KR20190013660A - A Method and apparatus for transmitting information using polar code - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for transmitting information using a polar code, and an apparatus for supporting the same. More particularly, the present invention proposes a method and an apparatus for performing hybrid automatic repeat request (HARQ) retransmissions using multiple cyclic redundancy checks (CRCs) and structured/unstructured polar codes. An information transmission method, in an information transmission of a terminal based on a polar code in wireless communication system, comprises the following steps: generating a first packet comprising a first information bit set, wherein the information is encoded using a polar code; transmitting the first packet, wherein the first packet comprises a plurality of first mini-packets and a plurality of CRCs attached to each of the plurality of first mini-packets; generating a second packet comprising a second information bit set encoded from all or some bits of the information bit set included in the specific first mini-packet among the first information bit set using the polar code, when an error for a specific first mini-packet transmission among the first packets is detected; and transmitting the second packet, wherein the second packet comprises a plurality of CRCs attached to each of the plurality of second mini-packets and the plurality of second mini-packets.

Description

무선 통신 시스템에서 폴라 코드에 기반한 정보 전송 방법 및 이를 위한 장치 {A Method and apparatus for transmitting information using polar code}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for transmitting information based on polar codes in a wireless communication system,

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 무선 통신 시스템에서 폴라 코드(polar code)를 이용하여 정보를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 대한 것이다.The following description relates to a wireless communication system, and a method of transmitting and receiving information using a polar code in a wireless communication system and a device supporting the same.

기기간(machine-to-machine, M2M) 통신, 기계 타입 통신(machine type communication, MTC) 등과, 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer) 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라, 셀룰러 망(cellular network)에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지 무선(cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다. Various devices and technologies such as machine-to-machine (M2M) communication, machine type communication (MTC), and the like requiring a high data transmission amount, such as a smart phone and a tablet PC have. As a result, the amount of data required to be processed in a cellular network is increasing very rapidly. In order to satisfy such a rapidly increasing data processing demand, a carrier aggregation technique, a cognitive radio technique and the like for efficiently using more frequency bands, Multi-antenna technology and multi-base station cooperation technologies are being developed.

더 많은 통신 장치가 더 큰 통신 용량을 요구함에 따라, 레거시 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역(enhanced mobile broadband, eMBB) 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 복수의 장치 및 객체(object)를 서로 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하기 위한 대규모 기계 타입 통신(massive machine type communication, mMTC)는 차세대 통신에서 고려해야 할 주요 쟁점 중 하나이다.As more and more communication devices require greater communication capacity, there is a growing need for enhanced mobile broadband (eMBB) communication over legacy radio access technology (RAT). In addition, massive machine type communication (mMTC) for providing various services anytime and anywhere by connecting a plurality of devices and objects is one of the major issues to be considered in the next generation communication.

또한, 신뢰도 및 대기 시간에 민감한 서비스/UE를 고려하여 설계될 통신 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. 차세대(next generation) 무선 액세스 기술의 도입은 eMBB 통신, mMTC, 초 신뢰성 및 저 대기 시간 통신(ultra-reliable and low latency communication, URLLC) 등을 고려하여 논의되고 있다.In addition, discussions are underway on communication systems to be designed with reliability and latency-sensitive services / UEs in mind. The introduction of the next generation radio access technology is being discussed in consideration of eMBB communication, mMTC, ultra-reliable and low latency communication (URLLC).

(참고문헌 1) E. Arikan, "Systematic polar coding", IEEE Communications Letters, vol.15, pp. 860-862, Aug. 2011.(Reference 1) E. Arikan, " Systematic polar coding ", IEEE Communications Letters, vol. 15, pp. 860-862, Aug. 2011.

새로운 무선 통신 기술의 도입에 따라, 기지국이 소정 자원영역에서 서비스를 제공해야 하는 UE들의 개수가 증가할 뿐만 아니라, 상기 기지국이 서비스를 제공하는 UE들과 전송/수신하는 데이터와 제어정보의 양이 증가하고 있다. 기지국이 UE(들)과의 통신에 이용 가능한 무선 자원의 양은 유한하므로, 기지국이 유한한 무선 자원을 이용하여 상/하향링크 데이터 및/또는 상/하향링크 제어정보를 UE(들)로부터/에게 효율적으로 수신/전송하기 위한 새로운 방안이 요구된다. 다시 말해, 노드의 밀도가 증가 및/또는 사용자기기의 밀도가 증가함에 따라 높은 밀도의 노드들 혹은 높은 밀도의 사용자기기들을 통신에 효율적으로 이용하기 위한 방안이 요구된다.With the introduction of a new wireless communication technology, not only the number of UEs to which a base station should provide a service in a predetermined resource area increases, but also the amount of data and control information transmitted / received from / . Since the amount of radio resources available for the base station to communicate with the UE (s) is finite, the base station may transmit / receive uplink data and / or uplink / downlink control information to / from the UE (s) A new scheme for efficient reception / transmission is required. In other words, there is a need for a scheme for efficiently utilizing high density nodes or high density user equipments for communication as the density of nodes increases and / or the density of user equipments increases.

또한 기술의 발전에 따라 기존에 사용되지 않는 주파수 대역의 이용이 논의되고 있는데, 새로 도입되는 주파수 대역은 기존 주파수 대역과 그 특성이 상이하기 때문에 기존 통신 기술이 그대로 적용되기 어렵다. 따라서 새로이 통신에 사용되는 주파수 대역에 적합한 통신 기술의 도입이 요구된다.Also, as the technology advances, the use of the unused frequency band is being discussed. However, since the newly introduced frequency band is different from the existing frequency band, it is difficult to apply the existing communication technology as it is. Therefore, it is required to introduce a communication technique suitable for a new frequency band used for communication.

특히 폴라 코드를 HARQ (hybrid automatic repeat request) 재전송에 사용하는 경우 코딩 효율 및 오류 감소를 고려할 필요가 있다.Especially, when polar codes are used for HARQ (hybrid automatic repeat request) retransmission, it is necessary to consider coding efficiency and error reduction.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular form disclosed. ≪ / RTI >

본 발명은 무선 통신 시스템에서 폴라 코드에 기반한 정보 전송 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다. The present invention provides a method for transmitting information based on polar codes and a device therefor in a wireless communication system.

본 발명의 일 양태로서, 상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제1 정보 비트 집합을 포함하는 제1 패킷을 생성; 상기 제1 패킷을 전송, 여기서 상기 제1 패킷은, 복수의 제1 미니 패킷 및 상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되고; 상기 제1 패킷 중 특정 제1 미니 패킷 전송에 대한 에러가 탐지된 경우, 상기 제1 정보 비트 집합 중 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 전부 또는 일부 비트를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제2 정보 비트 집합을 포함하는 제2 패킷을 생성; 및 상기 제2 패킷을 전송하는 것을 포함하며, 여기서 상기 제2 패킷은, 하나 이상의 제2 미니 패킷 및 상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되는, 정보 전송 방법을 제안한다.As an aspect of the present invention, a method of generating a first packet comprising a first set of information bits, said information being encoded using a polar code; Wherein the first packet comprises a plurality of first mini-packets and a plurality of cyclic redundancy checks (CRC) attached to each of the plurality of first mini-packets; If an error for a specific first mini-packet transmission among the first packets is detected, encoding all or some bits of the information bit set included in the specific first mini-packet among the first information bit set using a polar code Generating a second packet comprising a second set of information bits; And transmitting the second packet, wherein the second packet is comprised of a plurality of CRC (Cyclic Redundancy Check) attached to each of the one or more second mini-packets and the one or more second mini-packets, We propose a transmission method.

이 때, 상기 제2 정보 비트 집합은, 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합을, 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합 내 각 비트의 신뢰도에 기반하여 재배열한 후 인코딩한 비트 집합일 수 있다.In this case, the second information bit set rearranges the information bit set included in the specific first mini-packet based on the reliability of each bit in the information bit set included in the specific first mini-packet, and encodes Bit set.

또한, 상기 제2 정보 비트 집합은, 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 일부 비트를 인코딩한 비트 집합이며, 상기 일부 비트는 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합 내 각 비트의 신뢰도에 기반하여 선택될 수 있다. The second information bit set is a set of bits in which some bits of the information bit set included in the specific first mini packet are encoded and the bits are included in the information bit set included in the specific first mini packet May be selected based on the reliability of the bits.

또한, 상기 제1 정보 비트 집합 및 상기 제2 정보 비트 집합은 체계적 폴라 코드를 이용하여 인코딩될 수 있다.Also, the first set of information bits and the second set of information bits may be encoded using a systematic polar code.

또한, 상기 제1 정보 비트 집합은 체계적 폴라 코드를 이용하여 인코딩되고, 상기 제2 정보 비트 집합은 비 체계적 폴라 코드를 이용하여 인코딩될 수 있다.Also, the first set of information bits may be encoded using a systematic polar code, and the second set of information bits may be encoded using an unstructured polar code.

또한, 상기 제2 패킷은, 상기 제1 패킷에 포함된 패리티 체크 비트 (Parity Check Bit)와 동일한 패리티 체크 비트를 포함할 수 있다.The second packet may include a parity check bit identical to a parity check bit included in the first packet.

또한, 상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 CRC는, 하나 또는 복수의 제1 미니 패킷에 대한 에러 탐지를 위해 부착되고, 상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 CRC는, 하나 또는 복수의 제2 미니 패킷에 대한 에러 탐지를 위해 부착될 수 있다.The CRC attached to each of the plurality of first mini packets is attached for error detection to one or more first mini packets, and the CRC attached to each of the one or more second mini packets is one or more Lt; RTI ID = 0.0 > 2 < / RTI >

또한, 상기 제2 패킷은, 상기 제1 정보 비트 집합 중 에러 체크를 위해 부착된 CRC의 수가 가장 적은 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트만을 인코딩한 비트 집합일 수 있다.Also, the second packet may be a set of bits in which only the information bits included in the first mini packet having the smallest number of CRCs attached for error checking among the first information bit set are encoded.

또한, 상기 제1 패킷은 복수의 계층 (layer)을 통해 전송되며, 상기 제1 패킷은, 상기 복수의 계층 각각에 대한 에러 탐지를 위해 부착된 CRC를 포함할 수 있다.Also, the first packet may be transmitted over a plurality of layers, and the first packet may include a CRC attached for error detection for each of the plurality of layers.

또한, 상기 기지국에 의해 수행되는 신호 송수신 방법은, 상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제1 정보 비트 집합을 포함하는 제1 패킷을 생성; 상기 제1 패킷을 전송, 여기서 상기 제1 패킷은, 복수의 제1 미니 패킷 및 상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되고; 상기 제1 패킷 중 특정 제1 미니 패킷 전송에 대한 에러가 탐지된 경우, 상기 제1 정보 비트 집합 중 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 전부 또는 일부 비트를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제2 정보 비트 집합을 포함하는 제2 패킷을 생성; 및 상기 제2 패킷을 전송하는 것을 포함하며, 여기서 상기 제2 패킷은, 하나 이상의 제2 미니 패킷 및 상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC로 구성되는 단계를 포함할 수 있다.Also, a method for transmitting and receiving signals performed by the base station may include generating a first packet including a first set of information bits, the information being encoded using polar codes; Wherein the first packet comprises a plurality of first mini-packets and a plurality of cyclic redundancy checks (CRC) attached to each of the plurality of first mini-packets; If an error for a specific first mini-packet transmission among the first packets is detected, encoding all or some bits of the information bit set included in the specific first mini-packet among the first information bit set using a polar code Generating a second packet comprising a second set of information bits; And transmitting the second packet, wherein the second packet comprises one or more second mini-packets and a plurality of CRCs attached to each of the one or more second mini-packets.

본 발명의 다른 일 양태로 폴라 코드 (polar code)에 기반하여 정보를 전송하는 단말에 있어서, 상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩하도록 구성된 인코더; 상기 정보를 인코딩하여 생성된 정보 비트 집합을 포함하는 패킷을 전송하도록 구성된 RF (Radio Frequency) 유닛을 포함하며, 상기 인코더는 상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제1 정보 비트 집합을 포함하는 제1 패킷을 생성; 상기 RF 유닛은 상기 제1 패킷을 전송, 여기서 상기 제1 패킷은, 복수의 제1 미니 패킷 및 상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되고; 상기 제1 패킷 중 특정 제1 미니 패킷 전송에 대한 에러가 탐지된 경우, 상기 인코더는 상기 제1 정보 비트 집합 중 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 전부 또는 일부 비트를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제2 정보 비트 집합을 포함하는 제2 패킷을 생성; 및 상기 RF 유닛은 상기 제2 패킷을 전송하며, 여기서 상기 제2 패킷은, 하나 이상의 제2 미니 패킷 및 상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC로 구성되는, 단말을 제안한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a terminal for transmitting information based on a polar code, the apparatus comprising: an encoder configured to encode the information using a polar code; And an RF (Radio Frequency) unit configured to transmit a packet including a set of information bits generated by encoding the information, wherein the encoder encodes the information using a polar code, Generating a first packet; The RF unit transmits the first packet, wherein the first packet is composed of a plurality of first mini packets and a plurality of CRC (Cyclic Redundancy Check) attached to each of the plurality of first mini packets; If an error is detected for a specific first mini-packet transmission among the first packets, the encoder converts all or some bits of the information bit set included in the specific first mini-packet among the first information bit set into a polar code Generating a second packet comprising a second set of information bits encoded using the second set of information bits; And the RF unit transmits the second packet, wherein the second packet consists of one or more second mini-packets and a plurality of CRCs attached to each of the one or more second mini-packets.

무선 통신 시스템에서 폴라 코드 (polar code)에 기반하여 정보를 전송하는 기지국에 있어서, 상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩하도록 구성된 인코더;A base station for transmitting information based on polar codes in a wireless communication system, the base station comprising: an encoder configured to encode the information using a polar code;

상기 정보를 인코딩하여 생성된 정보 비트 집합을 포함하는 패킷을 전송하도록 구성된 RF (Radio Frequency) 유닛을 포함하며, 상기 인코더는 상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제1 정보 비트 집합을 포함하는 제1 패킷을 생성;And an RF (Radio Frequency) unit configured to transmit a packet including a set of information bits generated by encoding the information, wherein the encoder encodes the information using a polar code, Generating a first packet;

상기 RF 유닛은 상기 제1 패킷을 전송; 여기서 상기 제1 패킷은, 복수의 제1 미니 패킷 및 상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되고; 상기 제1 패킷 중 특정 제1 미니 패킷 전송에 대한 에러가 탐지된 경우, 상기 인코더는 상기 제1 정보 비트 집합 중 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 전부 또는 일부 비트를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제2 정보 비트 집합을 포함하는 제2 패킷을 생성; 및 상기 RF 유닛은 상기 제2 패킷을 전송하며, 여기서 상기 제2 패킷은, 하나 이상의 제2 미니 패킷 및 상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC로 구성되는, 기지국을 제안한다.The RF unit transmits the first packet; Wherein the first packet is composed of a plurality of first mini packets and a plurality of CRC (Cyclic Redundancy Check) attached to each of the plurality of first mini packets; If an error is detected for a specific first mini-packet transmission among the first packets, the encoder converts all or some bits of the information bit set included in the specific first mini-packet among the first information bit set into a polar code Generating a second packet comprising a second set of information bits encoded using the second set of information bits; And the RF unit transmits the second packet, wherein the second packet consists of one or more second mini-packets and a plurality of CRCs attached to each of the one or more second mini-packets.

상술한 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed and will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description, Can be derived and understood based on the description.

본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, the following effects are obtained.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 무선 통신 신호가 효율적으로 전송/수신될 수 있다. 이에 따라, 무선 통신 시스템의 전체 처리량(throughput)이 높아질 수 있다. 또한 무선 통신 시스템에서 신호가 효율적으로, 그리고 낮은 오류율로, 전송/수신될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a wireless communication signal can be efficiently transmitted / received. As a result, the overall throughput of the wireless communication system can be increased. Also, in wireless communication systems, signals can be transmitted / received efficiently and at low error rates.

또한 본 발명에 의하면, 폴라 코드가 채널 코딩에 사용되는 경우, 전송 효율 및 에러 탐지/정정 확률을 높일 수 있다.According to the present invention, when polar codes are used for channel coding, the transmission efficiency and the error detection / correction probability can be increased.

본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.The effects obtainable in the embodiments of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be obtained from the description of the embodiments of the present invention described below by those skilled in the art Can be clearly understood and understood. In other words, undesirable effects of implementing the present invention can also be obtained by those skilled in the art from the embodiments of the present invention.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 LTE/LTE-A 시스템에서 수송 블록(transport block)의 처리 과정을 예시한 것이다.
도 2는 인코딩된 코드 블록의 시스터매틱 부분과 패리티 부분을 분리하여 레이트 매칭을 수행하는 것을 나타내는 블록도이다.
도 3은 순환 버퍼의 내부(internal structure)를 도시한 것이다.
도 4는 폴라 코드 인코더를 위한 블록도이다.
도 5는 채널 양극화를 위한 채널 컴바이닝과 채널 스플리팅의 개념을 예시한 것이다
도 6은 폴라 코드를 위한 N-번째 레벨 채널 컴바이닝을 예시한 것이다.
도 7은 리스트-L 디코딩 과정에서 디코딩 경로(path)들의 진화(evolution)을 예시한 것이다.
도 8은 폴라 코드에서 정보 비트(들)이 할당될 위치(들)을 선택하는 개념을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 펑처링 및 정보 비트 할당을 예시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 폴라 코딩을 사용한 HARQ 재전송 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 폴라 코딩을 사용한 HARQ 재전송 방법에서의 정보 비트를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 예에 따른 BP 폴라 디코딩의 수행 방법을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 예에 따른 폴라 코딩을 사용한 HARQ 재전송 방법과 에러 정정 방법을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 예에 따른 폴라 코딩을 사용한 HARQ 재전송 방법에서 중첩된 CRC를 사용하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 예에 따른 체계적 폴라 코드와 비 체계적 폴라 코드를 나타내는 도면이다.
도 16 내지 20은 본 발명의 일 예에 따른 체계적 폴라 코드와 비 체계적 폴라 코드를 결합한 HARQ 재전송 방법을 나타낸 도면이다.
도 21은 제안하는 실시 예들이 구현될 수 있는 단말 및 기지국의 구성을 도시하는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment. Reference numerals in the drawings refer to structural elements.
Figure 1 illustrates the processing of a transport block in an LTE / LTE-A system.
2 is a block diagram illustrating performing rate matching by separating a systematic portion and a parity portion of an encoded code block.
Figure 3 shows the internal structure of the circular buffer.
4 is a block diagram for a polar code encoder.
FIG. 5 illustrates the concept of channel combining and channel splitting for channel polarization
FIG. 6 illustrates N-th level channel combining for polar codes.
Figure 7 illustrates the evolution of the decoding paths in the list-L decoding process.
Fig. 8 is shown to illustrate the concept of selecting the location (s) to which the information bit (s) will be allocated in the polar code.
Figure 9 illustrates puncturing and information bit allocation in accordance with the present invention.
10 is a diagram illustrating a HARQ retransmission method using polar coding according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating information bits in a HARQ retransmission method using polar coding according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating a method of performing BP polar decoding according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a HARQ retransmission method and an error correction method using polar coding according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a method of using a superposed CRC in a HARQ retransmission method using polar coding according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
15 is a diagram illustrating a systematic polar code and an unstructured polar code according to an exemplary embodiment of the present invention.
16 to 20 are diagrams illustrating a HARQ retransmission method combining a systematic polar code and an unstructured polar code according to an exemplary embodiment of the present invention.
21 is a diagram showing a configuration of a terminal and a base station from which the proposed embodiments can be implemented.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. The following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be practiced without these specific details.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.In some instances, well-known structures and devices may be omitted or may be shown in block diagram form, centering on the core functionality of each structure and device, to avoid obscuring the concepts of the present invention. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

이하에서 설명되는 기법(technique) 및 장치, 시스템은 다양한 무선 다중 접속 시스템에 적용될 수 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다. CDMA는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communication), GPRS(General Packet Radio Service), EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) (i.e., GERAN) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11(WiFi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE802-20, E-UTRA(evolved-UTRA) 등과 같은 무선 기술에서 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDMA를 채택하고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA를 채택하고 있다. LTE-A(LTE-advanced)는 3GPP LTE의 진화된 형태이다. 설명의 편의를 위하여, 이하에서는 본 발명이 3GPP 기반 통신 시스템, 예를 들어, LTE/LTE-A, NR에 적용되는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명이 이동통신 시스템이 3GPP LTE/LTE-A/NR 시스템에 대응하는 이동통신 시스템을 기초로 설명되더라도, 3GPP LTE/LTE-A/NR에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다. The techniques and apparatuses and systems described below can be applied to various wireless multiple access systems. Examples of multiple access systems include a code division multiple access (CDMA) system, a frequency division multiple access (FDMA) system, a time division multiple access (TDMA) system, an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) system, a single carrier frequency division multiple access (MC-FDMA) system, and a multi-carrier frequency division multiple access (MC-FDMA) system. CDMA may be implemented in wireless technologies such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000. TDMA may be implemented in wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) (i.e., GERAN) OFDMA may be implemented in wireless technologies such as IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 (WiFi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and evolved-UTRA (E-UTRA). UTRA is part of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), and 3GPP (Long Term Evolution) is part of E-UMTS using E-UTRA. 3GPP LTE adopts OFDMA in the downlink (DL) and adopts SC-FDMA in the uplink (UL). LTE-Advanced (LTE-A) is an evolutionary form of 3GPP LTE. For convenience of description, it is assumed that the present invention is applied to a 3GPP-based communication system, for example, LTE / LTE-A, NR. However, the technical features of the present invention are not limited thereto. For example, although the following detailed description is based on a mobile communication system based on a mobile communication system corresponding to a 3GPP LTE / LTE-A / NR system, other details unique to 3GPP LTE / LTE-A / And is applicable to any mobile communication system.

후술하는 본 발명의 실시예들에서 "가정한다"는 표현은 채널을 전송하는 주체가 해당 "가정"에 부합하도록 상기 채널을 전송함을 의미할 수 있다. 상기 채널을 수신하는 주체는 상기 채널이 해당 "가정"에 부합하도록 전송되었다는 전제 하에, 해당 "가정"에 부합하는 형태로 상기 채널을 수신 혹은 복호하는 것임을 의미할 수 있다. In the embodiments of the present invention described below, the expression " assumed " may mean that the channel transmitting entity transmits the channel so as to match the " assumption ". The subject receiving the channel may mean that the channel is received or decoded in a form conforming to the " assumption " on the assumption that the channel is transmitted in conformity with the " assumption ".

본 발명에 있어서, UE는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE는 (Terminal Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), UT(User Terminal), SS(Subscribe Station), 무선기기(wireless device), PDA(Personal Digital Assistant), 무선 모뎀(wireless modem), 휴대기기(handheld device) 등으로 불릴 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, BS는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS는 ABS(Advanced Base Station), NB(Node-B), eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 접속 포인트(Access Point), PS(Processing Server) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 특히, UTRAN의 기지국은 Node-B로, E-UTRAN의 기지국은 eNB로, 새로운 무선 접속 기술 네트워크(new radio access technology network)의 기지국은 gNB로 불린다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, BS를 eNB로 통칭한다.In the present invention, the UE may be fixed or mobile and various devices communicating with a base station (BS) to transmit and receive user data and / or various control information. The UE may be a terminal equipment, a mobile station, a mobile terminal, a user terminal, a subscriber station, a wireless device, a personal digital assistant (PDA), a wireless modem ), A handheld device, and the like. Also, in the present invention, a BS is generally a fixed station that communicates with a UE and / or another BS, and exchanges various data and control information by communicating with a UE and another BS. The BS may be referred to as other terms such as Advanced Base Station (ABS), Node-B (NB), Evolved-NodeB (eNB), Base Transceiver System (BTS), Access Point and Processing Server. In particular, the base station of the UTRAN is called Node-B, the base station of E-UTRAN is called eNB, and the base station of the new radio access technology network is called gNB. Hereinafter, for convenience of explanation, the BS is collectively referred to as an eNB.

본 발명에서 노드(node)라 함은 UE와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 eNB 들이 그 명칭에 관계없이 노드로서 이용될 수 있다. 예를 들어, BS, NB, eNB, 피코-셀 eNB(PeNB), 홈 eNB(HeNB), 릴레이(relay), 리피터(repeater) 등이 노드가 될 수 있다. 또한, 노드는 eNB 가 아니어도 될 수 있다. 예를 들어, 무선 리모트 헤드(radio remote head, RRH), 무선 리모트 유닛(radio remote unit, RRU)가 될 수 있다. RRH, RRU 등은 일반적으로 eNB의 전력 레벨(power level) 더욱 낮은 전력 레벨을 갖는다. RRH 혹은 RRU 이하, RRH/RRU)는 일반적으로 광 케이블 등의 전용 회선(dedicated line)으로 eNB에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 eNB 들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU 와 eNB에 의한 협력 통신이 원활하게 수행될 수 있다. 일 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 상기 안테나는 물리 안테나를 의미할 수도 있으며, 안테나 포트, 가상 안테나, 또는 안테나 그룹을 의미할 수도 있다. 노드는 포인트(point)라고 불리기도 한다.In the present invention, a node refers to a fixed point that can communicate with a UE to transmit / receive a radio signal. Various types of eNBs can be used as nodes regardless of its name. For example, BS, NB, eNB, pico-cell eNB (PeNB), home eNB (HeNB), relay, repeater and the like can be nodes. Also, the node may not be an eNB. For example, a radio remote head (RRH), a radio remote unit (RRU). RRH, RRU, etc. generally have a lower power level of the eNB. RRH / RRU and RRH / RRU) are generally connected to the eNB as a dedicated line such as an optical cable. Therefore, compared with cooperative communication by eNBs connected by radio lines in general, the RRH / RRU and the eNB Can be performed smoothly. At least one antenna is installed in one node. The antenna may be a physical antenna, an antenna port, a virtual antenna, or an antenna group. A node is also called a point.

본 발명에서 셀(cell)이라 함은 하나 이상의 노드가 통신 서비스를 제공하는 일정 지리적 영역을 말한다. 따라서, 본 발명에서 특정 셀과 통신한다고 함은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE에게 상/하향링크 통신 서비스를 제공하는 셀을 특히 서빙 셀(serving cell)이라고 한다. 또한, 특정 셀의 채널 상태/품질은 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 eNB 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. 3GPP 기반 통신 시스템에서, UE는 특정 노드로부터의 하향링크 채널 상태를 상기 특정 노드의 안테나 포트(들)이 상기 특정 노드에 할당된 CRS (Cell-specific Reference Signal) 자원 상에서 전송되는 CRS(들) 및/또는 CSI-RS(Channel State Information Reference Signal) 자원 상에서 전송하는 CSI-RS(들)을 이용하여 측정할 수 있다.In the present invention, a cell refers to a geographical area where one or more nodes provide communication services. Accordingly, in the present invention, communication with a specific cell may mean communicating with an eNB or a node providing a communication service to the specific cell. Also, the downlink / uplink signals of a particular cell are downlink / uplink signals to / from an eNB or a node that provides communication services to the particular cell. A cell providing an uplink / downlink communication service to a UE is called a serving cell. The channel state / quality of a specific cell means the channel state / quality of a channel or a communication link formed between an eNB or a node providing the communication service to the particular cell and the UE. In a 3GPP-based communication system, the UE determines the downlink channel status from a particular node by comparing the CRS (s) transmitted on a cell-specific reference signal (CRS) resource allocated to the particular node with the antenna port / RTI > and / or CSI-RS (s) transmitted on a CSI-RS (Channel State Information Reference Signal) resource.

한편, 3GPP 기반 통신 시스템은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용하고 있는데, 무선 자원과 연관된 셀(cell)은 지리적 영역의 셀(cell)과 구분된다.Meanwhile, a 3GPP-based communication system uses a concept of a cell to manage radio resources, and a cell associated with a radio resource is distinguished from a cell in a geographical area.

지리적 영역의 "셀"은 노드가 반송파를 이용하여 서비스를 제공할 수 있는 커버리지(coverage)라고 이해될 수 있으며, 무선 자원의 "셀"은 상기 반송파에 의해 설정(configure)되는 주파수 범위인 대역폭(bandwidth, BW)와 연관된다. 노드가 유효한 신호를 전송할 수 있는 범위인 하향링크 커버리지와 UE로부터 유효한 신호를 수신할 수 있는 범위인 상향링크 커버리지는 해당 신호를 나르는 반송파에 의해 의존하므로 노드의 커버리지는 상기 노드가 사용하는 무선 자원의 "셀"의 커버리지와 연관되기도 한다. 따라서 "셀"이라는 용어는 때로는 노드에 의한 서비스의 커버리지를, 때로는 무선 자원을, 때로는 상기 무선 자원을 이용한 신호가 유효한 세기로 도달할 수 있는 범위를 의미하는 데 사용될 수 있다. The " cell " of a geographical area can be understood as a coverage where a node can provide a service using a carrier, and a " cell " of a radio resource is a frequency range bandwidth, BW). The coverage of the node depends on the downlink coverage where the node can transmit a valid signal and the uplink coverage that can receive a valid signal from the UE depends on the carrier carrying the signal. It is also associated with the coverage of the " cell ". Thus, the term " cell " can sometimes be used to denote the coverage of a service by a node, sometimes to the extent to which a radio resource, and sometimes a signal using the radio resource, can reach a valid strength.

한편, 3GPP 통신 표준은 무선 자원을 관리하기 위해 셀(cell)의 개념을 사용한다. 무선 자원과 연관된 "셀"이라 함은 하향링크 자원(DL resources)와 상향링크 자원(UL resources)의 조합, 즉, DL 컴포턴트 반송파(component carrier, CC) 와 UL CC의 조합으로 정의된다. 셀은 DL 자원 단독, 또는 DL 자원과 UL 자원의 조합으로 설정될(configured) 수 있다. 반송파 집성이 지원되는 경우, DL 자원(또는, DL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency)와 UL 자원(또는, UL CC)의 반송파 주파수(carrier frequency) 사이의 링키지(linkage)는 시스템 정보에 의해 지시될 수 있다. 예를 들어, 시스템 정보 블록 타입 2(System Information Block Type2, SIB2) 링키지(linkage)에 의해서 DL 자원과 UL 자원의 조합이 지시될 수 있다. 여기서, 반송파 주파수라 함은 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수(center frequency)를 의미한다. 이하에서는 1차 주파수(primary frequency) 상에서 동작하는 셀을 1차 셀(primary cell, Pcell) 혹은 PCC로 지칭하고, 2차 주파수(Secondary frequency)(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 2차 셀(secondary cell, Scell) 혹은 SCC로 칭한다. 하향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 하향링크 1차 CC(DL PCC)라고 하며, 상향링크에서 Pcell에 대응하는 반송파는 UL 1차 CC(DL PCC)라고 한다. Scell이라 함은 RRC(Radio Resource Control) 연결 개설(connection establishment)이 이루어진 이후에 설정 가능하고 추가적인 무선 자원을 제공을 위해 사용될 수 있는 셀을 의미한다. UE의 성능(capabilities)에 따라, Scell이 Pcell과 함께, 상기 UE를 위한 서빙 셀의 모음(set)을 형성할 수 있다. 하향링크에서 Scell에 대응하는 반송파는 DL 2차 CC(DL SCC)라 하며, 상향링크에서 상기 Scell에 대응하는 반송파는 UL 2차 CC(UL SCC)라 한다. RRC_CONNECTED 상태에 있지만 반송파 집성이 설정되지 않았거나 반송파 집성을 지원하지 않는 UE의 경우, Pcell로만 설정된 서빙 셀이 단 하나 존재한다.Meanwhile, the 3GPP communication standard uses the concept of a cell to manage radio resources. A cell associated with a radio resource is defined as a combination of DL resources and UL resources, that is, a combination of a DL component carrier (CC) and a UL CC. A cell may be configured to be a DL resource alone, or a combination of DL resources and UL resources. If carrier aggregation is supported, the linkage between the carrier frequency of the DL resource (or DL CC) and the carrier frequency of the UL resource (or UL CC) . For example, a combination of a DL resource and a UL resource can be indicated by linkage of System Information Block Type 2 (SIB2). Here, the carrier frequency means a center frequency of each cell or CC. Hereinafter, a cell operating on a primary frequency will be referred to as a primary cell (Pcell) or a PCC, and a cell operating on a secondary frequency (or SCC) will be referred to as a secondary cell cell, Scell) or SCC. The carrier corresponding to the Pcell in the downlink is called a downlink primary CC (DL PCC), and the carrier corresponding to the Pcell in the uplink is called a UL primary CC (DL PCC). Scell means a cell which can be set after a radio resource control (RRC) connection establishment is made and can be used for providing additional radio resources. Depending on the capabilities of the UE, a Scell may form together with the Pcell a set of serving cells for the UE. The carrier corresponding to the Scell in the downlink is referred to as a DL secondary CC (DL SCC), and the carrier corresponding to the Scell in the uplink is referred to as a UL secondary CC (UL SCC). For UEs that are in the RRC_CONNECTED state but have no carrier aggregation or that do not support carrier aggregation, there is only one serving cell that is only configured with the Pcell.

3GPP 기반 통신 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 하향링크 물리 신호들을 정의된다. 예를 들어, 물리 하향링크 공유 채널(physical downlink shared channel, PDSCH), 물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH), 물리 멀티캐스트 채널(physical multicast channel, PMCH), 물리 제어 포맷 지시자 채널(physical control format indicator channel, PCFICH), 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH) 및 물리 하이브리드 ARQ 지시자 채널(physical hybrid ARQ indicator channel, PHICH)들이 하향링크 물리 채널들로서 정의되어 있으며, 참조 신호와 동기 신호가 하향링크 물리 신호들로서 정의되어 있다. 파일럿(pilot)이라고도 지칭되는 참조 신호(reference signal, RS)는 eNB와 UE가 서로 알고 있는 기정의된 특별한 파형의 신호를 의미하는데, 예를 들어, 셀 특정적 RS(cell specific RS), UE-특정적 RS(UE-specific RS, UE-RS), 포지셔닝 RS(positioning RS, PRS) 및 채널 상태 정보 RS(channel state information RS, CSI-RS)가 하향링크 참조 신호로서 정의된다. 3GPP 기반 통신 표준은 상위 계층으로부터 기원한 정보를 나르는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 채널들과, 물리 계층에 의해 사용되나 상위 계층으로부터 기원하는 정보를 나르지 않는 자원 요소들에 대응하는 상향링크 물리 신호들을 정의하고 있다. 예를 들어, 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH), 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH), 물리 랜덤 접속 채널(physical random access channel, PRACH)가 상향링크 물리 채널로서 정의되며, 상향링크 제어/데이터 신호를 위한 복조 참조 신호(demodulation reference signal, DMRS)와 상향링크 채널 측정에 사용되는 사운딩 참조 신호(sounding reference signal, SRS)가 정의된다.The 3GPP-based communication standard includes downlink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and downlink physical channels used by the physical layer but corresponding to resource elements not carrying information originated from an upper layer Physical signals are defined. For example, a Physical Downlink Shared Channel (PDSCH), a Physical Broadcast Channel (PBCH), a Physical Multicast Channel (PMCH), a Physical Control Format Indicator Channel a physical downlink control channel (PDCCH), and a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) are defined as downlink physical channels, and a reference signal and a synchronization signal Are defined as downlink physical signals. A reference signal (RS), also referred to as a pilot, refers to a signal of a particular predetermined waveform that is known to the UE and the eNB, for example a cell specific RS, a UE- A specific RS (UE-specific RS, UE-RS), a positioning RS (PRS) and channel state information RS (CSI-RS) are defined as downlink reference signals. The 3GPP-based communication standard includes uplink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from an upper layer and uplink channels corresponding to resource elements used by the physical layer but not carrying information originated from an upper layer The physical signals are defined. For example, a physical uplink shared channel (PUSCH), a physical uplink control channel (PUCCH), and a physical random access channel (PRACH) And a demodulation reference signal (DMRS) for the uplink control / data signal and a sounding reference signal (SRS) used for the uplink channel measurement are defined.

본 발명에서 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)/PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel)/PHICH((Physical Hybrid automatic retransmit request Indicator CHannel)/PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)은 각각 DCI(Downlink Control Information)/CFI(Control Format Indicator)/하향링크 ACK/NACK(ACKnowlegement/Negative ACK)/하향링크 데이터를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 또한, PUCCH(Physical Uplink Control CHannel)/PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel)/PRACH(Physical Random Access CHannel)는 각각 UCI(Uplink Control Information)/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는 특히 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/ PRACH에 할당되거나 이에 속한 시간-주파수 자원 혹은 자원요소(Resource Element, RE)를 각각 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH RE 또는 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 자원이라고 칭한다. 이하에서 사용자기기가 PUCCH/PUSCH/PRACH를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/랜덤 엑세스 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, eNB 가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.In the present invention, the Physical Downlink Control Channel (PDCCH) / Physical Control Format Indicator CHannel / Physical Uplink Shared CHannel (PHICH) / Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH) A Physical Uplink Control CHannel (PUCCH), a Physical Uplink Control Channel (PUSCH), a Physical Uplink Control Channel (PUSCH), and a Physical Uplink Control Channel (PUSCH) (Uplink Shared CHannel) / PRACH (Physical Random Access CHannel) refers to a set of time-frequency resources or a set of resource elements each carrying Uplink Control Information (UCI) / uplink data / random access signals. / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH RE or a time-frequency resource or resource element (RE) assigned to or belonging to the PDCCH / Hereinafter, the expression that the user equipment transmits a PUCCH / PUSCH / PRACH is referred to as a PUCCH / PUCCH / PRACH or a PUCCH / PUCCH / PRACH through an uplink control information / uplink The expression that the eNB transmits PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH is used to transmit downlink data / control information on the PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH, Is used in the same sense.

본 발명에서 사용되는 용어 및 기술 중 구체적으로 설명되지 않은 용어 및 기술에 대해서는 3GPP LTE/LTE-A 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 및 3GPP TS 36.331 등과, 3GPP NR 표준 문서, 예를 들어, 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.214, 3GPP TS 38.300, 3GPP TS 38.331 등을 참조할 수 있다. 아울러, 폴라 코드와 폴라 코드를 이용한 인코딩 및 디코딩에 관한 원리는 'E. Arikan, "Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels," in IEEE Transactions on Information Theory, vol. 55, no. 7, pp. 3051-3073, July 2009)'를 참조할 수 있다.The terms and techniques used in the present invention are not specifically described in the 3GPP LTE / LTE-A standard documents such as 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 and 3GPP TS 36.331 and the like and 3GPP NR standard documents such as 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.214, 3GPP TS 38.300, 3GPP TS 38.331, etc. In addition, the principle of encoding and decoding using polar codes and polar codes is described in 'E. Arikan, "Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels," in IEEE Transactions on Information Theory, vol. 55, no. 7, pp. 3051-3073, July 2009).

더욱 많은 통신 기기들이 더욱 큰 통신 용량을 요구하게 됨에 따라 기존의 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 브로드밴드 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한 다수의 기기 및 사물들을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 매시브(massive) MTC 역시 차세대 통신에서 고려될 주요 이슈 중 하나이다. 아울러 신뢰성(reliability) 및 지연(latency)에 민감한 서비스/UE를 고려한 통신 시스템 디자인이 논의되고 있다. 이와 같이 진보된 모바일 브로드밴드 통신, 매시브 MTC, URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communication) 등을 고려한 차세대 RAT의 도입이 논의되고 있다. 현재 3GPP에서는 EPC 이후의 차세대 이동 통신 시스템에 대한 스터디를 진행 중에 있다. 본 발명에서는 편의상 해당 기술을 새 RAT (new RAT, NR) 혹은 5G RAT라고 칭한다. As more and more communication devices require greater communication capacity, there is a need for improved mobile broadband communication over existing radio access technology (RAT). Also, massive MTC, which provides various services by connecting multiple devices and objects, is one of the major issues to be considered in the next generation communication. In addition, a communication system design considering a service / UE sensitive to reliability and latency is being discussed. The introduction of next-generation RAT, which takes into account advanced mobile broadband communications, massive MTC, URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communication), is being discussed. Currently, 3GPP is conducting studies on next generation mobile communication systems after EPC. For convenience, the present invention is referred to as a new RAT (new RAT, NR) or 5G RAT.

NR 통신 시스템은, 데이터 레이트, 용량(capacity), 지연(latency), 에너지 소비 및 비용 면에서, 기존 4세대(4G) 시스템보다 상당히 나은 성능을 지원할 것이 요구된다. 따라서, NR 시스템은 대역폭, 스펙트럴, 에너지, 시그널링 효율, 및 비트당 비용(cost)의 영역에서 상당한 진보를 이룰 필요가 있다. NR은 이러한 요구를 충족시키기 위해 효율적 파형(waveform)을 활용할 필요가 있다. NR communication systems are required to support significantly better performance than existing fourth generation (4G) systems in terms of data rate, capacity, latency, energy consumption and cost. Thus, NR systems need to make considerable progress in the areas of bandwidth, spectral, energy, signaling efficiency, and cost per bit. NR needs to utilize an efficient waveform to meet this demand.

도 1은 LTE/LTE-A 시스템에서 수송 블록(transport block)의 처리 과정을 예시한 것이다.Figure 1 illustrates the processing of a transport block in an LTE / LTE-A system.

채널에서 겪는 오류를 수신단에서 정정해주기 위해서 전송단에서 보내는 정보를 오류정정부호(forward error correction code)를 사용하여 부호화(coding)를 한 후 전송하게 된다. 수신단에서는 수신신호를 복조(demodulation)한 후 오류정정부호의 복호(decoding)화 과정을 거친 후 전송 정보를 복원하게 된다. 이러한 복호화 과정에서, 채널에 의해서 생긴 수신신호상의 오류를 정정하게 된다. In order to correct the error experienced by the channel at the receiving end, the information sent from the transmitting end is encoded using a forward error correction code and then transmitted. The receiver demodulates the received signal and decodes the error correction code to recover the transmission information. In this decryption process, the error on the received signal caused by the channel is corrected.

데이터가 DL/UL 셀별로 매 TTI마다 최대 2개 수송 블록의 행태로 코딩 블록에 도달한다. 다음의 코딩 단계들이 DL/UL 셀의 각 수송 블록에 대해 적용될 수 있다:The data reaches the coding block with the behavior of a maximum of two transport blocks every TTI for each DL / UL cell. The following coding steps can be applied for each transport block of the DL / UL cell:

수송 블록에 CRC 부가(add);Add CRC to transport block;

코드 블록 세그멘트화(segmentation) 및 코드 블록 CRC 부착(attachment);Code block segmentation and code block CRC attachment;

채널 코딩;Channel coding;

레이트 매칭;Rate matching;

코드 블록 연접(concatenation).Code block concatenation.

오류정정부호는 다양한 종류가 가능하지만, 기존 LTE/LTE-A 시스템에서는 주로 터보(Turbo) 코드가 사용되었다. 터보 코드는 리커시브 시스터매틱 컨볼루션 인코더(recursive systematic convolution encoder)와 인터리버(interleaver)로 구성된다. 터보 코드의 실제 구현 시에 병렬 복호화를 용이하게 하기 위한 인터리버가 있는데 이의 일종이 QPP(quadratic polynomial permutation)이다. 이와 같은 QPP 인터리버는 특정의 데이터 블록 크기에만 좋은 성능을 유지한다고 알려져 있다. 터보 코드의 성능은 데이터 블록 크기가 증가할수록 좋은 것으로 알려져 있는데, 실제 통신 시스템에서는 실제 구현의 편리함을 위하여 일정 크기 이상의 데이터 블록의 경우 여러 개의 작은 데이터 블록으로 나누어 인코딩을 수행하게 된다. 나누어진 작은 데이터 블록을 코드 블록이라 부른다. 코드 블록은 일반적으로 같은 크기를 갖게 되지만, QPP 인터리버의 크기 제한 때문에 여러 개의 코드 블록들 중 하나의 코드 블록은 다른 크기를 가질 수도 있다. 정해진 인터리버 크기의 코드 블록 단위로 오류정정부호화 과정을 거친 후 무선 채널로 전송 시 발생하는 버스트(burst) 오류의 영향을 줄이기 위해 인터리빙이 수행된다. 그리고, 실제 무선 자원에 매핑되어 전송된다. 실제 전송시 사용되는 무선 자원의 양이 일정하기 때문에 이에 맞추기 위해서는 인코딩된 코드 블록에 대하여 레이트 매칭이 수행되어야 한다. 일반적으로 레이트 매칭은 펑처링이나 반복(repetition)으로 이루어진다. 예를 들어, 무선 자원의 양, 즉, 해당 무선 자원에 의해 전송될 수 있는 전송 비트 수가 M이고, 코딩된 비트 시퀀스, 즉, 인코더의 출력 비트 수가 N이라 하면, M과 N이 다를 경우, 상기 코딩된 비트 시퀀스의 길이를 조절하여 M과 맞추기 위한 레이트 매칭이 수행된다. M>N이면, 레이트 매칭된 시퀀스의 길이가 M과 같아지도록, 코딩된 비트 시퀀스의 비트들 중 전부 혹은 일부가 반복된다. M<N이면, 레이트 매칭된 시퀀스의 길이가 M과 같아지도록, 코딩된 비트 시퀀스의 비트들 중 일부가 펑처링되며, 펑처링된 비트는 전송에서 제외된다.Various error correction codes can be used, but Turbo codes are mainly used in existing LTE / LTE-A systems. The turbo code consists of a recursive systematic convolution encoder and an interleaver. One of the interleavers is quadratic polynomial permutation (QPP) to facilitate parallel decoding in actual implementation of turbo codes. Such a QPP interleaver is known to maintain good performance only for a specific data block size. The performance of the turbo code is known to be better as the size of the data block increases. In actual communication systems, encoding is performed by dividing a data block of a predetermined size or larger into a plurality of small data blocks for practical implementation convenience. The divided small data block is called a code block. The code block generally has the same size, but because of the size limitation of the QPP interleaver, one of the code blocks may have different sizes. An error correction coding process is performed in units of code blocks of a predetermined interleaver size, and then interleaving is performed to reduce the influence of a burst error occurring in transmission on a wireless channel. Then, it is mapped to actual radio resources and transmitted. Since the amount of radio resources used in the actual transmission is constant, rate matching must be performed on the encoded code block in order to match it. In general, rate matching is done by puncturing or repetition. For example, if the amount of radio resources, that is, the number of transmission bits that can be transmitted by the corresponding radio resource is M, and the number of output bits of the encoder is N, Rate matching is performed to adjust the length of the coded bit sequence to match with M. If M > N, all or some of the bits of the coded bit sequence are repeated so that the length of the rate matched sequence is equal to M. [ If M < N, some of the bits of the coded bit sequence are punctured such that the length of the rate matched sequence is equal to M, and the punctured bits are excluded from transmission.

즉, LTE/LTE-A 시스템에서는 특정 코드 레이트(예, 1/3)을 지니는 채널 코딩을 사용하여 전송할 데이터를 인커딩한 후, 펑처링과 반복으로 이루어진 레이트 매칭 과정을 통해 전송할 데이터의 코드 레이트를 조절하게 된다. LTE/LTE-A에서의 채널 코드로 터보 코드를 사용하였을 경우, 도 1과 같은 수송 채널 처리 과정 중 각 코드 블록을 채널 코딩 및 레이트 매칭하는 과정을 도식화 하면 도 2와 같다.That is, in the LTE / LTE-A system, data to be transmitted is encoded using channel coding having a specific code rate (for example, 1/3), and then a code rate of data to be transmitted through a rate matching process, . When a turbo code is used as a channel code in LTE / LTE-A, a process of channel coding and rate matching of each code block in the transport channel processing process as shown in FIG. 1 is shown in FIG.

도 2는 인코딩된 코드 블록의 시스터매틱 부분과 패리티 부분을 분리하여 레이트 매칭을 수행하는 것을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating performing rate matching by separating a systematic portion and a parity portion of an encoded code block.

도 2에 도시된 바와 같이, LTE/LTE 터보 인코더의 머더(mother) 코드 레이트는 1/3이다. 다른 코드 레이트를 얻기 위해서는, 필요하면, 반복 혹은 펑처링이 수행되어야 하며, 이들은 레이트 매칭 모듈에 의해 행해진다. 상기 레이트 매칭 모듈은 상기 터버 인코더의 3개 출력 스트림들에 대한 3개의 소위(so-called) 서브-블록 인터리버들과, 순환(circular) 버퍼에 의해 실현(realize)되는, 비트 선택 및 프루닝(pruning) 부분(part)으로 이루어진다. 상기 서브-블록 인터리버는 32개 행들 및 길이-32 인트라-열 퍼뮤테이션을 가진 클래식 행(row)-열(column) 인터리버를 기반으로 한다. 상기 3개 스트림들 각각의 비트들은 행-by-행씩 32개 열들을 가진 행렬(행의 개수는 스트림 크기에 의존)로 적혀진다(written). 상기 행렬을 완전히 채우기 위해 더미 비트들이 각 스트림의 앞쪽에 패딩된다. 열 퍼뮤테이션 후에는 비트들이 열-by-열로 상기 행렬로부터 읽혀진다.As shown in FIG. 2, the mother code rate of the LTE / LTE turbo encoder is 1/3. In order to obtain different code rates, repetition or puncturing must be performed, if necessary, and these are done by the rate matching module. The rate matching module comprises three so-called sub-block interleavers for the three output streams of the turbo encoder and bit selection and pruning (b), realized by a circular buffer pruning part. The sub-block interleaver is based on a classical row-column interleaver with 32 rows and a length-32 intra-column permutation. The bits of each of the three streams are written in a matrix with 32 columns by row-by-row (the number of rows depends on the stream size). Dummy bits are padded in front of each stream to completely fill the matrix. After the thermal permutation, the bits are read from the matrix in column-by-column.

도 3은 순환 버퍼의 내부(internal structure)를 도시한 것이다.Figure 3 shows the internal structure of the circular buffer.

순환 버퍼는 머더 코드의 펑처링 및 반복을 가능하게 하는, 레이트 매칭 모듈의 가장 중요한 부분(part)이다. 도 2를 참조하면, 인터리빙된 시스터매틱 비트들은, 상기 순환 버퍼의 시작(beginning)에 상기 인터리빙된 시스터매틱 비트 스트림들의 첫 번째 비트를 두고, 차례차례(in sequence) 상기 순환 버퍼로 적혀진다. 인터리빙 및 인터레이스된 패리티 비트 스트림들은, 상기 인터리빙된 시스터매틱 비트 스트림의 마지막 비트 다음에 해당 스트림의 첫 비트를 두고, 차례차례 상기 순환 버퍼에 적혀진다. 코딩된 비트들은 (코드 레이트에 따라) 상기 순환 버퍼 내 리던던시 버전(redundancy version, RV) 포인트들에 의해 특정되는 어떤(certain) 시작 포인트로부터 연속적으로(serially) 읽혀진다. 상기 순환 버퍼의 끝(end)에 다다르고 더 많은 코딩된 비트들이 전송을 위해 필요하면 (예, 1/3보다 작은 코드 레이트의 경우), 전송 장치는 랩 어라운드 하며 상기 순환 버퍼의 시작에서 계속(continue)한다.The circular buffer is the most important part of the rate matching module, which allows puncturing and repetition of the mother code. Referring to FIG. 2, the interleaved systematic bits are written in the cyclic buffer in sequence, with the first bit of the interleaved systematic bitstreams at the beginning of the cyclic buffer. The interleaved and interleaved parity bit streams are sequentially written to the circular buffer with the first bit of the stream after the last bit of the interleaved systematic bit stream. The coded bits are read serially from a certain starting point specified by redundancy version (RV) points in the cyclic buffer (depending on the code rate). If the end of the cyclic buffer is reached and more coded bits are needed for transmission (e.g., for code rates less than 1/3), the transmitting device wraparounds and continues at the beginning of the cyclic buffer continue).

하이브리드 ARQ를 나타내는 HARQ는 오류가 있다고 검출된 패킷들의 재전송에 기초한 오류 정정 메커니즘이다. 전송된 패킷은 수신 장치에 어떤(certain) 전파(propagation) 딜레이 후에 도착한다. 상기 수신 장치는 오류-없는(error-free) 전송의 경우에는 ACK을 생산(produce)며, 오류가 검출되면 NACK을 생산한다. 상기 ACK/NACK은 얼마간의 프로세싱 시간 후에 생산되어 상기 전송 장치에 보내지고, 전파 딜레이 후에 상기 전송 장치에 도달한다. NACK이 경우, 상기 전송 장치에서 어떤 프로세싱 딜레이 후에, 원하는(desired) 패킷이 다시 보내질 것이다. 상기 순환 버퍼로부터 읽혀져 각 재전송에서 보내지는 비트들은 다르며 RV의 위치에 의존한다. 비트들이 상기 순환 버퍼로부터 읽혀지는 시작 포인트의 위치를 정의하는 4개 RV들(0, 1, 2, 3)이 있다. 도 3을 참조하면, 재전송 횟수가 진행(progressing)함에 따라 RV가 커지며 따라서 더 적은 시스터매틱 비트들과 더 많은 패리티 비트들이 재전송을 위해 순환 버퍼로부터 읽혀진다.HARQ indicating hybrid ARQ is an error correction mechanism based on retransmission of packets detected to be erroneous. The transmitted packet arrives at the receiving device after a certain propagation delay. The receiving apparatus produces an ACK in the case of an error-free transmission and produces a NACK when an error is detected. The ACK / NACK is produced after some processing time and is sent to the transmitting device and arrives at the transmitting device after the propagation delay. NACK In this case, after some processing delay at the transmitting device, the desired packet will be resent. The bits read from the circular buffer and sent in each retransmission are different and depend on the location of the RV. There are four RVs (0, 1, 2, 3) that define the location of the start point at which bits are read from the circular buffer. Referring to FIG. 3, as the number of retransmissions progresses, the RV increases, so fewer systematic bits and more parity bits are read from the circular buffer for retransmission.

NR은 현재 4G보다 더 나은 속도 및 커버리지를 제공하며, 높은 주파수 대역에서 동작하고, 수십 개의 연결들에 대해 1 Gb/s까지의 속도 혹은 수만 개의 연결들에 대해 수십 Mb/s까지의 속도를 제공할 것이 요구된다. 이러한 NR 시스템의 요구사항을 충족시키기 위해서는 기존 코딩 방식보다 진보된 코딩 방식의 도입이 논의되고 있다. 데이터 통신은 불완전환 채널 환경에서 일어나기 때문에, 채널 코딩은 빠르면서 오류에 자유로운 통신을 위한 보다 높은 데이터 레이트를 이루는 데 중요한 역할을 한다. 선택된 채널 코드는 특정 범위의 블록 길이들 및 코드 레이트들에서 뛰어난 블록 오류 비율(block error ratio, BLER) 성능을 가져야 한다. 여기서, BLER은 보내진 블록들의 총 개수에 대한 오류 있는(erroneous) 수신 블록들의 개수의 비로서 정의된다. NR에서는 낮은 계산 복잡도(complexity), 낮은 지연, 낮은 비용(cost) 및 더 높은 유연성(flexibility)가 코딩 방식으로 요구된다. 나아가 비트당 감소된 에너지(reduced energy per bit)와 개선된(improved) 영역 효율(efficiency)이 더 높은 데이터 레이트를 지원하기 위해 요구된다. eMBB, 매시브 IoT, URLLC 등이 NR 네트워크의 사용 예들일 것으로 여겨지고 있다. eMBB는 풍부한(rich) 미디어 어플리케이션들, 클라우드 저장소(storage) 및 어플리케이션들, 그리고 엔터테인먼트를 위한 증강 현실(augmented reality)를 가능하게 하기 위해 높은 데이터 레이트를 갖는 인터넷 접속을 커버한다. 매시브 IoT 어플리케이션들은 스마트 홈들/빌딩들, 리모트 건강 모니터링, 및 물류(logistics) 트랙킹 등을 위한 밀집한(dense) 센서 네트워크들을 포함한다. URLLC는 산업 자동화, 무인 자동차들, 리모트 수술, 및 스마트 그리드들과 같은 초-고 신뢰성 및 낮은 지연을 요구하는 중요한 어플리케이션들을 커버한다. NR now offers better speed and coverage than 4G, operates in high frequency bands, provides speeds up to 1 Gb / s for dozens of connections, or up to tens of Mb / s for tens of thousands of connections Is required. In order to meet the requirements of such NR systems, the introduction of advanced coding schemes rather than existing coding schemes is being discussed. Because data communication occurs in an incomplete channel environment, channel coding plays an important role in achieving higher data rates for fast and fault-free communication. The selected channel code should have excellent block error ratio (BLER) performance at a certain range of block lengths and code rates. Here, BLER is defined as a ratio of the number of erroneous receiving blocks to the total number of transmitted blocks. In NR, low computational complexity, low latency, low cost, and greater flexibility are required in the coding scheme. Furthermore, reduced energy per bit and improved area efficiency are required to support higher data rates. eMBB, Massive IoT, URLLC, etc. are considered to be examples of use of NR networks. eMBB covers Internet access with high data rates to enable rich media applications, cloud storage and applications, and augmented reality for entertainment. Massive IoT applications include dense sensor networks for smart homes / buildings, remote health monitoring, and logistics tracking. URLLC covers critical applications requiring ultra-high reliability and low latency, such as industrial automation, unmanned vehicles, remote surgery, and smart grids.

큰 블록 길이들에서 높은 용량 성능을 갖는 많은 코딩 방식들이 이용가능하지만, 이들 중 대다수가 넓은 범위의 블록 길이들 및 코드 레이트들에 걸쳐 좋은 성능을 일정하게 보여주지는 못한다. 그러나, 터보 코드, 저밀도 패리티 체크 (low density parity check, LDPC) 코드 및 폴라 코드는 넓은 범위의 코딩 레이트들 및 코드 길이들에서 기대되는(promising) BLER 성능을 보여주고 있으며, 이에 따라 NR 시스템을 위한 사용이 고려되고 있다. eMBB, 매시브 IoT 및 URLLC와 같은 다양한 경우들에 대한 요구가 증가함에 따라 터보 코드들보다 더 강한 채널 코딩 효율성을 제공하는 코딩 방식에 대한 요구가 있다. 또한, 채널이 현재 수용할 수 있는 가입자의 최대 수 면에서의 증가, 즉, 용량 면에서의 증가도 요구되고 있다. While many coding schemes are available with high capacity performance at large block lengths, many of them do not consistently show good performance over a wide range of block lengths and code rates. However, turbo codes, low density parity check (LDPC) codes and polar codes show promising BLER performance over a wide range of coding rates and code lengths, Use is being considered. There is a need for a coding scheme that provides stronger channel coding efficiency than turbo codes as the demand for various cases such as eMBB, massive IoT and URLLC increases. In addition, an increase in the maximum number of subscribers that the channel can currently accommodate, i.e., an increase in capacity, is also required.

폴라 코드는, 기존 채널 코드들의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 프레임워크를 제공하는 코드로서, Bikent 대학의 Arikan에 의해 발명되었다(참고: E. Arikan, "Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels," in IEEE Transactions on Information Theory, vol. 55, no. 7, pp. 3051-3073, July 2009). 폴라 코드는 낮은 인코딩 및 디코딩 복잡도를 갖는, 수학적으로 증명된, 첫 용량-수용(capacity-achieving) 코드이다. 폴라 코드는 아무런 오류 흐름이 존재하지 않으면서 큰 블록 길이들에서 터보 코드의 성능을 능가한다. 이하, 폴라 코드를 이용한 채널 코딩을 폴라 코딩이라고 칭한다. The polar code is a code that provides a new framework for solving the problems of existing channel codes, and was invented by Arikan of Bikent University (see E. Arikan, "Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels, " in IEEE Transactions on Information Theory, vol. 55, No. 7, pp. 3051-3073, July 2009). The polar code is the first mathematically proven, capacity-achieving code with low encoding and decoding complexity. The polar code outperforms the turbo code in large block lengths without any error flow. Hereinafter, channel coding using a polar code is referred to as polar coding.

폴라 코드들은 주어진 이진 이산 무기억 채널(binary discrete memoryless channel)에서 채널 용량을 이룰(achieve) 수 코드로 알려져 있다. 이는 블록 크기가 충분히 클 때만 이루어질 수 있다. 즉, 폴라 코드는 코드의 크기 N을 무한히 크게 하면 채널 용량을 이룰 수 있는 코드이다. 폴라 코드들은 인코딩 및 디코딩의 복잡도가 적으며 성공적으로 디코딩될 수 있다. 폴라 코드는 선형 블록 오류 정정 코드의 일종이며, 회귀적인(recursive) 다수의 연접(concatenation)이 폴라 코드를 위한 기본 빌딩 블록이며, 코드 구성(code construction)을 위한 기초이다. 물리 채널들을 가상 채널들로 변환하는 채널의 물리적 변환이 일어나며, 이러한 변환은 회귀적인 다수의 연접을 기반으로 한다. 다수의 채널들이 곱해지고 누적되면, 상기 채널들의 대부분은 좋아지거나 아니면 나빠지게 되며, 폴라 코드 배후에 있는 이 아이디어는 좋은 채널들을 사용하는 것이다. 예를 들어, 좋은 채널들을 통해 레이트 1로 데이터를 보내고, 나쁜 채널들을 통해 레이트 0으로 보내는 것이다. 즉, 채널 양극화를 통해 채널들은 일반(normal) 상태로부터 양극화(polarize)된 상태로 들어가게 된다. Polar codes are known as numeric codes that achieve channel capacity in a given binary discrete memoryless channel. This can only be done if the block size is large enough. That is, the polar code is a code capable of achieving the channel capacity when the size N of the code is infinitely increased. The polar codes are less complex in encoding and decoding and can be successfully decoded. Polar codes are a type of linear block error correcting code, and a number of recursive concatenations are the basic building blocks for polar codes and are the basis for code construction. A physical conversion of the channel that translates the physical channels into the virtual channels takes place, and this conversion is based on a number of concatenated regressions. When multiple channels are multiplied and accumulated, most of the channels are getting better or worse, and the idea behind the polar code is to use good channels. For example, sending data at rate 1 over good channels and sending it at rate 0 over bad channels. That is, through channel polarization, the channels enter a polarized state from a normal state.

도 4는 폴라 코드 인코더를 위한 블록도이다. 4 is a block diagram for a polar code encoder.

도 4(a)는 폴라 코드의 기본(base) 모듈을 나타낸 것으로, 특히 폴라 코딩을 위한 첫 번째 레벨 채널 컴바이닝을 예시한 도면이다. 도 4(a)에서 W2는 이진 이산 무기억 채널(B-DMC), W, 2개를 컴바이닝하여 얻어진 전체 등가(equivalent) 채널을 의미한다. 여기서, u1, u2는 이진-입력 소스 비트들이며, y1, y2는 출력 코딩된 비트(output coded bit)들이다. 채널 컴바이닝(channel combining)은 B-DMC 채널을 병렬적으로(parallel) 연접하는 과정이다.FIG. 4A shows a base module of a polar code, in particular, a first level channel combining for polar coding. In FIG. 4 (a), W2 means the entire equivalent channel obtained by combining two W-DMC (W-DMC) channels. Where u1 and u2 are binary-input source bits, and y1 and y2 are output coded bits. Channel combining is a process of concatenating B-DMC channels in parallel.

도 4(b)은 상기 기본 모듈에 대한 기본 행렬 F를 나타낸 것으로, 기본 행렬 F로의 이진-입력 소스 비트들 u1, u2과 해당 출력 x1, x2는 다음의 관계를 갖는다.4B shows a basic matrix F for the basic module. The binary-input source bits u1 and u2 of the basic matrix F and the corresponding outputs x1 and x2 have the following relationship.

Figure pat00001
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채널 W2는 최고 레이트인 대칭 용량 I(W)를 이룰 수 있다. B-DMC W에서 대칭 용량은 중요한 파라미터로서, 상기 대칭 용량은 레이트의 측정을 위해 사용되며, 신뢰할 수 있는 통신이 상기 채널 W를 걸쳐 일어날 수 있는 최고 레이트이다. B-DMC는 다음과 같이 정의될 수 있다.The channel W2 can achieve the symmetry capacity I (W) which is the highest rate. The symmetric capacity in B-DMC W is an important parameter, the symmetric capacity is used for the rate measurement, and the highest rate at which reliable communication can occur across channel W. The B-DMC can be defined as follows.

Figure pat00002
Figure pat00002

주어진 B-DMC W의 N개 독립(independent) 카피들로부터 N개 이진 입력 채널들의 두 번째 세트를 합성(synthesize) 혹은 생성(create)하는 것이 가능하며, 상기 채널들은 속성(property)들 {WN(i): 1≤i≤N}을 갖는다. N이 커지면, 채널들의 일부는 1에 가까운 용량을 갖는 채널이 되고, 나머지는 0에 가까운 용량을 갖는 채널이 되는 경향이 있다. 이를 채널 양극화(polarization)라고 한다. 다시 말해 채널 양극화는 주어진 B-DMC W의 N개 독립 카피들을 사용하여 두 번째 세트의 N개 채널들 {WN(i): 1≤i≤N}을 생성하는 프로세스이며, 채널 양극화 효과는 N이 커지면 모든 대칭 용량 항들(terms) {I(WN(i))}이 인덱스들 i의 사라지는(vanishing) 부분(fraction)을 제외하고 모두 0 또는 1이 되는 경향을 의미한다. 다시 말해, 폴라 코드들에서 채널 양극화 뒤에 있는 개념은 I(W)의 대칭적(symmetric) 용량을 갖는 채널(예, additive white Gaussian noise channel)의 N개 카피(copy)들(즉, N개 전송들)을 1 또는 0에 가까운(close) 용량의 극단적(extreme) 채널들로 변환(transform)하는 것이다. N개의 채널들 중에서 I(W) 부분(fraction)은 완벽한(perfect) 채널들이 될 것이고 1-I(W) 부분은 완전히 잡음 채널들이 될 것이다. 그리고 나서 정보 비트들은 좋은 채널들을 통해서만 보내지고, 다른 채널들로의 입력들은 1 또는 0으로 프로즌된다. 채널 양극화의 양은 블록 길이와 함께 증가한다. 채널 양극화는 2가지 국면(phase)로 구성된다: 채널 컴바이닝 국면 및 채널 스플리팅 국면. It is possible to synthesize or create a second set of N binary input channels from N independent copies of a given B-DMC W, i): 1? i? N}. As N increases, some of the channels tend to be channels with capacities close to 1, while others tend to be channels with capacities close to zero. This is called channel polarization. In other words, channel polarization is a process of generating a second set of N channels {WN (i): 1? I? N} using N independent copies of a given B-DMC W, It means that all symmetric capacity terms {I (WN (i)) tend to be either 0 or 1, except for the fraction vanishing indexes i. In other words, the concept behind channel polarization in polar cords is that N copies of an additive white Gaussian noise channel (i.e., N transmissions) of a symmetric capacity channel of I (W) ) Into 1 or extreme channels of close capacity. The I (W) fraction of the N channels will be perfect channels and the 1-I (W) portion will be completely noise channels. The information bits are then only sent on good channels, and inputs to other channels are frozen to 1 or 0. The amount of channel polarization increases with the block length. Channel polarization is composed of two phases: channel combining phase and channel splitting phase.

도 5는 채널 양극화를 위한 채널 컴바이닝과 채널 스플리팅의 개념을 예시한 것이다. 도 5에 예시된 바와 같이 원본 채널 W의 N개 카피들을 적절히 컴바이닝하여 벡터 채널 Wvec을 만든 후 양극화된 새로운 채널들로 스플리팅하면, 충분히 큰 N의 경우, 상기 양극화된 새로운 채널들은 각각 채널 용량 C(W)=1과 C(W)=0으로 구분된다. 이 경우, 채널 용량 C(W))=1인 채널을 통과하는 비트는 오류 없이 전송 가능하므로 채널 용량 C(W)=1인 채널로는 정보 비트를 전송하고, 채널 용량 C(W)=1인 채널을 통과하는 비트는 정보 전송이 불가능하므로 의미 없는 비트인 프로즌 비트를 전송하는 것이 좋다.FIG. 5 illustrates the concept of channel combining and channel splitting for channel polarization. 5, if N copies of the original channel W are appropriately combined to create a vector channel Wvec and then split into new polarized channels, in case of a sufficiently large N, the polarized new channels are respectively allocated to channels Capacities C (W) = 1 and C (W) = 0 are distinguished. In this case, since the bit passing through the channel having the channel capacity C (W) = 1 can be transmitted without error, the information bit is transmitted to the channel having the channel capacity C (W) = 1 and the channel capacity C (W) = 1 It is better to send frozen bits which are meaningless bits.

도 5를 참조하면, 주어진 B-DMC W의 카피들을 회귀적 방식으로 컴바이닝하여, WN: XN→YN에 의해 주어지는 벡터 채널 Wvec이 출력될 수 있다. 여기서 N=2n이며 n은 0보다 크거나 같은 정수이다. 회귀(recursion)은 항상 0번째 레벨에서 시작하며, W1 = W이다. n=1은 W1의 2개 독립 카피들이 함께 컴바이닝하는 첫 번째 레벨의 회귀를 의미한다. 상기 2개 카피들을 컴바이닝하면 채널 W2: X2→Y2이 얻어진다. 이 새로운 채널 W2의 전이 확률(transitional probability)은 다음 식에 의해 표현될 수 있다.Referring to Figure 5, copies of a given B-DMC W may be combined in a regressive manner to output the vector channel Wvec given by WN: XN - &gt; YN. Where N = 2n and n is an integer greater than or equal to zero. Recursion always starts at the zeroth level, and W1 = W. n = 1 means the regression of the first level that two independent copies of W1 combine together. When the two copies are combined, a channel W2: X2 - &gt; Y2 is obtained. The transitional probability of this new channel W2 can be expressed by the following equation.

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 채널 W2이 얻어지면, W2의 2개 카피들을 컴바이닝하여 채널 W4의 단일 카피가 얻어질 수 있다. 이러한 회귀는 다음 전이 확률을 갖는 W4: X4→Y4에 의해 표현될 수 있다.Once the channel W2 is obtained, a single copy of the channel W4 may be obtained by combining the two copies of W2. This regression can be represented by W4: X4 - &gt; Y4 with the following transition probability.

Figure pat00004
Figure pat00004

도 5에서 GN은 크기 N인 생성기 행렬이다. G2는 도 4(b)에 도시된 기본 행렬 F에 해당한다. G4는 다음 행렬로 표현될 수 있다.5, GN is a generator matrix of size N. G2 corresponds to the basic matrix F shown in Fig. 4 (b). G4 can be expressed by the following matrix.

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서 ⓧ는 Kronecker 곱(product)이며, 모든 n≥1에 대해 Aⓧn = AⓧAⓧ(n-1)이고, Aⓧ0 = 1이다.Where ⓧ is the Kronecker product, Aⓧn = AⓧAⓧ (n-1) for all n ≥1, and Aⓧ0 = 1.

도 5(b)의 GN으로의 입력 uN1과 출력 xN1의 관계는 xN1 = uN1GN로 표현될 수 있다. 여기서 xN1 = {x1, ..., xN}, uN1 = {u1, ..., uN}이다. The relationship between the input uN1 and the output xN1 to GN in Fig. 5 (b) can be expressed as xN1 = uN1GN. Where xN1 = {x1, ..., xN}, uN1 = {u1, ..., uN}.

N개의 B-DMC들을 컴바이닝할 때, 각각의 B-DMC는 회귀적인 형태로 표현될 수 있다. 즉, GN은 다음 수학식으로 표현될 수 있다.When combining N B-DMCs, each B-DMC can be represented in a recursive form. That is, GN can be expressed by the following equation.

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, N=2n, n≥1이고, Fⓧn = FⓧFⓧ(n-1)이며, Fⓧ0 = 1이다. BN은 비트-리버설로서 알려진 퍼뮤테이션 행렬이며, BN = RN(I2ⓧBN/2)로서 회귀적으로(recursively) 산출(compute)될 수 있다. I2는 2-차원(2-dimnsional) 단위(identity) 행렬이고, 이 회귀(recursion)는 B2=I2로 초기화된다. RN은 비트-리버설 인터리버이며, 입력 sN1 = {s1, ..., sN}을 출력 xN1 = {s1, s3,..., sN-1, s2, ..., sN}로 매핑하는 데 사용된다. RN은 먼저 기본-2 확장. 비트-리버설 인터리버는 전송단에 포함되지 않을 수도 있다. 수학식 6의 관계가 도 6에 도시된다. Here, N = 2n, n? 1, Fⓧn = FⓧFⓧ (n-1), and Fⓧ0 = 1. BN is a permutation matrix known as bit-reversal and can be compiled recursively as BN = RN (I2ⓧBN / 2). I2 is a two-dimensional identity matrix, and this recursion is initialized to B2 = I2. RN is a bit-reversal interleaver and is used to map the inputs sN1 = {s1, ..., sN} to the outputs xN1 = {s1, s3, ..., sN-1, s2, ..., sN} do. RN is first base-2 extension. The bit-reversal interleaver may not be included in the transmission stage. The relationship of Equation (6) is shown in Fig.

도 6은 폴라 코드를 위한 N-번째 레벨 채널 컴바이닝을 예시한 것이다. FIG. 6 illustrates N-th level channel combining for polar codes.

N개의 B-DMC W을 컴바이닝한 후 특정 입력에 대한 등가 채널(equivalent channel)을 정의하는 과정을 채널 스플리팅이라고 한다. 채널 스플리팅은 다음 수학식과 같은 채널 전이 확률(channel transition probability)로 표현될 수 있다.The process of defining an equivalent channel for a particular input after combining N B-DMC W is called channel splitting. The channel splitting can be expressed by the channel transition probability as the following equation.

Figure pat00007
Figure pat00007

채널 양극화는 다음과 같은 특성을 갖는다:Channel polarization has the following characteristics:

Conservation: C(W-) + C(W+) = 2C(W),Conservation: C (W-) + C (W +) = 2C (W),

Extremization: C(W-) ≤ C(W) ≤ C(W+).Extremization: C (W-)? C (W)? C (W +).

채널 컴바이닝과 채널 스플리팅을 거친 경우 다음과 같은 정리(theorem)를 얻을 수 있다.When channel combining and channel splitting are performed, the following theorem can be obtained.

정리(theorem): 임의(any) B-DMC W에 대해, 채널들 {WN(i)}은 다음과 같은 의미에서 양극화된다. 임의의 고정된 δ∈{0,1}에 대해, 2의 거듭제곱(power)을 통해 N이 무한대로 감에 따라, I(WN(i))∈(1-δ,1]인 인덱스들 i∈{1,...,N}의 부분(fraction)은 I(W)로 가며, I(WN(i))∈[0,δ)인 부분은 1-I(W)로 간다. 그러므로, N→∞면, 채널들은 완벽히 잡음이거나 아니면 잡음에 자유롭게 양극화되며, 이러한 채널들을 전송단에서 정확히 알 수 있다. 따라서, 나쁜 채널들을 고정하고 고딩되지 않은 비트들을 좋은 채널들 상에서 전송할 수 있다.Theorem: For any B-DMC W, channels {WN (i)} are polarized in the following sense. For any fixed δ ∈ {0, 1}, the indices i (WN (i)) ∈ (1 - δ, 1), as N goes infinitely through the power of 2, The fraction of ∈ {1, ..., N} goes to I (W) and the fraction I (WN (i)) ∈ [0, δ) goes to 1-I (W). Therefore, if N → ∞, the channels are completely noise or are polarized freely to noise, and these channels can be known exactly at the transmitting end. Thus, the bad channels can be fixed and the uncommitted bits can be transmitted on good channels.

즉, 폴라 코드의 크기 N이 무한대가 되면, 채널은 특정 입력 비트(input bit)에 대해 잡음이 많거나 잡음이 없는 채널이 된다. 이는 특정 입력 비트에 대한 등가 채널의 용량이 0 또는 I(W)로 구분되는 것과 같은 의미이다.That is, when the polar code size N becomes infinite, the channel becomes a noisy or noisy channel with respect to a specific input bit. This means that the capacity of the equivalent channel for a particular input bit is divided by 0 or I (W).

폴라 인코더(polar encoder)의 입력(input)은 정보 데이터가 맵핑되는 비트 채널과 그렇지 않은 비트 채널로 구분된다. 앞서 설명한 바와 같이 폴라 코드의 이론에 따르면 폴라 코드의 코드워드가 무한대(infinity)로 갈수록 입력 비트 채널들이 잡음 없는 채널과 잡음 채널로 구분될 수 있다. 따라서, 잡음 없는 비트 채널에 정보를 할당하면, 채널 용량을 얻을 수 있다. 그러나, 실제로는 무한 길이의 코드워드를 구성할 수 없기 때문에 입력 비트 채널의 신뢰도를 계산하여 그 순서대로 데이터 비트를 할당한다. 본 발명에서 데이터 비트가 할당되는 비트 채널은 좋은 비트 채널이라고 칭한다. 좋은 비트 채널은 데이터 비트가 매핑되는 입력 비트 채널이라고 할 수 있다. 그리고, 데이터가 맵핑되지 않는 비트 채널을 프로즌 비트 채널이라 칭하고, 프로즌 비트 채널에는 알려진 값(예, 0)을 입력하여 인코딩이 수행된다. 전송단과 수신단에서 알고 있는 값이면 아무 값이나 프로즌 비트 채널에 매핑될 수 있다. 펑처링 또는 반복을 수행할 때, 좋은 비트 채널에 대한 정보가 활용될 수 있다. 예를 들어, 정보 비트에 할당되지 않는 입력 비트 위치에 해당되는 코드워드 비트(즉, 출력 비트) 위치가 펑처링될 수 있다. An input of a polar encoder is divided into a bit channel to which information data is mapped and a bit channel to which information data is mapped. As described above, according to the theory of polar codes, input bit channels can be divided into noise-free channels and noise channels as the codewords of polar codes go to infinity. Therefore, when information is allocated to a bit channel with no noise, the channel capacity can be obtained. However, since the code word of infinite length can not be constructed in practice, the reliability of the input bit channel is calculated and data bits are allocated in that order. In the present invention, a bit channel to which data bits are allocated is called a good bit channel. A good bit channel is an input bit channel to which data bits are mapped. A bit channel to which data is not mapped is called a frozen bit channel, and a frozen bit channel is encoded by inputting a known value (e.g., 0). Any value known to the transmitting and receiving end may be mapped to the frozen bit channel. When performing puncturing or repetition, information about a good bit channel can be utilized. For example, the position of a codeword bit (i.e., an output bit) corresponding to an input bit position that is not assigned to an information bit may be punctured.

폴라 코드의 디코딩 방식은 연속 소거(successive cancellation, SC) 디코딩 방식이다. SC 디코딩 방식은 채널 전이 확률을 구하여, 이를 입력 비트에 대한 라이클리후드 비율(likelihood ratio, LLR)을 계산하는 방식이다. 이때, 채널 전이 확률은 채널 컴바이닝과 채널 스플리팅 과정이 회귀적인(recursive) 형태로 이루어진 특성을 이용하면 회귀적인 형태로 계산될 수 있다. 따라서, 최종적으로 LLR 값도 회귀적인 형태로 계산할 수 있다. 우선 입력 비트 ui에 대한 채널 전이 확률 WN(i)(y1N,u1i-1|u1)는 다음과 같이 얻어질 수 있다. u1i는 홀수 인덱스(odd index), 짝수 인덱스(even index)로 분리되어, u1,oi, u1,ei와 같이 표현될 수 있다. 채널 전이 확률은 다음 수학식들과 같이 표현될 수 있다.The decoding scheme of the polar code is a successive cancellation (SC) decoding scheme. The SC decoding scheme calculates a channel transition probability and calculates a likelihood ratio (LLR) of the input bits. At this time, the channel transition probability can be calculated in a recursive manner by using the characteristic that the channel combining and the channel splitting are made in a recursive manner. Therefore, finally, the LLR value can also be calculated in a recursive form. First, the channel transition probability WN (i) (y1N, u1i-1 | u1) for the input bit ui can be obtained as follows. u1i may be divided into an odd index and an even index and expressed as u1, oi, u1, and ei. The channel transition probability can be expressed by the following equations.

Figure pat00008
Figure pat00008

Figure pat00009
Figure pat00009

폴라 디코더는 정보를 검색(retrieve)하며, 상기 폴라 코드에 알려진 값들(예, 수신 비트들, 프로즌 비트들 등)을 가지고 uN1의 추정치(estimate) u^N1를 생성한다. LLR은 다음과 같이 정의된다.The polar decoder retrieves information and generates an estimate uN1 of uN1 with known values (e.g., received bits, frozen bits, etc.) in the polar code. The LLR is defined as follows.

Figure pat00010
Figure pat00010

LLR은 다음과 같이 회귀적으로 계산될 수 있다.The LLR can be calculated recursively as follows.

Figure pat00011
Figure pat00011

LLR들의 회귀적 계산은 LLR L(1)1(yi) = W(yi|0)/W(yi|1)인 코드 길이 1로 역추적(trace back)된다. L(1)1(yi)는 채널로부터 관찰된 소프트 정보이다.The recursive computation of LLRs is traced back to a code length of 1 with LLR L (1) 1 (yi) = W (yi | 0) / W (yi | L (1) 1 (yi) is the soft information observed from the channel.

폴라 인코더 및 SC 디코더의 복잡도는 폴라 코드의 길이 N에 따라 달라지는 데, O(NlogN)의 복잡도를 갖는다고 알려져 있다. 길이 N의 폴라 코드에서 K개의 입력 비트들을 가정할 때, 코딩 레이트는 N/K가 된다. 데이터 페이로드 크기 N의 폴라 인코더의 생성기 행렬을 GN이라 하면, 인코딩된 비트(encoded bit)는 xN1 = uN1GN와 같이 표현될 수 있으며, uN1 중 K 개의 비트는 페이로드 비트에 해당하고 상기 페이로드 비트에 대응하는 GN의 행(row) 인덱스를 i라 하고, 나머지 N-K개의 비트에 대응하는 GN의 행 인덱스를 F라고 가정한다. 이와 같은 폴라 코드의 최소 거리는 dmin(C) = mini∈I2wt(i)와 같이 주어질 수 있다. 여기서 wt(i)는 i의 이진 확장 내 1의 개수이며, i=0,1,...,N-1이다.The complexity of polar encoders and SC decoders depends on the length N of polar codes, which is known to have a complexity of O (NlogN). Assuming K input bits in a polar code of length N, the coding rate is N / K. If the generator matrix of the polar encoder of the data payload size N is denoted as GN, the encoded bit can be expressed as xN1 = uN1GN, K bits of uN1 correspond to payload bits, And a row index of GN corresponding to the remaining NK bits is assumed to be F. [ The minimum distance of such a polar code can be given as dmin (C) = mini? I2wt (i). Where wt (i) is the number of 1s in the binary expansions of i and i = 0, 1, ..., N-1.

SC 리스트(SCL) 디코딩은 기본적(basic) SC 디코더의 확장이다. 이 종류의 디코더에서는 디코딩의 각 단계(stage)에서 L 디코딩 경로들이 동시에(simultaneously) 고려된다. 여기서 L은 정수이다. 다시 말해, 폴라 코드의 경우 리스트-L 디코딩 알고리즘은 디코딩 과정에서 L개의 경로를 동시에 추적하는 알고리즘이다.SC List (SCL) decoding is an extension of the basic SC decoder. In this kind of decoder, L decoding paths are considered simultaneously at each stage of decoding. Where L is an integer. In other words, in the case of polar codes, the list-L decoding algorithm is an algorithm that simultaneously tracks L paths in the decoding process.

도 7은 리스트-L 디코딩 과정에서 디코딩 경로들의 진화(evolution)을 예시한 것이다. 설명의 편의를 위해 결정되어야 하는 비트의 개수가 n이고, 모든 비트들이 프로즌되어 있지 않다고 가정한다. 리스트 크기 L = 4이면, 각 레벨은 아래방향으로 이어지는(continue) 경로들이 있는 노드를 많아야 4개 가진다. 이어지지 않는(discontinue) 경로들은 도 7에서 점선으로 표시된다. 도 7을 참조하여, 리스트-L 디코딩에서 디코딩 경로들이 진화하는 과정을 설명하면 다음과 같다. i) 리스트-L 디코딩이 시작하며, 첫 번째 프로즌되지 않은(unfrozen) 비트는 0 아니면 1일 수 있다. ii) 리스트-L 디코딩이 계속된다. 두 번째 프로즌되지 않은 비트들은 0 아니면 1일 수 있다. 경로들의 개수가 L=4보다 많지 않으므로, 아직 가지치기(prune)를 할 필요가 없다. iii) 첫 번째 비트(즉, 첫 번째 레벨의 비트), 두 번째 비트(즉, 두 번째 레벨의 비트) 및 세 번째 비트(즉, 세 번째 레벨의 비트)에 대한 모든 옵션들을 고려하는 것은 8개 디코딩 경로를 초래하며, L=4이기 때문에 8개 디코딩 경로는 너무 많다. iv) 상기 8개 디코딩 경로를 L=4개의 유망한(promising) 경로들로 가지치기한다. v) 네 번째 프로즌되지 않은 비트의 2개 옵션들을 고려함으로써 4개의 활성(active) 경로들을 계속(continue)한다. 이 경우, 경로의 개수가 8개로 2배가 되며, L=4이므로 경로의 개수가 너무 많다. vi) 다시, L=4개의 최선(best) 경로들로 가지치기한다. 도 7의 예시에서는 4개 후보 코드워드들 0100, 0110, 0111 및 1111이 얻어지며, 이들 중 하나가 원본 코드워드와 가장 유사한 코드워드로서 결정된다. 일반적인 디코딩 과정에서와 마찬가지로, 예를 들어, 가지치기 과정 혹은 최종 코드워드를 결정하는 과정에서 LLR 절대 값의 합이 가장 큰 경로가 생존하는(survival) 경로로서 선택될 수 있다. CRC가 있는 경우, CRC를 통해 생존 경로가 선택될 수도 있다.Figure 7 illustrates the evolution of decoding paths in the list-L decoding process. For convenience of explanation, it is assumed that the number of bits to be determined is n, and all the bits are not frozen. If the list size L = 4, each level has at most 4 nodes with paths continuing downward. The discontinuous paths are indicated by dashed lines in Fig. Referring to FIG. 7, a description will be given of a process in which decoding paths evolve in the list-L decoding. i) List-L decoding begins, and the first unfrozen bit may be 0 or 1. ii) List-L decoding continues. The second non-frozen bits may be 0 or 1. Since the number of paths is not more than L = 4, pruning is not necessary yet. iii) Considering all the options for the first bit (i.e. the bits of the first level), the second bit (i.e. the bits of the second level) and the third bit (i.e. the bits of the third level) Resulting in a decoding path, and since L = 4, there are too many eight decoding paths. iv) prune the eight decoding paths into L = 4 promising paths. v) continue the four active paths by considering the two options of the fourth non-frozen bit. In this case, the number of paths is doubled to 8, and since L = 4, the number of paths is too large. vi) Prune again with L = 4 best paths. In the example of FIG. 7, four candidate code words 0100, 0110, 0111 and 1111 are obtained, and one of them is determined as the code word most similar to the original code word. As in the normal decoding process, for example, in the process of determining the pruning process or the final codeword, the path with the largest sum of absolute LLR values may be selected as the survival path. If there is a CRC, the survival path may be selected via the CRC.

한편, CRC 보조(aided) SCL 디코딩은 CRC를 이용한 SCL 디코딩으로서, 폴라 코드의 성능을 개선한다. CRC는 정보 이론 및 코딩 분야에서 오류 검출 및 오류 정정에 가장 널리 사용되는 기법(technique)이다. 예를 들어, 오류 정정 인코더로의 입력 블록이 K 비트이고, 정보 비트의 길이가 k, CRC 시퀀스의 길이가 m 비트이면, K = k+m이다. CRC 비트들은 오류 정정 코드를 위한 소스 비트들의 일부이며, 인코딩에 사용되는 채널 코드의 크기가 N이면, 코드 레이트 R은 R=K/N으로서 정의된다. CRC 보조 SCL 디코딩은 수신 장치에서 각 경로에 대해 순환 리던던시 체크(cyclic redundancy check, CRC) 코드를 확인하면서 오류 없는 경로를 검출함을 목적으로 한다. SCL 디코더는 후보 시퀀스들을 CRC 검출기로 출력하며 상기 CRC 검출기는 체크 결과를 코드워드 결정을 돕기 위해 피드백한다.On the other hand, CRC aided SCL decoding improves the performance of polar codes by SCL decoding using CRC. CRC is the most widely used technique for error detection and error correction in information theory and coding. For example, if the input block to the error correction encoder is K bits, the length of the information bits is k, and the length of the CRC sequence is m bits, K = k + m. The CRC bits are part of the source bits for the error correction code, and if the size of the channel code used for encoding is N, the code rate R is defined as R = K / N. The CRC auxiliary SCL decoding aims at detecting an error-free path while checking a cyclic redundancy check (CRC) code for each path in the receiving apparatus. The SCL decoder outputs the candidate sequences to a CRC detector, which feeds back the check results to assist in codeword determination.

SCL 디코딩 혹은 CRC 보조 SCL 디코딩은 SC 알고리즘에 비해 복잡하지만 디코딩 성능이 우수하다는 장점이 있다. 폴라 코드의 리스트-X 디코딩 알고리즘에 대한 보다 자세한 사항은 'I. Tal and A. Vardy, “List decoding of polar codes,” in Proc. IEEE Int. Symp. Inf. Theory, pp. 1-5, Jul. 2011'을 참조한다.SCL decoding or CRC secondary SCL decoding is more complicated than SC algorithm, but has an advantage of excellent decoding performance. For more information about the list of polar codes-X decoding algorithm, see 'I. Tal and A. Vardy, &quot; List decoding of polar codes, &quot; in Proc. IEEE Int. Symp. Inf. Theory, pp. 1-5, Jul. 2011 '.

폴라 코드는 코드 설계(design)이 채널에 독립적이어서 모바일 페이딩 채널들에 융통성(versatile)이 있지 않고, 비교적 최근에 소개된 코드여서 아직 성숙되지 않아 제한적으로만 적용되고 있다는 단점이 있다. 즉, 현재까지 제안한 폴라 코딩은 무선 통신 시스템에 그대로 적용하기에는 정의되지 않은 부분이 많다. 이에, 본 발명은 무선 통신 시스템에 적합한 폴라 코딩 방법을 제안하고자 한다. Polar code has the disadvantage that code design is independent of the channel, so there is no versatile of mobile fading channels, and relatively recently introduced code is not yet matured and is applied only in a limited manner. That is, the polar coding proposed so far has not been defined to be applied to a wireless communication system as it is. Accordingly, the present invention proposes a polar coding method suitable for a wireless communication system.

도 8은 폴라 코드에서 정보 비트(들)이 할당될 위치(들)을 선택하는 개념을 설명하기 위해 도시된 것이다. Fig. 8 is shown to illustrate the concept of selecting the location (s) to which the information bit (s) will be allocated in the polar code.

도 8에서, 머더 코드의 크기 N=8, 즉, 폴라 코드의 크기 N=8이고, 코드 레이트가 1/2라고 가정된다. In Fig. 8, it is assumed that the size N of the mother code is 8, that is, the polar code size is N = 8, and the code rate is 1/2.

도 8에서 C(Wi)는 채널 Wi의 용량으로서, 폴라 코드의 입력 비트들이 겪을 채널들의 신뢰도에 대응한다. 폴라 코드의 입력 비트 위치들에 대응하는 채널 용량들이 도 8에 도시된 바와 같다고 하면, 도 8에 도시된 대로 입력 비트 위치들의 신뢰도에 랭크(rank)가 매겨질 수 있다. 이 경우, 코드 레이트 1/2로 데이터를 전송하기 위해, 전송 장치는 상기 데이터를 이루는 4개 비트들을 폴라 코드의 8개 입력 비트 위치들 중에서 채널 용량이 높은 4개 입력 비트 위치들(즉, 도 8의 입력 비트 위치들 U1 ~ U8 중 U4, U6, U7 및 U4로 표시된 입력 비트 위치들)에 할당하고, 나머지 입력 비트 위치들은 프로즌한다. 도 8의 폴라 코드에 대응하는 생성기 행렬 G8은 다음과 같다. 상기 생성기 행렬 G8는 수학식 6을 기반으로 얻어질 수 있다.In Fig. 8, C (Wi) is the capacity of the channel Wi, which corresponds to the reliability of the channels that the input bits of the polar code will experience. Assuming that the channel capacities corresponding to the input bit positions of the polar code are as shown in FIG. 8, the reliability of the input bit positions can be ranked as shown in FIG. In this case, in order to transmit data at a code rate of 1/2, the transmitting apparatus transmits the four bits constituting the data to four input bit positions (that is, 8, U6, U7 and U4 among the input bit positions U1 to U8 of 8), and the rest of the input bit positions are frozen. The generator matrix G8 corresponding to the polar code of FIG. 8 is as follows. The generator matrix G8 may be obtained based on Equation (6).

Figure pat00012
Figure pat00012

도 8의 U1부터 U8까지로 표시된 입력 비트 위치들은 G8의 최하위 행(row)부터 최상위 행까지의 행들에 일대일로 대응한다. 도 8을 참조하면 U8에 대응하는 입력 비트는 모든 출력 코딩된 비트들에 영향을 미침을 알 수 있다. 반면, U1에 대응하는 입력 비트는 출력 코딩된 비트들 중 Y1에만 영향을 미침을 알 수 있다. 수학식 12를 참조하면, 이진-입력 소스 비트들 U1 ~ U8와 G8이 곱해졌을 때 해당 입력 비트를 모든 출력 비트들에 나타나도록 하는 행(row)은 G8의 행들 중 모든 원소가 1인 행인 최하위 행 [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]이다. 반면, 해당 이진-입력 소스 비트를 1개 출력 비트에만 나타나도록 하는 행은 G8의 행들 중 1개의 원소가 1인 행, 즉, 행 무게(weight)가 1인 [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]이다. 마찬가지로, 행 무게가 2인 행은 해당 행에 대응하는 입력 비트를 2개 출력 비트에 반영시킨다고 할 수 있다. 도 8 및 수학식 12를 참조하면, U1 ~ U8는 G8의 행들에 일대일로 대응하며, U1 ~ U8의 입력 위치들, 즉, G8의 행들에 상기 입력 위치들을 구분하기 위한 비트 인덱스들이 부여될 수 있다.The input bit positions indicated by U1 to U8 in FIG. 8 correspond one-to-one to the rows from the lowest row to the highest row of G8. Referring to FIG. 8, it can be seen that the input bit corresponding to U8 affects all the output coded bits. On the other hand, it can be seen that the input bit corresponding to U1 only affects Y1 among the output coded bits. Referring to Equation 12, a row that causes the input bits to appear in all output bits when the binary-input source bits U1 to U8 and G8 are multiplied is the least significant row of all rows of the G8, Is the row [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]. On the other hand, a row that causes the corresponding binary-input source bit to appear only in one output bit is a row of one of the rows of G8, i.e., [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]. Likewise, a row having a row weight of 2 may reflect input bits corresponding to the row in two output bits. Referring to FIG. 8 and FIG. 12, U1 to U8 correspond to the rows of G8 in a one-to-one correspondence, and bit indices for identifying the input positions to the input positions of U1 to U8, have.

폴라 코드에서는 GN로의 N개 입력 비트들에 대해 행 무게가 가장 작은 최상위 행부터 시작하여 비트 인덱스 0부터 N-1까지 순차적으로 비트 인덱스들이 할당되어 있다고 가정될 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면, U1의 입력 위치, 즉, G8의 첫 번째 행에 비트 인덱스 0가 부여되고, U8의 입력 위치, 즉, G8의 마지막 행에 비트 인덱스 7이 부여된다. 다만, 비트 인덱스들은 폴라 코드의 입력 위치들을 나타내기 위해 사용되는 것이므로, 이와 다르게 할당될 수 있다. 예를 들어, 행 무게가 가장 큰 최하위 행부터 시작하여 비트 인덱스 0부터 N-1까지 할당될 수 있다. In the polar code, it can be assumed that bit indices are sequentially allocated from the bit index 0 to N-1 starting from the top row having the smallest row weight for N input bits to GN. For example, referring to FIG. 8, a bit index 0 is assigned to the input position of U1, that is, the first row of G8, and a bit index 7 is assigned to the input position of U8, that is, the last row of G8. However, since the bit indices are used to indicate the input positions of polar codes, they can be assigned differently. For example, bit indices 0 to N-1 may be allocated starting from the lowest row with the largest row weight.

출력 비트 인덱스의 경우, 도 8 및 수학식 12에 예시된 바와 마찬가지로, GN의 열들 중 열 무게가 가장 큰 첫 번째 열부터 열 무게가 가장 작은 마지막 열까지 비트 인덱스 0부터 N-1까지, 혹은 비트 인덱스 1부터 N까지 부여되어 있다고 가정될 수 있다.In the case of the output bit index, as illustrated in FIGS. 8 and 12, bit indexes 0 to N-1 from the first column with the largest column weight to the last column with the smallest column weight, It can be assumed that the indexes 1 to N are assigned.

폴라 코드에서는 정보 비트와 프로즌 비트를 설정하는 것이 폴라 코드의 구성 및 성능에 있어 가장 중요한 요소들 중 하나이다. 즉, 입력 비트 위치들의 랭크를 정하는 것이 폴라 코드의 성능 및 구성에 있어서 중요한 요소라고 할 수 있다. 폴라 코드에 대해, 비트 인덱스들은 폴라 코드의 입력 혹은 출력 위치들을 구분할 수 있다. 폴라 코드에 대해, 비트 위치들의 신뢰도의 오름차순으로 아니면 내림차순으로 나열하여 얻어진 시퀀스를 비트 인덱스 시퀀스라 한다. 즉, 상기 비트 인덱스 시퀀스는 폴라 코드의 입력 혹은 출력 비트 위치들의 신뢰도를 오름차순 혹은 내림차순으로 나타낸다. 전송 장치는 입력 비트 인덱스 시퀀스를 기반으로 신뢰도가 높은 입력 비트들에 정보 비트들을 입력하고 폴라 코드를 이용하여 인코딩을 수행하며, 수신 장치는 동일한 혹은 대응 입력 비트 인덱스 시퀀스를 이용하여 정보 비트가 할당된 입력 위치들 또는 프로즌 비트가 할당된 입력 위치들을 알 수 있다. 즉, 수신 장치는 전송 장치가 사용한 입력 비트 인덱스 시퀀스와 동일한 혹은 대응 입력 비트 시퀀스와 해당 폴라 코드를 이용하여 폴라 디코딩을 수행할 수 있다. 폴라 코드에 대해, 입력 비트 시퀀스는 신뢰도가 높은 입력 비트 위치(들)에 정보 비트(들)이 할당될 수 있도록 미리 정해져 있다고 가정될 수 있다.In polar code, setting information bits and frozen bits is one of the most important factors in the configuration and performance of polar codes. That is, determining the rank of the input bit positions is an important factor in the performance and configuration of the polar code. For polar codes, the bit indices can identify the input or output positions of polar codes. For a polar code, a sequence obtained by ascending the reliability of the bit positions in ascending order or descending order is called a bit index sequence. That is, the bit index sequence represents the reliability of input or output bit positions of polar codes in ascending or descending order. The transmitting apparatus inputs information bits to the input bits with high reliability based on the input bit index sequence and performs encoding using polar codes. The receiving apparatus performs the encoding using the same or a corresponding input bit index sequence, Input positions or input positions to which frozen bits are assigned. That is, the receiving apparatus can perform polar decoding using the same or a corresponding input bit sequence and the corresponding polar code as the input bit index sequence used by the transmitting apparatus. For polar codes, it can be assumed that the input bit sequence is predetermined to allow the information bit (s) to be assigned to the input bit position (s) with high reliability.

도 9는 폴라 코드에 대한 펑처링 및 정보 비트 할당을 예시한 것이다. 도 9에서 F는 프로즌 비트를, D는 정보 비트를, 0은 스키핑 비트를 나타낸다.Figure 9 illustrates puncturing and information bit allocation for polar codes. In Fig. 9, F represents the frozen bit, D represents the information bit, and 0 represents the skipping bit.

코딩된 비트들 중 펑처링되는 비트의 인덱스 혹은 위치에 따라 정보 비트가 프로즌 비트로 변경되는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, N=8인 머더 코드에 대한 출력 코딩된 비트들은 Y8, Y7, Y6, Y4, Y5, Y3, Y2, Y1의 순으로 펑처링되어야 하는 경우, 타겟 코드 레이트가 1/2인 경우, 도 9에 예시된 바와 같이, Y8, Y7, Y6 및 Y4가 펑처링되고, Y8, Y7, Y6 및 Y4와만 연결된 U8, U7, U6 및 U4가 0으로 프로즌되며 이 입력 비트들은 전송되지 않는다. 코딩된 비트의 펑처링에 의해 프로즌 비트로 변경되는 입력 비트를 스키핑(skipping) 비트 혹은 쇼트닝(shortening) 비트라고 하며, 해당 입력 위치를 스키핑 위치 혹은 쇼트닝 위치라고 한다. 쇼트닝은 입력 정보의 크기(즉, 정보 블록의 크기)는 유지하면서 보내고 원하는 출력 비트 위치에 연결된 입력 비트 위치에 알려진 비트를 삽입하는 레이트 매칭 방법이다. 생성기 행렬 GN에서 열 무게가 1인 열에 해당하는 입력부터 쇼트닝이 가능하며, 열 무게가 1인 열과 행을 제거하고 남은 행렬에서 다시 열 무게가 1인 열에 해당하는 입력이 다음으로 쇼트닝될 수 있다. 정보 비트들이 모두 펑처링되어버리는 것을 방지하기 위해 정보 비트 위치에 할당되었어야 할 정보 비트는 프로즌 비트 위치 세트 내에서 높은 신뢰도의 순으로 재할당될 수 있다. The information bit may be changed to the frozen bit depending on the index or position of the punctured bit among the coded bits. For example, if the output coded bits for the N = 8 mother code are to be punctured in the order of Y8, Y7, Y6, Y4, Y5, Y3, Y2, Y1, , Y8, Y7, Y6 and Y4 are punctured and U8, U7, U6 and U4 connected only to Y8, Y7, Y6 and Y4 are frozen to zero and these input bits are not transmitted, as illustrated in Fig. An input bit changed to a frozen bit by puncturing a coded bit is called a skipping bit or a shortening bit, and the corresponding input position is referred to as a skipping position or a shortening position. Shortening is a rate matching method in which the size of the input information (i.e., the size of the information block) is maintained, and a known bit is inserted into an input bit position connected to a desired output bit position. The generator matrix GN can be shortened from the input corresponding to the column with a column weight of 1, and the row and column with the column weight 1 can be eliminated and the input corresponding to the column with the column weight 1 again in the remaining matrix can be shortened to the next. The information bits that should have been allocated to the information bit positions to prevent all of the information bits from being punctured can be reallocated in the order of high reliability in the frozen bit position set.

폴라 코드의 경우, 디코딩은 일반적으로 다음과 같은 순서로 수행된다.In the case of polar codes, decoding is generally performed in the following order:

신뢰도가 낮은 비트(들)이 먼저 복원된다. 디코더의 구조에 따라 달라지기는 하지만, 인코더에서의 입력 인덱스(이하, 인코더 입력 인덱스)가 작은 쪽이 보통 신뢰도가 낮기 때문에 일반적으로는 인코더 입력 인덱스가 작은 쪽부터 순차적으로 디코딩이 수행된다.The least reliable bit (s) are recovered first. Although it depends on the structure of the decoder, since the reliability of the input index (hereinafter referred to as the encoder input index) is low, the decoding is generally performed sequentially from the encoder input index is small.

복원된 비트에 대해 알려진 비트 정보가 있을 경우 상기 알려진 비트를 상기 복원된 비트와 함께 이용하거나, 1의 과정을 생략하고 특정 입력 비트 위치에 대해 알려진 비트를 바로 이용하여 알려지지 않은(unknown) 비트인 정보 비트를 복원한다. 상기 정보 비트는 소스 정보 비트(예, 수송 블록의 비트)일 수도 있고, CRC 비트일 수도 있다.If there is known bit information for the recovered bit, the known bit is used together with the recovered bit, or the unknown bit is directly used for a specific input bit position, Restores the bit. The information bits may be source information bits (e.g., bits of a transport block), or may be CRC bits.

1. 다중 CRC를 사용한 폴라 코드1. Polar code using multiple CRC

다중 CRC를 사용한 폴라 코드 기반의 HARQ 재전송Polar code based HARQ retransmission using multiple CRC

이하에서는 다중 CRC가 적용된 폴라코드를 HARQ (hybrid automatic repeat request) 기반 데이터 재전송에 사용하는 방식을 제안한다. 이 방식에서는 도 10a 에서와 같이 여러 개의 CRC를 먼저 정보 비트들 사이에 삽입한 다음, 이것을 폴라 인코딩 한다. 그럼에서 각 정보 블록 (info block)은 미니 패킷 (mini-packet)을 나타내고, 여러 개의 미니 패킷이 모여서 한개의 패킷을 형성하게 되는데, 이 패킷 전체의 길이는 k비트이며 이 전체 패킷이 폴라 인코딩 된다. 이렇께 인코딩된 폴라 코드워드 (polar codeword)는 길이 n비트를 가지게 되며, 이 것이 채널로 전송된다. 수선단에서는 우선 폴라 디코딩을 수행하고, 그 이후, CRC 체크 (CRC check)를 수행하게 된다. 이 때,도 10b에서와 같이 CRC체크을 통하여 특정한 미니 패킷에 에러가 발생한 것을 알게되면, 그 미니 패킷 만이 재전송되도록 수신단은 송신단에 신호를 보내며,송신단은 그 에러가 발생한 특정 미니 패킷만을 재전송하게 된다. 이 때, 재전송되는 미니 패킷은 폴라 코딩이 적용되지 않은 상태의 정보 비트 그대로 전송될 수 있다.Hereinafter, a method of using polar codes using multiple CRCs for data retransmission based on hybrid automatic repeat request (HARQ) is proposed. In this method, as shown in FIG. 10A, several CRCs are first inserted between information bits and then polar encoded. In this case, each information block represents a mini-packet, and a plurality of mini-packets are gathered to form one packet. The total length of the packet is k bits, and the entire packet is polar-encoded . The encoded polar codeword has a length of n bits, which is transmitted to the channel. At the receiving end, first polar decoding is performed, and thereafter, a CRC check (CRC check) is performed. 10B, when a CRC check detects that an error has occurred in a specific mini-packet, the receiving end sends a signal to the transmitting end so that only the mini-packet is retransmitted, and the transmitting end retransmits only the specific mini-packet in which the error occurred. At this time, the mini-packet to be retransmitted can be transmitted as it is without any information bit in which polar coding is not applied.

본 발명에서는 다중 CRC를 사용한 폴라코드 기반의 기존 HARQ방식의 성능을 향상시키기 위하여 여러 가지 새로운 아이디어를 제시한다. 첫째로, 제안된 방식에서는, 도 11a에서와 같이 재전송 시에도 폴라 코딩을 사용한다. 이 그럼에서 가로축은 폴라 코딩의 비트 채널의 인덱스를 나타내며,세로 축은 각 비트 채널에 해당하는 상호 정보량 (mutual information)을 나타낸다. 도 11의 예에서는, 길이 16이고 코드율이 1/2 인 코드가 최초 전송에 사용된다고 가정한다. 코드율이1/2이므로, 8개의 정보 비트가 전송되어야 하는데, 이 8개의 정보 비트는 가장 상호정보량이 높은 8개의 비트 채널로 전송된다. 8개의 정보 비트는 4개씩 두개의 그룹으로 분할되며,각 그룹을 본 발명에서는 미니 패킷이라고 한다. 각 미니 패킷에는 CRC가 첨부되어서 미니 패킷에 에러가 발생했는지를 체크한다. 도 11a에서는 첫번째 미니 패킷에서 에러가 발생했다고 가정한다. 기존의 방식에서는 재전송시 아무런 코딩을 사용하지 않고, 4개의 정보 비트를 재 전송하지만, 제안된 방식에서는, 재전송에서 길이 8이고 코드율 1/2인 폴라 코드를 사용한다. 이와 같이 재전송이 이루어 졌을 때, 수신단에서는 두 개의 패킷을 동시에 사용하여 폴라 디코딩을 수행한다. 우선, SIC (successive inteference cancellation) 혹은 SILC (successive interference listcancellation) 방식을 사용하는 경우에는, 두개의 패킷을 통시에 사용하여 평행적으로 디코딩을 수행할 수 있다. 만약, 신뢰 전파 (belief propagation, BP)를 사용하여 폴라 디코딩을 수행하는 경우에는,각 패킷에 대하여 LLR (log likelihood ratio)를 구하고, 구해잔 LLR 값을 각 정보 비트에 대하여 합산한 다음, 그 합산된 LLR 값을 사용하여 각 정보 비트 판별을 내리게 된다.In the present invention, various new ideas are presented to improve the performance of the existing HARQ scheme based on polar codes using multiple CRC. First, in the proposed method, polar coding is used also in retransmission as shown in FIG. 11A. In this case, the horizontal axis represents the index of the bit channel of polar coding, and the vertical axis represents the mutual information corresponding to each bit channel. In the example of Fig. 11, it is assumed that a code having a length of 16 and a code rate of 1/2 is used for the initial transmission. Since the code rate is 1/2, 8 information bits must be transmitted, and these 8 information bits are transmitted on the 8 bit channels having the highest mutual information amount. The eight information bits are divided into two groups of four, and each group is referred to as a mini-packet in the present invention. A CRC is appended to each mini-packet to check whether an error has occurred in the mini-packet. In Fig. 11A, it is assumed that an error has occurred in the first mini-packet. In the conventional scheme, four information bits are retransmitted without using any coding in retransmission, but in the proposed scheme, a polar code of length 8 and code rate 1/2 is used in retransmission. When the retransmission is performed in this manner, the receiver performs polar decoding using two packets at the same time. First, when SIC (successive interference cancellation) or SILC (successive interference list cancellation) scheme is used, it is possible to perform parallel decoding using two packets for transmission. If polar decoding is performed using belief propagation (BP), the LLR (log likelihood ratio) is obtained for each packet, the obtained LLR value is added to each information bit, LLR values are used to determine each information bit.

도 11b에서는 재전송되는 패킷에서 정보 비트의 순서를 최적으로 정렬하는 방식을 나타내고 있다. 도 11b에서 두 그래프 중 왼쪽 그래프는 최초 전송되는 패킷이며,첫 번째 미니 패킷은 4개의 정보 비트 (A, B, C , D)를 포함하고 있다. 이 때, 폴라 코딩의 특성으로 안하여,그 4개의 정보 비트가 동일한 신뢰도를 가지고 채널로 전송되지 않는다. 즉,다른 정보 비트 들에 대해서는,극화 (polarization)되는 정도가 다 다르게 되므로,이 정보 비트들이 전송되는 비트 채널들의 상호 정보량도 다 다르게 된다. 도 11b에서는 비트 D가 가장 높은 신뢰도를 가자고,B가 가장 낮은 선뢰도를 가지고 전송된다. 이러한 신뢰도의 불균형을 상쇄하고자,재전송되는 패킷에서는 그 반대의 순서대로 정보 비트를 나열하게 된다. 즉, 정보 비트 B를 가장 신뢰도가 높은 폴라 코딩의 비트 채널로 전송하고,정보 비트 D를 가장 신뢰도가 낮은 비트 채널로 전송한다. 수신단에서는 폴라 다코딩을 수행할 때,각 정보 비트에 대하여 두 패킷으로부터 얻어진 LLR값을 합산하여 최종 정보 비트 판결을 내리게 되므로,다른 정보 비트들 간의 신뢰도 불균형 문제가 상쇄된다.11B shows a method of optimally aligning the order of information bits in retransmitted packets. In FIG. 11B, the left graph of the two graphs is the first packet to be transmitted, and the first mini packet includes four information bits (A, B, C, and D). At this time, considering the characteristic of polar coding, the four information bits are not transmitted to the channel with the same reliability. That is, since different information bits have different degrees of polarization, mutual information amounts of the bit channels through which the information bits are transmitted are different from each other. In Fig. 11B, bit D has the highest reliability and B has the lowest lightness. In order to compensate for this unbalance of reliability, the information bits are rearranged in the reverse order in the packets to be retransmitted. That is, the information bit B is transmitted with the most reliable polar coding bit channel, and the information bit D is transmitted with the least reliable bit channel. When the polarity coding is performed at the receiving end, the LLR values obtained from the two packets are added to each information bit to finalize the information bit decision, thereby canceling the reliability imbalance between the other information bits.

도 11c는 여러 번 재전송 되는 경우에 대한 제안된 HARQ방식을 나타낸다. 최대한 적은 횟수의 재전송을 통해 최초 전송된 패킷에서의 에러를 교정하거 위해서는,최대한 효율적인 방법으로 최대한 빠르게 에러가 발생한 정보 비트의 위치를 추정하여 패킷을 재전송하여야 한다. 이를 위하여, 본 발명에서는 이진 검색 (binary search) 혹은 interval halving의 개념을 사용한다. 도 11c에서의 예와 같이, 한 개의 미니 패킷에서 에러가 발생 했음을 알채 되면,두번째 전송 (즉,첫번째 재전송)에서는 그 미니 패킷의 정보 비트를 다시 두 개 혹은 여러 개의 미니 패킷으로 재분할하여, 각 미나 패킷의 끝에 CRC를 추가한다. 수신단에서는 두번째 전송된 패킷의 CRC들을 체크함으로써 에러 발생 위치를 보다 정확하게 알 수 있다. 만약,첫 번째 재전송을 통해서도 에러가 교정되지 않으면 세번째 전송 (즉, 두번째 재전송)을 수행하게 되는데, 이때는 첫 번째 재전송에서 에러가 발쟁한 미니 패킷에 해당하는 정보 비트를 전송하게 되는데,이러한 비트 들을 두 개 혹은 여러 개의 그룹으로 나누어서 각 그룹 (미니 패킷)의 끝에 CRC를 추가 하게 된다. 이것은 이진 검색의 개념으로서, 이와 같은 방식을 사용하여 에러가 발쟁한 정보 비트의 위치를 최소의 재전송을 통하여 알게 되며, 최대한 빠른 에러 복구가 가능하다.FIG. 11C shows a proposed HARQ scheme for retransmissions many times. In order to correct the error in the originally transmitted packet through the minimum number of retransmissions, the position of the errored information bit should be estimated as soon as possible in the most efficient manner and the packet must be retransmitted. To this end, the present invention uses the concept of binary search or interval halving. As shown in the example of FIG. 11C, if it is recognized that an error has occurred in one mini-packet, the information bit of the mini-packet is divided again into two or several mini-packets in the second transmission (i.e., the first retransmission) Adds a CRC to the end of the packet. In the receiving end, the CRCs of the second transmitted packet are checked to know the error occurrence position more accurately. If the error is not corrected through the first retransmission, a third transmission (i.e., a second retransmission) is performed. In this case, the first retransmission transmits an information bit corresponding to the error-minimizing packet. It is divided into groups or groups and the CRC is added to the end of each group (mini-packet). This is a concept of binary search. Using this method, the position of the information bit where an error occurs is known through minimum retransmission, and error recovery is possible as fast as possible.

도 11d에서는 좀 더 효율적인 재전송 방식을 제안한다. 첫번째 전송에서 두번째 미니 패킷에 에러가 발생한 경우 (즉, CRC2 (1) 체크가 실패한 경우)를 가정한다. 도 11d에 나타난 바와 같이,두 번째 미니 패킷에는 모두 6개의 정보 비트가 속해 있다. 한 가지 재전송 방식은,이 6개의 정보 비트를 모두를 재전송하는 것이다. 하지만,앞에서 기술했듯이,이 6개 정보 비트의 신뢰도는 모두 다르다. 도 11d에 주어진 예에서는 정보 비트 F 의 신뢰도가 가장 높고 정보 비트 C의 신뢰도가 가장 낮다. 그러므로,재 전송시에 6개의 정보 비트를 모두 재 전송 하는 것이 아니라 가장 신뢰도가 낮은 몇 개의 정보 비트들만을 재 전송할 수 있다. 도 11d의 예에서는,가장 신뢰도가 낮은 정보 비트3개 (B, C, D) 만을 재 전송한다. 이와 같이 재전송을 수행하면,재 전송시 필요한 채널 용량을 줄일 수 있으므로, 더욱 효율적인 재전송을 수행할 수 있다. 만약,동일한 채널 용량을 사용하는 경우에는 코드율 (code rate)을 줄일 수 있으므로, 재전송되는 3개의 비트의 신뢰도가 더욱 향상 된다.11D proposes a more efficient retransmission scheme. It is assumed that an error occurs in the second mini packet in the first transmission (i.e., when the CRC 2 (1) check fails). As shown in FIG. 11D, six information bits all belong to the second mini-packet. One retransmission scheme is to retransmit all these six information bits. However, as described above, the reliability of these six information bits is all different. In the example given in FIG. 11D, the reliability of the information bit F is the highest and the reliability of the information bit C is the lowest. Therefore, instead of retransmitting all six information bits at the time of retransmission, only a few least reliable bits of information can be retransmitted. In the example of Fig. 11D, only the three least significant bits (B, C, D) are retransmitted. When the retransmission is performed in this manner, the channel capacity required for retransmission can be reduced, so that more efficient retransmission can be performed. If the same channel capacity is used, the code rate can be reduced, so that the reliability of the three bits to be retransmitted is further improved.

도 11e에서는 이상에서 제안한 방식을 사용하여 HARQ 재전송을 수행하는 경우의,종합적인 예시를 나타내고 있다.FIG. 11E shows a comprehensive example of HARQ retransmission performed using the above-described scheme.

다중 CRC를 사용한 폴라코드 BP 디코딩 방식Polar code BP decoding method using multiple CRC

기존에는, 다중 CRC를 SILC에 사용하여, 폴라 디코딩시에 필요한 복잡도나 메모리 용량을 줄이는 연구가 진행 되었다. 또한, 기존에서 한 개의 CRC를 폴라 BP 디코딩에 사용하여 early stopping을 하는 방식들이 연구되었다. 하지만, 다중 CRC를 폴라 BP 디코딩에 사용하는 방식은 현재까지 제안되지 않았다.In the past, research has been conducted to reduce the complexity and memory capacity required for polar decoding by using multiple CRCs for SILC. Also, in the past, methods of early stopping using one CRC for polar BP decoding have been studied. However, a method of using multiple CRCs for polar BP decoding has not been proposed so far.

본 발명에서는, 도 12에서와 같이, 다중 CRC를 폴라 BP 다코딩에 사용하는 방식을 제안한다. 제안된 방식을 좀 더 자세히 기술하면, 폴라 디코딩으로 BP 방식을 사용할 때, 매번 반복 (iteartion)이 수행될 때 마다 각 CRC를 체크 한다. 반약 CRC 체크가 통과되면, 해당하는 정보 비트의 LLR 값을 양의 무한 (정보 비트가 1 인 경우)이나 음악 무한 (정보 비트가 0 인 경우}로 조정한다. 이를 통해,BP 방식의 디코딩에서 좀 더 적은 반복 (iteration)을 사용하여도 디코딩에 성공할 수 있다. 특히, CRC의 undetected error probability (UEP) 문제를 생각하여, CRC 체크은 첫번째 반복 (iteration)부터 수행하는 것이 아니라, 어떤 정해진 최소의 반족 (iteration) 값 (Imin) 이후 부터 CRC 체크를 수행할 수 있다.In the present invention, as shown in FIG. 12, a method of using multiple CRCs for Polar BP multicoding is proposed. The proposed method will be described in more detail. When using the BP scheme with polar decoding, each CRC is checked whenever iteration is performed. If the CRC check is passed, the LLR value of the corresponding information bit is adjusted to positive infinity (information bit is 1) or music infinity (information bit is 0). In particular, given the undetected error probability (UEP) problem of the CRC, the CRC check is not performed from the first iteration, iteration) value (I min ).

도 12에서 정보 비트들을 여러 그룹으로 나누어서, 각 그룹에 대하여 CRC를 적용하게 되는데, 정보 비트를 나누는 여러 방법이 있다. 우선, 전체 정보 비트를 디코딩되는 순서대로 나열하고, 일정한 갯수의 정보 비트는 순차적으로 각 그룹에 할당 하는 방식이 았다. In FIG. 12, information bits are divided into a plurality of groups, and a CRC is applied to each group. There are various methods of dividing information bits. First, the entire information bits are arranged in descending order, and a predetermined number of information bits are sequentially allocated to each group.

다른 방식으로는, 전체 정보 비트를 각 정보 비트의 신뢰도에 따라서 나열하고 (즉, 각 정보 비트가 전송되는 비트 채널의 신뢰도에 따라서 나열하고), 일정한 갯수의 정보 비트를 순차적으로 각 그룹에 할당하는 것이다. 이 때, 각 그룹의 크기 (즉, 각 그룹에 할당펀 정보 비트의 갯수)는 모두 같을 필요는 없으며, BP 디코딩의 수렴 속도가 최대한 빨라 질 수 있도록 최적화 될 수 있다.Alternatively, the entire information bits may be arranged according to the reliability of each information bit (i.e., each information bit is listed according to the reliability of the bit channel to which each information bit is transmitted), and a predetermined number of information bits are sequentially allocated to each group will be. In this case, the size of each group (i.e., the number of allocated funnel information bits in each group) does not have to be the same, and the convergence speed of the BP decoding can be optimized to be maximized.

도 12에서와 같이 다중 CRC를 사용하여, 폴라 BP 디코딩을 수행하면 디코딩 수렴의 속도를 향상 시킬 수 있고, 또한 디코딩의 복잡도도 줄일 수 있다. 복잡도가 줄어드는 이유는 두가지이다. 우선, 수렴 속도가 빨라지므로, 더 적은 계산량을 요구하는 것여 첫 번째 이유이다. 두 번째 이유는, CRC체크를 통과한 정보 비트에 대해서는 LLR값을 더 이상 업데이트 할 필요가 없으므로,계산량이 줄어 들 수 있다.As shown in FIG. 12, when the polar BP decoding is performed using multiple CRCs, the decoding convergence speed can be improved and the decoding complexity can be reduced. There are two reasons for the reduced complexity. First, because convergence speed is faster, it is the first reason that it requires less calculation amount. The second reason is that the amount of computation can be reduced since there is no need to update the LLR value for information bits that have passed the CRC check.

CRC 기반 에러 정정CRC-based error correction

기존의 방식Conventional method

일반적으로, CRC를 사용하는 주요 이유는 에러를 탐지하는 것이다. 기존의 연구 결과를 살펴 보면 다음과 같다. 아래의 논의에서는 우선 폴라 코딩을 적용한 재전송은 배제하고 정보 비트에 CRC비트가 추가되어 바로 채널로 전송된다고 가정한다 (실제의 시스템에서는 CRC가 추가된 정보 비트는 폴라 인코딩되며, 이렇게 구축된 코드워드가 채널로 전송될 수 있다).In general, the main reason for using CRC is to detect errors. The results of previous studies are as follows. In the following discussion, it is assumed that the CRC bits are added to the information bits and the CRC bits are directly transmitted to the channel (in the actual system, the CRC added information bits are polar encoded, Lt; / RTI &gt; channel).

벡터 b = [b1, b2, ... , bk]T는 정보 비트를 나타내며 (bi∈{0, 1}), 벡터 r = [r1 , r2, … ,rm]T는 CRC 비트들을 나타대며, 벡터 c=[bT, rT]T= [Cl, C2 , … , Cn] 는 채널로 전송되는 CRC 코드워드 (n=m+k)를 나타낸다. 여기서,CRC 비트는 수학식 13과 같이 신드롬 s0가 영이 되도록 디자인된다.The vector b = [b 1 , b 2 , ..., b k ] T represents the information bits (b i ∈ {0, 1}) and the vector r = [r 1 , r 2 , ... , r m ] T denotes the CRC bits, and the vector c = [bT, rT] T = [C l , C 2 , ... , C n ] represents the CRC code word (n = m + k) transmitted on the channel. Here, the CRC bit is designed so that the syndrome s 0 becomes zero as shown in Equation (13).

Figure pat00013
Figure pat00013

단, H 는 CRC에 해당하는 패리티 체크 (parity check) 행렬이다. 이와 같이 구성된 코드워드 c는 (실제적으로는 폴라 인코딩과 같은 채널 인코딩이 수행된 후) 모듈레이션 되어서 유선 혹은 무선 채널로 전송된다. 수산단에서는 디모률레이션이 수행되고 (그리고, 채널 디코딩이 수행된 후) 수신 신호 벡터 y를 얻게 된다. 수산단에서는 y를 사용하여 i번째 코디드 비트 (coded bit)에 대한 LLR을 수학식 14와 같이 계산한다.Here, H is a parity check matrix corresponding to the CRC. The codeword c thus configured is modulated (actually after channel encoding such as polar encoding is performed) and transmitted on a wired or wireless channel. At the marine stage, the demodulation factor is performed (and channel decoding is performed) to obtain the received signal vector y. In the fishery, the LLR for the i-th coded bit is calculated using Equation (14) using y.

Figure pat00014
Figure pat00014

LLR값으로 부터 각 ci에 대한 최종 하드 결정 (hard decision)은 수학식 15와 같이 수행된다.The final hard decision for each c i from the LLR value is performed as: &lt; EMI ID = 15.0 &gt;

Figure pat00015
Figure pat00015

여기서 벡터

Figure pat00016
를 위에서 하드 결정된 모든 비트들을 포함하는 길이 n의 벡터라고 하면,하드 결정된 벡터
Figure pat00017
와 원래 전송된 코드워드 벡터 c와는 다음과 같은 관계가 성립한다.Here, vector
Figure pat00016
Is a vector of length n that includes all the bits hard-decided above,
Figure pat00017
And the originally transmitted codeword vector c satisfy the following relationship.

Figure pat00018
Figure pat00018

여기서,, e는 에러 벡터를 나타낸다. 이 때 신드롬 s0는 수학식 17과 같이 주어짐을 쉽게 보일 수 있다.Here, e represents an error vector. At this time, the syndrome s 0 can be easily given as shown in Equation (17).

Figure pat00019
Figure pat00019

수신단에서는

Figure pat00020
를 알고 있으므로, 만약 수신단이 e를 알 수 있다면 수학식 16을 사용하여 원래의 코드워드 c를 추정할 수 있다. 즉 CRC를 사용하여 에러 정정을 수행할 수 있는 것이다. 그러므로 c를 추정하기 위해서는 e를 추정하는 것이 필요하다. At the receiving end
Figure pat00020
The receiver can estimate the original codeword c using Equation (16) if the receiver knows e. That is, error correction can be performed using CRC. Therefore, it is necessary to estimate e to estimate c.

수학식 18과 같이, 신드롬 조건을 만족하면서, 최대의 확률을 가지는 에러 페턴 e를 추정할 수 있다.It is possible to estimate the error pattern e having the maximum probability while satisfying the syndrome condition as in the expression (18).

Figure pat00021
Figure pat00021

몇 가지 수학적인 과정을 거쳐서, 위의 문제는 수학식 19 (P1)와 같이 단순화 될 수 있다.Through some mathematical process, the above problem can be simplified as in Equation 19 (P1).

Figure pat00022
Figure pat00022

단,

Figure pat00023
이며
Figure pat00024
은 가능한 2n 개의 모든 에러 패턴 중에서 주어진 신드롬을 만족하는 에러 패턴들의 집합으로, 수학식 20과 같다.only,
Figure pat00023
And
Figure pat00024
Is a set of error patterns satisfying a given syndrome among all 2 n possible error patterns.

Figure pat00025
Figure pat00025

여기서

Figure pat00026
는 길이 n인 2n개의 모든 가능한 에러 패턴의 집합을 나타낸다.here
Figure pat00026
Represents a set of all 2 n possible error patterns of length n.

Figure pat00027
Figure pat00027

수학식 19에서는, 모든 가능한 T개의 에러 패턴에 대하여 신드롬 조건이 맞는지 체크고, 그 중에서 최대의 확률을 가지는 에러 패턴을 선정해야 한다. 이 경우 복잡도가 2n 으로 매우 높다는 문제가 있다.In Equation (19), it is checked whether or not the syndrome condition is satisfied for all possible T error patterns, and an error pattern having the maximum probability among the T error patterns should be selected. In this case, there is a problem that the complexity is as high as 2 n .

위와 같은 복잡도 문제를 해결하기 위하여, 좀 더 간단한 방식을 제안한다. 길이 n를 가지는 에러 패턴을 추정하는 것이 아니라, n개의 비트 중에서 LLR의 절대값이 가장 작아서 에러가 발생할 확률이 상대적으로 높은 Nur개의 비트 들 만을 선택하여

Figure pat00028
, 이 비트들에 발생할 수 있는 길이 Nur의 에러 패턴
Figure pat00029
를 추정하는 것이다. 이를 위해서, 먼저 길이 Nur를 가지는
Figure pat00030
를 선택하는데, 이 벡터는 길이 n을 가지는 벡터
Figure pat00031
에서 가장 작은 값을 가지는 Nur개의 원소를 선택하여 구축하는 벡터이다. 이 경우, 에러 추정 문제는 수학식 22 (P2)와 같이 주어진다. To solve the above complexity problem, we propose a simpler method. Instead of estimating the error pattern having the length n, only the N ur bits having a relatively high probability of error occurrence due to the smallest absolute value of the LLR among the n bits are selected
Figure pat00028
, A length N ur error pattern that can occur in these bits
Figure pat00029
. To this end, the first length having a N ur
Figure pat00030
, Which is a vector having length n
Figure pat00031
Is a vector for selecting and constructing N ur elements having the smallest value. In this case, the error estimation problem is given by Equation 22 (P2).

Figure pat00032
Figure pat00032

단,

Figure pat00033
는 길이 Nur의 에러 패턴을 나타내며,
Figure pat00034
은 수학식 13과 같이 정의 된다. only,
Figure pat00033
Represents an error pattern of length N ur ,
Figure pat00034
Is defined as &quot; (13) &quot;

Figure pat00035
Figure pat00035

위의 식에서,

Figure pat00036
는 가장 LLR의 절대값이 작아서 선택된 Nur개의 정보 비트에서 발생할 수 있는 모든 Nur개의 에러 패턴들의 집합을 나타낸다. In the above equation,
Figure pat00036
Represents the set of all N ur error patterns that can occur in the selected N ur information bits since the absolute value of the LLR is small.

Figure pat00037
Figure pat00037

수학식 22에서는 복잡도가 2Nur로서 수학식 19보다 낮다. 하지만, 여전히 복잡도가 지수함수적으로 증가한다는 단점이 있다. In Expression (22), the complexity is 2 Nr, which is lower than Expression (19). However, there is still a drawback that the complexity increases exponentially.

이러한 문제를 극복하고자 복잡도를 더욱 낮춘 방법을 제안한다. 이 방식에서는 2Nur 개의 원소를 가지는 집합

Figure pat00038
에서 가장 작은
Figure pat00039
값을 가지는
Figure pat00040
개의 원소들의 집합
Figure pat00041
를 매우 낮은 복잡도를 가지고서 선택해 낼 수 있다. 집합
Figure pat00042
는 수학식 25와 같이 정의된다. To overcome this problem, we propose a method to reduce the complexity. In this method, a set having 2 Nur elements
Figure pat00038
The smallest in
Figure pat00039
Value
Figure pat00040
A set of elements
Figure pat00041
Can be selected with very low complexity. set
Figure pat00042
Is defined as &quot; (25) &quot;

Figure pat00043
Figure pat00043

여기서

Figure pat00044
이며,
Figure pat00045
의 원소들에 대해서는 수학식 26의의 관계가 성립한다. here
Figure pat00044
Lt;
Figure pat00045
The relationship of the expression (26) holds.

Figure pat00046
Figure pat00046

수학식 26과 같이 주어진 집합에 대해서, 수학식 27 (P3)과 같이 에러 패턴 추정을 수행한다. For the given set as shown in Equation 26, error pattern estimation is performed as shown in Equation 27 (P3).

Figure pat00047
Figure pat00047

수학식 27에서 복잡도는 지수 함수적으로 주어지지 않고, Nmax값으로 주어지는데, 일반적으로 Nmax를 Nmax=3Nur로 선택하면 수학식 27을 이용한 에러 패턴 추정 성능이 수학식 22를 이용한 에러 패턴 성능 추정에 근접하게 된다. 이 경우 수학식 22를 이용할 때의 복잡도는 2Nur로 주어지는 반면, 수학식 27을 이용할 때의 복잡도는 Nmax=3Nur로 낮아질 수 있다. In the equation (27), the complexity is not given as an exponential function but given as an N max value. In general, if N max is selected as N max = 3 N ur , the error pattern estimation performance using Equation (27) It comes close to pattern performance estimation. In this case, the complexity when using equation (22) is given as 2 Nur , while the complexity when using equation (27) can be lowered to N max = 3 N ur .

이와 같이 주어진, 수학식 19, 22, 27을 이용한 에러 패턴 추정을 통한 에러 정정 방식 모두에서, 에러 정정의 성능은 CRC의 길이 m이 증가할 수도록 향상된다. In both error correction schemes using error patterns estimated using Equations 19, 22 and 27 given above, the performance of error correction is improved so that the length m of the CRC can be increased.

제안 방식Suggested method

이하에서는 상기 설명한 CRC 기반 에러 정정 방식을 HARQ와 결합한다. 즉, 최초 전송 실패로 인하여 패킷이 재전송되는 경우, 수신단에서는 수신된 여러 패킷들에 속해 있는 CRC들을 모두 결합하여 CRC 기반 에러 정정을 수행함으로써 에러정정 성능을 극대화 시킨다. Hereinafter, the CRC-based error correction scheme described above is combined with HARQ. That is, when the packet is retransmitted due to the initial transmission failure, the receiver combines all the CRCs belonging to the plurality of received packets to perform CRC-based error correction, thereby maximizing the error correction performance.

패킷 전체 재전송 (하드 결합)Retransmission of packets (hard connection)

최초에 길이 m인 CRC를 포함한 길이 n의 패킷이 전송된다. 정보 비트의 갯수는 n-m=k이다. 이 때, 수신단에서 계산되는 신드롬은 수학식 28과 같다. A packet of length n first including a CRC of length m is transmitted. The number of information bits is n-m = k. At this time, the syndrome calculated at the receiving end is expressed by Equation (28).

Figure pat00048
Figure pat00048

만약, s1≠0이면, 첫째 패킷에 에러가 있다는 의미이다. 이 때, 기존의 CRC기반 에러 정정 방식 (P1), (P2), (P3)를 통하여 에러 정정을 시도한다. 만약, 에러 정정에 실패하면, 동일한 k개의 정보 비트를 재전송한다. 수신단에서 계산되는 신드롬은 수학식 29와 같다. If s 1 ≠ 0, it means that there is an error in the first packet. At this time, error correction is attempted through the existing CRC-based error correction methods (P1), (P2), and (P3). If the error correction fails, the same k pieces of information bits are retransmitted. The syndrome calculated at the receiving end is expressed by Equation (29).

Figure pat00049
Figure pat00049

2.2.1에서는 첫번째 패킷에 사용된 CRC와 두번째 패킷에 사용된 CRC가 동일한 경우를 가정한다. In 2.2.1, it is assumed that the CRC used in the first packet and the CRC used in the second packet are the same.

벡터 c를 실제로 전송된 코드워드라고 하고,

Figure pat00050
을 첫번째 전송으로부터 수신단에서 하드 결정을 내린 코드워드,
Figure pat00051
를 두번째 전송으로부터 수신단에서 하드 결정을 내린 코드워드라고 한다. 이 경우, 실제 전송된 코드워드를 최적으로 추정하는 문제는 수학식 30과 같이 주어진다. Let vector c be the actually transmitted codeword,
Figure pat00050
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; a &lt; / RTI &gt; hard word at the receiving end from the first transmission,
Figure pat00051
Is called a codeword with hard decision at the receiving end from the second transmission. In this case, the problem of optimally estimating the actually transmitted codeword is given by Equation (30).

Figure pat00052
Figure pat00052

벡터들 간의 관계

Figure pat00053
Figure pat00054
을 고려하면, 수학식 31과 같은 관계가 성립함을 알 수 있다. Relationship between vectors
Figure pat00053
Wow
Figure pat00054
, It can be understood that a relationship as shown in Equation 31 is established.

Figure pat00055
Figure pat00055

여기서,

Figure pat00056
이다.here,
Figure pat00056
to be.

약간의 수학적인 과정을 거치면, 두개의 수신된 패킷으로 부터

Figure pat00057
을 최적으로 추정하는 방식은 수학식 32와 같다.After a little bit of mathematical process,
Figure pat00057
Is expressed by Equation (32).

Figure pat00058
Figure pat00058

여기서

Figure pat00059
이며,
Figure pat00060
,
Figure pat00061
,
Figure pat00062
으로 정의된다.here
Figure pat00059
Lt;
Figure pat00060
,
Figure pat00061
,
Figure pat00062
.

수학식 32와 수학식 19를 비교해 보면, 두 수식이 동일한 형식으로 주어짐을 확인할 수 있다. 단, 수학식 32에서는 CRC의 길이가 2m이다. 따라서, 수학식 32를 이용하면 에러 정정 성능이 수학식 19를 이용할 때보다 향상됨을 알 수 있다.Comparing equations (32) and (19), it can be seen that both equations are given in the same form. In Equation (32), the length of the CRC is 2 m. Therefore, it can be seen that the use of Equation (32) improves the error correction performance as compared with Equation (19).

기존의 연구에서와 같이, 본 발명에서도 수학식 32를 이용하는 경우 복잡도가 2n으로 높으며, 앞서 설명한 방식을 적용하는 경우 다음과 같이 복잡도를 낮춘 수학식이 도출된다.As in the prior art, the complexity of the present invention is also high as 2 n in the case of using Equation (32). In the case of applying the above-described method, the following complexity lowering mathematical expression is derived.

Figure pat00063
Figure pat00063

여기서,

Figure pat00064
이다.here,
Figure pat00064
to be.

Figure pat00065
Figure pat00065

여기서,

Figure pat00066
이다.here,
Figure pat00066
to be.

만약, 패킷이 K번 전송되는 경우, 위의 방식 수학식 32는 수학식 35와 같이 표현될 수 있다. 이 때, 모든 패킷은 동일한 CRC 방식을 사용한다고 가정한다. If the packet is transmitted K times, the above equation (32) can be expressed as Equation (35). At this time, it is assumed that all packets use the same CRC scheme.

Figure pat00067
Figure pat00067

여기서,

Figure pat00068
,
Figure pat00069
,
Figure pat00070
,
Figure pat00071
이다.here,
Figure pat00068
,
Figure pat00069
,
Figure pat00070
,
Figure pat00071
to be.

패킷이 K번 전송되는 경우, 수학식 33은 수학식 36 (P2(2)), 수학식 34는 수학식 37 (P3(2))과 같다.If the packet is transmitted K times, the equation 33 is shown in Equation 36 (P2 (2)), Equation 34 is Equation 37 (P3 (2)).

Figure pat00072
Figure pat00072

여기서,

Figure pat00073
이다.here,
Figure pat00073
to be.

Figure pat00074
Figure pat00074

여기서,

Figure pat00075
이다.here,
Figure pat00075
to be.

패킷의 부분 재전송 (하드 결합)Partial retransmission of packets (hard-coupled)

첫번째 전송에서 길이 n1인 패킷을 전송한다. 첫번째 패킷은 k1개의 정보 비트와 m1개의 CRC비트를 포함하고 있다. 두번째 전송에서는 첫번째 패킷에 포함된 k1개의 정보 비트 중에서 가장 신뢰도가 낮은 k2개의 정보 비트만을 선택하여 재 전송한다고 가정한다. 두번째 패킷은 k2개의 정보 비트와 m2개의 CRC 비트를 포함한다 (n2≤n1, k2≤k1). 폴라 코딩의 경우 각 비트가 전송되는 폴라코딩 비트 채널의 신뢰도가 다 다르게 되는데, 그 다른 신뢰도 값은 송신단에서 확률적으로 결정할 수 있다. 또한, 첫번째 패킷에 사용되는 CRC와 두번째 패킷에 사용되는 CRC는 다를 수 있다. The first transmission transmits a packet of length n 1 . The first packet contains k 1 information bits and m 1 CRC bits. In the second transmission, it is assumed that only the k 2 information bits with the lowest reliability among the k 1 information bits included in the first packet are selected and retransmitted. The second packet contains k 2 information bits and m 2 CRC bits (n 2 ≤ n 1 , k 2 ≤ k 1 ). In the case of polar coding, the reliability of the polar coding bit channel in which each bit is transmitted is different, and the different reliability values can be determined stochastically at the transmitting end. Also, the CRC used in the first packet and the CRC used in the second packet may be different.

수신단에서, 두개의 수신된 패킷으로부터 수학식 38과 같이 두개의 신드롬을 얻을 수 있다.At the receiving end, two syndromes can be obtained from two received packets as shown in equation (38).

Figure pat00076
Figure pat00076

H1의 n1개의 열 중에서 두번째 패킷에서 전송된 k2개의 정보 비트의 위치에 해당하는 k2개의 열 들 만을 선택하여 m1 x k2 크기를 가지는 행렬 H` 1을 구한다. 또한, H2의 n2개의 열 중에서 두번째 패킷에서 전송된 k2개의 정보 비트의 위치에 해당하는 k2개의 열 들 만을 선택하여 m2 x k2 크기를 가지는 행렬 H` 2을 구한다. 이 경우, 이 CRC 패리티 체크 행렬들에 의해서 구해지는 신드롬들은 수학식 39와 같은 관계를 만족한다. Of the n 1 columns of H 1 , only k 2 columns corresponding to the positions of k 2 information bits transmitted in the second packet are selected to obtain a matrix H ` 1 having a size of m 1 xk 2 . Also, only k 2 columns corresponding to positions of k 2 information bits transmitted in the second packet among the n 2 columns of H 2 are selected to obtain a matrix H ` 2 having a size of m 2 xk 2 . In this case, the syndromes obtained by the CRC parity check matrices satisfy the relation of Equation (39).

Figure pat00077
Figure pat00077

단, 여기서 e'1과 e'2는 첫번째 패킷과 두번째 패킷에서 k2 정보 비트 (즉, 두번째 패킷에 의해서 전송되는 정보 비트)에서 발생하는 에러 패턴을 나타낸다. 또한, 신드롬 s'1과 s'2는 수학식 40과 같이 정해질 수 있다. Here, e ' 1 and e' 2 represent the error patterns occurring in the first packet and the k 2 information bits (i.e., the information bits transmitted by the second packet) in the second packet. In addition, the syndromes s ' 1 and s' 2 can be defined as shown in Equation (40).

Figure pat00078
Figure pat00078

단, 여기서 H1''은 H에서 H'을 제외한 행렬이고 H2''는 H2에서 H2'를 제외한 행렬이다. 또한, 크기 k1-k2+m1인 벡터 e1''는 첫번째 패킷에서 k1-k2개의 가장 신뢰도가 높은 정보 비트에서 발생하는 에러와 m1개의 CRC 비트에서 발생하는 에러를 합한 에러 패턴이다. 크기 m2 벡터 e2''는 두번째 패킷에서 m2개의 CRC 비트 에서 발생하는 에러 패턴이다. 이 두개의 에러 패턴, e1''과 e2''는 수신단에 알려져 있지 않으나, 이에 해당하는 비트에서 에러가 발생하는 확률이 작다는 가정하에 본 발명에서는 e1''=0, e2''=0으로 가정한다. 수신단은 s1, s2, H1'', H2''을 알고 있으므로, s1'과 s2'을 계산할 수 있다. However, where H 1 '' is H in H 'is a matrix other than the H 2' 'is at the H 2 H 2' is a matrix other than the. The vector e 1 &quot; having the size k 1 -k 2 + m 1 is an error in the first packet that combines errors occurring in k 1 -k 2 most reliable information bits and errors occurring in m 1 CRC bits Pattern. The size m 2 vector e 2 '' is an error pattern that occurs at m 2 CRC bits in the second packet. The two error pattern, e 1 '' and e 2 '' is in, but not known to the receiving end, the purpose of this invention in the bits under the assumption that the probability of an error is small e 1 '' = 0, e 2 ''= 0 is assumed. Since the receiving end knows s 1 , s 2 , H 1 '', and H 2 '', s 1 'and s 2 ' can be calculated.

앞서 설명한 수학적인 과정을 거치면 에러 정정 방식에 사용되는 다음 수학식 41(P1(3))을 도출할 수 있다.(Mathematical Expression 41 (P1 (3) ) used in the error correction method can be derived through the above-described mathematical process.

Figure pat00079
Figure pat00079

여기서,

Figure pat00080
,
Figure pat00081
,
Figure pat00082
,
Figure pat00083
이다.here,
Figure pat00080
,
Figure pat00081
,
Figure pat00082
,
Figure pat00083
to be.

앞서 설명한 방식을 적용하는 경우 수학식 42 (P2(3))와 같이 복잡도를 낮춘 수학식이 도출된다.When the above-described method is applied, a mathematical expression with reduced complexity is derived as shown in Equation 42 (P2 (3) ).

Figure pat00084
Figure pat00084

여기서,

Figure pat00085
이다.here,
Figure pat00085
to be.

Figure pat00086
Figure pat00086

여기서,

Figure pat00087
이다. here,
Figure pat00087
to be.

이 때, K개의 패킷이 전송되는 경우를 생각한다. 각 전송에서 패킷의 길이는 nk (k=1,2, … , K)이며 다음과 같은 관계가 성립한다. At this time, it is assumed that K packets are transmitted. The length of a packet in each transmission is n k (k = 1, 2, ..., K) and the following relation holds.

n1 ≥ n2 ≥ … ≥ nK n 1 ? n 2 ? ≥ n K

또한, 각 패킷이 포함하는 정보 비트의 갯수는 다음과 같은 관계가 성립한다. In addition, the number of information bits included in each packet has the following relationship.

k1 ≥ k2 ≥ … ≥ kK k 1 ? k 2 ? ≥ k K

모든 패킷들은 길이 mk (k=1,2, …, K)의 서로 다른 CRC를 가질 수 있다고 가정한다. It is assumed that all packets can have different CRCs of length m k (k = 1,2, ..., K).

이 경우 전송 방식 (P1(4))는 수학식 44를 이용할 수 있다.In this case, the transmission method (P1 (4) ) can use equation (44).

Figure pat00088
Figure pat00088

여기서,

Figure pat00089
,
Figure pat00090
,
Figure pat00091
,
Figure pat00092
이다.here,
Figure pat00089
,
Figure pat00090
,
Figure pat00091
,
Figure pat00092
to be.

앞에서와 마찬가지로, 복잡도를 낮춘 (P2(4))는 수학식 45, 복잡도를 더욱 낮춘 (P3(4))는 수학식 46을 이용할 수 있다.As in the foregoing, Equation 46 can be used for the complexity lowering (P2 (4) ) and the lower complexity (P3 (4) ).

Figure pat00093
Figure pat00093

여기서,

Figure pat00094
이다.here,
Figure pat00094
to be.

Figure pat00095
Figure pat00095

여기서,

Figure pat00096
이다.here,
Figure pat00096
to be.

패킷 전체 재전송: 소프트 결합Packet full retransmission: soft combining

전체 패킷이 재전송 되었을 때, 수신단에서는 수신된 패킷의 소프트 값 (LLR값)을 먼저 결합한 후에, 에러 패턴을 추정하는 방식을 제안한다. 수산단에서 k번째 수신된 패킷에 대한 수신 신호 벡터를 yk로 나타댄다. 수신단에서는, {yk: k=1,2, …, K}를 사용하여, 같이 결합된 패킷에 대한 i번째 LLR을 수학식 46과 같이 계산한다.When the entire packet is retransmitted, the receiving end combines the soft value (LLR value) of the received packet and proposes a method of estimating the error pattern. The received signal vector for the kth received packet at the fishery end is denoted by y k . At the receiving end, {y k : k = 1, 2, ... , K}, the i-th LLR for the combined packets is calculated as shown in equation (46).

Figure pat00097
Figure pat00097

여기서,

Figure pat00098
이다.here,
Figure pat00098
to be.

LLR값으로 부터 각 ci에 대한 최종 하드 결정 (hard decision)은 수학식 48과 같이 수행된다.The final hard decision for each c i from the LLR values is performed as shown in equation (48).

Figure pat00099
Figure pat00099

벡터

Figure pat00100
는 하드 결정된 모든 모든 비트들을 포함하는 길이 n의 벡터이다.
Figure pat00101
는 모든 패킷의 LLR이 결합된 값을 나타내는 벡터이다.vector
Figure pat00100
Is a vector of length n containing all the bits that are hard-determined.
Figure pat00101
Is a vector representing the combined value of the LLRs of all packets.

이 값들을 기존의 방식 (Pl) , (P2), (P3) 에 대압하여 에러 정정을 수행할 수 있다. 이와 같이 주어지는 방식을 본 발명에서는 (Pl(5)) , (P2(5)) , (P3(5))로 나타낸다. 이 경우, 결합된 패킷에 대한 에러 패턴 e를 추정하면, 이로 부터

Figure pat00102
를 사용하여 송신된 패킷을 추정한다. 이와 같이 추정된 패킷에 대하여 CRC체크를 수행하여 CRC 체크가 성공한 경우 에러를 정확히 추정했다고 결론을 내린다.The error correction can be performed by superposing these values on the existing methods (Pl), (P2), and (P3). The method given in this way is represented by (Pl (5) ), (P2 (5) ), and (P3 (5) ). In this case, by estimating the error pattern e for the combined packet,
Figure pat00102
To estimate the transmitted packet. It is concluded that the CRC check is performed on the packet so estimated, and the error is accurately estimated when the CRC check is successful.

패킷 부분 재전송: 소프트 결합Packet Part Retransmission: Soft Combination

패킷의 일 부분만이 재전송된 경우에도 2.2.3 절에서 제시된 방식으로 소프트 결합을 수행하고 에러 추정을 수행할 수 있다. 한가지 다른 점은, 패킷의 일 부분만 전송되면 재전송한 정보 비트들에 대해서만 LLR값을 더한다는 것이다. 그 외에는 2.2.3 절에서 제안된 방식과 동일하다. 이와 같이 패킷의 부분 재전송인 경우 소프트 결합을 사용하여 에러 추정을 수행하는 방식을 (Pl(6)) , (P2(6)) , (P3(6))로 나타낸다.Even when only a part of the packet is retransmitted, soft combining can be performed and the error estimation can be performed in the manner described in Section 2.2.3. One difference is that when only a portion of the packet is transmitted, the LLR value is added only for the retransmitted information bits. Otherwise, it is the same as that proposed in Section 2.2.3. (6 ), (6) , and (P3 (6) ) show how to perform error estimation using soft combining in the case of partial retransmission of a packet.

2.2.5다중 CRC를 적용하여 에러 정정을 수행하는 방식과 다중 CRC를 사용한 폴라 코딩 기반의 HARQ를 결합2.2.5 Combining multi-CRC applied error correction and polar coding-based HARQ using multiple CRC

도 13은 다중 CRC를 적용하여 에러 정정을 수행하는 방식과 다중 CRC를 사용한 폴라 코딩 기반의 HARQ기반 데이터 재전송을 결합한 방식을 나타내고 있다. 도 13에서 Z는 폴라 코딩에 사용되는 프로즌 비트 (frozen bit)를 나타낸다. 첫번째 패킷은 두 개의 미니 패킷으로 이루어져 있고, 첫번째 패킷이 전송되었을 때, CRC1이 실패했다고 가정한다. 이 때, 수신기는 우선 CRC1을 사용하여 (P1), (P2) 혹은 (P3)에 근거하여 에러 정정을 수행한다. 만약 에러 정정에 실패하면, 에러가 발생한 것으로 확인된 첫번째 미니 패킷 전체를 재 전송하는 것이 아니라, 그 미니 패킷 중에서 신뢰도가 낮은 폴라 비트 채널로 전송되는 일부 비트 그룹 a1만을 CRC3를 추가하여 재전송한다. 이것은 앞에서 기술한 이진 검색 (binary search) 방식에 기반한 것이다.FIG. 13 shows a method of performing error correction by applying multiple CRCs and a method of combining HARQ-based data retransmission based on polar coding based on multiple CRCs. 13, Z represents a frozen bit used for polar coding. The first packet consists of two mini-packets, and assumes that CRC 1 failed when the first packet was transmitted. At this time, the receiver first performs error correction based on (P1), (P2) or (P3) using CRC1. If the error correction is unsuccessful, not only the entire first mini packet which has been confirmed to have an error is retransmitted but only CRC 3 is added to some bit group a 1 transmitted in a low-reliability polar bit channel among the mini- . This is based on the binary search method described above.

CRC3가 다시 실패하면, 두개의 CRC (즉, CRC1과 CRC3)을 사용하여 (P1(3)), (P2(3)), (P3(3)) 에 근거하여 에러 정정을 수행한다. 만약, 이러한 에러 정정에 실패하면, a1에서 신뢰도가 낮은 폴라 비트 채널로 전송된 일부 비트 그룹 a11을 다시 전송한다.If the CRC 3 fails again on the basis of the two CRC using (that is, CRC 1 to CRC 3) (P1 (3) ), (P2 (3)), (P3 (3)) performs error correction . If such error correction fails, a part of the bit group a11 transmitted with a low-reliability polar bit channel is transmitted again at a1.

CRC3이 성공하면, 두번째 패킷에서 수신된 a1에는 에러가 없는 것이 확인되었으므로, 이것을 첫번째 패킷의 a1에 대입한다. 이제 다시 CRC1을 체크하여, 실패하면, a2에 에러가 있다는 의미이다. 이제 CRC1을 사용하여 (P1), (P2), (P3)에 근거하여 에러 정정을 수행한다. 만약, 이러한 에러 정정에 실패하면, a2에서 신뢰도가 낮은 폴라 비트 채널로 전송된 일부 비트 그룹 a21을 다시 전송한다.If CRC 3 succeeds, it is confirmed that there is no error in a1 received in the second packet, and this is substituted into a1 of the first packet. Now CRC1 is checked again, and if it fails, there is an error in a2. Now, CRC 1 is used to perform error correction based on (P1), (P2), and (P3). If such error correction fails, a part of the bit group a21 transmitted with a low-reliability polar bit channel is again transmitted at a2.

CRC3과 CRC1이 모두 성공하면, CRC2의 결과에 따라 다음 전송 방식이 달라 진다. 만약, CRC2가 실패하면, 위의 과정을 b1과 b2에 대하여 반복한다. 만약, CRC2도 성공하면, 완전히 새로운 패킷을 전송한다.If both CRC 3 and CRC 1 are successful, the next transmission scheme will be different depending on the result of CRC 2 . If CRC 2 fails, repeat the above procedure for b1 and b2. If CRC2 succeeds, it sends a completely new packet.

3. CRC의 undetected error probability (UEP) 문제에 대한 해결3. Resolution of the undetected error probability (UEP) problem in the CRC.

일반적으로 CRC는 에러의 존재를 탐지하는데 효과적이기는 하지만, 에러탐지 확률이 1은 아니다. 전송되는 정보 비트중에 실제로 에러가 존재하지만 이 에러의 존재를 CRC가 탐지하지 못하는 확률을 undetected error probability (UEP)라고 하며, 문헌에서는 흔히 다음과 같은 근사화 수식을 사용한다. Generally, the CRC is effective in detecting the presence of errors, but the error detection probability is not one. The probability that the CRC does not detect the existence of this error is actually called the undetected error probability (UEP), and the following approximation formula is often used in the literature.

Figure pat00103
Figure pat00103

여기서, m은 CRC에 사용되는 비트 수이다. 이 때 m의 길이가 증가하면, UEP가 지수함수적으로 감소하고, m이 감소하면, UEP가 지수 함수적으로 증가한다. Here, m is the number of bits used for CRC. At this time, as the length of m increases, the UEP exponentially decreases, and when m decreases, the UEP exponentially increases.

3.1 이중 계층 CRC를 사용한 에러 탐지3.1 Error detection using dual layer CRC

이러한 UEP 문제를 해결하기 위해서는, 두개의 계층으로 CRC를 구성하여 사용하는 방식을 이용 가능하다. 도 14a와 같이, CRC1, CRC2, CRC3는 첫번째 계층에 사용되는 CRC들이며, 이 것들은 각 미니 패킷의 에러 탐지를 수행한다. CRC0는 두번째 계층에 사용되는 CRC이다. CRC0는 세개의 미니 패킷 어느 것에서나 발생하는 에러를 탐지하는 역할 수행한다. 결국, 각 미니 패킷에서 발생되는 에러는 CRCi, i=1,2,3와 CRC0에 의해서 이중으로 탐지되는 것이다. 이하에서는 도 14a에서와 같이 CRC가 이중 계층으로 사용되는 경우 효율적인 재전송 방식과 CRC를 사용한 에러 정정 방식을 개발한다. To solve this UEP problem, it is possible to use CRC in two layers. As shown in FIG. 14A, CRC 1 , CRC 2 , and CRC 3 are CRCs used in the first layer, which perform error detection of each mini-packet. CRC 0 is the CRC used for the second layer. CRC 0 acts to detect errors occurring in any of the three mini-packets. As a result, errors occurring in each mini-packet are detected double by CRC i , i = 1,2,3 and CRC 0 . Hereinafter, an efficient retransmission method and an error correction method using CRC are developed when the CRC is used as a double layer as shown in FIG. 14A.

벡터

Figure pat00104
(i=1,…, L)는 수신단에서 수신되어 하드 결정이 내려진 L개의 미니 패킷을 나타내며, 각 미니 패킷 끝에는 한개의 CRC가 포함되어 있다. 각 미니 패킷의 길이는 ni이다. 길이 n의 벡터
Figure pat00105
는 모든 미니 패킷을 포함한 패킷을 나타내며, 패킷의 끝에는 추가로 한개의 CRC가 더 연결되어 있다.vector
Figure pat00104
(i = 1, ..., L) denotes L mini packets received at the receiving end and subjected to hard decision, and one CRC is included at the end of each mini-packet. The length of each mini-packet is ni. Vector of length n
Figure pat00105
Indicates a packet including all mini-packets, and an additional CRC is further connected to the end of the packet.

여기서,

Figure pat00106
,
Figure pat00107
이고, 수신단은 하기 수학식 50과 같이 미니 패킷들에 대한 신드롭들과 패킷에 대한 신드롬을 얻게 된다.here,
Figure pat00106
,
Figure pat00107
, And the receiving end obtains a new drop for the mini packets and a syndrome for the packet as shown in Equation (50).

Figure pat00108
Figure pat00108

수신단은, 다음과 같이 미니 패킷들에 대한 신드롬들과 패킷에 대한 신드롬을 얻게 된다. The receiving end obtains syndromes for the mini packets and a syndrome for the packets as follows.

여기서, Hi (i=1, 2, …, L)은 각 미니 패킷에 사용된 CRC 각 미니 패킷에 사용된 CRC의 패리티 체크 행렬이며, $\bfH_0$은 패킷에 사용된 CRC의 패리티 체크 행렬이다. Here, H i (i = 1, 2, ..., L) is the parity check matrix of the CRC used in each mini-packet of the CRC used in each mini-packet, and $ \ bfH_0 $ is the parity check matrix to be.

이와 같이 이중 계층으로 CRC를 사용하는 경우에는 UEP가 하기 수학식 51과 같이 주어진다. When CRC is used as the double layer, the UEP is given by the following equation (51).

Figure pat00109
Figure pat00109

여기서 PUEP(0)은 CRC0에 대한 UEP이며, PUEP(i)은 CRCi에 대한 UEP이다. 결국, 한 계층의 CRC를 사용하는 경우보다, 이중 계층으로 CRC를 사용하는 경우 UEP를 훨씬 줄일 수 있다.Where P UEP (0) is the UEP for CRC0, and P UEP (i) is the UEP for CRCi. Ultimately, using a CRC as a double layer can reduce the UEP much more than using a single layer of CRC.

3.1.1 이중 계층 CRC를 사용한 경우 재 전송 방식3.1.1 Retransmission method with dual-layer CRC

이중 계층 CRC를 사용하여 데이터를 전송하는 경우, 수신단에서는 다음과 같은 세가지 경우를 생각할 수 있다. When data is transmitted using a dual layer CRC, the following three cases can be considered at the receiving end.

Figure pat00110
새로운 패킷을 전송한다.
Figure pat00110
And transmits a new packet.

Figure pat00111
에러가 발생한 미니 패킷(들)을 알 수 있으므로, 그 미니 패킷(들)이 재 전송 된다.
Figure pat00111
Since the minipack (s) in which the error occurred can be known, the minipack (s) are retransmitted.

Figure pat00112
이 경우에는, 패킷 내에서 에러가 발생한 것은 알지만, 정확히 어느 미니 패킷에서 에러가 발생했는지는 알지 못한다. 즉, 미니 패킷에서 사용된 CRC들이 에러 탐지에 실패한 경우이다. 이 경우에 대한, 재 전송 방식을 아래에서 논의한다.
Figure pat00112
In this case, it is known that an error has occurred in the packet, but it is not known exactly which error occurred in which mini-packet. That is, the CRCs used in the mini-packet fail to detect errors. The retransmission scheme for this case is discussed below.

일 실시 예로는 전체 패킷을 재전송할 수 있다. 하지만, 이러한 재 전송 방식은 매우 비 효율적이며, 특히 L의 값이 크게 되면 더욱 비효율적으로 된다. 이러한 문제를 해결하고자, 다음 방식을 사용할 수 있다.In one embodiment, the entire packet may be retransmitted. However, such a retransmission scheme is very inefficient, especially when the value of L is large. To solve this problem, the following method can be used.

우선, L개의 미니 패킷을 각 미니 패킷에 에러가 발생했었을 확률이 큰 것에서부터 작아지도록 나열한다. 즉, 에러가 발생하지 않았었을 확률이 작은 것에서부터 큰것의 순서로 나열한다. 이렇게 나열된 미니 패킷의 인덱스를 i1, i2, …, iL로 나타낸다. First, the L mini-packets are listed so that the probability that an error occurs in each mini-packet is smaller than the probability of occurrence of an error. That is, they are listed in order from smallest to least likely to have not caused errors. The index of the mini-packet listed is i1, i2, ... , i L.

Figure pat00113
Figure pat00113

l번째 미니 패킷에서 에러가 발생하지 않을 확률

Figure pat00114
은 수학식 53과 같다.The probability that an error will not occur in the lth mini packet
Figure pat00114
Is expressed by Equation (53).

Figure pat00115
Figure pat00115

송신단에서는, 미니 패킷을 한 개씩 i1, i2, …, iL의 순서로 재전송한다. 수신단에서는 한 개씩의 미니 패킷을 받을 때마다 두 계층의 CRC을 수행한다. CRC 체크가 성공한 경우에는 송신단이 완전히 새로운 패킷을 전송한다. CRC 체크가 실패한 경우에는 순서에 따라 다음번 미니 패킷이 재 전송된다.At the transmitting end, one mini packet is transmitted i 1 , i 2 , ... , i L. At the receiving end, CRC of two layers is performed whenever one mini packet is received. If the CRC check is successful, the transmitting end transmits a completely new packet. If the CRC check fails, the next mini-packet is retransmitted in order.

3.1.2. 이중 계층 CRC를 사용한 경우 CRC를 사용한 에러 정정 방식3.1.2. Error correction method using CRC when using dual layer CRC

다음과 같은 세가지 경우를 생각할 수 있다. The following three cases can be considered.

Figure pat00116
새로운 패킷을 전송한다.
Figure pat00116
And transmits a new packet.

Figure pat00117
Figure pat00117

에러가 발생한 미니 패킷(들)을 알 수 있으므로, 두 계층의 CRC를 사용하여 에러 정정을 수행한다.Since the mini packet (s) in which an error occurs can be known, error correction is performed using CRC of two layers.

에러 정정에 실패하면, 에러가 발생한 미니 패킷을 재전송한다. If the error correction fails, the mini-packet in which the error occurred is retransmitted.

Figure pat00118
Figure pat00118

에러가 발생한 미니 패킷(들)을 알 수 없는데, 이 경우에도 CRC를 사용하여 에러 정정을 수행할 수 있는 방식이 필요하며, 이 방식이 아래에 기술된다. It is not possible to know the mini packet (s) in which the error occurred. In this case, a method of performing error correction using the CRC is required, and this method is described below.

에러 정정에 실패하면, 3.1.1에서 기술한 방식대로 확률에 근거하여 미니 패킷을 한 개씩 재전송한다. If the error correction fails, the mini-packet is retransmitted one by one based on the probability in the manner described in 3.1.1.

우선, 미니 패킷을 수학식 54와 같이 정렬한다. First, the mini-packet is sorted as shown in Equation (54).

Figure pat00119
Figure pat00119

이제, i1에 해당하는 미니 패킷부터 시작하여, il, l=1, 2, …, K의 순서대로 CRC에 근거한 에러 정정을 다음 수학식 55 (P2(7))를 사용하여 수행한다. Now, starting from the mini packet corresponding to i 1 , i l , l = 1, 2, ... , K, the error correction based on the CRC is performed using the following equation (55 (P2 (7) ).

Figure pat00120
Figure pat00120

여기서

Figure pat00121
,
Figure pat00122
,
Figure pat00123
이다.here
Figure pat00121
,
Figure pat00122
,
Figure pat00123
to be.

여기서 H0,il는 크기 m0 x nil를 가지는 행렬로서, il번째 미니 패킷에 해당하는 비트 위치를 나타내는 열들을 H0로 부터 선택하여 구축된다. 계산량을 줄이기 위해, 아래 수학식 56 (P3(7))과 같은 방식을 사용할 수 있다. Where H 0, il is structured to select from a matrix having a size m 0 xn il, the column that indicates the bit position corresponding to the i-th mini packet H 0 l. In order to reduce the amount of calculation, it is possible to use the same method as in Equation (56) (P3 (7) ) below.

Figure pat00124
Figure pat00124

여기서,

Figure pat00125
이다.here,
Figure pat00125
to be.

3.2 부분적으로 중첩된 CRC 전송 방식3.2 Partially overlapping CRC transmission scheme

이상에서는 이중 계층으로 CRC를 사용하는 방식을 제안하였다. 이러한 방식은 UEP를 줄이는데는 매우 효과적이지만, CRC가 너무 많이 사용되어야 한다는 단점이 있다. 그러므로, 이하에서는 각 미니 패킷 한개에 대하여 CRC 한 개씩을 사용하되, 패킷에 대하여 CRC를 추가로 사용하지 않은 방식을 생각한다. 도 14b의 conventional은 기존의 방식을 나타낸다. 도 14b와 같이, 각 미니 패킷에 대해서 한 개씩의 CRC가 사용되지만, 패킷 전체에 대해서는 CRC가 사용되지 않는다. 도 14b의 proposed는 본 발명에서 제안하는 부분적으로 CRC를 중첩시키는 CRC 방식을 나타낸다. 이 방식에 대하여, 아래에서는 에러 탐지, 재 전송, 에러 정정, 폴라 디코딩에 대한 새로운 방식들을 제안한다. In the above, a method of using CRC as a double layer is proposed. This approach is very effective in reducing UEP, but it has the disadvantage that CRC should be used too much. Therefore, in the following description, one CRC is used for each mini-packet, but a CRC is not used for the packet. Conventional in FIG. 14B shows an existing method. As shown in FIG. 14B, one CRC is used for each mini-packet, but no CRC is used for the entire packet. 14B shows a CRC scheme that partially overlaps a CRC proposed by the present invention. For this scheme, we propose new methods for error detection, retransmission, error correction, and polar decoding below.

3.2.1 에러 탐지3.2.1 Error detection

기존의 방식에 비해서, 제안된 방식에서는 좀 더 우수한 에러 탐지 성능을 보인다. 예를 들어, 도 14b에서, 첫번째 미니 패킷 a는 기존의 방식에서는 한개의 CRC에 의해서만 탐지 되지만, 제안된 방식에서는 세개의 CRC에 의해서 탐지된다. 그러므로, 제안된 방식의 경우에는, 첫번째 미니 패킷에 대한 UEP가 매우 작아진다. 두번째 미니 패킷 b의 경우에는, 기존의 방식에서는 한개의 CRC에 의해서만 탐지 되지만, 제안된 방식에서는 두개의 CRC에 의해서 탐지된다. 그러므로 두번째 미니 패킷에 대한 UEP도 작아진다. 마지막, 세번째 미니 패킷의 경우에는, 기존의 방식과 제안된 방식이 동일한 UEP를 가지게 된다. Compared with the conventional method, the proposed method shows better error detection performance. For example, in FIG. 14B, the first mini-packet a is detected by only one CRC in the conventional scheme, but is detected by three CRCs in the proposed scheme. Therefore, in the case of the proposed scheme, the UEP for the first mini-packet becomes very small. In the case of the second mini-packet b, only one CRC is detected in the conventional scheme, but in the proposed scheme it is detected by two CRCs. Therefore, the UEP for the second mini-packet is also reduced. In the case of the last and third mini-packets, the existing scheme and the proposed scheme have the same UEP.

3.2.2 재전송3.2.2 Retransmission

도 14b에서 제안된 부분적으로 중첩된 CRC를 사용하여 전송 했을 때, 수신단에서 CRC1과 CRC2의 CRC 체크는 통과했으나, CRC3의 CRC 체크는 실패할 수 있다. 이 경우, 이론적으로는 미니 패킷 a, b, c 중의 하나에 에러가 발생 했음을 알 수 있다. 그러나, 에러가 발생했었을 확률은 다르다. 우선, 첫번째 미니 패킷에 에러가 발생했었을 확율은 가장 작다. 왜냐하면, 이 확률은, CRC1이 첫번째 미니 패킷의 에러를 탐지 하지 못할 확률, CRC2가 첫번째 미니 패킷의 에러를 탐지 하지 못할 확률, 그리고, CRC3이 첫번째 미니 패킷의 에러를 탐지할 확률의 곱으로 주어진다. 이에 반해, 두번째 미니 패킷에 에러가 발생 했을 확률은 더 높다. 마찬가지의 이유로, 세번째 미니 패킷에서 에러가 발생 했었을 확률은 가장 높다. 본 발명에서 제안하는 재 전송 방식은, 에러가 발생 했었을 확률이 가장 높은 세번째 미니 패킷을 우선 재 전송 하는 것이다. 그리고, CRC3을 다시 첵 한다. 만약 실패하면, 두번째 미니 패킷을 재 전송하고, 만약 CRC3이 다시 실패하면, 첫번째 미니 패킷을 재전송 한다. When transmitting using the partially overlapped CRC proposed in FIG. 14B, the CRC check of CRC 1 and CRC 2 is passed at the receiving end, but the CRC check of CRC 3 may fail. In this case, theoretically, it can be seen that an error occurred in one of the mini-packets a, b, and c. However, the probability that an error occurred is different. First, the probability that an error occurred in the first mini-packet is the smallest. This is because the probability that CRC 1 can not detect the error of the first mini-packet, the probability that CRC 2 can not detect the error of the first mini-packet, and the probability that CRC 3 detects the error of the first mini-packet . On the other hand, the probability of an error in the second mini-packet is higher. For the same reason, the probability of an error in the third mini-packet is highest. In the retransmission method proposed in the present invention, the third mini packet having the highest probability of occurrence of an error is first retransmitted. Then check CRC 3 again. If unsuccessful, retransmit the second mini-packet, and if CRC 3 fails again, retransmit the first mini-packet.

위에서 제안된 방식은 K개의 CRC가 중첩된 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, CRC1부터 CRCK-1까지 모두 성공하고, CRCK가 실패한 경우에는, K번째 미니 패킷부터 시작하여, K-1번째 미니 패킷, …, 첫 번째 미니 패킷의 순서로 미니 패킷을 재전송한다. The above proposed method can be applied even when K CRCs are overlapped. For example, if all of CRC 1 to CRC K-1 are successful, and CRC K fails, the K-1th mini-packet starting from the K-th mini packet, ... , And retransmits the mini-packet in the order of the first mini-packet.

3.2.3 에러 정정3.2.3 Error Correction

이상에서 제안된 재전송 대신, CRC를 사용한 에러 정정을 수행할 수 있다. 에러 정정의 순서를 결정할 때, 각 미니 패킷에 에러가 발생했었을 확률이 다 다르다는 것을 고려한다. 즉, CRC에 기반한 에러 정정을 K번째 미니 패킷부터 시작하여, K-1번째 미니 패킷, …, 첫번째 미니 패킷의 순서로 수행한다. Instead of the proposed retransmission, error correction using CRC can be performed. When determining the order of error correction, it is considered that the probability that an error occurred in each mini-packet is different. That is, the error correction based on the CRC starts from the K-th mini packet, the K-1-th mini packet, ... , And the first mini-packet.

3.2.4 폴라 디코딩3.2.4 Polar decoding

본 발명에서 제안한 중첩된 CRC를 BP 디코딩을 사용하는 폴라 디코딩에도 적용할 수 있다. 도 14c에는 이 개념이 나타나 있다. BP 디코딩을 사용하여 폴라 디코딩을 수행할 때, 각 CRC를 체크하여 CRC가 성공하면, 그 CRC에 해당하는 정보 비트의 LLR을 양의 무한이나 음의 무한으로 설정한다. 이러한 방식을 통하여, BP 디코딩이 더욱 효율적으로 수행될 수 있다. 이 때, CRC의 UEP가 문제가 될 수 있는데, 이러한 UEP 문제는 본 발명에서 제안하는 부분적으로 중첩된 CRC 를 사용함으로 상당 부분 해결할 수 있다. The superimposed CRC proposed in the present invention can also be applied to polar decoding using BP decoding. This concept is shown in Fig. 14C. When performing polar decoding using BP decoding, check each CRC and if the CRC succeeds, set the LLR of the information bits corresponding to the CRC to either positive infinity or negative infinity. In this way, BP decoding can be performed more efficiently. At this time, the UEP of the CRC may be a problem. This UEP problem can be largely solved by using the partially overlapping CRC proposed in the present invention.

3.2.5 변형된 부분적으로 중첩된 CRC 전송 방식3.2.5 Modified partially collapsed CRC transmission scheme

여러 가지 변형된 부분적으로 중첩된 CRC 전송 방식을 생각할 수 있다. 도 14d에서는 한가지 변형을 나타내고 있다. 이 변형된 방식은 도 14d에 주어진 제안된 방식에 비하여 UEP 성능은 상대적으로 나쁠 수 있다. 하지만, 각 CRC가 담당하는 정보 비트의 갯수가 적으므로, CRC 첵에 요구되는 계산량이 적어진다. 결국, 도 14d의 왼쪽 방식과 오른쪽 방식을 두 극단으로 했을 때, 그 중간에 존재하는 많은 변형된 방식 들을 생각할 수 있다.Several modified partially overlapping CRC transmission schemes are conceivable. 14D shows one variant. This modified manner can be relatively bad for the UEP performance as compared to the proposed scheme given in FIG. 14D. However, since the number of information bits of each CRC is small, the amount of calculation required for the CRC check is small. As a result, when the left and right schemes of FIG. 14D are regarded as two extremes, it is possible to consider a number of modified schemes in the middle.

4. 비 체계적 폴라 코드와 체계적 폴라 코드4. Non-systematic polar code and systematic polar code

폴라 코드에는 두가지 종류가 존재 한다. 하나는 비 체계적 폴라 코드 (non-systematic polar code)이고 나머지 하나는 체계적 폴라 코드 (systematic polar code)이다. 도 15는 비 체계적 폴라 코드와 체계적 폴라 코드를 나타내고 있다. 아래에서는 우선 폴라 코드의 인코딩에 대하여 설명한다.There are two kinds of polar codes. One is a non-systematic polar code and the other is a systematic polar code. 15 shows an unstructured polar code and a systematic polar code. First, the encoding of the polar code will be described below.

폴라 코드는 생성 행렬 (generator matrix) G에 의해서 인코딩 된다.

Figure pat00126
가 생성 행렬에 곱해 지는 (즉, 입력되는) 비트들의 벡터라고 하자. 또한,
Figure pat00127
는 생성 행렬에 곱하여 얻어지는 (즉, 출력되는) 비트 들의 벡터라고 하자. 실제로 채널로 전송되는 코드워드 (codeword)는 x이다. 위에서
Figure pat00128
는 정보 비트가 할당되는 위치를 나타내는 인덱스들의 집합이다. The polar code is encoded by a generator matrix G.
Figure pat00126
Is the vector of bits that are multiplied (i.e., input) by the generator matrix. Also,
Figure pat00127
Is the vector of bits obtained (i.e., output) by multiplying the generator matrix. The codeword actually transmitted to the channel is x. Above
Figure pat00128
Is a set of indices indicating the locations where information bits are allocated.

비 체계적 폴라코드에서는 프로즌 비트가

Figure pat00129
에 할당되고 정보 비트가
Figure pat00130
에 할당된다. 흔히, 정보 비트의 마지막에는 CRC (cyclic redundancy check) 비트가 첨부된다. x=uG에 의해서 코드워드가 얻어지며 이것이 채널로 전송된다. In non-systematic polar code,
Figure pat00129
And the information bits are
Figure pat00130
Lt; / RTI &gt; Often, a cyclic redundancy check (CRC) bit is appended to the end of the information bits. A code word is obtained by x = uG, which is transmitted on the channel.

체계적 폴라코드에서는 프로즌 비트가

Figure pat00131
에 할당되고 정보 비트가
Figure pat00132
에 할당된다. 흔히, 정보 비트의 마지막에는 CRC (cyclic redundancy check) 비트가 첨부된다.
Figure pat00133
Figure pat00134
를 선행 문헌에 기재된 바와 같이 결정한 후, 코드워드
Figure pat00135
를 채널로 전송한다. In systematic polar code, frozen bits
Figure pat00131
And the information bits are
Figure pat00132
Lt; / RTI &gt; Often, a cyclic redundancy check (CRC) bit is appended to the end of the information bits.
Figure pat00133
Wow
Figure pat00134
Is determined as described in the prior art, then the codeword
Figure pat00135
To the channel.

비 체계적 폴라 코드의 디코딩은 다음과 같이 수행된다. 디코딩 방식에는 여러 가지가 존재한다. 가장 일반적인 방법은 SC (successive interference) 디코딩이다. 그 성능을 높이기 위하여는 리스트 SC 디코딩이 사용될 수 있으며, 그 성능을 더욱 높이 위해서는 정보 비트의 일부를 CRC 코딩을 위하여 사용할 수 있다. 다른 디코딩 방법으로 소프트 값을 얻는 BP (belief propagation) 방식들이 존재한다. 본 발명에서 제안하는 방식은 어떤 디코딩 방식으로도 디코딩 될 수 있다. 디코딩 방식은 리스트 SC 디코딩일 수 있다. 비 체계적 폴라 코드의 디코딩에서는, 이러한 디코딩 방식을 사용하여

Figure pat00136
의 디코딩된 값인
Figure pat00137
를 얻는다.The decoding of the unstructured polar code is performed as follows. There are various decoding schemes. The most common method is successive interference (SC) decoding. List SC decoding may be used to improve its performance, and some of the information bits may be used for CRC coding to further enhance its performance. There are BP (belief propagation) schemes for obtaining soft values by other decoding methods. The method proposed by the present invention can be decoded by any decoding method. The decoding scheme may be List SC decoding. In decoding non-systematic polar codes, using this decoding scheme
Figure pat00136
&Lt; / RTI &gt;
Figure pat00137
.

체계적 폴라 코드의 디코딩의 경우에는 디코딩이 두 단계로 이루어진다. 첫 단계에서는, 비 체계적 폴라 코딩에서와 마찬가지로

Figure pat00138
를 얻는다. 두번째 단계에서는 재 인코딩 (re-encoding)의 단계를 거쳐서
Figure pat00139
를 얻는다. 체계적 폴라 코딩의 정보 비트의 디코딩 값인
Figure pat00140
는 재 인코딩에 의해서 구축된 코드워드
Figure pat00141
에 포함되어 있다.In the case of decoding systematic polar codes, decoding takes two steps. In the first step, as in unstructured polar coding
Figure pat00138
. In the second stage, the re-encoding step
Figure pat00139
. The decoded value of the information bits of systematic polar coding
Figure pat00140
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; re-encoding &lt; / RTI &
Figure pat00141
.

체계적 폴라 코딩과 비 체계적 폴라 코딩의 FER (frame error rate)은 같다. 하지만, BER (bit error rate)의 성능은 체계적 폴라 코딩이 더욱 우수하다. 즉, 동일한 SNR (signal to noise ratio)에서 체계적 폴라 코딩은 비 체계적 폴라코딩에 비하여 더욱 낮은 BER을 보인다. 그 이유는, 체계적 폴라 코딩의 디코딩의 두번째 단계인 재 인코딩시에서 얻게되는 에러 감쇄 효과 때문이다.The systematic polar coding and non-systematic polar coding have the same frame error rate (FER). However, the bit error rate (BER) performance is better than systematic polar coding. That is, systematic polar coding at the same signal to noise ratio (SNR) shows a lower BER than non-systematic polar coding. The reason for this is due to the error attenuation effect obtained in re-encoding, which is the second step of decoding systematic polar coding.

폴라 코드에 의해서 인코딩된 데이터 패킷을 실제의 채널로 전송할 때 발생하는 에러에 대응하기 위하여 폴라 코딩과 HARQ (hybrid automatic repeat request)를 결합한 방식을 생각할 수 있다. 문헌에는 비 체계적 폴라코드와 HARQ를 결합한 방식들이 존재한다. HARQ방식에서는, 최초에 전송 되는 패킷의 코드율 (code rate)을 높게 설정한다. 만약, 첫번째 패킷의 전송이 성공적이지 않으면, 재 전송을 통하여, 전체 적인 관점에서 보았을 때의 코드율이 낮아 지도록 한다. 코드율이 낮으면 에러 확률도 낮아지므로, 재 전송이 반복 될 수록, 코드율이 낮아짐과 동시에 패킷이 성공적으로 디코딩 될 확률도 높아진다. HARQ 방식에서 첫번째 패킷의 코드율을 높게 설정한다는 것은, 첫 번째 패킷의 전송시에는 채널이 충분히 좋을 것 같다는 것을 가정하는 것이다. 첫번째 패킷의 코드율을 설정할 때, 만약 그 코드율이 너무 높게 설정되면, 첫번째 패킷이 디코딩에 실패할 확률이 너무 높아질 것이며 높은 확률로 재 전송이 이루어져야 한다. 이 경우 전송 지연이 발행하게 된다. 만약, 첫번째 패킷의 코드율이 너무 낮게 설정되면, 실제의 채널이 매우 좋은 경우, 그 좋은 채널이 제공하는 큰 채널 용량을 모두 이용하지 못하게 된다는 단점이 존재한다.A method of combining polar coding and hybrid automatic repeat request (HARQ) may be considered in order to correspond to an error that occurs when a data packet encoded by a polar code is transmitted to an actual channel. There are methods that combine non-systematic polar code and HARQ. In the HARQ scheme, a code rate of a first packet to be transmitted is set high. If the transmission of the first packet is not successful, the code rate of the overall viewpoint is lowered through retransmission. If the code rate is low, the error probability is also low. Therefore, as the retransmission is repeated, the code rate is lowered and the probability that the packet is successfully decoded is also increased. The higher code rate of the first packet in the HARQ scheme assumes that the channel is sufficiently good at the time of transmission of the first packet. When setting the code rate of the first packet, if the code rate is set too high, the probability of the first packet failing to decode will be too high and retransmission should occur with high probability. In this case, a transmission delay occurs. If the code rate of the first packet is set too low, there is a disadvantage in that, when the actual channel is very good, all of the large channel capacity provided by the good channel can not be used.

이러한 HARQ의 단점을 보완할 수 있는 접근 방법으로 다중 계층 전송 (multi-layer transmission (MLC))라는 방식이 존재한다. 다중 계층 전송은 HARQ와는 달리, 한 패킷내에 여러 개의 계층을 두고, 각 계층으로 정보 비트를 전송하는 것이다 [참고문헌 2], [참고문헌 3]. 만약, 채널이 좋지 않으면, 처음 계층의 정보 비트만을 디코드할 수 있다. 하지만, 채널이 좋으면 다음 계층의 정보 비트도 디코딩할 수 있다. 채널이 아주 좋으면, 모든 계층의 정보 비트를 디코딩 할 수 있다. 다중 계층 전송은 문헌에서 흔히 수퍼포지션 코딩 (superposition coding (SPC))이라고 불리기도 한다. 하지만, 다중 계층 전송은 일반적으로 알려진 수퍼포지션 코딩과는 다르다. 다중 계층 전송에서는 한 개의 송신기와 한개의 수신기가 존재하는 경우에 사용하는 방식이다. 다중 계층 전송의 예로서 두개의 계층이 존재하는 경우, 송신 신호 x와 수신 신호 y는 수학식 57과 같이 주어진다.There is a multi-layer transmission (MLC) scheme as an approach to compensate for the drawbacks of such HARQ. Unlike HARQ, multi-layer transmission has several layers in one packet and transmits information bits to each layer [Reference 2], [Reference 3]. If the channel is bad, only the information bits of the first layer can be decoded. However, if the channel is good, the next layer of information bits can be decoded. If the channel is very good, it can decode information bits of all layers. Multilayer transmission is often referred to in the literature as superposition coding (SPC). However, multi-layer transmission is different from commonly known superposition coding. In multi-layer transmission, it is used when there is one transmitter and one receiver. When there are two layers as an example of the multi-layer transmission, the transmission signal x and the reception signal y are given by Equation (57).

Figure pat00142
Figure pat00142

여기서, P1+P2=PT. 위의 수식에서 si는 i번째 계층으로 전송되는 신호를 나타내고 Pi는 i번째 계층에 할당되는 전력을 나타내며, PT는 전체 전력을 나타낸다. 첫번째 계층과 두번째 계층의 채널 용량은 수학식 58과 같이 주어진다.Where P 1 + P 2 = P T. In the above equation, s i represents the signal transmitted to the i th layer, Pi represents the power allocated to the i th layer, and P T represents the total power. The channel capacity of the first layer and the second layer is given by Equation (58).

Figure pat00143
Figure pat00143

위와 같이 다중 계층을 사용하여 데이터를 전송하면, 페이딩 환경에서의 수율 (throughput) 혹은 평균 전송률 (average data rate)을 향상 시킬 수 있다. 본 발명에서 제안하는 방식의 임의의 갯수의 계층을 가지는 다중 계층 전송 방식에 적용될 수 있지만, 논의의 편의를 위하여 아래에서는 두 개의 계층이 있는 경우만을 가정한다. As described above, when data is transmitted using multiple layers, the throughput or the average data rate in the fading environment can be improved. Although the present invention can be applied to a multi-layer transmission scheme having any number of layers of the scheme proposed in the present invention, for the sake of discussion, only two layers are assumed below.

기존에는, 체계적 폴라코딩과 HARQ를 결합한 방식은 존재하지 않았다. 체계적 폴라 코딩은 비 체계적 폴라 코딩에 비하여 더욱 좋은 BER 성능을 보이므로, 이러한 연구는 반드시 필요하다.In the past, there was no system that combined systematic polar coding and HARQ. Systematic polar coding shows better BER performance than non-systematic polar coding, so this research is indispensable.

또한, 체계적 폴라코딩과 HARQ를 다중 계층 전송과 결합하는 방식은 기존에 개발되지 않았다. HARQ와 다중 계층 전송은 서로 보완적인 관계를 가지고 있고, 여기에 좋은 성능을 가지는 체계적 폴라 코드를 사용하는 연구는 반드시 필요하다.In addition, a scheme of combining systematic polar coding and HARQ with multi-layer transmission has not been developed. HARQ and multi - layer transmission have a complementary relationship with each other, and research using a systematic polar code having good performance is indispensable.

4.1 매 패킷에 한개의 CRC를 사용하는 HARQ4.1 HARQ using one CRC per packet

4.1.1 HARQ 1s 방식4.1.1 HARQ 1s scheme

본 발명에서 첫번째로 제안하는 방식은 체계적 폴라코드를 모든 패킷에 대하여 사용하는 방식이다. 이 방식을 본 발명에서는 HARQ 1s 방식이라고 부른다. 여기서 s는 single CRC를 나타낸다. 도 16a는 HARQ 1s 방식을 나타낸다. 도 16a에서 볼 수 있듯이, 첫번째 패킷은 체계적 폴라 코드에 의해서 코딩되고 전송된다. 수신단에서 CRC 체크 (check) 결과가 실패로 나오는 경우, 이것은 송신단에 알려 지고, 송신단은과 두번째 패킷을 전송하게 된다. 첫번째 패킷의

Figure pat00144
는 코딩되어 전송되는 정보 비트의 집합을 나타낸다. 이 정보 비트의 집합 중에서 가장 신뢰도가 낮은 정보 비트들로만 구성된 집합은
Figure pat00145
로 나타낸다. 이와 같이
Figure pat00146
Figure pat00147
로 부터 생성되는 경우
Figure pat00148
로 나타낸다.The first scheme proposed in the present invention is to use a systematic polar code for all packets. This scheme is called HARQ 1s scheme in the present invention. Where s represents a single CRC. 16A shows the HARQ 1s scheme. As can be seen in Figure 16a, the first packet is coded and transmitted by a systematic polar code. If the CRC check result at the receiving end fails, this is known to the transmitting end, and the transmitting end transmits the second packet. Of the first packet
Figure pat00144
Represents a set of information bits that are coded and transmitted. A set consisting of only the least reliable information bits among the set of information bits
Figure pat00145
Respectively. like this
Figure pat00146
this
Figure pat00147
&Lt; / RTI &gt;
Figure pat00148
Respectively.

첫번째 패킷과 두번째 패킷에 첨부되는 CRC는 모두 체계적 폴라코드에 의해서 코딩된다.Both the first packet and the CRC attached to the second packet are coded by the systematic polar code.

도 16b는 재 전송이 두 번 발생하는 경우 (최초 전송을 포함하여 모두 3번의 전송) 를 나타낸다. 첫번째 전송이 실패한 경우

Figure pat00149
를 전송한다. 두번째 전송도 실패한 경우에는, 송신단에서 첫번? 전송된 비트들의 신뢰도와 두번째 선택되어 전송된 비트들의 신뢰도를 합하여, 전송된 비트 들의 신뢰도를 새로 업데이트 한다. 이러한 과정에 의하여 정보 비트들의 새로 업데이트된 신뢰도를
Figure pat00150
로 나타낸다. 이제
Figure pat00151
에서 가장 낮은 신뢰도를 가지는 정보 비트들을 선택하여, 세번째 전송에서 전송하게 된다. 즉, 세번째 전송에서 전송되는 비트들의 집합
Figure pat00152
Figure pat00153
로 나타낼 수 있다.16B shows a case where retransmission occurs twice (all three transmissions including the initial transmission). If the first transmission fails
Figure pat00149
. If the second transmission also fails, The reliability of the transmitted bits and the reliability of the second selected transmitted bits are combined to update the reliability of the transmitted bits. By this process, the newly updated reliability of the information bits
Figure pat00150
Respectively. now
Figure pat00151
And selects the information bits having the lowest reliability in the third transmission. That is, the set of bits transmitted in the third transmission
Figure pat00152
The
Figure pat00153
.

또한, 모든 패킷의 CRC 비트들은 체계적 폴라 코딩에 의해서 코딩되어 전송된다.In addition, the CRC bits of all packets are coded and transmitted by systematic polar coding.

도 16a, 도 16b와 같이 전송하는 HARQ 1s 방식의 경우에는 두가지 제한점이 존재한다. 첫번째 제한은 디코딩이다. 재 전송된 패킷들을 개별적으로 디코딩하여 그 전의 패킷에 대입하는 점진적 프리징 (incremental freezing) 방식을 사용한 디코딩은 가능하다. 하지만, 결합 리스트 SC 디코딩은 가능하지 않다. 그 이유는 다음과 같다. 체계적 폴라 코드의 디코딩의 첫 단계는, 비 체계적 폴라 코드와 동일한 디코딩을 수행하는 것이다. 하지만, HARQ 1s 방식에서는, 첫번째 패킷의 첫 단계에서 디코딩 되어야 하는 비트는

Figure pat00154
이고 두번째 패킷의 첫 단계에서 디코딩되어야 하는 비트는
Figure pat00155
이다. 이 때,
Figure pat00156
에 있는 비트들과
Figure pat00157
에 있는 비트들은 일반적으로 다른 값들을 가지므로, 결합 리스트 SC 디코딩을 사용하여 디코딩을 수행할 수 없다. HARQ 1s 방식의 두번째 제한점은, 정보 비트의 집합
Figure pat00158
,
Figure pat00159
,
Figure pat00160
,
Figure pat00161
을 계산하기 어렵다는 것이다. 이 값들은 송신단에서 계산되어야 하는데, 현재까지 체계적 폴라 코드에 대하여 그러한 정보 비트 집합 내의 각 정보 비트의 신뢰도를 (시뮬레이션이 아닌) 해석적인 방법으로 계산하는 방법은 알려져 있지 않다.16A and 16B, there are two limitations in the case of the HARQ 1s scheme. The first limitation is decoding. It is possible to perform decoding using an incremental freezing scheme in which the retransmitted packets are individually decoded and substituted into the previous packet. However, combining list SC decoding is not possible. The reason for this is as follows. The first step in decoding the systematic polar code is to perform the same decoding as the unstructured polar code. However, in the HARQ 1s scheme, the bits to be decoded in the first stage of the first packet are
Figure pat00154
And the bits to be decoded in the first stage of the second packet are
Figure pat00155
to be. At this time,
Figure pat00156
With the bits in
Figure pat00157
Can not be decoded using combined list SC decoding since the bits in &lt; RTI ID = 0.0 &gt; A second limitation of the HARQ 1s scheme is that a set of information bits
Figure pat00158
,
Figure pat00159
,
Figure pat00160
,
Figure pat00161
It is difficult to calculate. These values have to be calculated at the transmitting end. To date, it is not known how to calculate the reliability of each information bit in such a set of information bits for a systematic polar code in an analytical way (not a simulation).

4.1.2 HARQ 2s 방식4.1.2 HARQ 2s scheme

도 16c는 두번째 제안하는 방식인 HARQ 2s 방식을 나타낸다. 이 방식에서는 오직 첫번째 패킷만 체계적 폴라 코드에 의해서 인코딩 된다. 이러한 인코딩 과정을 거쳐서

Figure pat00162
이 결정되면, 두번째 패킷에서는
Figure pat00163
중에서 가장 신뢰도가 낮은 비트들만을 선택하여
Figure pat00164
을 구축하며,
Figure pat00165
에 속한 비트들을 비 체계적 폴라 코딩을 사용하여 인코딩하여 전송한다. 즉,
Figure pat00166
의 관계가 성립한다.16C shows the HARQ 2s scheme as a second proposed scheme. In this way, only the first packet is encoded by the systematic polar code. Through this encoding process
Figure pat00162
Is determined, in the second packet
Figure pat00163
Only the least reliable bits are selected
Figure pat00164
In addition,
Figure pat00165
And then transmits the encoded bits by using non-systematic polar coding. In other words,
Figure pat00166
.

첫번째 패킷의 CRC는 체계적 폴라 코딩에 의해서 인코딩 되지만, 두번째 패킷의 CRC는 비 체계적 폴라 코딩에 의해서 인코딩 된다.The CRC of the first packet is encoded by systematic polar coding, while the CRC of the second packet is encoded by non-systematic polar coding.

도 16d는 HARQ 2s 방식에서 두번의 재 전송 (최초의 전송을 합하여, 3번의 전송)이 발생하는 예를 나타내고 있다. 첫번째 패킷의

Figure pat00167
과 두번째 패킷의
Figure pat00168
를 결합하여 신뢰도를 업데이트 한 뒤, 이 중에서 신뢰도가 가장 낮은 비트 들만을 선택하여
Figure pat00169
Figure pat00170
와 같이 구축한다.16D shows an example in which two retransmissions (three transmissions combining the first transmissions) occur in the HARQ 2s scheme. Of the first packet
Figure pat00167
And the second packet
Figure pat00168
To update the reliability, and then only the least reliable bits are selected
Figure pat00169
To
Figure pat00170
.

세번째 패킷에서는

Figure pat00171
내에 있는 정보 비트들을 비 체계적 폴라 코딩을 사용하여 인코딩 한 후 전송한다.In the third packet
Figure pat00171
Encoded using non-systematic polar coding and then transmits the information bits.

첫번째 패킷의 CRC는 체계적 폴라 코딩에 의해서 인코딩 되지만, 재 전송에서 사용되는 CRC들은 비 체계적 폴라 코딩에 의해서 인코딩 된 후 전송된다.The CRC of the first packet is encoded by systematic polar coding, but the CRCs used in the retransmission are encoded and then transmitted by non-systematic polar coding.

HARQ 2s방식의 장점은 수신단에서 점진적 프리징 방식은 물론, 결합 리스트 SC 방식으로 디코딩을 수행할 수 있다는 것이다. 도 16e는 결합 리스트 SC 디코딩이 가능함을 보여준다. 이와 같이, 결합 리스트 디코딩을 수행하여

Figure pat00172
를 디코드 한 후, 한 번의 재 인코딩을 통하여
Figure pat00173
를 구하게 되는데, 이와 같은 재 인코딩 단계에서 에러 감쇄의 효과가 나타나게 된다.The advantage of the HARQ 2s scheme is that it is possible to perform decoding in the combining list SC scheme as well as in the progressive freezing scheme at the receiving end. FIG. 16E shows that combined list SC decoding is possible. In this manner, the combined list decoding is performed
Figure pat00172
Decoded, and then re-encoded once
Figure pat00173
The effect of error reduction is exhibited in the re-encoding step.

HARQ 2s방식의 두번째 장점은, 송신단에서

Figure pat00174
,
Figure pat00175
,
Figure pat00176
,
Figure pat00177
에 속한 비트 들의 신뢰도를 기존의 비 체계적 폴라 코딩에서와 마찬가지로 density evolution (DE) 이나 가우시안 근사 (Gaussian approximation) 을 통하여 쉽게 구할 수 있다는 것이다. 예를 들어,
Figure pat00178
의 신뢰도 값인 log likelihood ratio (LLR)값들은 다음 수학식 59와 같이 간단히 계산되어 질 수 있다.A second advantage of the HARQ 2s scheme is that,
Figure pat00174
,
Figure pat00175
,
Figure pat00176
,
Figure pat00177
(DE) or Gaussian approximation (Gaussian approximation) as in the conventional non-systematic polar coding. E.g,
Figure pat00178
The log likelihood ratio (LLR) values, which are the confidence values of the log likelihood ratio (LLR), can be simply calculated as follows.

Figure pat00179
Figure pat00179

4.2 매 패킷에 여러 개의 다중 CRC를 사용하는 HARQ4.2 HARQ using multiple CRCs per packet

폴라 코딩의 HARQ를 구축할 때, 여러 개의 다중 CRC를 사용하는 방식을 생각할 수 있다. 이 방식에서는 최초의 패킷의 정보 비트를 여러 그룹으로 나누고 각 그룹은 한 개의 CRC가 첨부된다. 결국, 첫번째 패킷은 여러 개의 CRC를 사용하여 전송하며, 수신단에서 CRC 첵에 실패한 CRC의 번호를 송신단에 알려 준다. 송신단에서는 CRC 첵에 실패한 CRC가 담당 했던 정보 비트들을 재 전송하게 된다. 이 때, 재 전송되는 정보 비트들을 다시 여러 개의 작은 그룹으로 나누어서, 각 그룹에 CRC를 추가 한다. 수신단에서는 CRC첵을 수행한 후, CRC 첵에 실패하면, 실패한 CRC의 번호를 송신단에 알려 준다. 송신단에서는, 실패한 CRC 가 담당 했던 정보 비트를 다시 여러 개의 더욱 작은 그룹으로 나누어 CRC을 첨가한 후 폴라 코딩을 수행하여 전송하게 된다. 이와 같은 방식으로 HARQ를 수행 하면, 재 전송이 더욱 이루어 질 수록, 각 CRC 가 담당하는 정보 비트 그룹의 크기가 작아지게 되므로, 최소의 전송을 통하여 빠르게 에러가 발행한 정보 비트의 위치를 추정할 수 있다. 이러한 방식을 binary search 방식 (혹은 bi-section 방식) 이라고 한다. 아래에서는, 여러 개의 다중 CRC를 사용하는 체계적 폴라 코딩 기반의 HARQ 방식을 제안한다.When constructing the HARQ of polar coding, it is conceivable to use a plurality of multiple CRCs. In this scheme, the information bits of the first packet are divided into several groups and each group is appended with one CRC. As a result, the first packet is transmitted using a plurality of CRCs, and the receiver notifies the transmitter of the number of the CRC that failed the CRC check. The transmitting end transmits the information bits that the CRC failed to CRC check. At this time, the information bits to be retransmitted are divided into several small groups again, and CRC is added to each group. If the receiver fails the CRC check after performing the CRC check, it notifies the transmitter of the number of the failed CRC. At the transmitting end, the information bits that the failed CRC was divided into are divided into several smaller groups, and the CRC is added, and the polar coded is performed to transmit. When HARQ is performed in this manner, as the retransmission is further performed, the size of the information bit group handled by each CRC becomes smaller. Therefore, it is possible to estimate the position of the information bit issued by the error through the minimum transmission have. This method is called binary search (or bi-section method). In the following, a systematic polar coding-based HARQ scheme using multiple CRCs is proposed.

4.2.1 HARQ 1m 방식4.2.1 HARQ 1m scheme

첫번째로 제안하는 방식은 HARQ 1m 방식이라고 하며, 그 개념이 도 17a에 나와 있다. HARQ 1m 방식은 HARQ 1s 방식에 여러 개의 CRC를 사용하여 확장한 방식이다. 여기서 m은 multi-CRC가 사용되었음을 나타낸다. 이 방식에서는, 모든 정보 비트와 모든 CRC가 체계적 폴라 코딩에 의해서 인코딩 되어 전송된다는 장점이 있다. 하지만, 단점은, 디코딩시에 점진적 프리징 방식에 의한 디코딩은 가능하지만, 결합 리스트 SC 디코딩은 가능하지 않다는 것이다. 또 한가지의 단점은, 원래 여러 개의 다중 CRC를 사용하면, 기존 문헌에 나와 있듯이 디코딩의 복잡도를 줄일 수 있지만, HARQ 1m 방식에서는 여러 개의 다중 CRC를 사용함에도 불구하고, 그러한 디코딩 복잡도의 감소를 기대할 수 없다는 것이다. The first scheme is called the HARQ 1m scheme, and its concept is shown in FIG. 17A. The HARQ 1m scheme is a scheme in which multiple CRCs are used in the HARQ 1s scheme. Where m indicates that multi-CRC is used. This scheme has the advantage that all information bits and all CRCs are encoded and transmitted by systematic polar coding. However, the disadvantage is that while decoding is possible by progressive freezing method, decoding of binding list SC is not possible. Another disadvantage is that the use of multiple multiple CRCs can reduce the decoding complexity as described in the existing literature, but the HARQ 1m scheme can reduce the decoding complexity even though multiple multiple CRCs are used It is not.

4.2.2 HARQ 2m 방식4.2.2 HARQ 2m scheme

HARQ 2m 방식은 HARQ 2s 방식에 다중 CRC를 사용함으로 확장한 방식이다. 도 17b는 이 방식을 나타내고 있다. 하지만, HARQ 2m은 HARQ 2s의 아주 단순한 확장은 아닌다. 왜냐하면, HARQ 2s 방식에서는 최초의 전송 패킷에서 CRC는 정보 비트

Figure pat00180
에 사용되었지만, HARQ 2m 방식에서는 여러 CRC가 최초의 패킷의 정보 비트가 아닌 부호화된 비트들 {ck:k=1,2, …, 6}에 사용된다는 것이다. HARQ 2m 방식에서도 첫번째 패킷의 정보 비트
Figure pat00181
에 대하며 CRC를 사용할 수 있다 (도 17b의 CRC4). 하지만. 이와 같이
Figure pat00182
에 대하며 CRC를 사용하는 것이 반드시 필요한 것은 아니다. 그럼에도,
Figure pat00183
에 대하여 CRC를 사용하면, 첫번째 패킷에 대해서는 이 중으로 CRC가 사용되므로, CRC가 에러 탐지에 실패하는 확률을 줄일 수 있다.The HARQ 2m scheme is extended by using multiple CRC in the HARQ 2s scheme. FIG. 17B shows this method. However, HARQ 2m is not a very simple extension of HARQ 2s. In the HARQ 2s scheme, in the first transmission packet, the CRC is an information bit
Figure pat00180
, But in the HARQ 2m scheme, multiple CRCs are used for coded bits {c k : k = 1,2, ..., , 6}. Even in the HARQ 2m scheme,
Figure pat00181
And CRC can be used (CRC 4 in FIG. 17B). But. like this
Figure pat00182
It is not necessary to use CRC. Nevertheless,
Figure pat00183
The CRC is used for the first packet, so that the probability that the CRC fails to detect an error can be reduced.

HARQ 2m 방식의 최대의 장점은 디코딩 시에 점진적 프리징 방식 뿐 아니라 결합 리스트 SC 디코딩도 가능하다는 것이다. 또한, 다중 CRC를 사용하여 얻을 수 있는 디코딩시에 복잡도/계산량 감소의 효과도 얻을 수 있다.The greatest advantage of the HARQ 2m scheme is that not only the progressive freeing scheme but also the combined list SC decoding is possible at the time of decoding. In addition, the complexity / calculation amount reduction effect can be obtained in the decoding that can be obtained by using multiple CRCs.

4.2.3. HARQ 3m 방식4.2.3. HARQ 3m method

도 17c는 세번째 가능한 방법을 나타내고 있으며 HARQ 3m방식이라고 명명한다. 첫번째 패킷에서 정보 비트 {ak:k=1, 2, …, 6}는 여러 개의 그룹으로 분할되며, 각 그룹에 한 개의 CRC가 추가된다. 정보 비트와 모든 CRC 비트들은 체계적 폴라 코딩에 의해서 인코딩 되어 전송된다. 수신단에서는 모든 CRC에 대하여 첵을 수행하고 실패한 CRC 번호를 송신단으로 전송한다. 두번째 전송에서는, 첫번째 전송에서 성공적으로 디코딩 되지 않은 정보 비트와 첫번째 전송에서 전송된 코드워드에서 페러티 첵 (parity check) 부분을 함께 전송한다. 마찬가지의 방법으로 3번째 전송 패킷도 구성된다. 도 17d는 최초 패킷의 길이가 8인 폴라 코드의 예를 들어서, HARQ 3m방식의 전송을 보인다.FIG. 17C shows a third possible method and is called HARQ 3m scheme. In the first packet, the information bits {a k : k = 1, 2, ... , 6} are divided into several groups, and one CRC is added to each group. The information bits and all CRC bits are encoded and transmitted by systematic polar coding. The receiver performs a check on all CRCs and transmits the failed CRC number to the transmitter. In the second transmission, the information bits not successfully decoded in the first transmission and the parity check portion in the codeword transmitted in the first transmission are transmitted together. In the same way, a third transport packet is also constructed. 17D shows transmission of the HARQ 3m scheme, for example, of a polar code having an initial packet length of 8.

HARQ 3m방식은 여러 장점을 가지고 있다. 우선, 첫번째 장점은, 송신단에서, 첫번째 패킷을 제외한 모든 재 전송 단계에서 인코딩이 필요하지 않으므로, 송신단에서의 계산량이 높지 않다는 것이다. 또한, 중요한 장점은 수신단에서 디코딩 시에, 점진적 프리징 디코딩 방식뿐 아니라, 결합 리스트 SC 디코딩도 가능하다는 것이다. 마지막으로, HARQ 3m방식에서는 다중 CRC를 사용하여 결합 리스트 SC 디코딩을 수행할 때, 다중 CRC에 의한 디코딩 복잡도의 감소를 얻을 수 있다.The HARQ 3m scheme has several advantages. First, the first advantage is that, at the transmitting end, encoding is not required at all retransmission steps except the first packet, so the amount of computation at the transmitting end is not high. An important advantage is that, in decoding at the receiving end, not only the progressive free decoding method but also the combined list SC decoding is possible. Lastly, in the HARQ 3m scheme, when performing combined list SC decoding using multiple CRCs, decoding complexity can be reduced by multiple CRCs.

도 17e는 디코딩을 나타내고 있다. 디코딩의 첫 단계에서는 첫번째, 두번째, 세번째 패킷들을 결합하여 결합 리스트 SC 디코딩이 이루어 진다. 이 때, 첫번째 패킷에서 성공적으로 디코딩 되었던 정보 비트들 {a1, a2, a5, a6}은 두번째 패킷에 결합되어 두번째 패킷에서의 LLR 값들이 생성되도록 한다. 마찬 가지로, 첫번째와 두번째 패킷에서 성공적으로 디코딩 되었던 정보 비트들 {a1, a2, a3, a5, a6}은 세번째 패킷에 결합되어 세번째 패킷에서의 LLR 값들이 생성되도록 한다. 이제 첫번째 패킷에서 계산된 LLR과, 첫번째 패킷의 도움을 받아 두번째 패킷으로 부터 생성된 LLR 값과, 첫번째 패킷과 두번째 패킷의 도움을 받아 생성된 세번째 패킷의 LLR 값을 모두 더하여 결합 리스트 SC 디코딩을 수행한다. 마지막으로, 재 인코딩을 수행한다.17E shows decoding. In the first stage of decoding, the combined list SC decoding is performed by combining the first, second and third packets. At this time, the information bits {a 1 , a 2 , a 5 , a 6 } that were successfully decoded in the first packet are combined into the second packet so that the LLR values in the second packet are generated. Likewise, the information bits {a 1 , a 2 , a 3 , a 5 , a 6 } that were successfully decoded in the first and second packets are combined into a third packet such that the LLR values in the third packet are generated. Now, the LLR calculated in the first packet, the LLR value generated from the second packet with the help of the first packet, and the LLR value of the third packet generated with the help of the first packet and the second packet are added together to perform SC decoding do. Finally, re-encoding is performed.

HARQ 3m방식을 디코딩하는 다른 한 가지 방법은, 수신단에서 수신 신호들을 단순히 최대 비율 결합 (maximal ratio combining (MRC)) 방식을 통하여 결합 한 후, 리스트 SC 디코딩을 수행하는 것이다.Another method of decoding the HARQ 3m scheme is to merely combine the received signals at the receiving end through a maximal ratio combining (MRC) scheme, and then perform list SC decoding.

5. 체계적 폴라 코드를 사용한 다중 계층 전송 기반의 HARQ5. Multi-layer transmission based HARQ using systematic polar code

5.1 폴라 코딩에서의 정보 비트의 FER과 BER5.1 FER and BER of information bits in polar coding

전송된 패킷이 완벽하게 디코딩 되지 않은 경우에는 CRC 첵이 실패하게 된다. 이 경우, 프레임 에러가 발생된다. 프레임 에러가 발생할 확률은 FER (frame error rate)이다. 이제 FER과 BER의 관계를 알아본다. 코드의 길이 N이 유한한 경우, FER와 BER의 관계는 수학식 60과 같이 유니온 바운드 (union bound)에 의하여 나타내어 질 수 있다.If the transmitted packet is not completely decoded, the CRC check will fail. In this case, a frame error occurs. The probability of occurrence of a frame error is FER (frame error rate). Now we look at the relationship between FER and BER. If the length N of the code is finite, the relationship between FER and BER can be represented by a union bound as shown in Equation 60. [

Figure pat00184
Figure pat00184

채널의 신호 대 잡음비 (SNR)이 높은 경우에 유니온 바운드는 더욱 정확해 진다. 이 수식에서 볼 수 있듯이, BER 값은 FER의 값보다 일반적으로 훨씬 작다. 실제의 폴라코드의 경우에도 BER의 값이 FER보다 훨씬 작게 된다. 여기서 BER과 FER은 비 체계적 폴라 코딩의 경우에는

Figure pat00185
에 대하여 측정된 확률을 나타내고, 체계적 폴라 코딩의 경우에는
Figure pat00186
에 대하여 측정된 확률을 나타낸다. 여기서 중요한 점은 프레임 에러가 발생한 상황에서도 패킷 내에 실제로 존재하는 비트 에러의 갯수는 일반적으로 크지 않다. 예를 들어, 프레임 에러는 한개의 비트 에러에 의해서도 발생된다.Union bounds are more accurate when the channel's signal-to-noise ratio (SNR) is high. As can be seen from this formula, the BER value is generally much smaller than the FER value. In the case of actual polar code, the value of BER is much smaller than FER. In this case, BER and FER are used for non-systematic polar coding
Figure pat00185
, And in the case of systematic polar coding,
Figure pat00186
Lt; / RTI &gt; The important point here is that the number of bit errors actually present in the packet is generally not large even in the presence of a frame error. For example, a frame error is also caused by a single bit error.

다중 계층 전송에서 계층 들간의 간섭은, (디코딩 이후에 다시 구축된) 코드 워드에 몇 개의 비트 에러가 존재하는가에 따라 달라진다. 그러므로, 우리가 관심 있는 비트 에러는, 코드워드의 BER이다. 체계적 폴라 코드에서는, 정보 비트

Figure pat00187
의 BER뿐 아니라 페러티 체크 비트
Figure pat00188
도 작아진다. 결국, 정보 비트와 페러치 첵 비트로 이루어 진 코드 워드
Figure pat00189
의 전체 BER이 작은 것이다. 재 구축된 코드워드
Figure pat00190
의 BER이 높지 않으므로, 이 코드워드
Figure pat00191
내에 존재하는 비트 에러의 갯수는 많지 않다. 결과적으로, 체계적 폴라 코드를 사용하여 다중 계층 전송을 구현하면, 특정한 계층에 프레임 에러가 발생한 상황에서도, 이 계층이 다른 계층에 미치는 간섭은 일반적으로 크기 않다.Inter-layer interference in a multi-layer transmission depends on how many bit errors are present in the codeword (reconstructed after decoding). Therefore, the bit error we are interested in is the BER of the codeword. In a systematic polar code,
Figure pat00187
The BER of the parity check bit
Figure pat00188
. As a result, the code word consisting of the information bits and the parity check bits
Figure pat00189
Lt; / RTI &gt; Reconstructed codeword
Figure pat00190
The BER of the codeword is not high,
Figure pat00191
The number of bit errors present in the bit stream is not large. As a result, implementing multi-layer transmission using systematic polar codes will not generally cause interference to other layers of this layer, even in the presence of frame errors in certain layers.

5.2 다중 계층 전송에서 계층간 반복적 (iterative) 디코딩5.2 iterative decoding between layers in a multi-layer transmission

앞 절에서는, 체계적 폴라 코드를 사용하는 경우, 프레임 에러가 발생 했다고 하더라도, 다시 구축된 코드워드 내에는 일반적으로 적은 수의 비트 에러가 존재하는 것을 알아 보았다. 이러한 효과로 인해서, 체계적 폴라 코드가 다중 계층 전송에 사용되는 경우, 첫번째 계층에서 프레임 에러가 발생했다고 하더라도, 두번째 계층에서 디코딩을 시도할 수 있는 것이다. 이번 절에서는, 이러한 개념을 더욱 발전시켜서, 다중 계층 전송에서 계층간의 반복적 디코딩 방식을 제안한다.In the previous section, we have found that there is generally a small number of bit errors in the reconstructed codeword, even if frame errors occur, when using systematic polar codes. With this effect, if a systematic polar code is used for multi-layer transmission, decoding can be attempted in the second layer even if a frame error occurs in the first layer. In this section, we further refine this concept and propose an iterative decoding scheme between layers in multi-layer transmission.

도 19a는 이중 계층 전송에서, 우리가 제안하는 계층간 반복적 디코딩을 사용하는 방식을 나타내고 있다. 도 19b는 이중 계층 전송에서, 우리가 제안하는 계층간 반복적 디코딩을 사용하는 방식의 개념을 나타내고 있다. 계층간 디코딩을 반복적으로 수행함으로써, 한 계층에서 프레임 에러가 발생한 경우에도, 나머지 계층에서의 디코딩을 수행하고, 디코딩이 수행됨에 따라 계층간의 간섭이 줄어들게 되고, 이것은 각 계층의 신호대 간섭 및 노이즈 비 (signal to interference plus noise ratio: SINR)이 증가하게 되는 결과를 가져 오고, 결국은 디코딩 성공 확률을 높인다.FIG. 19A shows a scheme of using interleaved iterative decoding in the double layer transmission. FIG. 19B shows a concept of a scheme of using interleaved iterative decoding in the double layer transmission. By performing inter-layer decoding repeatedly, even when a frame error occurs in one layer, decoding is performed in the remaining layers, and interference between layers is reduced as decoding is performed. This is because the signal-to-interference and noise ratios signal to interference plus noise ratio (SINR), resulting in a higher probability of successful decoding.

5.3 전송 방식들5.3 Transmission methods

5.3.1 HARQ 1s-MLT 방식5.3.1 HARQ 1s-MLT scheme

도 20a은 4.1.1 절에서 제안했던 HARQ 1s 방식 (도 16a 및 도 16b) 과 다중 계층 전송 (multi-layer transmission: MLT)를 결합한 방식으로 HARQ 1s-MLT 방식으로 부른다. 디코딩은 다음과 같이 수행된다. 각 계층에 대해서는, 점진적 프리징 방식으로 디코딩을 수행한다. 또한 두 계층에 걸쳐서는, 바로 앞 절에서 제안한 계층간 반복적 디코딩을 수행한다.20A is a method of combining HARQ 1s (FIG. 16A and FIG. 16B) proposed in Section 4.1.1 and multi-layer transmission (MLT), and is referred to as HARQ 1s-MLT. The decoding is performed as follows. For each layer, decoding is performed in a progressive freezing method. In addition, over the two layers, the iterative decoding between the layers proposed in the previous section is performed.

HARQ 1s-MLT 방식은 원래 기반이 되는 HARQ 1s 방식의 제한들을 그대로 가지고 있다. 예를 들어, 각 계층에 대해서는 결합 리스트 SC 디코딩을 사용할 수 없다. 또한,

Figure pat00192
Figure pat00193
를 결정하기 위해서는, 체계적 폴라 코딩에서 각 정보 비트의 신뢰도를 결정해야 하는데, 이러한 결정을 간단히 하는 방법이 알려져 있지 않다.The HARQ 1s-MLT scheme inherently has limitations of the HARQ 1s scheme. For example, combining list SC decoding can not be used for each layer. Also,
Figure pat00192
I
Figure pat00193
It is necessary to determine the reliability of each information bit in systematic polar coding. However, a method of simplifying such a determination is not known.

5.3.2 HARQ 2s-MLT 방식5.3.2 HARQ 2s-MLT scheme

도 20b는 제4.1.2절에서 제안했던 HARQ 2s 방식 (도 16c와 도 16d)과 다중 계층 전송 (multi-layer transmission: MLT)를 결합한 방식으로 HARQ 2s-MLT 방식으로 부른다. 디코딩은 다음과 같이 수행된다. 각 계층에 대해서는, 결합 리스트 SC 디코딩을 수행한다. 또한, 두 계층에 걸쳐서는, 바로 앞 절에서 제안한 계층간 반복적 디코딩을 수행한다.FIG. 20B shows a HARQ 2s-MLT scheme in which a HARQ 2s scheme (FIGS. 16C and 16D) proposed in Section 4.1.2 is combined with a multi-layer transmission (MLT) scheme. The decoding is performed as follows. For each layer, it performs joint list SC decoding. In addition, over the two layers, it performs iterative decoding between the layers proposed in the immediately preceding section.

결합 리스트 SC 디코딩 + 계층간 반복적 디코딩Combination list SC decoding + Iterative decoding between layers

디코딩의 첫 단계에서는, 첫번째 계층의 여러 패킷을 사용하여 결합 리스트 SC 디코딩을 수행하여, 첫번째 계층의 처음 패킷을 추정한다.In the first stage of decoding, a binding list SC decoding is performed using several packets of the first hierarchy to estimate the first packet of the first hierarchy.

두 번째 단계에서는,

Figure pat00194
을 재 인코딩하여 코드워드
Figure pat00195
를 생성한다.In the second phase,
Figure pat00194
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; codeword &lt;
Figure pat00195
.

세 번째 단계에서는, 계층간 반복적 디코딩을 수행한다.In the third step, we perform iterative decoding between layers.

HARQ 2s-MLT 방식의 또 다른 장점은

Figure pat00196
Figure pat00197
를 결정하기 위하여 필요한 비트의 신뢰도를 쉽게 계산할 수 있다는 것이다.Another advantage of the HARQ 2s-MLT scheme is that
Figure pat00196
I
Figure pat00197
The reliability of the bits required to determine the bit error rate can be easily calculated.

5.3.2 HARQ 1m-MLT 방식5.3.2 HARQ 1m-MLT method

도 20c는 4.2.1 절에서 제안했던 HARQ 1m 방식 (도 17a)과 다중 계층 전송 (multi-layer transmission: MLT)를 결합한 방식으로 HARQ 1m-MLT 방식으로 부른다. 이 방식은 다중 계층 전송으로 전송률을 높인다는 점 외에는 HARQ 1m 방식의 장단점을 그대로 가지고 있다. 디코딩은 점진적 프리징 디코딩은 가능하지만 결합 리스트 SC 디코딩은 가능하지 않다. 또한, 다중 CRC를 사용 함에도, 디코딩 복잡도의 감소를 얻을 수 없다. 계층 간에는 앞에서 제안한 계층간 반복적 디코딩을 수행한다. 이와 같은 디코딩을 사용하기 때문에, 첫번째 계층 뿐 아니라 두번째 계층에서도 bi-section method (or binary search method)를 사용하여, 재 전송이 반복될 수록, 빠르게 에러가 발생한 위치를 찾을 수 있다.20C is a method of combining the HARQ 1m scheme (FIG. 17A) proposed in Section 4.2.1 and a multi-layer transmission (MLT) scheme, and is referred to as HARQ 1m-MLT scheme. This scheme has advantages and disadvantages of the HARQ 1m scheme except that it increases the transmission rate by multi-layer transmission. Decoding is possible for progressive free decoding, but binding list SC decoding is not possible. In addition, even though multiple CRCs are used, a reduction in decoding complexity can not be obtained. We perform the inter-layer iterative decoding between layers. Because such decoding is used, the bi-section method (or binary search method) is used not only in the first layer but also in the second layer, and as the retransmission is repeated, the location where the error occurs quickly can be found.

5.3.4 HARQ 2m-MLT 방식5.3.4 HARQ 2m-MLT scheme

도 20d는 제 4.2.2 절에서 제안했던 HARQ 2m 방식 (도 17b)과 다중 계층 전송 (multi-layer transmission: MLT)를 결합한 방식으로 HARQ 2m-MLT 방식으로 부른다. 이 방식은 다중 계층 전송으로 전송률을 높인다는 점 외에는 HARQ 2m 방식의 장단점을 그대로 가지고 있다. 디코딩 방식으로는 결합 리스트 SC 디코딩을 각 계층에 대하여 사용한다. 그리고, 계층 간에는 반복적 디코딩을 사용한다. 또한, 다중 CRC를 사용한 디코딩의 복잡도 감소의 효과를 얻을 수 있다.20D is a method of combining the HARQ 2m scheme (FIG. 17B) proposed in Section 4.2.2 with a multi-layer transmission (MLT) scheme and is referred to as HARQ 2m-MLT scheme. This scheme has advantages and disadvantages of the HARQ 2m scheme except that the transmission rate is increased by multi-layer transmission. As a decoding scheme, a binding list SC decoding is used for each layer. And, we use iterative decoding between layers. Also, the effect of reducing the complexity of decoding using multiple CRCs can be obtained.

5.3.5 HARQ 3m-MLT 방식5.3.5 HARQ 3m-MLT scheme

도 20e은 제 4.2.3 절에서 제안했던 HARQ 3m 방식 (도 17c)과 다중 계층 전송 (multi-layer transmission: MLT)를 결합한 방식으로 HARQ 3m-MLT 방식으로 부른다. 이 방식은 다중 계층 전송으로 전송률을 높인다는 점 외에는 HARQ 2m 방식의 장단점을 그대로 가지고 있다. 인코딩의 복잡도는 낮다. 결합 리스트 SC 디코딩을 사용하여 각 계층을 디코딩 한다. 계층 간에는 반복적 디코딩을 사용한다. 또한, 다중 CRC를 사용한 디코딩의 복잡도 감소의 효과를 얻을 수 있다.20E is a method of combining the HARQ 3m scheme (FIG. 17C) proposed in Section 4.2.3 with a multi-layer transmission (MLT) scheme and is referred to as HARQ 3m-MLT scheme. This scheme has advantages and disadvantages of the HARQ 2m scheme except that the transmission rate is increased by multi-layer transmission. The complexity of the encoding is low. And decodes each layer using combined list SC decoding. Iterative decoding is used between layers. Also, the effect of reducing the complexity of decoding using multiple CRCs can be obtained.

6. 장치 구성6. Device Configuration

도 21은 본 발명을 수행하는 전송 장치(10) 및 수신 장치(20)의 구성요소를 나타내는 블록도이다.21 is a block diagram showing components of a transmitting apparatus 10 and a receiving apparatus 20 that perform the present invention.

전송 장치(10) 및 수신 장치(20)는 정보 및/또는 데이터, 신호, 메시지 등을 나르는 무선 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 RF(Radio Frequency) 유닛(13, 23)과, 무선통신 시스템 내 통신과 관련된 각종 정보를 저장하는 메모리(12, 22), 상기 RF 유닛(13, 23) 및 메모리(12, 22) 등의 구성요소와 동작적으로 연결되어, 상기 구성요소를 제어하여 해당 장치가 전술한 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나를 수행하도록 메모리(12, 22) 및/또는 RF 유닛(13, 23)을 제어하도록 구성된(configured) 프로세서(11, 21)를 각각 포함한다.The transmitting apparatus 10 and the receiving apparatus 20 may include RF (Radio Frequency) units 13 and 23 capable of transmitting or receiving radio signals carrying information and / or data, signals, messages, (12, 22) for storing various information related to communication, a RF unit (13, 23) and a memory (12, 22) Each comprising a processor 11, 21 configured to control the memory 12, 22 and / or the RF unit 13, 23 to perform at least one of the embodiments of the invention described above.

메모리(12, 22)는 프로세서(11, 21)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 정보를 임시 저장할 수 있다. 메모리(12, 22)가 버퍼로서 활용될 수 있다.The memories 12 and 22 may store a program for processing and controlling the processors 11 and 21, and may temporarily store the input / output information. The memories 12 and 22 can be utilized as buffers.

프로세서(11, 21)는 통상적으로 전송 장치 또는 수신 장치 내 각종 모듈의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(11, 21)는 본 발명을 수행하기 위한 각종 제어 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(11, 21)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 불릴 수 있다. 프로세서(11, 21)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(400a, 400b)에 구비될 수 있다. 한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(11, 21) 내에 구비되거나 메모리(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다.Processors 11 and 21 typically control the overall operation of the various modules within the transmitting or receiving device. In particular, the processors 11 and 21 may perform various control functions to perform the present invention. The processors 11 and 21 may also be referred to as a controller, a microcontroller, a microprocessor, a microcomputer, or the like. The processors 11 and 21 may be implemented by hardware or firmware, software, or a combination thereof. When implementing the present invention using hardware, application specific integrated circuits (ASICs) or digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs field programmable gate arrays) may be provided in the processors 400a and 400b. Meanwhile, when the present invention is implemented using firmware or software, firmware or software may be configured to include a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations of the present invention. The firmware or software may be contained within the processors 11, 21 or may be stored in the memories 12, 22 and driven by the processors 11,

전송 장치(10)의 프로세서(11)는 상기 프로세서(11) 또는 상기 프로세서(11)와 연결된 스케줄러로부터 스케줄링되어 외부로 전송될 신호 및/또는 데이터에 대하여 소정의 부호화(coding) 및 변조(modulation)를 수행한 후 RF 유닛(13)에 전송한다. 예를 들어, 프로세서(11)는 전송하고자 하는 데이터 열을 역다중화 및 채널 부호화, 스크램블링, 변조과정 등을 거쳐 K 개의 레이어로 변환한다. 부호화된 데이터 열은 코드워드로 지칭되기도 하며, MAC 계층이 제공하는 데이터 블록인 수송 블록과 등가이다. 일 수송 블록(transport block, TB)은 일 코드워드로 부호화되며, 각 코드워드는 하나 이상의 레이어의 형태로 수신 장치에 전송되게 된다. 주파수 상향 변환을 위해 RF 유닛(13)은 오실레이터(oscillator)를 포함할 수 있다. RF 유닛(13)은 Nt 개(Nt 는 1 이상의 양의 정수)의 전송 안테나를 포함할 수 있다.The processor 11 of the transmission apparatus 10 performs predetermined coding and modulation on signals and / or data scheduled to be transmitted from the scheduler connected to the processor 11 or the processor 11, And transmits it to the RF unit 13. For example, the processor 11 converts a data stream to be transmitted into K layers through demultiplexing, channel coding, scrambling, modulation, and the like. The encoded data stream is also referred to as a code word and is equivalent to a transport block that is a data block provided by the MAC layer. A transport block (TB) is encoded into one codeword, and each codeword is transmitted to the receiving device in the form of one or more layers. The RF unit 13 for frequency up-conversion may include an oscillator. The RF unit 13 may include Nt (where Nt is a positive integer equal to or greater than 1) transmit antennas.

수신 장치(20)의 신호 처리 과정은 전송 장치(10)의 신호 처리 과정의 역으로 구성된다. 프로세서(21)의 제어 하에, 수신 장치(20)의 RF 유닛(23)은 전송 장치(10)에 의해 전송된 무선 신호를 수신한다. 상기 RF 유닛(23)은 Nr 개의 수신 안테나를 포함할 수 있으며, 상기 RF 유닛(23)은 수신 안테나를 통해 수신된 신호 각각을 주파수 하향 변환하여(frequency down-convert) 기저대역 신호로 복원한다. RF 유닛(23)은 주파수 하향 변환을 위해 오실레이터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(21)는 수신 안테나를 통하여 수신된 무선 신호에 대한 복호(decoding) 및 복조(demodulation)를 수행하여, 전송 장치(10)가 본래 전송하고자 했던 데이터를 복원할 수 있다.The signal processing procedure of the receiving apparatus 20 is configured in reverse to the signal processing procedure of the transmitting apparatus 10. [ Under the control of the processor 21, the RF unit 23 of the receiving device 20 receives the radio signal transmitted by the transmitting device 10. The RF unit 23 may include Nr reception antennas, and the RF unit 23 performs frequency down-conversion on each of the signals received through the reception antennas to recover the baseband signals. The RF unit 23 may include an oscillator for frequency down conversion. The processor 21 may perform decoding and demodulation of the radio signal received through the reception antenna to recover data that the transmission apparatus 10 originally intended to transmit.

RF 유닛(13, 23)은 하나 이상의 안테나를 구비한다. 안테나는, 프로세서(11, 21)의 제어 하에 본 발명의 일 실시예에 따라, RF 유닛(13, 23)에 의해 처리된 신호를 외부로 전송하거나, 외부로부터 무선 신호를 수신하여 RF 유닛(13, 23)으로 전달하는 기능을 수행한다. 안테나는 안테나 포트로 불리기도 한다. 각 안테나는 하나의 물리 안테나에 해당하거나 하나보다 많은 물리 안테나 요소(element)의 조합에 의해 구성될(configured) 수 있다. 각 안테나로부터 전송된 신호는 수신 장치(20)에 의해 더는 분해될 수 없다. 해당 안테나에 대응하여 전송된 참조신호(reference signal, RS)는 수신 장치(20)의 관점에서 본 안테나를 정의하며, 채널이 일 물리 안테나로부터의 단일(single) 무선 채널인지 혹은 상기 안테나를 포함하는 복수의 물리 안테나 요소(element)들로부터의 합성(composite) 채널인지에 관계없이, 상기 수신 장치(20)로 하여금 상기 안테나에 대한 채널 추정을 가능하게 한다. 즉, 안테나는 상기 안테나 상의 심볼을 전달하는 채널이 상기 동일 안테나 상의 다른 심볼이 전달되는 상기 채널로부터 도출될 수 있도록 정의된다. 복수의 안테나를 이용하여 데이터를 송수신하는 다중 입출력(Multi-Input Multi-Output, MIMO) 기능을 지원하는 RF 유닛의 경우에는 2개 이상의 안테나와 연결될 수 있다.The RF units 13 and 23 have one or more antennas. The antenna may transmit signals processed by the RF units 13 and 23 to the outside under the control of the processors 11 and 21 or receive radio signals from the outside and transmit the signals processed by the RF unit 13 , 23). Antennas are sometimes referred to as antenna ports. Each antenna may be configured by a combination of physical antenna elements corresponding to one physical antenna or more than one physical antenna element. The signal transmitted from each antenna can not be further decomposed by the receiving apparatus 20. [ A reference signal (RS) transmitted in response to the antenna defines the antenna viewed from the perspective of the receiving apparatus 20 and indicates whether the channel is a single radio channel from one physical antenna, Enables the receiving device 20 to channel estimate for the antenna regardless of whether it is a composite channel from a plurality of physical antenna elements. That is, the antenna is defined such that a channel carrying a symbol on the antenna can be derived from the channel through which another symbol on the same antenna is transmitted. In case of an RF unit supporting a multi-input multi-output (MIMO) function for transmitting and receiving data using a plurality of antennas, it can be connected to two or more antennas.

도 21에서는 전송 장치(10)와 수신 장치(20)가 분리되어 도시되었으나, 전송 장치(10) 내 프로세서(11), 메모리(12) 및 RF 유닛(13)은 수신 장치(20)의 동작도 수행하도록 구성될 수 있으며, 전송 장치(20) 내 프로세서(21), 메모리(22) 및 RF 유닛(23)은 전송 장치(10)의 동작도 수행하도록 구성될 수 있다. 혹은 전송 장치(10)의 RF 유닛(13) 및 수신 장치(20)의 RF 유닛(23)이 각각 트랜시버로 칭해질 수도 있다.21, the processor 11, the memory 12, and the RF unit 13 in the transmitting apparatus 10 are connected to the receiving apparatus 20 in the same way as the transmitting apparatus 10 and the receiving apparatus 20. [ And the processor 21, the memory 22 and the RF unit 23 in the transmission apparatus 20 may be configured to perform the operations of the transmission apparatus 10. [ Alternatively, the RF unit 13 of the transmission apparatus 10 and the RF unit 23 of the reception apparatus 20 may be referred to as a transceiver, respectively.

전송 장치(10)는 본 발명에 따른 폴라 인코더를 포함하도록 구성되며, 수신 장치(20)는 본 발명에 따른 폴라 디코더를 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전송 장치(10)의 프로세서(11)는 본 발명에 따른 폴라 인코딩을 수행하도록 구성될 수 있고, 수신 장치(20)의 프로세서(21)는 본 발명에 따른 폴라 디코딩을 수행하도록 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 폴라 인코더가 전송 장치(10)의 프로세서(11)의 일부로서 구성될 수 있고, 본 발명에 따른 폴라 디코더는 수신 장치(20)의 프로세서(21)의 일부로서 구성될 수 있다. The transmitting apparatus 10 is configured to include a polar encoder according to the present invention, and the receiving apparatus 20 can be configured to include a polar decoder according to the present invention. For example, the processor 11 of the transmitting apparatus 10 may be configured to perform polar encoding according to the present invention, and the processor 21 of the receiving apparatus 20 may be configured to perform polar decoding according to the present invention. . That is, a polar encoder according to the present invention can be configured as a part of the processor 11 of the transmission apparatus 10, and a polar decoder according to the present invention can be configured as a part of the processor 21 of the reception apparatus 20 have.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시 예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 코드는 메모리 유닛(12, 22)에 저장되어 프로세서(11, 21)에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, the method according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function for performing the functions or operations described above. For example, the software code may be stored in the memory units 12, 22 and driven by the processor 11, 21. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various means already known.

본 발명은 본 발명의 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention. In addition, claims that do not have an explicit citation in the claims may be combined to form an embodiment or be included in a new claim by amendment after the filing.

본 발명의 실시 예들은 다양한 무선접속 시스템에 적용될 수 있다. 다양한 무선접속 시스템들의 일례로서, 3GPP(3rd Generation Partnership Project), 3GPP 5G NR 시스템 또는 3GPP2 시스템 등이 있다. 본 발명의 실시 예들은 상기 다양한 무선접속 시스템뿐 아니라, 상기 다양한 무선접속 시스템을 응용한 모든 기술 분야에 적용될 수 있다. Embodiments of the present invention can be applied to various radio access systems. Examples of various wireless access systems include 3GPP (3rd Generation Partnership Project), 3GPP 5G NR system, or 3GPP2 system. The embodiments of the present invention can be applied not only to the various wireless access systems described above, but also to all technical fields applying the various wireless access systems.

Claims (12)

무선 통신 시스템에서 단말이 폴라 코드 (polar code)에 기반하여 정보를 전송함에 있어서,
상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제1 정보 비트 집합을 포함하는 제1 패킷을 생성;
상기 제1 패킷을 전송,
여기서 상기 제1 패킷은, 복수의 제1 미니 패킷 및 상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되고;
상기 제1 패킷 중 특정 제1 미니 패킷 전송에 대한 에러가 탐지된 경우, 상기 제1 정보 비트 집합 중 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 전부 또는 일부 비트를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제2 정보 비트 집합을 포함하는 제2 패킷을 생성; 및
상기 제2 패킷을 전송하는 것을 포함하며,
여기서 상기 제2 패킷은, 하나 이상의 제2 미니 패킷 및 상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되는,
정보 전송 방법.
In a wireless communication system, when a terminal transmits information based on a polar code,
Generating a first packet comprising a first set of information bits, the information being encoded using a polar code;
Transmitting the first packet,
Wherein the first packet is composed of a plurality of first mini packets and a plurality of CRC (Cyclic Redundancy Check) attached to each of the plurality of first mini packets;
If an error for a specific first mini-packet transmission among the first packets is detected, encoding all or some bits of the information bit set included in the specific first mini-packet among the first information bit set using a polar code Generating a second packet comprising a second set of information bits; And
And transmitting the second packet,
Wherein the second packet comprises a plurality of CRCs (Cyclic Redundancy Check) attached to each of the one or more second mini-packets and the one or more second mini-packets,
Information transmission method.
제1항에 있어서,
상기 제2 정보 비트 집합은,
상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합을, 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합 내 각 비트의 신뢰도에 기반하여 재배열한 후 인코딩한 비트 집합인,
정보 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second information bit set comprises:
A set of information bits included in the specific first mini packet is rearranged based on the reliability of each bit in the information bit set included in the specific first mini packet,
Information transmission method.
제1항에 있어서,
상기 제2 정보 비트 집합은, 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 일부 비트를 인코딩한 비트 집합이며,
상기 일부 비트는 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합 내 각 비트의 신뢰도에 기반하여 선택되는,
정보 전송 방법.
The method according to claim 1,
The second information bit set is a set of bits in which some bits of the information bit set included in the specific first mini packet are encoded,
Wherein the bit is selected based on the reliability of each bit in the information bit set included in the specific first mini-
Information transmission method.
제1항에 있어서,
상기 제1 정보 비트 집합 및 상기 제2 정보 비트 집합은 체계적 폴라 코드를 이용하여 인코딩되는,
정보 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first set of information bits and the second set of information bits are encoded using a systematic polar code,
Information transmission method.
제1항에 있어서,
상기 제1 정보 비트 집합은 체계적 폴라 코드를 이용하여 인코딩되고,
상기 제2 정보 비트 집합은 비 체계적 폴라 코드를 이용하여 인코딩되는,
정보 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first set of information bits is encoded using a systematic polar code,
Wherein the second set of information bits is encoded using an unstructured polar code,
Information transmission method.
제5항에 있어서,
상기 제2 패킷은,
상기 제1 패킷에 포함된 패리티 체크 비트 (Parity Check Bit)와 동일한 패리티 체크 비트를 포함하는,
정보 전송 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the second packet comprises:
And a parity check bit equal to a parity check bit included in the first packet.
Information transmission method.
제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 CRC는, 하나 또는 복수의 제1 미니 패킷에 대한 에러 탐지를 위해 부착되고,
상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 CRC는, 하나 또는 복수의 제2 미니 패킷에 대한 에러 탐지를 위해 부착되는
정보 전송 방법.
The method according to claim 1,
The CRC attached to each of the plurality of first mini packets is attached for error detection for one or a plurality of first mini packets,
The CRC attached to each of the one or more second mini-packets is attached for error detection to one or more second mini-packets
Information transmission method.
제1항에 있어서,
상기 제2 패킷은,
상기 제1 정보 비트 집합 중 에러 체크를 위해 부착된 CRC의 수가 가장 적은 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트만을 인코딩한 비트 집합인,
정보 전송 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the second packet comprises:
Wherein the first set of information bits is a bit set obtained by encoding only information bits included in a first mini packet having a minimum number of CRCs attached for error checking,
Information transmission method.
제1항에 있어서,
상기 제1 패킷은 복수의 계층 (layer)을 통해 전송되며,
상기 제1 패킷은, 상기 복수의 계층 각각에 대한 에러 탐지를 위해 부착된 CRC를 포함하는,
정보 전송 방법.
The method according to claim 1,
The first packet is transmitted through a plurality of layers,
Wherein the first packet comprises a CRC attached for error detection for each of the plurality of layers,
Information transmission method.
무선 통신 시스템에서 기지국이 폴라 코드 (polar code)에 기반하여 정보를 전송함에 있어서,
상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제1 정보 비트 집합을 포함하는 제1 패킷을 생성;
상기 제1 패킷을 전송,
여기서 상기 제1 패킷은, 복수의 제1 미니 패킷 및 상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되고;
상기 제1 패킷 중 특정 제1 미니 패킷 전송에 대한 에러가 탐지된 경우, 상기 제1 정보 비트 집합 중 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 전부 또는 일부 비트를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제2 정보 비트 집합을 포함하는 제2 패킷을 생성; 및
상기 제2 패킷을 전송하는 것을 포함하며,
여기서 상기 제2 패킷은, 하나 이상의 제2 미니 패킷 및 상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC로 구성되는,
정보 전송 방법.
In a wireless communication system, when a base station transmits information based on a polar code,
Generating a first packet comprising a first set of information bits, the information being encoded using a polar code;
Transmitting the first packet,
Wherein the first packet is composed of a plurality of first mini packets and a plurality of CRC (Cyclic Redundancy Check) attached to each of the plurality of first mini packets;
If an error for a specific first mini-packet transmission among the first packets is detected, encoding all or some bits of the information bit set included in the specific first mini-packet among the first information bit set using a polar code Generating a second packet comprising a second set of information bits; And
And transmitting the second packet,
Wherein the second packet comprises one or more second mini-packets and a plurality of CRCs attached to each of the one or more second mini-
Information transmission method.
무선 통신 시스템에서 폴라 코드 (polar code)에 기반하여 정보를 전송하는 단말에 있어서,
상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩하도록 구성된 인코더;
상기 정보를 인코딩하여 생성된 정보 비트 집합을 포함하는 패킷을 전송하도록 구성된 RF (Radio Frequency) 유닛을 포함하며,
상기 인코더는 상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제1 정보 비트 집합을 포함하는 제1 패킷을 생성;
상기 RF 유닛은 상기 제1 패킷을 전송,
여기서 상기 제1 패킷은, 복수의 제1 미니 패킷 및 상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되고;
상기 제1 패킷 중 특정 제1 미니 패킷 전송에 대한 에러가 탐지된 경우, 상기 인코더는 상기 제1 정보 비트 집합 중 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 전부 또는 일부 비트를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제2 정보 비트 집합을 포함하는 제2 패킷을 생성; 및
상기 RF 유닛은 상기 제2 패킷을 전송하며,
여기서 상기 제2 패킷은, 하나 이상의 제2 미니 패킷 및 상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC로 구성되는,
단말.
A terminal for transmitting information based on a polar code in a wireless communication system,
An encoder configured to encode the information using a polar code;
And an RF (Radio Frequency) unit configured to transmit a packet including an information bit set generated by encoding the information,
The encoder generating a first packet comprising a first set of information bits, the information being encoded using a polar code;
The RF unit transmits the first packet,
Wherein the first packet is composed of a plurality of first mini packets and a plurality of CRC (Cyclic Redundancy Check) attached to each of the plurality of first mini packets;
If an error is detected for a specific first mini-packet transmission among the first packets, the encoder converts all or some bits of the information bit set included in the specific first mini-packet among the first information bit set into a polar code Generating a second packet comprising a second set of information bits encoded using the second set of information bits; And
The RF unit transmits the second packet,
Wherein the second packet comprises one or more second mini-packets and a plurality of CRCs attached to each of the one or more second mini-
Terminal.
무선 통신 시스템에서 폴라 코드 (polar code)에 기반하여 정보를 전송하는 기지국에 있어서,
상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩하도록 구성된 인코더;
상기 정보를 인코딩하여 생성된 정보 비트 집합을 포함하는 패킷을 전송하도록 구성된 RF (Radio Frequency) 유닛을 포함하며,
상기 인코더는 상기 정보를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제1 정보 비트 집합을 포함하는 제1 패킷을 생성;
상기 RF 유닛은 상기 제1 패킷을 전송;
여기서 상기 제1 패킷은, 복수의 제1 미니 패킷 및 상기 복수의 제1 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC (Cyclic Redundancy Check)로 구성되고;
상기 제1 패킷 중 특정 제1 미니 패킷 전송에 대한 에러가 탐지된 경우, 상기 인코더는 상기 제1 정보 비트 집합 중 상기 특정 제1 미니 패킷에 포함된 정보 비트 집합의 전부 또는 일부 비트를 폴라 코드를 이용하여 인코딩한, 제2 정보 비트 집합을 포함하는 제2 패킷을 생성; 및
상기 RF 유닛은 상기 제2 패킷을 전송하며,
여기서 상기 제2 패킷은, 하나 이상의 제2 미니 패킷 및 상기 하나 이상의 제2 미니 패킷 각각에 부착된 복수의 CRC로 구성되는, 기지국.
A base station for transmitting information based on polar codes in a wireless communication system,
An encoder configured to encode the information using a polar code;
And an RF (Radio Frequency) unit configured to transmit a packet including an information bit set generated by encoding the information,
The encoder generating a first packet comprising a first set of information bits, the information being encoded using a polar code;
The RF unit transmits the first packet;
Wherein the first packet is composed of a plurality of first mini packets and a plurality of CRC (Cyclic Redundancy Check) attached to each of the plurality of first mini packets;
If an error is detected for a specific first mini-packet transmission among the first packets, the encoder converts all or some bits of the information bit set included in the specific first mini-packet among the first information bit set into a polar code Generating a second packet comprising a second set of information bits encoded using the second set of information bits; And
The RF unit transmits the second packet,
Wherein the second packet is comprised of one or more second mini-packets and a plurality of CRCs attached to each of the one or more second mini-packets.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(참고문헌 1) E. Arikan, "Systematic polar coding", IEEE Communications Letters, vol.15, pp. 860-862, Aug. 2011.
Jianfeng Guo et al.,"Multi-CRC Polar Codes and Their Applications", IEEE Communications Letters Volume 20, Issue 2 (2015.12.11.)* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023090475A1 (en) * 2021-11-17 2023-05-25 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for fast decoding of polar codes

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