞ 또는 -∞는 이론적인 값이며, 실질적으로는 수신 장치(500)에서 이용되는 LLR 값의 최대값 또는 최소값이 될 수 있다.First, the rate dematching unit 520 deinterleaves the interleaver 441 to correspond to the interleaver 441 of the transmitter. The output values of the deinterleaver 524 may insert LLR values corresponding to zero bits at positions where the zero bits are padded in the LDPC codeword in the LLR inserter 522. [ In this case, the LLR value corresponding to the padded zero bits, that is, the shortened zero bits, may be ∞ or -∞. However, ∞ or -∞ is a theoretical value, which may be substantially the maximum or minimum value of the LLR value used in the receiving apparatus 500.

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)가 제로 비트들을 패딩하기 위해 이용하였던 파라미터에 대한 정보를 기저장하고 있을 수 있다. 이에 따라, 레이트 디매칭부(520)는 LDPC 코드워드에서 제로 비트들이 패딩되었던 위치를 판단하고, 해당 위치에 쇼트닝된 제로 비트들에 대응되는 LLR 값을 삽입할 수 있다.For this purpose, the receiving apparatus 500 may be storing information on parameters that the transmitting apparatus 400 has used to padd the zero bits. Accordingly, the rate dematching unit 520 can determine the position where the zero bits are padded in the LDPC code word, and insert the LLR value corresponding to the shortened zero bits at the corresponding position.

또한, 레이트 디매칭부(520)의 LLR 삽입부(522)에서는 LDPC 코드워드에서 펑처링된 비트들의 위치에 펑처링된 비트들에 대응되는 LLR 값을 삽입할 수 있다. 이 경우, 펑처링된 비트들에 대응되는 LLR 값은 0이 될 수 있다. The LLR insertion unit 522 of the rate dematching unit 520 may insert an LLR value corresponding to the punctured bits at the positions of the punctured bits in the LDPC codeword. In this case, the LLR value corresponding to the punctured bits may be zero.

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)에서 펑처링을 위해 이용한 파라미터에 대한 정보를 기저장할 수 있다. 이에 따라, LLR 삽입부(522)는 LDPC 패리티 비트들이 펑처링된 위치에 그에 대응되는 LLR 값을 삽입할 수 있다.To this end, the receiving apparatus 500 may store information on parameters used for puncturing in the transmitting apparatus 400. Accordingly, the LLR insertion unit 522 can insert an LLR value corresponding to the position where the LDPC parity bits are punctured.

LLR 컴바이너(523)는 LLR 삽입부(522) 및 복조부(510)에서 출력되는 LLR 값을 컴바인 즉, 합산할 수 있다. 구체적으로, LLR 컴바이너(523)는 송신 장치(400)의 펑처링/리피티션/제로 제거부(442)에 대응되는 구성요소로, 리피티션부(442)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 먼저, LLR 컴바이너(523)는 리피티션된 비트들에 대응되는 LLR 값을 다른 LLR 값과 컴바인할 수 있다. 여기에서, 다른 LLR 값은 송신 장치(400)에서 리피티션된 비트들 생성에 기초가 된 비트들 즉, 리피티션 대상으로 선택되었던 LDPC 패리티 비트들에 대한 LLR 값일 수 있다.The LLR combiner 523 can combine or sum up the LLR values output from the LLR insertion unit 522 and the demodulation unit 510. Specifically, the LLR combiner 523 is a component corresponding to the puncturing / repetition / zero elimination unit 442 of the transmitting apparatus 400, and performs an operation corresponding to the repetition unit 442 . First, the LLR combiner 523 may combine the LLR value corresponding to the repeated bits with another LLR value. Here, another LLR value may be an LLR value for the bits based on generation of repeated bits in the transmitting apparatus 400, that is, the LDPC parity bits selected for repetition.

즉, 상술한 바와 같이, 송신 장치(400)는 LDPC 패리티 비트들에서 비트들을 선택하고, 이들을 LDPC 정보어 비트들 및 LDPC 패리티 비트들 사이에서 리피티션시켜 수신 장치(500)로 전송하게 된다.That is, as described above, the transmitting apparatus 400 selects the bits from the LDPC parity bits, and repeats them between the LDPC information bits and LDPC parity bits to transmit to the receiving apparatus 500.

이에 따라, LDPC 패리티 비트들에 대한 LLR 값은 리피티션된 LDPC 패리티 비트들에 대한 LLR 값 및 리피티션되지 않은 LDPC 패리티 비트들 즉, 부호화에 의해 생성된 LDPC 패리티 비트들에 대한 LLR 값으로 구성될 수 있다. 따라서, LLR 컴바이너(523)는 동일한 LDPC 패리티 비트들에 LLR 값들을 컴바인할 수 있다.Accordingly, the LLR value for the LDPC parity bits is the LLR value for the repaired LDPC parity bits and the LLR value for the unreputed LDPC parity bits, i.e., the LDPC parity bits generated by the encoding Lt; / RTI &gt; Thus, the LLR combiner 523 can combine the LLR values with the same LDPC parity bits.

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)에서 리피티션을 위해 이용한 파라미터에 대한 정보를 기저장할 수 있다. 이에 따라, LLR 컴바이너(523)는 리피티션된 LDPC 패리티 비트들에 대한 LLR 값을 판단하고, 이를 리피티션의 기초가 된 LDPC 패리티 비트들에 대한 LLR 값과 컴바인할 수 있다.To this end, the receiving apparatus 500 may store information on parameters used for repetition in the transmitting apparatus 400. [ Accordingly, the LLR combiner 523 can determine the LLR value for the repaired LDPC parity bits and combine it with the LLR value for the LDPC parity bits on which the repetition is based.

또한, LLR 컴바이너(523)는 재전송 혹은 IR(Increment Redundancy)된 비트들에 대응되는 LLR 값을 다른 LLR 값과 컴바인할 수 있다. 여기에서, 다른 LLR 값은 송신 장치(400)에서 재전송 혹은 IR된 비트들 생성에 기초가 된 LDPC 부호어 비트들 생성을 위해 선택되었던 비트들에 대한 LLR 값일 수 있다.In addition, the LLR combiner 523 may combine the LLR values corresponding to retransmission or IR (Increment Redundancy) bits with other LLR values. Here, the different LLR values may be the LLR values for the bits that were selected for generating the LDPC codeword bits based on retransmission or IR generated bits in the transmitting device 400.

즉, 상술한 바와 같이, 송신 장치(400)는 HARQ를 위하여 NACK이 발생할 경우 부호어 비트들중 일부 비트들 혹은 모든 비트들을 수신 장치(500)로 전송할 수 있다. That is, as described above, the transmitting apparatus 400 may transmit some or all of the codeword bits to the receiving apparatus 500 when a NACK occurs for HARQ.

이에 따라, LLR 컴바이너(523)는 재전송 혹은 IR을 통해 수신된 비트들에 대한 LLR 값을 이전 프레임을 통해 수신되는 LDPC 코드워드 비트들에 대한 LLR 값과 컴바인할 수 있다.Accordingly, the LLR combiner 523 may combine the LLR values for the bits received via retransmission or IR with the LLR values for the LDPC codeword bits received over the previous frame.

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)에서 재전송 혹은 IR비트들 생성을 위해 이용한 파라미터에 대한 정보를 기저장할 수 있다. 이에 따라, LLR 컴바이너(523)는 재전송 혹은 IR비트들의 수에 대한 LLR 값을 판단하고, 이를 재전송 비트들의 생성에 기초가 된 LDPC 패리티 비트들에 대한 LLR 값과 컴바인할 수 있다.To this end, the receiving apparatus 500 may store information on parameters used for retransmission or IR bits generation in the transmitting apparatus 400. Accordingly, the LLR combiner 523 can determine the LLR value for the number of retransmission or IR bits and combine it with the LLR value for the LDPC parity bits based on the generation of the retransmission bits.

디인터리버(524)는 LLR 컴바이너(523)에서 출력되는 LLR 값을 디인터리빙 할 수 있다.The deinterleaver 524 may deinterleave the LLR value output from the LLR combiner 523. [

구체적으로, 디인터리버부(524)는 송신 장치(400)의 인터리버(441)에 대응되는 구성요소로, 인터리버(441)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.Specifically, the deinterleaver unit 524 is a component corresponding to the interleaver 441 of the transmission apparatus 400, and can perform an operation corresponding to the interleaver 441. [

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)가 인터리빙을 위해 이용하였던 파라미터에 대한 정보를 기저장하고 있을 수 있다. 이에 따라, 디인터리버(524)는 LDPC 코드워드 비트들에 대응되는 LLR 값에 대해 인터리버(441)에서 수행된 인터리빙 동작을 역으로 수행하여, LDPC 코드워드 비트들에 대응되는 LLR 값을 디인터리빙 할 수 있다. To this end, the receiving apparatus 500 may store information on parameters used by the transmitting apparatus 400 for interleaving. Accordingly, the deinterleaver 524 reverses the interleaving operation performed in the interleaver 441 with respect to the LLR value corresponding to the LDPC codeword bits, and deinterleaves the LLR value corresponding to the LDPC codeword bits .

LDPC 복호화부(530)는 레이트 디매칭부(520)에서 출력되는 LLR 값에 기초하여 LDPC 복호화를 수행할 수 있다.The LDPC decoding unit 530 may perform LDPC decoding based on the LLR value output from the rate dematching unit 520. [

구체적으로, LDPC 복호화부(530)는 송신 장치(400)의 LDPC 부호화부(430)에 대응되는 구성요소로, LDPC 부호화부(430)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.Specifically, the LDPC decoding unit 530 is a component corresponding to the LDPC encoding unit 430 of the transmission apparatus 400, and can perform an operation corresponding to the LDPC encoding unit 430.

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)에서 모드에 따라 LDPC 부호화를 수행하기 위해 이용하였던 파라미터에 대한 정보를 기저장하고 있을 수 있다. 이에 따라, LDPC 복호화부(530)는 모드에 따라 레이트 디매칭부(520)에서 출력되는 LLR 값에 기초하여 LDPC 복호화를 수행할 수 있다.To this end, the receiving apparatus 500 may store information on parameters used for performing LDPC coding according to a mode in the transmitting apparatus 400. Accordingly, the LDPC decoding unit 530 can perform LDPC decoding based on the LLR value output from the rate dematching unit 520 according to the mode.

예를 들어, LDPC 복호화부(530)는 합곱 알고리즘에 기반한 반복 복호 방식에 기초하여 레이트 디매칭부(520)에서 출력되는 LLR 값에 기초하여 LDPC 복호화를 수행하고, LDPC 복호화에 따라 에러가 정정된 비트들을 출력할 수 있다.For example, the LDPC decoding unit 530 performs LDPC decoding based on the LLR value output from the rate dematching unit 520 on the basis of the iterative decoding scheme based on the summing algorithm, and outputs the error- Bits. &Lt; / RTI &gt;

제로 제거부(540)는 LDPC 복호화부(530)에서 출력되는 비트들에서 제로 비트들을 제거할 수 있다.The zero elimination unit 540 may remove the zero bits from the bits output from the LDPC decoding unit 530.

구체적으로, 제로 제거부(540)는 송신 장치(400)의 제로 패딩부(420)에 대응되는 구성요소로, 제로 패딩부(420)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.Specifically, the zero elimination unit 540 is a component corresponding to the zero padding unit 420 of the transmission apparatus 400 and may perform an operation corresponding to the zero padding unit 420. [

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)에서 제로 비트들을 패딩하기 위해 이용하였던 파라미터에 대한 정보를 기저장하고 있을 수 있다. 이에 따라, 제로 제거부(540)는 LDPC 복호화부(530)에서 출력되는 비트들에서 제로 패딩부(420)에서 패딩되었던 제로 비트들을 제거할 수 있다. To this end, the receiving apparatus 500 may store information on parameters used for padding the zeroth bits in the transmitting apparatus 400. Accordingly, the zero elimination unit 540 can remove the zero bits padded by the zero padding unit 420 from the bits output from the LDPC decoding unit 530. [

디세그먼테이션부(550)는 송신 장치(400)의 세그먼테이션부(410)에 대응되는 구성요소로, 세그먼테이션부(410)에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.The demagnetization unit 550 is a component corresponding to the segmentation unit 410 of the transmission apparatus 400 and can perform an operation corresponding to the segmentation unit 410. [

이를 위해, 수신 장치(500)는 송신 장치(400)가 세그먼테이션을 위해 이용하였던 파라미터에 대한 정보를 기저장하고 있을 수 있다. 이에 따라, 디세그먼테이션부(550)는 제로 제거부(540)에서 출력되는 비트들 즉, 가변 길이 입력 비트들에 대한 세그먼트들을 결합하여, 세그먼테이션 전의 비트들을 복원할 수 있다.To this end, the receiving apparatus 500 may store information on parameters used by the transmitting apparatus 400 for segmentation. Accordingly, the demagnetization unit 550 may combine the bits output from the zero elimination unit 540, that is, the segments for the variable length input bits, to recover the bits before segmentation.

한편, LDPC 부호는 도 2에서 나열한 이분 그래프 상에서 합곱 알고리즘에 기반한 반복 복호 알고리즘을 사용하여 복호할 수 있으며, 합곱 알고리즘은 메시지 패싱 알고리즘의 일종이다.On the other hand, the LDPC code can be decoded by using an iterative decoding algorithm based on the sum algorithm on the half graph shown in FIG. 2, and the summing algorithm is a type of message passing algorithm.

이하에서는, 도 6a, b를 참조하여 LDPC 복호화 시 일반적으로 사용되는 메시지 패싱 동작에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, a message passing operation generally used in LDPC decoding will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.

도 6a, 6b는 LDPC 복호화를 위해 임의의 검사 노드와 변수 노드에서 메시지 패싱 동작을 나타낸다.6A and 6B show message passing operations at any check node and variable node for LDPC decoding.

도 6a에는 검사 노드 m(600)과 검사 노드 m(600)에 연결되는 다수의 변수 노드들(610, 620, 630, 640)이 도시되어 있다. 또한, 도시되어 있는 Tn',m은 변수 노드 n'(610)에서 검사 노드 m(600)으로 패싱되는 메시지를 나타내며, En,m은 검사 노드 m(600)에서 변수 노드 n(630)으로 패싱되는 메시지를 나타낸다. 여기서, 검사 노드 m(600)에 연결되어 있는 모든 변수 노드들의 집합을 N(m)이라고 정의하고, N(m)에서 변수 노드 n(630)을 제외한 집합을 N(m)\n이라고 정의하기로 한다. 6A shows a plurality of variable nodes 610, 620, 630, and 640 connected to the check node m 600 and the check node m 600. In the illustrated example, Tn ', m represents a message passed from the variable node n' 610 to the check node m 600, and En and m are passed from the check node m 600 to the variable node n 630 . Define a set of all variable nodes connected to the check node m 600 as N (m), and define a set N (m) excluding N (m) as variable N (m) .

이 경우, 합곱 알고리즘에 기반한 메시지 업데이트(update) 규칙은 하기 수학식 11와 같이 나타낼 수 있다.In this case, a message update rule based on the sum-of-product algorithm can be expressed by Equation (11).

[수학식 11]&Quot; (11) &quot;

Figure pat00038
Figure pat00038

여기에서, Sign(En,m)은 메시지 En,m의 부호(sign)를 나타내고, |En,m|은 메시지 En,m의 크기(magnitude)를 나타낸다. 한편, 함수

Figure pat00039
는 하기의 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다. Here, Sign (E n, m ) represents the sign of the message E n, m , and | E n, m | represents the magnitude of the message E n, m . Meanwhile,
Figure pat00039
Can be expressed by the following equation (12).

[수학식 12]&Quot; (12) &quot;

Figure pat00040
Figure pat00040

한편, 도 6b에는 변수 노드 x(650)과 변수 노드 x(650)에 연결되는 다수의 검사 노드들(660, 670, 680, 690)이 도시되어 있다. 또한, 도시되어 있는 Ey ',x은 검사 노드 y'(660)에서 변수 노드 x(650)로 패싱되는 메시지를 나타내며, Ty,x은 변수 노드 x(650)에서 변수 노드 y(680)로 패싱되는 메시지를 나타낸다. 여기서, 변수 노드 x(650)에 연결되어 있는 모든 변수 노드들의 집합을 M(x)이라고 정의하고, M(x)에서 검사 노드 y(680)을 제외한 집합을 M(x)\y라고 정의하기로 한다. 이 경우, 합곱 알고리즘에 기반한 메시지 업데이트(update) 규칙은 하기 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.6B shows a plurality of check nodes 660, 670, 680 and 690 connected to the variable node x 650 and the variable node x 650. In the illustrated example, E y ', x represents a message passed from the check node y' 660 to the variable node x 650, and T y, x represents the variable node y 680 in the variable node x 650, Message. &Lt; / RTI &gt; Define a set of all variable nodes connected to the variable node x 650 as M (x) and define a set excluding M (x) as the check node y (680) as M (x) . In this case, the message update rule based on the sum-of-products algorithm can be expressed by Equation (13).

[수학식 13]&Quot; (13) &quot;

Figure pat00041
Figure pat00041

여기에서, Ex는 변수 노드 x의 초기 메시지 값을 의미한다. Here, E x denotes the initial message value of the variable node x.

또한, 노드 x의 비트 값을 판정할 경우에는 하기 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.When the bit value of the node x is determined, it can be expressed by the following equation (14).

[수학식 14]&Quot; (14) &quot;

Figure pat00042
Figure pat00042

이 경우, Px값에 따라 노드 x에 대응하는 부호화 비트를 판정할 수 있다.In this case, the encoding bit corresponding to the node x can be determined according to the P x value.

도 6a 및 6b에서 상술한 방식은 일반적인 복호화 방법이라는 점에서 더 이상 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 다만, 도 6a, b에서 설명한 방법 외에도 변수 노드와 검사 노드에서의 패싱되는 메시지 값을 결정하는 데 있어 다른 방법이 적용될 수도 있고, 이와 관련된 상세한 설명은 『Frank R. Kschischang, Brendan J. Frey, and Hans-Andrea Loeliger, "Factor Graphs and the Sum-Product Algorithm," IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, VOL. 47, NO. 2, FEBRUARY 2001, pp498-519)』를 참고하기로 한다.6A and 6B is a general decoding method, a detailed description will be omitted. However, in addition to the method described in FIGS. 6A and 6B, other methods may be applied to determine the value of the passed message at the variable node and the check node, and a detailed description thereof can be found in Frank R. Kschischang, Brendan J. Frey, and Hans-Andrea Loeliger, "Factor Graphs and the Sum-Product Algorithm," IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, VOL. 47, NO. 2, FEBRUARY 2001, pp 498-519).

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LDPC 부호화부의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram illustrating a detailed configuration of an LDPC encoder according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

Kldpc 개의 비트들은 LDPC 부호화부(700)를 위한 Kldpc 개의 LDPC 정보어 비트들 I=(i0,i1,...,

Figure pat00043
)을 구성할 수 있다. LDPC 부호화부(700)는 Kldpc 개의 LDPC 정보어 비트들을 시스테매틱하게 LDPC 부호화하여, Nldpc 개의 비트들로 구성된 LDPC 코드워드
Figure pat00044
=(c0,c1,..., cNldpc-1)=(i0,i1,..., iKldpc-1,p0,p1,...,pNldpc-Kldpc-1)를 생성할 수 있다. The K ldpc bits correspond to K ldpc LDPC information bits I = (i 0 , i 1 , ...,
Figure pat00043
). The LDPC encoding unit 700 systematically LDPC-codes the K ldpc LDPC information bits to generate LDPC codewords having N ldpc bits
Figure pat00044
= (c 0, c 1, ..., c Nldpc-1) = (i 0, i 1, ..., i Kldpc-1, p 0, p 1, ..., p Nldpc-Kldpc-1 Can be generated.

상기 수학식 1에서 서술한 바와 같이 상기 LDPC 코드워드와 패리티 검사 행렬의 곱이 제로 벡터가 되도록 부호어를 결정하는 과정을 포함한다. And determining a codeword so that a product of the LDPC codeword and the parity check matrix becomes a zero vector, as described in Equation (1).

도 7에 따르면, 부호화 장치(700)는 LDPC 부호화부(710)를 포함한다. LDPC 부호화부(710)는 패리티 검사 행렬 또는 그에 대응되는 지수행렬 또는 수열에 기초하여 입력 비트들에 대해 LDPC 부호화를 수행하여 LDPC 부호어를 생성할 수 있다. 이 경우, LDPC 부호화부(710)는 부호율(즉, LDPC 부호의 부호율)에 따라 서로 다르게 정의된 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 부호화를 수행할 수 있다. Referring to FIG. 7, the encoding apparatus 700 includes an LDPC encoding unit 710. The LDPC encoding unit 710 may generate LDPC codewords by performing LDPC encoding on input bits based on a parity check matrix or a corresponding exponent matrix or sequence. In this case, the LDPC encoding unit 710 can perform LDPC encoding using different parity check matrices defined according to the code rate (i.e., the code rate of the LDPC code).

한편, 부호화 장치(700)는 LDPC 부호의 부호율, 부호어 길이, 패리티 검사 행렬에 대한 정보를 기저장하기 위한 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있으며, LDPC 부호화부(710)는 이러한 정보를 이용하여 LDPC 부호화를 수행할 수 있다. 상기 패리티 검사 행렬에 대한 정보는 본 발명에서 제시하는 패리티 행렬을 사용할 경우 순환 행렬의 지수 값에 대한 정보를 저장 할 수 있다.The encoding apparatus 700 may further include a memory (not shown) for storing information on a code rate, a codeword length, and a parity check matrix of the LDPC code. The LDPC encoding unit 710 may include such information To perform LDPC encoding. The information on the parity check matrix may store information on the exponent value of the circulant matrix when the parity matrix proposed in the present invention is used.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 8에 따르면, 복호화 장치(800)는 LDPC 복호화부(810)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the decoding apparatus 800 may include an LDPC decoding unit 810.

LDPC 복호화부(810)는 패리티 검사 행렬 또는 그에 대응되는 지수 행렬 또는 수열 에 기초하여 LDPC 부호어에 대해LDPC 복호화를 수행한다. The LDPC decoding unit 810 performs LDPC decoding on the LDPC codeword based on the parity check matrix or a corresponding exponent matrix or sequence.

예를 들어, LDPC 복호화부(810)는 반복 복호 알고리즘을 통해 LDPC 부호어 비트들에 대응되는 LLR(Log Likelihood Ratio) 값을 패싱하여 LDPC 복호화를 수행하여 정보어 비트들을 생성할 수 있다.For example, the LDPC decoding unit 810 may perform LDPC decoding to generate information word bits by passing an LLR (Log Likelihood Ratio) value corresponding to LDPC codeword bits through an iterative decoding algorithm.

여기에서, LLR 값은 LDPC 부호어 비트들에 대응되는 채널 값으로, 다양한 방법으로 표현될 수 있다. Here, the LLR value is a channel value corresponding to the LDPC codeword bits, and can be expressed in various ways.

예를 들어, LLR 값은 송신 측에서 채널을 통해 전송한 비트가 0일 확률과 1일 확률의 비율에 Log를 취한 값으로 나타낼 수 있다. 또한, LLR 값은 경판정에 따라 결정된 비트 값 자체가 될 수 있으며, 송신 측에서 에서 전송한 비트가 0 또는 1일 확률이 속하는 구간에 따라 결정된 대표 값이 될 수도 있다.For example, the LLR value can be expressed as a value obtained by taking a log as a ratio of the probability that the bit transmitted through the channel on the transmitting side is 0 and the probability of 1 day. The LLR value may be the bit value itself determined according to the hard decision, and may be a representative value determined according to the interval in which the probability that the bit transmitted from the transmitting side is 0 or 1 belongs.

이 경우, 송신 측은 도 7과 같은 LDPC 부호화부(710)를 이용하여 LDPC 부호어를 생성할 수 있다.In this case, the transmitting side can generate the LDPC codeword using the LDPC coding unit 710 as shown in FIG.

이 경우, LDPC 복호화부(810)는 부호율(즉, LDPC 부호의 부호율)에 따라 서로 다르게 정의된 패리티 검사 행렬을 이용하여 LDPC 복호화를 수행할 수 있다. In this case, the LDPC decoding unit 810 can perform LDPC decoding using a parity check matrix defined differently according to the coding rate (i.e., the coding rate of the LDPC code).

도 9은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LDPC 복호화부 구조도를 나타낸다.FIG. 9 shows a structure of an LDPC decoding unit according to another embodiment of the present invention.

한편, 상술한 바와 같이 LDPC 복호화부(810)는 반복 복호 알고리즘을 사용하여 LDPC 복호화를 수행할 수 있으며, 이 경우, LDPC 복호화부(810)는 도 9와 같은 구조로 구성될 수 있다. 다만, 반복 복호 알고리즘의 경우 이미 공지된 사항이라는 점에서, 도 9에 도시된 세부 구성 역시 일 예일 뿐이다.As described above, the LDPC decoding unit 810 can perform LDPC decoding using an iterative decoding algorithm. In this case, the LDPC decoding unit 810 can be configured as shown in FIG. However, in the case of the iterative decoding algorithm, the detailed configuration shown in FIG. 9 is only an example in that it is already known.

도 9에 따르면, 복호화 장치(900)는 입력 처리기(901), 메모리(902), 변수노드 연산기(904), 제어기(906), 검사노드 연산기(908) 및 출력 처리기(910) 등을 포함한다. 9, the decoding apparatus 900 includes an input processor 901, a memory 902, a variable node operator 904, a controller 906, a check node operator 908, and an output processor 910 .

입력 처리기(901)는 입력되는 값을 저장한다. 구체적으로, 입력 처리기(901)는 무선 채널을 통해 수신되는 수신 신호의 LLR 값을 저장할 수 있다.The input processor 901 stores the input value. Specifically, the input processor 901 may store an LLR value of a reception signal received via a wireless channel.

제어기(904)는 무선 채널을 통해 수신되는 수신 신호의 블록의 크기(즉, 부호어의 길이), 부호율에 대응되는 패리티 검사 행렬을 기반으로 하여 변수 노드 연산기(904)에 입력되는 값의 개수 및 메모리(902)에서의 주소 값, 검사 노드 연산기(908)에 입력되는 값의 개수 및 메모리(902)에서의 주소 값 등을 결정한다. The controller 904 calculates the number of values input to the variable node calculator 904 based on the parity check matrix corresponding to the size of the block of the received signal (i.e., the length of the codeword) The address value in the memory 902, the number of values input to the check node operator 908, and the address value in the memory 902, and the like.

메모리(902)는 변수 노드 연산기(904)와 검사 노드 연산기(908)의 입력 데이터 및 출력 데이터를 저장한다. The memory 902 stores input data and output data of the variable node operator 904 and the check node operator 908.

변수 노드 연산기(904)는 제어기(906)에서 입력받은 입력 데이터의 주소 정보 및 입력 데이터의 개수 정보에 따라 메모리(902)에서 데이터들을 입력 받아 변수 노드 연산을 한다. 이후, 변수 노드 연산기(904)는 제어기(906)에서 입력 받은 출력 데이터의 주소 정보 및 출력 데이터의 개수 정보에 기초하여 변수 노드 연산 결과들을 메모리(902)에 저장한다. 또한, 변수 노드 연산기(904)에서는 입력 처리기(901)와 메모리(902)에서 입력 받은 데이터를 기반으로 하여 변수 노드 연산 결과를 출력 처리기(910)에 입력한다. 여기에서, 변수 노드 연산은 도 6를 기반으로 상술한 바 있다.The variable node operator 904 receives the data from the memory 902 according to the address information of the input data and the number information of the input data received from the controller 906 and performs variable node operation. Thereafter, the variable node operator 904 stores the variable node operation results in the memory 902 based on the address information of the output data input from the controller 906 and the number information of the output data. The variable node operator 904 inputs the result of the variable node operation to the output processor 910 based on the data input from the input processor 901 and the memory 902. Here, the variable node operation has been described above with reference to FIG.

검사 노드 연산기(908)는 제어기(906)에서 입력받은 입력 데이터의 주소 정보 및 입력 데이터의 개수 정보에 기초하여 메모리(902)에서 데이터들을 입력받아 검사 노드 연산을 한다. 이후, 검사 노드 연산기(908)는 제어기(906)에서 입력받은 출력 데이터의 주소 정보 및 출력 데이터의 개수 정보에 기초하여 변수 노드 연산 결과들을 메모리(902)에 저장한다. 여기에서, 검사 노드 연산은 도 6을 기반으로 상술한 바 있다.The check node calculator 908 receives data from the memory 902 based on the address information of the input data and the number information of the input data received from the controller 906 and performs check node calculation. Then, the check node operator 908 stores the variable node operation results in the memory 902 based on the address information of the output data input from the controller 906 and the number information of the output data. Here, the check node operation has been described above with reference to FIG.

출력 처리기(910)는 변수 노드 연산기(904)로부터 입력받은 데이터를 기반으로 하여 송신 측의 부호어의 정보어 비트들이 0이었는지 1이었는지 경판정한 후, 그 경판정 결과를 출력하게 되고, 출력 처리기(910)의 출력 값이 최종적으로 복호화된 값이 되는 것이다. 이 경우, 도 6에서 하나의 변수 노드로 입력되는 모든 메시지 값(초기 메시지 값과 검사 노드로부터 입력되는 모든 메시지 값들)을 더한 값을 기반으로 경판정 할 수 있다. The output processor 910 outputs a hard decision result based on the data received from the variable node operator 904 after determining whether the information bits of the codeword on the transmission side are 0 or 1, 910 are finally decoded values. In this case, it is possible to make a hard decision based on the sum of all message values (initial message value and all message values input from the check node) input to one variable node in FIG.

한편, 복호화 장치(900)는 LDPC 부호의 부호율, 부호어 길이, 패리티 검사 행렬에 대한 정보를 기저장하기 위한 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있으며, LDPC 복호화부(810)는 이러한 정보를 이용하여 LDPC 부호화를 수행할 수 있다. 하지만, 이는 일 예일 뿐, 해당 정보들은 송신 측으로부터 제공될 수도 있다. The decoding apparatus 900 may further include a memory (not shown) for storing the code rate, the codeword length, and the parity check matrix information of the LDPC code. The LDPC decoding unit 810 decodes the information To perform LDPC encoding. However, this is only an example, and the information may be provided from the transmitting side.

도 10는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전송 블록 구조도이다.10 is a block diagram of a transmission block according to another embodiment of the present invention.

도 10를 참조하면, <Null> bit들을 세그먼트된 길이가 동일하도록 하기 위해 추가할 수 도 있다.Referring to FIG. 10, it is possible to add < Null > bits so that the segmented lengths are the same.

또한 <Null> bit들을 LDPC 부호의 정보 길이를 맞추기 위해 추가할 수도 있다.The < Null > bits may be added to match the information length of the LDPC code.

이상에서는 다양한 길이의 LDPC 부호를 지원하는 통신 및 방송 시스템에 있어서, QC-LDPC 부호에 기반하여 다양한 블록 크기를 적용하는 방법에 대해서 살펴보았다. 다음으로는 상기 제안된 방법에서 부호화 성능을 더 개선하는 방법에 대해서 제안한다. In the foregoing, a method of applying various block sizes based on a QC-LDPC code has been described in a communication and broadcasting system supporting LDPC codes of various lengths. Next, we propose a method to improve the coding performance in the proposed method.

일반적으로 만일 수학식 9 및 수학식 10에서 설명한 리프팅 방법처럼 하나의 LDPC 지수 행렬 또는 수열 등으로부터 매우 다양한 블록 크기 L에 대해 적절히 수열을 변환하여 사용할 경우에는 시스템 구현 시에 1개 또는 적은 개수의 수열에 대해서만 구현하면 되기 때문에 많은 이점이 있다. 하지만, 지원하고자 하는 블록 크기의 종류가 많아질수록 모든 블록 크기에 대해 성능이 좋은 LDPC 부호를 설계하는 것은 매우 어려운 문제이다. In general, if a sequence is suitably transformed from a single LDPC exponent matrix or a sequence, such as the lifting method described in Equations (9) and (10), to a very different block size L, There are many benefits because it only needs to be implemented for. However, it is very difficult to design an LDPC code with good performance for all block sizes as the number of types of block sizes to be supported increases.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 다음과 같은 QC LDPC 부호의 효율적인 설계 방법에 대해서 설명한다. 본 발명에서는 수학식 9 및 수학식 10의 리프팅 방법과 LDPC 부호의 패리티 검사행렬 또는 Tanner 그래프 상의 트래핑 집합 특성을 고려하며 우수한 성능을 가지는 패리티 검사 행렬의 설계 방법에 대해서 제안한다. 본 발명에서는 편의상 수학식 10의

Figure pat00045
에 기반한 리프팅을 가정하여 설명을 진행하지만 반드시 이에 국한할 필요는 없다. In order to solve such a problem, an efficient design method of the QC LDPC code is described as follows. The present invention proposes a method of designing a parity check matrix having excellent performance considering the lifting method of Equations (9) and (10) and the parity check matrix of the LDPC code or the trapping set characteristic of the Tanner graph. In the present invention,
Figure pat00045
Based lifting, but need not be limited to this.

* * 가변 길이 QC LDPC 부호의 설계 방법Design Method of Variable Length QC LDPC Code

Step 1) 채널 부호의 복호 성공에 대한 잡음 임계치(noise threshold)를 결정함에 있어 반복 복호 횟수 (iteration number) 및 밀도 진화 (density evolution)의 수렴(convergence) 기준을 변경하며 밀도 진화 분석을 수행하여 기본 행렬의 무게 분포(weight distribution)을 구한다. Step 1) In determining the noise threshold for decode success of the channel code, a convergence criterion for iteration number and density evolution is changed, and a density evolution analysis is performed, Obtain the weight distribution of the matrix.

Step 2) 힐 크라이밍(Hill Climbing) 방식을 통해 Step 1)에서 얻어진 무게 분포를 개선할 수 있을 경우 그 개선된 무게 분포를 최종 기본 행렬의 무게 분포로 설정한다. Step 2) If the weight distribution obtained in Step 1) can be improved through the Hill Climbing method, the improved weight distribution is set as the weight distribution of the final basic matrix.

Step 3) Step 2)에서 구해진 무게 분포를 토대로 기본 행렬 1개를 구한다. 이때 기본 행렬을 구하는 방법은 기존에 알려진 다양한 방법을 통해 설계해도 무관하다. Step 3) Obtain one basic matrix based on the weight distribution obtained in Step 2). At this time, the method of obtaining the basic matrix may be designed through various known methods.

Step 3) 리프팅은 수학식 10의 를 가정한다. 즉,

Figure pat00047
의 범위를 만족하는 L 값에 대해 모두 동일한 지수 행렬을 사용하여 부호화 및 복호화를 수행함을 가정한다. Step 3) The lifting is expressed by Equation 10 . In other words,
Figure pat00047
It is assumed that encoding and decoding are performed using the same exponent matrix for all the L values satisfying the range of &quot; L &quot;.

Step 4)

Figure pat00048
의 범위를 만족하는 L 값에 따라 지수 행렬을 결정함에 있어 먼저 거스(girth, Tanner 그래프 상의 사이클 길이 중 가장 작은 값)를 최대화한 다음, 사전에 결정된 트랩핑 집합 제거 순서에 따라 트랩핑 집합이 순서대로 최대한 제거되는 지수 행렬을 결정한다. 여기서 상기 결정된 트랩핑 집합 제거 순서는 다음과 같다. Step 4)
Figure pat00048
In order to determine the exponent matrix according to the L value satisfying the range of L, the Gaussian (the smallest value of the cycle length on the Tanner graph) is first maximized, and then the trapping set is sorted in order And determines the exponent matrix to be removed as much as possible. Here, the determined trapping set removal order is as follows.

1순위: (4,0) 트랩핑 집합1 rank: (4,0) trapping set

2순위: (3,1) 트랩핑 집합2 ranks: (3,1) trapping set

3순위: (2,2) 트랩핑 집합3 ranks: (2,2) trapping set

4순위: (3,2) 트랩핑 집합4 ranks: (3,2) trapping set

5순위: (4,1) 트랩핑 집합5 ranks: (4,1) trapping set

6순위: (4,2) 트랩핑 집합6 ranks: (4,2) trapping set

Step 5) 상기 Step 1)부터 Step 4) 과정을 사전에 정해진 수만큼 반복한 다음, 각각 얻어진 부호에 대한 전산 실험을 통해 L 값에 따라 평균적인 성능이 가장 좋은 부호를 최종 선택한다. 여기서 평균적인 성능은 다양한 방법으로 정의 가능한데, 예를 들어서 L 값의 변화에 따라 시스템에서 요구되는 BLER (block error rate)을 달성하기 위해 필요한 최소 SNR (signal to noise ratio)을 찾고, L의 변화에 따른 평균 SNR이 가장 작은 부호를 최종 선택할 수 있다. Step 5) The above steps 1) to 4) are repeated a predetermined number of times, and the code having the best performance with the best performance according to the L value is finally selected through computational experiments on the obtained codes. The average performance can be defined in various ways. For example, the minimum signal-to-noise ratio (SNR) required to achieve the required block error rate (BLER) The code having the smallest average SNR can be finally selected.

상기 가변 길이 QC LDPC 부호의 설계 방법은 일 실시 예일 뿐이며 채널 부호에 대한 요구 조건에 따라 변경 가능함은 자명하다. 예를 들어 Step 3)는 시스템에서 적용하고자 하는 리프팅 방법이 다를 경우에 해당 리프팅 방법을 고려하여 변경 가능하다. 또한 Step 4)에서는 시스템에서 요구되는 채널 부호의 특성에 따라 트랩핑 집합의 제거 순서를 변경할 수도 있다. 또한 상기 가변 길이 QC LDPC 부호의 설계 방법은 길이가 가변인 경우에 대해서 설명하고 있지만, 길이가 1개로 고정되어 있는 경우에도 Step 3) 및 Step 4)에서 리프팅 과정만 제거하고 적용 가능하다. It is obvious that the method of designing the variable length QC LDPC code is only an embodiment and can be changed according to the requirements of the channel code. For example, Step 3) can be changed by considering the lifting method when the lifting method to be applied in the system is different. In step 4), the removal order of the trapping set may be changed according to the characteristics of the channel code required in the system. In addition, although the variable length QC LDPC code design method is described for a variable length, even if the length is fixed to one, the lifting process can be applied only in steps 3) and 4).

예를 들어 정보 비트 수가 작은 수로 정해져 있고, 부호율이 낮은 경우에 복잡도와 성능을 모두 고려하여 채널 부호화 이후 얻어진 부호어 비트 일부를 반복(repetition)하여 전송함을 가정하여 부호를 설계할 수 있다. 이 경우 상기 가변 길이 QC LDPC 부호의 설계 방법의 Step 1)에서 밀도 진화 분석을 위한 초기값 일부를 반복 전송 횟수만큼 증가시켜 잡음 임계치를 결정한다. 또한 부호율이 또는 길이도 고정되어 있다면 Step 3) 및 Step 4)에서 리프팅 과정을 제외할 수 있다. For example, when the number of information bits is set to a small number, and the code rate is low, codes can be designed assuming that a part of codeword bits obtained after channel coding are repetitively transmitted considering complexity and performance. In this case, in step 1) of the method of designing the variable-length QC LDPC code, a noise threshold is determined by increasing a part of the initial value for density evolution analysis by the number of repetitive transmissions. If the coding rate or length is also fixed, the lifting procedure can be excluded in Step 3) and Step 4).

참고로 기존에 잘 알려져 있는 밀도 진화 분석 방법 및 트랩핑 집합의 특징에 대한 자세한 내용은 본 발명의 요지에 벗어나므로 생략하고 각각 다음 참조문헌 Reference [RSU2001] 및 Reference [KaBa2012]으로 대신한다: For reference, details of the well-known density evolution analysis method and the characteristics of the trapping set are out of the scope of the present invention and are replaced by the following reference references [RSU2001] and Reference [KaBa2012] respectively:

Reference [RSU2001]: Reference [RSU2001]:

T. J. Richardson, M. A. Shokrollahi, , and R. L. Urbanke, “Design of capacity-approaching irregular low-density parity-check codes,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 47, no. 2, pp. 619-637, Feb. 2001.T. J. Richardson, M. A. Shokrollahi, and R. L. Urbanke, "Design of capacity-approaching irregular low-density parity-check codes," IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 47, no. 2, pp. 619-637, Feb. 2001.

Reference [KaBa2012]:Reference [KaBa2012]:

M. Karimi and A. H. Banihashemi, “Efficient algorithm for finding dominant trapping sets of LDPC codes,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 58, no. 11, pp. 6942-6958, Nov. 2012.M. Karimi and A. H. Banihashemi, &quot; Efficient algorithm for finding trapping sets of LDPC codes, &quot; IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 58, no. 11, pp. 6942-6958, Nov. 2012.

상기 본 발명의 설계 방법을 통해 설계된 패리티 검사 행렬의 지수 행렬 또는 LDPC 수열에 대한 실시 예를 도 11 내지 도 15에 나타내었다. FIGS. 11 to 15 show embodiments of the exponent matrix or the LDPC sequence of the parity check matrix designed through the design method of the present invention.

또한, 도 11a 내지 도 11b는 도 11의 패리티 검사 행렬을 구분하여, 각 부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 11 의 각 부분은 각 부분에 기재된 도면 번호에 해당하는 행렬에 대응된다. 따라서, 도 11a 내지 도 11b가 결합하여 도 11과 같은 형태의 하나의 패리티 검사 행렬을 구성할 수 있다. 또한, 이는 도 12 내지 도 15에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 도 11 내지 도 15의 지수 행렬에서 각각의 빈 블록은 LxL 크기의 0 행렬에 대응됨을 의미한다.11A to 11B are enlarged views of the parity check matrix of FIG. 11 by dividing the parity check matrix. 11 corresponds to a matrix corresponding to the reference numerals shown in the respective parts. 11A to 11B may be combined to form one parity check matrix of the form shown in FIG. This also applies to FIGS. 12 to 15. In the exponent matrix of FIGS. 11 to 15, each empty block corresponds to a zero matrix of LxL size.

상기 도 11에 나타낸 지수 행렬의 특징은 위 7개의 행과 앞에서부터 17개의 열로 이루어진 부분 행렬은 모두 차수가 2 이상인 특징을 가지고 있다. 또한 상기 도 11에 나타낸 지수 행렬의 또 다른 특징은 18번째 열부터 52번째 열까지는 모두 차수가 1인 특징을 가지고 있다. 즉, 상기 지수 행렬들의 8번째 행부터 42번째 행으로 구성된 35x52 크기의 지수 행렬은 많은 수의 단일 패리티 검사 부호(single parity-check code)들에 대응됨을 특징으로 한다. 결과적으로 상기 도 11에 나타낸 지수 행렬은 차수가 2 이상인 7개의 행 블록과 17개의 열 블록으로 이루어진 패리티 검사 행렬을 가지는 LDPC 부호와 35개의 행 블록과 52 개의 열 블록으로 이루어진 복수 개의 단일 검사 부호와 연접된(concatenation) 형태의 패리티 검사 행렬들과 대응됨을 알 수 있다. The feature of the exponent matrix shown in FIG. 11 is that the partial matrix consisting of 7 rows from the top and 17 columns from the front has a degree of 2 or more. Another feature of the exponent matrix shown in FIG. 11 is that all the columns from the 18th column to the 52nd column have a degree of 1. That is, the exponent matrix of 35x52 size composed of the eighth row to the 42nd row of the exponent matrices corresponds to a large number of single parity-check codes. As a result, the exponent matrix shown in FIG. 11 includes an LDPC code having a parity check matrix consisting of 7 row blocks and 17 column blocks with a degree of 2 or more, a plurality of single check codes consisting of 35 row blocks and 52 column blocks, And correspond to concatenation parity check matrices.

단일 패리티 검사 부호와의 연접 방식을 적용한 패리티 검사 행렬은 확장성이 용이하기 때문에 IR(Incremental Redundancy) 기법을 적용하는데 장점이 있다. 상기 IR 기법은 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 지원을 위해 중요한 기술이기 때문에 효율적이면서 우수한 성능을 가지는 IR 기법은 HARQ 시스템의 효율성을 증가시킨다. 상기 패리티 검사 행렬들에 기초한 LDPC 부호들은 단일 패리티 검사 부호로 확장된 부분을 이용하여 새로운 패리티를 생성하여 전송함으로써 효율적이면서 우수한 성능의 IR 기법을 적용할 수 있다.The parity check matrix using the concatenation with a single parity check code is advantageous in that the IR (Incremental Redundancy) technique is applied because it is easy to expand. Since the IR scheme is an important technology for supporting HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest), an efficient IR scheme with high performance increases the efficiency of the HARQ system. The LDPC codes based on the parity check matrices can be efficiently and efficiently implemented by generating and transmitting new parity using a portion extended by a single parity check code.

상기 도 11의 지수 행렬에서 앞의 10개의 열이 정보 비트에 대응됨을 특징으로 한다. 따라서 정보 비트는 패리티 검사 행렬에서 순환 순열 행렬 또는 순환 행렬의 크기 L에 따라 10L과 같은 크기로 결정될 수 있다. 일반적으로 10L아 아닌 정보 비트 길이는 단축(shortening)과 같은 방법을 통해 지원 가능하다. 또한 부호어 비트 길이는 상기 도 11의 지수 행렬에서 열이 52개 이므로 L 값에 따라 52L과 같은 크기로 지원 가능하다. 일반적으로 52L이 아니거나 부호율이 10/52가 아닌 경우에는 정보 비트에서 일부를 단축하거나 부호 비트에서 일부를 천공(puncturing)하거나 하거나 아니면 두 방법 모두를 적용하여 지원 가능하다. In the exponent matrix of FIG. 11, the first 10 columns correspond to the information bits. Therefore, the information bits can be determined to have the same size as 10 L according to the size L of the circulating permutation matrix or the circulation matrix in the parity check matrix. Generally, information bit lengths other than 10L can be supported by a method such as shortening. Also, since the codeword bit length is 52 in the exponent matrix of FIG. 11, the codeword bit length can be supported as 52 L according to the L value. In general, if the code rate is not 52L or the code rate is not 10/52, it can be supported by shortening a part of the information bits, puncturing a part of the code bits, or applying both methods.

상기 도 11은 다음과 같은 L 값을 사용 하는 경우를 고려하여 설계하였으나 반드시 이에 국한할 필요는 없다. 11 is designed in consideration of the following L value, but it is not necessarily limited thereto.

L = {4, 5, 6, 7} {8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15} {16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30} {32, 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60} {64, 72, 80, 88, 96, 104, 112, 120} {128, 144, 160, 176, 192, 208, 224, 240} {256}L = {4,5,6,7} {8,9,10,11,12,13,14,15} {16,18,20,22,24,26,28,30} {32, 36, 128, 144, 160, 176, 192, 208, 224, 240} {256, 40, 44, 48, 52, 56, 60} {64, 72, 80, 88, 96,

도 12 내지 도 15에서 나타낸 지수 행렬은 L=16으로 고정되었으며, 부호 비트 수도 880으로 고정되어 있는 경우에 대한 지수 행렬이다. The exponent matrix shown in FIGS. 12 to 15 is an exponent matrix for a case where L = 16 and the sign bit number is fixed at 880.

상기 도 12에서는 지수 행렬에서 앞의 6개의 열이, 도 13에서는 지수 행렬에서 앞의 5개의 열이, 도 14에서는 지수 행렬에서 앞의 4개의 열이, 도 15에서는 지수 행렬에서 앞의 3개의 열이 정보 비트에 대응됨을 특징으로 한다. 따라서 정보 비트는 패리티 검사 행렬에서 순환 순열 행렬 또는 순환 행렬의 크기 L=16에 따라 96, 80, 64, 48 등으로 결정될 수 있다. 일반적으로 상기 96, 80, 64, 48 값이 아닌 정보 비트 길이는 단축과 같은 방법을 통해 지원 가능하다. 또한 일반적으로 부호 비트 수가 880이 아닌 경우에는 정보 비트에서 일부를 단축하거나 부호 비트에서 일부를 천공하거나 하거나 아니면 두 방법 모두를 적용하여 지원 가능하다. In FIG. 12, the former six columns are used. In FIG. 13, the former five columns are used. In FIG. 14, the former four columns are used. In the exponent matrix, And a column corresponds to an information bit. Therefore, the information bits may be determined as 96, 80, 64, 48, etc. according to the size L = 16 of the cyclic permutation matrix or circulant matrix in the parity check matrix. In general, the information bit length other than the 96, 80, 64, and 48 values can be supported by a method such as shortening. In general, if the number of code bits is not 880, it is possible to shorten a part of the information bits, puncture a part of the code bits, or apply both methods.

본 발명의 또 다른 실시 예로서 정해진 하나의 기본 행렬 상에서 복수 개의 지수 행렬 또는 LDPC 수열을 적용하는 방법을 제안한다. 즉, 기본 행렬은 1개이며, 상기 기본 행렬 상에서 LDPC 부호의 지수 행렬 또는 수열 등을 구하고, 상기 지수 행렬 또는 수열로부터 각 블록 크기 그룹에 포함된 블록 크기에 맞게 리프팅을 적용함으로써 가변 길이의 LDPC 부호화 및 복호화를 수행한다. 다시 말하면, 복수 개의 서로 다른 LDPC 부호의 지수 행렬 또는 수열에 대해 대응되는 패리티 검사 행렬의 기본 행렬들은 동일함을 특징으로 한다. 이러한 방식은 LDPC 부호의 지수 행렬 또는 LDPC 수열을 구성하는 원소 또는 숫자들은 서로 다른 값을 가질 수 있지만, 해당 원소 또는 숫자들의 위치는 정확히 일치하는 특징을 가진다. 이와 같이 지수 행렬 또는 LDPC 수열들은 각각 순환 순열 행렬의 지수, 즉, 비트들에 대한 일종의 순환 순열 값을 의미하는데, 원소 또는 숫자들의 위치를 모두 동일하게 설정함으로써 해당 순환 순열 행렬에 대응되는 비트들의 위치를 파악하기가 용이하다. As another embodiment of the present invention, there is proposed a method of applying a plurality of exponential matrices or LDPC sequences on a predetermined basic matrix. That is, there is one basic matrix, and an exponent matrix or a sequence of LDPC codes is obtained on the basic matrix, and lifting is applied according to the block size included in each block size group from the exponent matrix or sequence, And decryption. In other words, base matrices of a parity check matrix corresponding to exponent matrices or sequences of a plurality of different LDPC codes are the same. In this scheme, the elements or numbers constituting the exponent matrix or the LDPC sequence of the LDPC code may have different values, but the positions of the elements or numbers have exactly the same characteristics. As described above, the exponent matrix or the LDPC sequence is an index of the cyclic permutation matrix, that is, a kind of circular permutation value for the bits. By setting the positions of the elements or the numbers to be equal to each other, Is easy to grasp.

먼저 지원하고자 하는 블록 크기(Z)를 다음 수학식 15와 같이 복수 개의 블록 크기 그룹 (또는 집합)으로 구분하자. 상기 블록 크기(Z)는 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에서 순환 순열 행렬 또는 순환 행렬의 크기 ZxZ에 대응되는 값임에 유의한다. First, the block size (Z) to be supported is divided into a plurality of block size groups (or sets) as shown in the following Equation (15). Note that the block size Z is a value corresponding to the size ZxZ of the circular permutation matrix or the circular matrix in the parity check matrix of the LDPC code.

[수학식 15] &Quot; (15) &quot;

Z1 = {12, 24, 48, 96, 192}Z1 = {12, 24, 48, 96, 192}

Z2 = {11, 22, 44, 88, 176}Z2 = {11, 22, 44, 88, 176}

Z3 = {10, 20, 40, 80, 160}Z3 = {10, 20, 40, 80, 160}

Z4 = {9, 18, 36, 72, 144}Z4 = {9, 18, 36, 72, 144}

Z5 = {8, 16, 32, 64, 128, 256}Z5 = {8, 16, 32, 64, 128, 256}

Z6 = {15, 30, 60, 120, 240}Z6 = {15, 30, 60, 120, 240}

Z7 = {14, 28, 56, 112, 224}Z7 = {14, 28, 56, 112, 224}

Z8 = {13, 26, 52, 104, 208}Z8 = {13, 26, 52, 104, 208}

상기 수학식 15의 블록 크기 그룹들의 특징은 서로 다른 입도를 가질 뿐만 아니라 이웃한 블록 크기의 비율이 모두 동일한 정수인 특징을 가지고 있다. 즉 다시 말해 하나의 그룹에 포함되어 있는 블록 크기들은 서로 약수 또는 배수 관계에 있다. p (p = 1, 2, …, 8)번째 그룹에 대응되는 지수 행렬을 각각

Figure pat00049
라 하고, 상기 p번째 그룹에 포함된 Z 값에 대응되는 지수 행렬을
Figure pat00050
라 할 때,
Figure pat00051
를 이용하여 수학식 9와 같은 수열의 변환 방법을 적용한다고 하자. 즉, 예를 들어 블록 크기 Z가 Z = 28와 같이 결정된 경우에는 Z = 28이 포함되어 있는 7번째 블록 크기 그룹에 대응되는 지수 행렬
Figure pat00052
에 대해서 Z = 28에 대한 지수 행렬
Figure pat00053
의 각 원소
Figure pat00054
를 다음 수학식 16과 같이 얻을 수 있다. The features of the block size groups in Equation (15) are not only different in granularity but also have the same ratio of neighboring block sizes. That is, the block sizes included in one group are in a divisor or multiple relation. The exponential matrices corresponding to p (p = 1, 2, ..., 8)
Figure pat00049
, And an exponent matrix corresponding to the Z value included in the p-th group
Figure pat00050
In other words,
Figure pat00051
And the transformation method of the sequence as shown in Equation (9) is applied. That is, for example, when the block size Z is determined as Z = 28, the exponent matrix corresponding to the 7th block size group including Z = 28
Figure pat00052
The exponent matrix for Z = 28 for
Figure pat00053
Of each element
Figure pat00054
Can be obtained by the following equation (16).

[수학식 16]&Quot; (16) &quot;

Figure pat00055
Figure pat00055

상기 수학식 16과 같은 변환은 간단히 다음 수학식 17과 같이 나타내기도 한다. The conversion of Equation (16) can be simply expressed as Equation (17).

[수학식 17]&Quot; (17) &quot;

Figure pat00056
Figure pat00056

상기 수학식 15 내지 수학식 17을 고려하여 설계된 LDPC 부호의 기본 행렬 및 지수 행렬 (또는 LDPC 수열)을 도 16 내지 도 24에 나타내었다. 참고로, 이상에서는 수학식 9 또는 수학식 16 내지 수학식 17에서의 리프팅 또는 지수 행렬의 변환 방식에 대해 패리티 검사 행렬에 대응되는 지수 행렬 전체에 적용하는 것을 가정하여 설명하였지만, 상기 지수 행렬의 부분적으로도 적용 가능하다. 예를 들어 통상적으로 패리티 검사 행렬의 패리티 비트에 대응되는 부분 행렬은 효율적인 부호화를 위해서 특수한 구조를 가지는 경우가 많다. 이 경우에 리프팅에 의해 부호화 방법 또는 복잡도에 변화가 생길 수도 있다. 따라서 동일한 부호화 방법 또는 복잡도 유지를 위해서 패리티 검사 행렬에서 패리티에 대응되는 부분 행렬에 대한 지수 행렬의 일부에는 리프팅을 적용하지 않거나 정보어 비트에 대응되는 부분 행렬에 대한 지수 행렬에 적용하는 리프팅 방식과 서로 다른 리프팅을 적용할 수 있다. 다시 말하면, 지수 행렬 내에서 정보어 비트에 대응되는 수열에 적용하는 리프팅 방식과 패리티 비트에 대응되는 수열에 적용하는 리프팅 방식을 서로 다르게 설정할 수 있으며, 경우에 따라 패리티 비트에 대응되는 수열의 일부 또는 전체에는 리프팅을 적용하지 않아 수열 변환 없이 고정된 값을 사용할 수도 있다.The basic matrix and the exponent matrix (or LDPC sequence) of the LDPC code designed in consideration of the above equations (15) to (17) are shown in FIG. 16 to FIG. In the above description, the lifting or exponentiation matrix transformation method in Equation (9) or (16) to (17) is applied to the entire exponent matrix corresponding to the parity check matrix, but the partial matrix . For example, a sub-matrix corresponding to a parity bit of a parity check matrix usually has a special structure for efficient encoding. In this case, the encoding method or the complexity may change due to lifting. Therefore, in order to maintain the same encoding method or the complexity, a lifting method in which lifting is not applied to a partial matrix corresponding to a parity in a parity check matrix in a parity check matrix or an exponent matrix is applied to a partial matrix corresponding to an information bit, Other lifting can be applied. In other words, the lifting scheme applied to the sequence corresponding to the information bits in the exponent matrix and the lifting scheme applied to the sequence corresponding to the parity bits can be set differently. In some cases, a part of the sequence corresponding to the parity bit or In all, no lifting is applied and fixed values can be used without transforming the sequence.

상기 수학식 15 내지 수학식 17에 기반하여 본 발명에서 제안하는 QC LDPC 부호의 설계 방법을 이용하여 설계된 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에 대응되는 기본 행렬 또는 지수 행렬에 대한 실시 예를 도 16 내지 도 24에 순차적으로 나타내었다. (도 16 내지 도 24의 기본 행렬 및 지수 행렬에서 빈 블록들은 ZxZ 크기의 영행렬에 대응되는 부분을 나타냄에 유의한다. 경우에 따라서 도 16의 기본 행렬에서의 빈 블록들은 0으로 표현 가능하며, 도 17 내지 도 24의 지수 행렬에서 빈 블록들은 -1 과 같은 특정된 값으로도 표현 가능하다.) 상기 도 17 내지 도 24에 나타낸 LDPC 부호의 지수 행렬들은 동일한 기본 행렬을 가진다는 특징이 있다.An example of a basic matrix or an exponent matrix corresponding to a parity check matrix of an LDPC code designed using the QC LDPC code design method proposed by the present invention based on Equations (15) to (17) Respectively. (Note that empty blocks in the basic matrix and exponent matrix of FIGS. 16 to 24 represent portions corresponding to the zero matrix of ZxZ size.) In some cases, empty blocks in the basic matrix of FIG. Empty blocks in the exponent matrix of Figs. 17 to 24 can also be expressed by a specified value such as -1). Exponential matrices of the LDPC codes shown in Figs. 17 to 24 have the same basic matrix.

도 16 내지 도 24의 행렬은 42x52 크기의 기본 행렬 또는 LDPC 지수 행렬을 도시한 도면이다. 또한 각 지수 행렬에서 위 5개의 행과 앞에서부터 15개의 열로 구성된 부분 행렬은 차수가 1인 열이 없다. 이는 다시 말해 상기 부분 행렬로부터 리프팅을 적용하여 생성 가능한 패리티 검사 행렬은 차수가 1인 열 또는 열 블록이 없음을 의미한다. 16 to 24 are diagrams showing a basic matrix or a LDPC exponent matrix of 42x52 size. Also, in each exponent matrix, the partial matrix consisting of the above five rows and the first 15 columns does not have a column of degree 1. That is, the parity check matrix that can be generated by applying lifting from the partial matrix means that there is no column or column block with degree 1.

또한, 도 16a 내지 도 16b는 도 16의 지수 행렬을 구분하여, 각 부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 16은 각 부분에 기재된 도면 번호에 해당하는 도면의 행렬에 대응된다. 따라서, 도 16a 내지 도 16b가 결합하여 하나의 기본 행렬을 구성할 수 있다. 16A and 16B are enlarged views of the exponent matrix of FIG. 16 corresponds to the matrix of the drawing corresponding to the reference numerals shown in the respective parts. Therefore, one basic matrix can be constructed by combining Figs. 16A to 16B.

또한, 도 17a 내지 도 17b는 도 17의 지수 행렬을 구분하여, 각 부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 17은 각 부분에 기재된 도면 번호에 해당하는 도면의 행렬에 대응된다. 따라서, 도 17a 내지 도 17b 결합하여 하나의 지수 행렬 또는 LDPC 수열을 구성할 수 있다. 마찬가지로 도 18 내지 도 24 또한 각 지수 행렬을 구분한 다음 각 부분을 확대하여 도시한 것이다. 17A to 17B are enlarged views of the exponent matrix shown in FIG. 17 by dividing the exponent matrix. 17 corresponds to the matrix of the drawing corresponding to the reference numerals shown in the respective parts. Therefore, one exponent matrix or an LDPC sequence can be constructed by combining Figs. 17A to 17B. Similarly, FIGS. 18 to 24 are enlarged views of respective exponent matrices.

상기 도 16 내지 도 24에 나타낸 지수 행렬의 또 다른 특징은 모두 16번째 열부터 52번째 열까지는 모두 차수가 1인 특징을 가지고 있다. 즉, 상기 지수 행렬들의 6번째 행부터 42번째 행으로 구성된 37x52 크기의 기본 행렬 또는 지수 행렬은 단일 패리티 검사 부호(single parity-check code)에 대응됨을 특징으로 한다.The other features of the exponent matrix shown in FIG. 16 to FIG. 24 are that all of the 16th column to the 52nd column have a degree of 1. That is, a basic matrix or exponent matrix of 37x52 size composed of the 6th to 42nd rows of the exponent matrices corresponds to a single parity-check code.

상기 도 17 내지 도 24에 나타낸 지수 행렬들은 각각 수학식 15에서 정의된 블록 크기 그룹을 고려하여 설계된 LDPC 부호에 각각 대응된다. 하지만 시스템의 요구 사항에 따라서 상기 블록 크기 그룹에 포함된 모든 블록 크기를 반드시 지원할 필요는 없다. 결과적으로 상기 도 17 내지 도 24에 나타낸 지수 행렬들은 수학식 15에서 정의된 블록 크기 그룹(집합)에 대응되는 블록 크기를 지원할 수 있을 뿐만 아니라 최소한 각 그룹(집합)의 부분 집합에 대응되는 블록 크기를 지원할 수 있다.The exponential matrices shown in FIG. 17 to FIG. 24 correspond to the LDPC codes designed in consideration of the block size group defined in Equation (15), respectively. However, it is not necessary to support all block sizes included in the block size group according to the requirements of the system. As a result, the exponential matrices shown in FIGS. 17 to 24 can not only support the block sizes corresponding to the block size group (set) defined in Equation (15) but also have a block size corresponding to a subset of each group .

또한 시스템에 따라 상기 도 16 내지 도 24에 나타낸 기본 행렬 및 지수 행렬을 그대로 사용할 수도 있고, 그 일부만 사용될 수도 있다. 예를 들면, 상기 도 16 내지 도 24의 각 기본 행렬 및 지수 행렬들의 위 7개의 행과 앞에서부터 17개의 열로 구성된 7x17 크기의 부분 행렬과 35x52 크기의 또 다른 지수 행렬을 연접함으로써 새로운 지수 행렬을 생성하여 LDPC 부호화 및 복호화를 적용할 수 있다. In addition, the basic matrix and exponential matrix shown in FIGS. 16 to 24 may be used as they are, or only a part of them may be used. For example, a new exponent matrix is generated by concatenating a 7x17 size sub-matrix composed of 7 rows and 17 columns from the basic matrix and exponent matrices shown in FIGS. 16 to 24 and another exponent matrix of 35x52 size So that LDPC encoding and decoding can be applied.

마찬가지로 상기 도 16 내지 도 24에 나타낸 기본 행렬 및 지수 행렬에서 아래 8번째 행부터 마지막 행, 그리고 1번재 열부터 52번째 열로 구성된 35x52 크기의 부분 행렬과 7x17 크기의 또 다른 부분 행렬을 연접함으로써 새로운 지수 행렬을 생성하여 LDPC 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다. Likewise, in the basic matrix and exponent matrix shown in Figs. 16 to 24, a 35x52 size sub-matrix composed of the 8th row to the last row and the 1st row to the 52nd row is concatenated with another sub-matrix of 7x17 size, Matrix can be generated to perform LDPC encoding and decoding.

일반적으로 상기 도 16의 기본 행렬에서 적절히 행과 열을 선택하여 이루어진 부분 행렬을 새로운 기본 행렬로 적용하여 LDPC 부호화 및 복호화를 수행할 수도 있다. 마찬가지로 도 17 내지 도 24의 지수 행렬에서 적절히 행 블록과 열 블록을 선택하여 이루어진 부분 행렬을 새로운 지수 행렬로 적용하여 LDPC 부호화 및 복호화를 수행할 수도 있다. Generally, a partial matrix formed by appropriately selecting rows and columns in the basic matrix of FIG. 16 may be applied as a new basic matrix to perform LDPC encoding and decoding. Likewise, LDPC coding and decoding may be performed by applying a partial matrix formed by selecting row blocks and column blocks appropriately in the exponent matrix of Figs. 17 to 24 as a new exponent matrix.

일반적으로 LDPC 부호는 부호율에 따라 부호어 비트의 천공을 적용하여 부호율을 조절할 수 있다. 상기 도 16 내지 도 24에 나타낸 기본 행렬 또는 지수 행렬에 기반한 LDPC 부호는 차수가 1인 열에 대응되는 패리티 비트를 천공할 경우에는 LDPC 복호기에서 패리티 검사 행렬에서 해당 부분을 사용하지 않고 복호를 수행할 수 있기 때문에 복호 복잡도가 줄어드는 장점이 있다. 하지만, 부호화 성능을 고려할 경우에는 패리티 비트의 천공 순서 또는 생성된 LDPC 부호어의 전송 순서를 조절함으로써 LDPC 부호의 성능을 개선할 수 있는 방법이 있다. Generally, LDPC codes can be controlled by applying puncturing of codeword bits according to the coding rate. When the LDPC code based on the basic matrix or the exponent matrix shown in FIG. 16 to FIG. 24 is punctured with a parity bit corresponding to a column of degree 1, the LDPC decoder can perform decoding without using the corresponding part in the parity check matrix The decoding complexity is reduced. However, when coding performance is considered, there is a method of improving the performance of the LDPC code by adjusting the puncturing order of the parity bits or the transmission order of the generated LDPC codeword.

예를 들어 상기 도 16 내지 도 24에 대응되는 기본 행렬 또는 지수 행렬 중 앞 2개 열에 대응되는 정보어 비트를 천공하고, 18번째 열부터 52번째 열에 대응되는 차수가 1인 패리티 비트를 모두 천공하면 부호율이 10/15인 LDPC 부호어를 전송할 수 있게 된다. 일반적으로 상기 도 16 내지 도 24에 대응되는 기본 행렬 및 지수 행렬을 이용하여 LDPC 부호어를 생성한 다음 적절히 레이트 매칭을 적용하면 성능이 더 개선될 수도 있다. 물론 상기 레이트 매칭을 고려하여 상기 기본 행렬 또는 지수 행렬에서의 열의 순서를 적절히 재정렬하여 LDPC 부호화 및 복호화에 적용할 수도 있다. For example, if the information bits corresponding to the first two columns out of the basic matrix or exponent matrix corresponding to FIG. 16 to FIG. 24 are punctured and all the parity bits having the degree 1 corresponding to the 18th column to the 52nd column are punctured The LDPC codeword with a coding rate of 10/15 can be transmitted. Generally, performance may be further improved by appropriately applying rate matching after generating an LDPC codeword using the basic matrix and exponent matrix corresponding to FIGS. 16 to 24 above. Of course, considering the rate matching, the order of the columns in the basic matrix or the exponent matrix may be appropriately rearranged and applied to LDPC coding and decoding.

통상적으로 상기 LDPC 부호화 과정은 먼저 LDPC 부호화를 적용할 입력 비트(또는 코드 블록) 크기를 결정한 다음에 그 크기에 따라 상기 LDPC 부호화를 적용할 블록 크기(Z)를 결정하고, 상기 블록 크기에 따라 적절한 LDPC 지수 행렬 또는 수열을 결정한 다음, 상기 블록 크기(Z)와 상기 결정된 지수 행렬 또는 LDPC 수열을 기반으로 LDPC 부호화를 수행한다. 이때 상기 LDPC 지수 행렬 또는 수열을 변환 없이 LDPC 부호화에 적용할 수도 있으며, 경우에 따라 상기 LDPC 지수 행렬 또는 수열을 블록 크기(Z)에 따라 적절히 변환하여 LDPC 부호화를 수행할 수 있다. Generally, the LDPC coding process first determines a size of an input bit (or a code block) to which LDPC coding is to be applied, determines a block size (Z) to which the LDPC coding is applied according to the size, Determines an LDPC exponent matrix or a sequence, and then performs LDPC encoding based on the block size (Z) and the determined exponent matrix or LDPC sequence. At this time, the LDPC exponent matrix or the sequence may be applied to the LDPC encoding without conversion, and the LDPC exponent matrix or the sequence may be appropriately converted according to the block size Z to perform LDPC encoding.

마찬가지로 LDPC 복호화 과정은 전송된 LDPC 부호어에 대한 입력 비트 (또는 코드 블록) 크기를 결정한 다음에 그 크기에 따라 LDPC 복호화를 적용할 블록 크기(Z)를 결정하고, 상기 블록 크기에 따라 적절한 LDPC 지수 행렬 또는 수열을 결정한 다음, 상기 블록 크기(Z)와 상기 결정된 지수 행렬 또는 LDPC 수열을 기반으로 LDPC 복호화를 수행한다. 이때 상기 LDPC 지수 행렬 또는 수열을 변환 없이 LDPC 복호화에 적용할 수도 있으며, 경우에 따라 상기 LDPC 지수 행렬 또는 수열을 블록 크기(Z)에 따라 적절히 변환하여 LDPC 복호화를 수행할 수 있다. Similarly, the LDPC decoding process determines an input bit (or a code block) size for the transmitted LDPC codeword, then determines a block size (Z) to which LDPC decoding is applied according to the size, And then performs LDPC decoding based on the block size (Z) and the determined exponent matrix or LDPC sequence. At this time, the LDPC exponent matrix or sequence may be applied to the LDPC decoding without conversion, and if necessary, the LDPC exponent matrix or the sequence may be appropriately converted according to the block size Z to perform LDPC decoding.

도 16에 나타낸 기본 행렬은 다양한 형태로 표현 가능한데 일례로 다음 수학식 18 내지 수학식 21과 같은 수열을 이용하여 표현할 수도 있다. The basic matrix shown in FIG. 16 can be expressed in various forms. For example, the basic matrix shown in FIG. 16 may be expressed using a sequence such as the following equations (18) to (21).

수학식 18은 도 16의 기본 행렬에서 42x52 크기의 부분 행렬 안에 원소 1의 위치를 각 행 별로 나타낸 것이다. 예를 들어 상기 수학식 18에서 2 번째 수열의 2 번째 값 6의 의미는 기본 행렬에서 2번째 행의 6번째 열에 원소 1이 있음을 의미한다. (상기 예에서 수열 및 행렬에서의 원소의 시작 순서는 0부터 시작하는 것으로 간주하였다.)Equation (18) shows the position of the element 1 in each sub-matrix of 42x52 size in the basic matrix of FIG. For example, in Equation (18), the second value 6 of the second sequence means that element 1 exists in the sixth column of the second matrix in the basic matrix. (In the above example, the order of the elements in the sequence and the matrix is regarded as starting from 0.)

수학식 19는 도 16의 기본 행렬에서 42x52 크기의 부분 행렬 안에 원소 1의 위치를 각 열 별로 나타낸 것이다. 예를 들어 상기 수학식 18에서 3 번째 수열의 3 번째 값 10의 의미는 기본 행렬에서 3번째 열의 10번째 행에 원소 1이 있음을 의미한다. (상기 예에서 수열 및 행렬에서의 원소의 시작 순서는 0부터 시작하는 것으로 간주하였다.)The expression (19) represents the position of the element 1 in each column in the 42x52 size submatrix in the basic matrix of FIG. For example, the third value 10 of the third sequence in Equation (18) means that there is an element 1 in the tenth row of the third column in the basic matrix. (In the above example, the order of the elements in the sequence and the matrix is regarded as starting from 0.)

[수학식 18]&Quot; (18) &quot;

0 2 3 4 5 6 7 9 10 11 0 2 3 4 5 6 7 9 10 11

0 1 8 11 12 0 1 8 11 12

0 1 6 8 9 10 12 13 0 1 6 8 9 10 12 13

0 2 3 4 5 7 8 9 13 14 0 2 3 4 5 7 8 9 13 14

0 2 3 4 5 6 7 10 14 0 2 3 4 5 6 7 10 14

0 1 10 15 0 1 10 15

0 1 6 9 10 16 0 1 6 9 10 16

1 3 4 9 17 1 3 4 9 17

0 1 2 8 10 18 0 1 2 8 10 18

0 5 6 19 0 5 6 19

0 1 7 12 20 0 1 7 12 20

1 2 6 21 1 2 6 21

0 4 7 10 22 0 4 7 10 22

0 1 3 23 0 1 3 23

0 5 8 10 24 0 5 8 10 24

0 4 12 25 0 4 12 25

1 2 8 26 1 2 8 26

0 1 9 14 27 0 1 9 14 27

0 3 12 28 0 3 12 28

1 8 14 291 8 14 29

1 5 12 30 1 5 12 30

0 6 9 31 0 6 9 31

1 4 14 321 4 14 32

0 13 33 0 13 33

1 12 14 34 1 12 14 34

0 5 8 35 0 5 8 35

4 14 36 4 14 36

1 2 12 37 1 2 12 37

0 3 38 0 3 38

1 7 13 39 1 7 13 39

8 10 12 40 8 10 12 40

1 3 7 41 1 3 7 41

6 10 12 42 6 10 12 42

1 5 43 1 5 43

2 9 12 44 2 9 12 44

1 13 45 1 13 45

2 4 12 46 2 4 12 46

1 6 7 8 47 1 6 7 8 47

0 4 48 0 4 48

12 13 14 49 12 13 14 49

1 10 50 1 10 50

3 8 12 513 8 12 51

[수학식 19] &Quot; (19) &quot;

0 3 4 7 13 18 28 31 410 3 4 7 13 18 28 31 41

0 3 4 7 12 15 22 26 36 380 3 4 7 12 15 22 26 36 38

0 3 4 9 14 20 25 330 3 4 9 14 20 25 33

0 2 4 6 9 11 21 32 370 2 4 6 9 11 21 32 37

0 3 4 10 12 29 31 370 3 4 10 12 29 31 37

1 2 3 8 14 16 19 25 30 37 411 2 3 8 14 16 19 25 30 37 41

0 2 3 6 7 17 21 340 2 3 6 7 17 21 34

0 2 4 5 6 8 12 14 30 32 400 2 4 5 6 8 12 14 30 32 40

0 1 0 1

1 2 10 15 18 20 24 27 30 32 34 36 39 411 2 10 15 18 20 24 27 30 32 34 36 39 41

2 3 23 29 35 392 3 23 29 35 39

3 4 17 19 22 24 26 393 4 17 19 22 24 26 39

55

66

77

88

99

1010

1111

1212

1313

1414

1515

1616

1717

1818

1919

2020

2121

2222

2323

2424

2525

2626

2727

2828

2929

3030

3131

3232

3333

3434

3535

3636

3737

3838

3939

4040

4141

상기 도 16의 기본 행렬과 차수가 1인 열의 위치에 특정 규칙이 있을 경우에는 해당 위치에 대한 정보를 다음 수학식 20과 수학식 21처럼 각각 생략 가능하다. 물론 송신 장치와 수신 장치에서는 상기 특정 규칙을 알고 있다고 가정한다. When there is a specific rule in the basic matrix of FIG. 16 and the position of the column of degree 1, information on the position can be omitted as shown in the following Equation 20 and Equation 21, respectively. Of course, it is assumed that the transmitting device and the receiving device know the specific rule.

기본 행렬 또는 지수 행렬의 일부에 대해 일정한 규칙을 가지는 경우에는 상기 기본 행렬 또는 지수 행렬을 보다 간단히 표현할 수도 있다. 예를 들어 상기 도 16 내지 도 24의 기본 행렬 또는 지수 행렬과 같이 15번째 열블록부터 마지막 열블록까지는 대각구조(diagonal)를 가지는 경우에는 원소의 위치나 그 지수 값들을 생략하되, 해당 규칙을 알고 있다고 가정한다. If the basic matrix or a part of the exponent matrix has a certain rule, the basic matrix or the exponent matrix may be expressed more simply. For example, in a case where a diagonal from the 15th column block to the last column block is diagonal like the basic matrix or exponent matrix shown in FIGS. 16 to 24, the positions of the elements and their exponent values are omitted, .

일례로서 하기 수학식 20 또는 수학식 21은 상기 수학식 18 및 수학식 19에서 각각 15번째 열 블록부터 마지막 열 블록까지 원소 1의 위치를 생략한 예이다. As an example, the following equations (20) and (21) are examples in which the positions of the elements 1 from the 15th column block to the last column block in the equations (18) and (19) are omitted.

[수학식 20] &Quot; (20) &quot;

0 2 3 4 5 6 7 9 10 11 0 2 3 4 5 6 7 9 10 11

0 1 8 11 12 0 1 8 11 12

0 1 6 8 9 10 12 13 0 1 6 8 9 10 12 13

0 2 3 4 5 7 8 9 13 14 0 2 3 4 5 7 8 9 13 14

0 2 3 4 5 6 7 10 14 0 2 3 4 5 6 7 10 14

0 1 10 0 1 10

0 1 6 9 10 0 1 6 9 10

1 3 4 9 1 3 4 9

0 1 2 8 10 0 1 2 8 10

0 5 6 0 5 6

0 1 7 12 0 1 7 12

1 2 6 1 2 6

0 4 7 10 0 4 7 10

0 1 3 0 1 3

0 5 8 10 0 5 8 10

0 4 12 0 4 12

1 2 8 1 2 8

0 1 9 14 0 1 9 14

0 3 12 0 3 12

1 8 14 1 8 14

1 5 12 1 5 12

0 6 9 0 6 9

1 4 14 1 4 14

0 13 0 13

1 12 14 1 12 14

0 5 8 0 5 8

4 14 4 14

1 2 12 1 2 12

0 3 0 3

1 7 13 1 7 13

8 10 12 8 10 12

1 3 7 1 3 7

6 10 12 6 10 12

1 5 1 5

2 9 12 2 9 12

1 13 1 13

2 4 12 2 4 12

1 6 7 8 1 6 7 8

0 4 0 4

12 13 14 12 13 14

1 10 1 10

3 8 12 3 8 12

[수학식 21] &Quot; (21) &quot;

0 3 4 7 13 18 28 31 410 3 4 7 13 18 28 31 41

0 3 4 7 12 15 22 26 36 380 3 4 7 12 15 22 26 36 38

0 3 4 9 14 20 25 330 3 4 9 14 20 25 33

0 2 4 6 9 11 21 32 370 2 4 6 9 11 21 32 37

0 3 4 10 12 29 31 370 3 4 10 12 29 31 37

1 2 3 8 14 16 19 25 30 37 411 2 3 8 14 16 19 25 30 37 41

0 2 3 6 7 17 21 340 2 3 6 7 17 21 34

0 2 4 5 6 8 12 14 30 32 400 2 4 5 6 8 12 14 30 32 40

0 1 0 1

1 2 10 15 18 20 24 27 30 32 34 36 39 411 2 10 15 18 20 24 27 30 32 34 36 39 41

2 3 23 29 35 392 3 23 29 35 39

3 4 17 19 22 24 26 393 4 17 19 22 24 26 39

상기 수학식 21은 도 17의 지수 행렬에서 42x52 크기의 지수 행렬 안에 각 원소 값을 각 행 별로 나타낸 것이다. 예를 들어 상기 수학식 22에서 2 번째 수열의 2 번째 값 56의 의미는 지수 행렬에서 2번째 행의 2 번째 원소의 값이 56임을 의미하며, 이는 상기 도 16 및 도 수학식 18을 생각하면 패리티 검사 행렬에서 2 번째 행 블록, 6번째 열 블록에 대응되는 순환 순열 행렬의 지수가 56임을 의미한다. The expression (21) represents each element value in each exponent matrix in the exponent matrix of 42x52 size in the exponent matrix of FIG. For example, the second value 56 of the second sequence in Equation (22) means that the value of the second element of the second row in the exponent matrix is 56, which means that parity The index of the cyclic permutation matrix corresponding to the second row block and the sixth column block in the check matrix is 56.

지수 행렬의 일부에 대해 일정한 규칙을 가지는 경우에는 지수 행렬을 보다 간단히 표현할 수도 있다. 예를 들어 상기 도 17 내지 도 24의 지수 행렬과 같이 15번째 열블록부터 마지막 열블록까지는 대각구조(diagonal)를 가지는 경우에는 그 지수 값들을 생략하되, 해당 규칙을 알고 있다고 가정한다. The exponent matrix may be expressed more simply when a certain rule is applied to a part of the exponent matrix. For example, in a case where a diagonal from the 15th column to the last column block is diagonal like the exponent matrix shown in FIGS. 17 to 24, it is assumed that the exponent values are omitted and the corresponding rule is known.

일례로서 하기 수학식 23은 15번째 열 블록부터 마지막 열 블록까지 지수 0 값을 생략한 예이다. For example, the following equation (23) is an example in which the exponent 0 value is omitted from the 15th column block to the last column block.

[수학식 22] &Quot; (22) &quot;

157 77 187 94 180 112 163 155 1 0 157 77 187 94 180 112 163 155 1 0

10 24 17 0 0 10 24 17 0 0

24 104 56 88 46 0 0 0 24 104 56 88 46 0 0 0

69 11 14 92 53 88 66 26 0 0 69 11 14 92 53 88 66 26 0 0

18 102 173 45 112 168 45 1 0 18 102 173 45 112 168 45 1 0

157 101 135 0 157 101 135 0

188 91 185 98 175 0 188 91 185 98 175 0

79 24 86 107 0 79 24 86 107 0

150 36 129 107 106 0 150 36 129 107 106 0

110 76 189 0 110 76 189 0

147 16 151 186 0 147 16 151 186 0

24 64 100 0 24 64 100 0

74 185 67 89 0 74 185 67 89 0

88 58 181 0 88 58 181 0

29 47 63 34 0 29 47 63 34 0

189 172 85 0 189 172 85 0

73 21 145 0 73 21 145 0

125 112 120 37 0 125 112 120 37 0

3 10 98 0 3 10 98 0

9 154 58 0 9 154 58 0

136 84 5 0 136 84 5 0

118 89 147 0 118 89 147 0

98 100 161 0 98 100 161 0

37 143 0 37 143 0

131 138 157 0 131 138 157 0

118 41 87 0 118 41 87 0

188 146 0 188 146 0

190 15 12 0 190 15 12 0

112 180 0 112 180 0

41 191 76 0 41 191 76 0

139 33 132 0 139 33 132 0

110 8 127 0 110 8 127 0

102 4 69 0 102 4 69 0

150 92 0 150 92 0

82 146 14 0 82 146 14 0

51 41 0 51 41 0

154 83 48 0 154 83 48 0

61 2 165 81 0 61 2 165 81 0

151 132 0 151 132 0

63 152 86 0 63 152 86 0

0 151 0 0 151 0

79 144 33 079 144 33 0

[수학식 22] &Quot; (22) &quot;

157 77 187 94 180 112 163 155 1 0 157 77 187 94 180 112 163 155 1 0

10 24 17 0 0 10 24 17 0 0

24 104 56 88 46 0 0 0 24 104 56 88 46 0 0 0

69 11 14 92 53 88 66 26 0 0 69 11 14 92 53 88 66 26 0 0

18 102 173 45 112 168 45 1 0 18 102 173 45 112 168 45 1 0

157 101 135 157 101 135

188 91 185 98 175 188 91 185 98 175

79 24 86 107 79 24 86 107

150 36 129 107 106 150 36 129 107 106

110 76 189 110 76 189

147 16 151 186 147 16 151 186

24 64 100 24 64 100

74 185 67 89 74 185 67 89

88 58 181 88 58 181

29 47 63 34 29 47 63 34

189 172 85 189 172 85

73 21 145 73 21 145

125 112 120 37 125 112 120 37

3 10 98 3 10 98

9 154 58 9 154 58

136 84 5 136 84 5

118 89 147 118 89 147

98 100 161 98 100 161

37 143 37 143

131 138 157 131 138 157

118 41 87 118 41 87

188 146 188 146

190 15 12 190 15 12

112 180 112 180

41 191 76 41 191 76

139 33 132 139 33 132

110 8 127 110 8 127

102 4 69 102 4 69

150 92 150 92

82 146 14 82 146 14

51 41 51 41

154 83 48 154 83 48

61 2 165 81 61 2 165 81

151 132 151 132

63 152 86 63 152 86

0 151 0 151

79 144 33 79 144 33

이와 같이 기본 행렬 및 지수 행렬은 다양한 방법으로 표현 가능하며, 만일 열 또는 행의 퍼뮤테이션(permutation)을 적용할 경우에는 상기 수학식 18 내지 수학식 23에서 적절히 수열 또는 수열 내의 숫자들의 위치를 변경함으로써 동일하게 표현 가능하다. In this way, the basic matrix and the exponent matrix can be expressed in various ways. If the permutation of a column or a row is applied, the positions of the numbers in the sequence or sequence may be appropriately changed in the equations (18) to The same can be expressed.

본 발명에서 제안하는 설계 방법을 통해 기본 행렬 및 지수 행렬을 설계 하는 일례로서 도 25 내지 도 33을 통해 설명한다. 상기 도 25 내지 도 33의 기본 행렬 및 지수 행렬은 각 기본 행렬 및 지수 행렬에서 위에서부터 22개의 행과 앞에서부터 32개의 열로 이루어진 22x32 크기의 부분 행렬이 이미 고정되어 있음을 조건으로 생성한 기본 행렬 및 지수 행렬이다. 즉, 도 25의 기본 행렬은 도 25a 내지 25f가 주어져 있을 때 본 발명에서 제안하는 설계 방법을 적용하여 도 25g 내지 25i를 설계하여 도 25와 같이 확장하여 설계된 기본 행렬의 일례이다. 마찬가지로 도 26 내지 도 33의 경우에도 도 25와 유사한 방식을 통해 확장하여 설계된 지수 행렬들의 일례이다. 이와 같이 기본 행렬 또는 지수 행렬의 일부가 사전에 미리 특정한 행렬 또는 수열 등으로 고정되어 있을 경우에도 본 발명에서 제안한 방법 통해 확장된 기본 행렬 또는 지수 행렬을 설계 가능함을 알 수 있다. An example of designing the basic matrix and the exponent matrix through the design method proposed by the present invention will be described with reference to FIG. 25 to FIG. The basic matrix and the exponent matrix shown in FIGS. 25 to 33 are the basic matrix generated on condition that a 22x32 sub-matrix consisting of 22 rows from the top and 32 columns from the top in each basic matrix and exponent matrix is already fixed, and Exponent matrix. That is, the basic matrix of FIG. 25 is an example of a basic matrix designed by extending FIGS. 25A to 25F by designing FIGS. 25G to 25I by applying the design method proposed by the present invention. 26 to 33 are also examples of exponential matrices designed in a manner similar to that of FIG. In this way, even when a basic matrix or a part of the exponent matrix is fixed in advance by a specific matrix or sequence, it can be understood that the basic matrix or exponent matrix can be designed by the method proposed by the present invention.

상기 도 25 내지 도 33의 기본 행렬 또는 지수 행렬은 42x52 크기를 가지며, 지수 행렬의 빈 블록들은 통상적으로 ZxZ 크기의 영행렬에 대응되며, -1과 같은 특정 값으로 표현될 수 있다.The basic matrix or exponent matrix of FIGS. 25 to 33 has a size of 42x52, and the empty blocks of the exponent matrix typically correspond to a zero matrix of ZxZ size, and can be expressed by a specific value such as -1.

기본적으로 각 기본 행렬 및 지수 행렬들은 상기 수학식 15 내지 수학식 17과 같은 조건 및 방법들을 고려하여 설계하였는데 반드시 그에 국한할 필요는 없다. 예를 들어 수학식 15의 블록 크기 그룹에 포함되어 있는 블록 크기(Z) 값을 지원할 수 있을 뿐만 아니라, 다음 수학식 23과 같은 블록 크기 그룹에 대해서 지원 가능할 수도 있으며, 상기 수학식 23의 적절한 부분 집합에 포함되는 블록 크기 값을 사용할 수도 있으며, 상기 수학식 15 또는 수학식 23의 블록 크기 그룹(집합)에 적절한 값들을 추가하여 사용할 수도 있다. Basically, each basic matrix and exponent matrices are designed in consideration of the conditions and methods as shown in Equations (15) to (17) above, but need not be limited thereto. For example, it may support a block size (Z) value included in a block size group of Equation (15), but may be applicable to a block size group as shown in Equation (23) A block size value included in the set may be used, or a suitable value may be added to the block size group (set) of Equation (15) or (23).

[수학식 23] &Quot; (23) &quot;

Z1'= {3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384}Z1 '= {3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384}

Z2'= {11, 22, 44, 88, 176, 352}Z2 '= {11, 22, 44, 88, 176, 352}

Z3'= {5, 10, 20, 40, 80, 160, 320}Z3 '= {5, 10, 20, 40, 80, 160, 320}

Z4'= {9, 18, 36, 72, 144, 288}Z4 '= {9, 18, 36, 72, 144, 288}

Z5'= {2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256}Z5 '= {2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256}

Z6'= {15, 30, 60, 120, 240}Z6 '= {15, 30, 60, 120, 240}

Z7'= {7, 14, 28, 56, 112, 224}Z7 '= {7, 14, 28, 56, 112, 224}

Z8'= {13, 26, 52, 104, 208}Z8 '= {13, 26, 52, 104, 208}

상기 수학식 15 내지 수학식 17 또는 수학식 23 등에 기반하여 설계된 QC LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에 대응되는 지수 행렬에 대한 실시 예를 도 26 내지 도 33에 순차적으로 나타내었다. 상기 도 26 내지 도 33에 나타낸 LDPC 부호의 지수 행렬들은 모두 동일한 기본 행렬을 가지며, 상기 기본 행렬은 도 25인 특징이 있다. An exemplary exponent matrix corresponding to a parity check matrix of a QC LDPC code designed based on Equations (15) to (17) or (23) is shown in FIG. 26 to FIG. The exponent matrices of the LDPC codes shown in FIGS. 26 to 33 have the same basic matrix, and the basic matrix is characterized in FIG.

도 25a 내지 도 25i는 도 25의 기본 행렬을 구분하여, 각 부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 25는 각 부분에 기재된 도면 번호에 해당하는 도면의 행렬에 대응된다. 따라서, 도 25a 내지 도 25i가 결합하여 하나의 기본 행렬을 구성할 수 있다. 25A to 25I are enlarged views of the basic matrix of the basic matrix shown in Fig. 25 corresponds to the matrix of the drawing corresponding to the reference numerals shown in the respective parts. Therefore, one basic matrix can be constructed by combining Figs. 25A to 25I.

도 26a 내지 도 26i는 도 26의 지수 행렬을 구분하여, 각 부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 26는 각 부분에 기재된 도면 번호에 해당하는 도면의 행렬에 대응된다. 따라서, 도 26a 내지 도 26i가 결합하여 하나의 지수 행렬을 구성할 수 있다. 도 27 내지 도 33은 도 26의 A, D 및 G 부분만을 도시한 것이다. 도 27 내지 도 33의 B, C, E, F, H 및 I 부분은 도 26의 B, C, E, F, H 및 I 부분과 동일하다. 즉 도 26b, 26c, 26e, 26f, 26h 및 26i 부분에 도시된 바와 동일하다. 도 27 내지 도 33을 A, D 및 G 부분으로 하여 도 26b, 26c, 26e, 26f, 26h 및 26i를 결합하여 지수 행렬을 구성할 수 있다.Figs. 26A to 26I are enlarged views of the exponent matrix of Fig. 26 corresponds to the matrix of the figure corresponding to the reference numerals shown in the respective parts. 26A to 26I may be combined to form one exponent matrix. Figs. 27 to 33 show only the portions A, D and G in Fig. The portions B, C, E, F, H and I of Figs. 27 to 33 are the same as the portions B, C, E, F, H and I of Fig. 26b, 26c, 26e, 26f, 26h and 26i. The exponent matrix can be constructed by combining Figures 26A, 26B, 26C, 26E, 26F, 26H and 26i with Figures 27 to 33 as A, D and G portions.

상기 도 25 내지 도 33의 기본 행렬 및 지수 행렬은 각 기본 행렬 및 지수 행렬에서 위에서부터 22개의 행과 앞에서부터 32개의 열로 이루어진 22x32 크기의 부분 행렬을 조건으로 생성한 기본 행렬 및 지수 행렬이다. 즉, 이와 같이 기본 행렬 또는 지수 행렬의 일부가 사전에 미리 특정한 행렬 또는 수열 등으로 고정되어 있을 경우에도 본 발명에서 제안한 방법 통해 확장된 기본 행렬 또는 지수 행렬을 설계 가능함을 알 수 있다. The basic matrix and the exponent matrix shown in FIGS. 25 to 33 are basic matrixes and exponential matrices generated based on a 22x32 partial matrix consisting of 22 rows from the top and 32 columns from the top in each basic matrix and exponent matrix. That is, even when a basic matrix or a part of the exponent matrix is fixed in advance by a specific matrix or sequence, the basic matrix or exponent matrix can be designed by the method proposed by the present invention.

도 25 내지 도 33에 나타낸 기본 행렬 및 지수 행렬은 다양한 형태로 표현 가능한데 일례로 다음 수학식 24와 같은 수열을 이용하여 표현할 수도 있다. 수학식 24은 도 25의 기본 행렬에서 원소 1의 위치를 각 행 별로 나타낸 것이다. The basic matrix and the exponent matrix shown in FIGS. 25 to 33 can be expressed in various forms. For example, the basic matrix and the exponent matrix shown in FIGS. Equation 24 shows the position of the element 1 in each row in the basic matrix of FIG.

[수학식 24]&Quot; (24) &quot;

0 1 2 3 6 9 10 11 0 1 2 3 6 9 10 11

0 3 4 5 6 7 8 9 11 12 0 3 4 5 6 7 8 9 11 12

0 1 3 4 8 10 12 13 0 1 3 4 8 10 12 13

1 2 4 5 6 7 8 9 10 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 13

0 1 11 14 0 1 11 14

0 1 5 7 11 15 0 1 5 7 11 15

0 5 7 9 11 16 0 5 7 9 11 16

1 5 7 11 13 17 1 5 7 11 13 17

0 1 12 18 0 1 12 18

1 8 10 11 19 1 8 10 11 19

0 1 6 7 20 0 1 6 7 20

0 7 9 13 21 0 7 9 13 21

1 3 11 22 1 3 11 22

0 1 8 13 23 0 1 8 13 23

1 6 11 13 24 1 6 11 13 24

0 10 11 25 0 10 11 25

1 9 11 12 26 1 9 11 12 26

1 5 11 12 27 1 5 11 12 27

0 6 7 28 0 6 7 28

0 1 10 29 0 1 10 29

1 4 11 30 1 4 11 30

0 8 13 31 0 8 13 31

1 2 32 1 2 32

0 3 5 33 0 3 5 33

1 2 9 34 1 2 9 34

0 5 35 0 5 35

2 7 12 13 36 2 7 12 13 36

0 6 37 0 6 37

1 2 5 38 1 2 5 38

0 4 39 0 4 39

2 5 7 9 40 2 5 7 9 40

1 13 41 1 13 41

2 5 7 8 42 2 5 7 8 42

1 12 43 1 12 43

0 3 44 0 3 44

2 5 7 45 2 5 7 45

1 10 46 1 10 46

2 5 7 47 2 5 7 47

0 8 12 48 0 8 12 48

2 5 7 49 2 5 7 49

0 4 50 0 4 50

2 12 13 51
2 12 13 51

수학식 25는 도 25의 기본 행렬에서 원소 1의 위치를 각 열 별로 나타낸 것이다.Equation (25) represents the position of the element 1 in each element in the basic matrix of FIG.

[수학식 25]&Quot; (25) &quot;

0 1 2 4 5 6 8 10 11 13 15 18 19 21 23 25 27 29 34 38 40 0 1 2 4 5 6 8 10 11 13 15 18 19 21 23 25 27 29 34 38 40

0 2 3 4 5 7 8 9 10 12 13 14 16 17 19 20 22 24 28 31 33 360 2 3 4 5 7 8 9 10 12 13 14 16 17 19 20 22 24 28 31 33 36

0 3 22 24 26 28 30 32 35 37 39 410 3 22 24 26 28 30 32 35 37 39 41

0 1 2 12 23 340 1 2 12 23 34

1 2 3 20 29 401 2 3 20 29 40

1 3 5 6 7 17 23 25 28 30 32 35 37 391 3 5 6 7 17 23 25 28 30 32 35 37 39

0 1 3 10 14 18 270 1 3 10 14 18 27

1 3 5 6 7 10 11 18 26 30 32 35 37 391 3 5 6 7 10 11 18 26 30 32 35 37 39

1 2 3 9 13 21 32 381 2 3 9 13 21 32 38

0 1 3 6 11 16 24 300 1 3 6 11 16 24 30

0 2 3 9 15 19 360 2 3 9 15 19 36

0 1 4 5 6 7 9 12 14 15 16 17 200 1 4 5 6 7 9 12 14 15 16 17 20

1 2 8 16 17 26 33 38 411 2 8 16 17 26 33 38 41

2 3 7 11 13 14 21 26 31 412 3 7 11 13 14 21 26 31 41

44

55

66

77

88

99

1010

1111

1212

1313

1414

1515

1616

1717

1818

1919

2020

2121

2222

2323

2424

2525

2626

2727

2828

2929

3030

3131

3232

3333

3434

3535

3636

3737

3838

3939

4040

4141

기본 행렬의 일부에 대해 일정한 규칙을 발견할 수 있을 경우에는 상기 기본 행렬을 보다 간단히 표현할 수도 있다. 예를 들어 상기 도 25의 기본 행렬과 같이 15번째 열부터 마지막 열까지는 대각구조(diagonal)를 가지는 경우에는 해당 규칙을 송수신기에서 알고 있다고 가정할 경우에 원소의 위치나 그 원소 값들을 생략할 수 있다.If a certain rule can be found for a part of the basic matrix, the basic matrix may be expressed more simply. For example, in a case where a diagonal from the 15th column to the last column as in the basic matrix of FIG. 25 has a diagonal structure, it is possible to omit the position of the element and its element values when it is assumed that the rule is known by the transceiver .

참고로 상기 도 25 내지 도 33의 기본 행렬 또는 지수 행렬을 기반으로 생성할 수 있는 LDPC 부호에 대해서 적절히 정보어 비트의 일부를 단축 (shortening) 하고 부호어 비트의 일부를 천공하여 다양한 부호율과 다양한 길이의 LDPC 부호화 및 복호화를 지원 가능하다. 예를 들어, 상기 도 25 내지 도 33의 기본 행렬 및 지수 행렬에서 정보어 비트 일부에 단축을 적용한 다음, 처음 2 개의 열에 대응되는 정보어 비트를 항상 천공하고, 패리티 일부를 천공하면 다양한 정보어 길이(또는 코드 블록 길이)와 다양한 부호율을 지원할 수 있다. For reference, a part of an information bit is shortened appropriately for an LDPC code that can be generated based on the basic matrix or the exponent matrix shown in FIG. 25 to FIG. 33, and a part of a codeword bit is punctured, Length LDPC coding and decoding. For example, if a shortening is applied to a part of information bits in the basic matrix and exponent matrix shown in FIGS. 25 to 33, the information bits corresponding to the first two columns are always punctured, and if a part of parity is punctured, (Or code block length) and various code rates.

뿐만 아니라 LDPC 부호의 단축 또는 제로 패딩 등을 이용하여 가변 정보어 길이나 가변 부호율을 지원할 때 단축 순서나 단축 방법에 따라 부호의 성능을 개선할 수 있다. 만일 단축 순서가 기 설정되어 있을 때, 이와 같이 주어진 기본 행렬의 일부 또는 전체를 적절히 순서를 재정렬함으로써 부호화 성능을 개선할 수 있다. 또한 특정 정보어 길이 (또는 코드 블록 길이)에 대해 블록 크기 또는 단축을 적용할 열 블록의 크기를 적절히 결정하여 성능을 개선할 수도 있다. In addition, when the variable information length or the variable code rate is supported using the shortening or zero padding of the LDPC code, the performance of the code can be improved according to the shortening procedure or the shortening method. If the shortening sequence is already set, the coding performance can be improved by rearranging some or all of the given basic matrices accordingly. It is also possible to improve the performance by appropriately determining the size of the block to be applied to the specific information word length (or code block length) or the size of the column block to which the shortening is to be applied.

예를 들어, 도 25 내지 도 33에서 앞에서부터 10개의 열이 정보어 비트(또는 코드 블록)에 대응 되는데, LDPC 부호화를 위해 필요한 열의 개수를 Kb라 할 때 단축을 위해서 다음과 같이 적절한 규칙을 적용하여 Kb와 블록 크기 (Z)값을 결정하면 보다 우수한 성능을 얻을 수 있다. For example, in FIG. 25 to FIG. 33, ten columns from the beginning correspond to information word bits (or code blocks). When the number of columns required for LDPC coding is Kb, appropriate rules By determining Kb and block size (Z) values, better performance can be obtained.

if(CBS>640)if (CBS > 640)

Kb=10; Kb = 10;

elseif(CBS>=576)elseif (CBS> = 576)

Kb=9; Kb = 9;

elseif(CBS>=200)elseif (CBS> = 200)

Kb=8; Kb = 8;

elseelse

if(CBS is member of [48,96,176,184,192]) if (CBS is member of [48,96,176,184,192])

Kb=7; Kb = 7;

else else

Kb=6; Kb = 6;

end end

end end

위에서 CBS는 정보어 비트 길이 또는 코드 블록 길이를 의미한다. 블록 크기(Z) 값은 위에서 Kb 값이 결정되면, Z×Kb >= CBS를 만족하는 최소 값으로 결정할 수 있다. 예를 들면 다음 수학식 26과 같이 Kb와 블록 크기가 결정된다. CBS stands for information bit length or code block length. The block size (Z) value can be determined as a minimum value satisfying Z x Kb> = CBS when the K b value is determined as above. For example, Kb and the block size are determined as shown in the following Equation (26).

[수학식 26]&Quot; (26) &quot;

CBS=40 => Kb=6 => Z=7CBS = 40 => Kb = 6 => Z = 7

CBS=48 => Kb=7 => Z=7CBS = 48 => Kb = 7 => Z = 7

CBS=56 => Kb=6 => Z=10CBS = 56 => Kb = 6 => Z = 10

CBS=64 => Kb=6 => Z=11CBS = 64 => Kb = 6 => Z = 11

CBS=72 => Kb=6 => Z=12CBS = 72 => Kb = 6 => Z = 12

CBS=80 => Kb=6 => Z=14CBS = 80 => Kb = 6 => Z = 14

CBS=200 => Kb=8 => Z=26CBS = 200 => Kb = 8 => Z = 26

CBS=640 => Kb=9 => Z=72CBS = 640 => Kb = 9 => Z = 72

CBS=1024=> Kb=10 => Z=104CBS = 1024 => Kb = 10 => Z = 104

시스템에 따라 상기 도 25 내지 도 33에 나타낸 기본 행렬 또는 지수 행렬을 그대로 사용할 수도 있고, 그 일부만 사용될 수도 있다. 예를 들면, 상기 도 25 내지 도 33의 기본 행렬 또는 각 지수 행렬들의 위 22개의 행과 앞에서부터 32개의 열로 구성된 22x32 크기의 부분 행렬을 제외하고, 상기 부분 행렬과는 다른 22x32 크기의 LDPC 기본 행렬 또는 지수 행렬과 연접하여 새로운 기본 행렬 또는 지수 행렬에 기반한 LDPC 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 사용할 수도 있다. 예를 들어 수학식 24에서 수학식 27과 같이 아래 20개의 수열을 이용하여 다른 기본 행렬과 연접하여 새로운 기본 행렬을 생성할 수도 있다. Depending on the system, the basic matrix or exponential matrix shown in FIG. 25 to FIG. 33 may be used as it is, or only a part thereof may be used. For example, a 22x32 LDPC basic matrix different from the partial matrix except a 22x32 submatrix composed of the basic matrix or the upper 22 rows of the respective exponent matrices and the 32 columns from the preceding ones is excluded. Or may be used in an LDPC encoding and decoding method and apparatus based on a new base matrix or exponent matrix in conjunction with an exponent matrix. For example, a new base matrix may be generated by concatenating with the other base matrices using the following 20 sequences as shown in Equation (27) in Equation (24).

[수학식 27]&Quot; (27) &quot;

1 2 32 1 2 32

0 3 5 33 0 3 5 33

1 2 9 34 1 2 9 34

0 5 35 0 5 35

2 7 12 13 36 2 7 12 13 36

0 6 37 0 6 37

1 2 5 38 1 2 5 38

0 4 39 0 4 39

2 5 7 9 40 2 5 7 9 40

1 13 41 1 13 41

2 5 7 8 42 2 5 7 8 42

1 12 43 1 12 43

0 3 44 0 3 44

2 5 7 45 2 5 7 45

1 10 46 1 10 46

2 5 7 47 2 5 7 47

0 8 12 48 0 8 12 48

2 5 7 49 2 5 7 49

0 4 50 0 4 50

2 12 13 512 12 13 51

또 다른 예로서 다음 수학식 24에서 다음 수학식 28과 같이 위 32개의 수열과 10개의 다른 LDPC 기본 행렬 또는 LDPC 수열을 연접하여 새로운 기본 행렬을 생성할 수 있고, 상기 기본 행렬에 기반한 LDPC 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 적용 가능하다. 참고로, 수학식 28과 같이 수학식 24에서 위 32개의 수열을 선택하여 정의된 기본 행렬의 부분 행렬은 도 25에서 위쪽 32개의 행을 선택하여 정의되는 기본 행렬의 부분 행렬과 동일함에 유의한다. As another example, it is possible to generate a new basic matrix by concatenating the above 32 sequences and 10 different LDPC basic matrices or LDPC sequences, as shown in the following Equation (28), and the LDPC coding and decoding based on the basic matrix Methods and apparatuses. Note that, as shown in Equation 28, the partial matrix of the basic matrix defined by selecting the 32 upper sequences in Equation 24 is the same as the partial matrix of the basic matrix defined by selecting the upper 32 rows in FIG.

상기 수학식 27 및 수학식 28과 같이 도 25 또는 수학식 24에 대응되는 LDPC 기본 행렬 (또는 수열)의 부분 행렬 (또는 수열의 일부)에 대응되는 수열을 사용하여 새로운 기본 행렬을 정의할 경우에는 도 26내지 도 33에 대응되는 LDPC 지수 행렬에서 상기 부분 행렬 (또는 수열의 일부)에 대응되는 부분만 사용하여 마찬가지로 새로운 지수 행렬도 생성 가능하다. When a new basic matrix is defined using a sequence corresponding to a sub-matrix (or a part of a sequence) of the LDPC basic matrix (or sequence) corresponding to FIG. 25 or (24) It is possible to generate a new exponent matrix by using only the part corresponding to the partial matrix (or a part of the sequence) in the LDPC exponent matrix corresponding to FIG. 26 to FIG.

[수학식 28]&Quot; (28) &quot;

0 1 2 3 6 9 10 11 0 1 2 3 6 9 10 11

0 3 4 5 6 7 8 9 11 12 0 3 4 5 6 7 8 9 11 12

0 1 3 4 8 10 12 13 0 1 3 4 8 10 12 13

1 2 4 5 6 7 8 9 10 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 13

0 1 11 14 0 1 11 14

0 1 5 7 11 15 0 1 5 7 11 15

0 5 7 9 11 16 0 5 7 9 11 16

1 5 7 11 13 17 1 5 7 11 13 17

0 1 12 18 0 1 12 18

1 8 10 11 19 1 8 10 11 19

0 1 6 7 20 0 1 6 7 20

0 7 9 13 21 0 7 9 13 21

1 3 11 22 1 3 11 22

0 1 8 13 23 0 1 8 13 23

1 6 11 13 24 1 6 11 13 24

0 10 11 25 0 10 11 25

1 9 11 12 26 1 9 11 12 26

1 5 11 12 27 1 5 11 12 27

0 6 7 28 0 6 7 28

0 1 10 29 0 1 10 29

1 4 11 30 1 4 11 30

0 8 13 31 0 8 13 31

1 2 32 1 2 32

0 3 5 33 0 3 5 33

1 2 9 34 1 2 9 34

0 5 35 0 5 35

2 7 12 13 36 2 7 12 13 36

0 6 37 0 6 37

1 2 5 38 1 2 5 38

0 4 39 0 4 39

2 5 7 9 40 2 5 7 9 40

1 13 41 1 13 41

일반적으로 상기 도 25 내지 도 33의 기본 행렬 및 지수 행렬에서 적절히 행과 열을 선택하여 이루어진 부분 행렬을 새로운 기본 행렬 및 지수 행렬로 적용하여 LDPC 부호화 및 복호화 방법 및 장치에 사용할 수도 있다. In general, a partial matrix formed by appropriately selecting rows and columns from the basic matrix and the exponent matrix of FIGS. 25 to 33 may be applied to a new basic matrix and exponent matrix, and used in an LDPC encoding and decoding method and apparatus.

본 발명은 바람직한 실시예로 설명하였지만, 다양한 변경 및 변형이 당업자에게 제시될 수도 있다. 이러한 변경 및 변형들은 첨부된 청구범위에 포함되는 것으로 의도하는 바이다.
While the present invention has been described in terms of preferred embodiments, various changes and modifications may be suggested to those skilled in the art. Such variations and modifications are intended to be included within the scope of the appended claims.

Claims (1)

통신 또는 방송 시스템에서 채널 부호화 방법에 있어서,
입력 비트 크기를 결정하는 과정;
블록의 크기(Z)를 결정하는 과정;
LDPC 부호화를 수행할 LDPC 수열을 결정하는 과정;
상기 LDPC 수열과 블록 크기에 기반하여 LDPC 부호화 하는 과정;
을 포함함을 특징으로 하는 통신 또는 방송 시스템에서 채널 부호화 방법.
A channel coding method in a communication or broadcasting system,
Determining an input bit size;
Determining a size (Z) of a block;
Determining an LDPC sequence to perform LDPC encoding;
LDPC coding based on the LDPC sequence and the block size;
Wherein the channel coding method comprises the steps of:
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