KR20230147978A - 무선 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

통신 시스템의 일 실시예에서 제1 통신 노드의 신호 송신 방법은, 상기 제1 통신 노드의 폴라 인코더의 복수의 비트 채널 인덱스들 중 정보 비트 채널 인덱스들 및 패리티 비트 채널 인덱스들에 기초하여 제1 인덱스 집합을 결정하는 단계, 상기 제1 인덱스 집합의 원소들에 대한 반복 루프 연산에 기초하여, 제2 인덱스 집합을 결정하는 단계, 상기 폴라 인코더에서 수행되는 인코딩 동작의 결과에 기초하여 획득되는 부호 비트들 중, 상기 제2 인덱스 집합에 포함되는 복수의 인덱스들에 대응되는 복수의 부호 비트들을 변조하여 무선 신호를 생성하고 제2 통신 노드로 송신하는 단계를 포함하며, 상기 제2 인덱스 집합의 크기는, 상기 제1 통신 노드가 사용 가능한 변조 심볼들의 수에 기초하여 결정될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SIGNAL TRANSMISSION AND RECEPTION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 신호 송수신 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 통신 시스템에서 폴라 부호에 따른 부호화(즉, 인코딩) 방식의 성능을 향상시킬 수 있는 신호 송수신 기술에 관한 것이다.
정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), NR(new radio) 등이 있다. LTE는 4G(4th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있고, NR은 5G(5th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있다.
통신 시스템에서 통신 노드가 무선 채널을 통해 다른 통신 노드로 데이터를 전송하는 경우, 유/무선 채널의 상태에 따라 데이터 정보에 오류가 발생할 수 있다. 특히, 한정된 통신 자원 상에서 통신 신호가 과밀화되어 송수신될 경우, 오류 발생 확률이 증가할 수 있다. 따라서, 전송된 데이터를 수신한 통신 노드가 데이터 정보를 정확하게 검출하기 위해서는 우수한 오류 정정 능력을 갖는 오류 정정 부호가 필요할 수 있다.
일례로, 오류 정정 부호의 하나인 폴라 부호(polar code)를 사용한 부호화 기술이 개발되었다. 폴라 부호는 데이터를 전달하는 물리적 채널에서의 채널 양극화 또는 채널 극성화(channel polarization) 현상에 기반하여 오류를 정정하는 부호를 의미할 수 있다. 폴라 부호는 '폴라 코드' 또는 '극 부호' 등과 같이 칭할 수도 있다.
폴라 부호 방식에 따른 부호화 방식은, 정보를 전송하는 비트 채널이 적절히 선택되어 충분히 큰 채널용량이 보장되면, 오류 전파 없이 모든 정보 비트가 순차적으로 복원될 수 있다는 장점을 가질 수 있다. 한편, 폴라 부호 방식에 따른 부호화 방식은, 그 구조적인 특징으로 인해, 생성할 수 있는 부호 비트의 개수가 커널의 크기의 거듭제곱의 형태를 가지도록(즉, N=Ln) 제한될 수 있다.
무선 통신 시스템에서는 다양한 패킷이 한정된 전파자원을 공유하여 전송될 수 있기 때문에, 각 패킷에 할당되는 변조 심볼(modulated symbol)의 개수, 또는 변조 심볼의 개수에 대응되는 비트 수가 다양하게 변할 수 있다. 부호 비트의 길이를 할당된 변조 심볼의 개수(또는 비트 수)에 맞추어 주는 레이트 매칭(또는 율 정합) 등의 과정을 거쳐서 부호 비트를 전송할 경우, 일부 부호 비트들이 전송되지 못하거나 불필요한 부호 비트들이 전송될 수 있다. 이에 따라, 통신의 신뢰성 또는 효율성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 무선 통신 시스템에서 폴라 부호에 따라 정보 비트들을 부호화 및 변조하여 무선 신호로서 전송하는 송신 노드 및 전송된 무선 신호를 수신하여 복조 및 복호화하는 수신 노드 간의 송수신 품질을 향상시킬 수 있는 신호 송수신 기술에 관한 것이다.
통신 시스템의 일 실시예에서 제1 통신 노드의 신호 송신 방법은, 상기 제1 통신 노드의 폴라 인코더의 복수의 비트 채널 인덱스들 중, 하나 이상의 정보 비트 채널 인덱스들 및 하나 이상의 패리티 비트 채널 인덱스들을 결정하는 단계, 상기 정보 비트 채널 인덱스들 및 상기 패리티 비트 채널 인덱스들에 기초하여, 제1 인덱스 집합을 결정하는 단계, 상기 제1 인덱스 집합의 원소들에 대한 반복 루프 연산에 기초하여, 제2 인덱스 집합을 결정하는 단계, 상기 폴라 인코더에서 수행되는 인코딩 동작의 결과에 기초하여 획득되는 부호 비트들 중, 상기 제2 인덱스 집합에 포함되는 복수의 인덱스들에 대응되는 복수의 부호 비트들을 변조하여 무선 신호를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 무선 신호를 제2 통신 노드로 송신하는 단계를 포함하며, 상기 제2 인덱스 집합의 크기는, 상기 제1 통신 노드가 사용 가능한 변조 심볼들의 수에 기초하여 결정될 수 있다.
무선 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 가용 무선 자원량 제한으로 인해 폴라 부호 방식에 따라 인코딩되는 부호 비트들 중 일부가 변조 및 송신되지 않고 누락되는 경우에 발생하는 신뢰도 저하, 전송품질 저하 등의 문제가 최소화될 수 있다.
무선 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 폴라 인코더의 비트 채널들 중 일부로부터 출력되는 신호들이 천공되어 송수신될 수 있다. 여기서, 비트들이 천공되는 위치(또는 출력되는 부호 비트들이 천공되는 비트 채널들의 위치)가 효율적으로 결정될 수 있다.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 통신 시스템의 통신 노드에 포함되는 송신기의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 통신 시스템의 통신 노드에 포함되는 수신기의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a 및 5b는 통신 시스템에서 폴라 인코더 및 폴라 디코더의 제1 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a 및 6b는 통신 시스템에서 폴라 인코더 및 폴라 디코더의 제2 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 통신 시스템에서 신호 송신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 통신 시스템에서 제2 비트 채널 인덱스 집합의 결정을 위한 제1 알고리즘의 일 실시예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 통신 시스템에서 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합의 결정을 위한 제2 알고리즘의 일 실시예를 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 적어도 하나"는 "A 또는 B 중에서 적어도 하나" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 적어도 하나"를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들에서, "A 및 B 중에서 하나 이상"은 "A 또는 B 중에서 하나 이상" 또는 "A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 하나 이상"을 의미할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
명세서 전체에서 망(network)은, 예를 들어, WiFi(wireless fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(wireless broadband internet) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신망, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신망, LTE(long term evolution)망 또는 LTE-Advanced망과 같은 4G 이동통신망, 및 5G 이동통신망 등을 포함할 수 있다.
명세서 전체에서 단말(terminal)은 이동국(mobile station), 이동 단말(mobile terminal), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 사용자 장치(user equipment), 접근 단말(access terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.
명세서 전체에서 기지국(base station)은 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved nodeB), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신(예를 들어, NR(new radio)) 등을 지원할 수 있다. 4G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 수행될 수 있고, 5G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 수행될 수 있다.
예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, CP(cyclic prefix)-OFDM 기반의 통신 프로토콜, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(Space Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.
또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)를 더 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 4G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity) 등을 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 UPF(user plane function), SMF(session management function), AMF(access and mobility management function) 등을 포함할 수 있다.
한편, 통신 시스템(100)을 구성하는 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 및 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함하는 통신 시스템(100)은 "액세스 네트워크"로 지칭될 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.
여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), eNB, gNB 등으로 지칭될 수 있다.
복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 디바이스(device), IoT(Internet of Thing) 장치, 탑재 장치(mounted module/device/terminal 또는 on board device/terminal 등) 등으로 지칭될 수 있다.
한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.
또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.
제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.
다음으로, 무선 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법들이 설명될 것이다. 여기서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 이를테면, 수신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 송신 노드는 수신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 송신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 수신 노드는 송신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
도 3은 통신 시스템의 통신 노드에 포함되는 송신기의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 통신 시스템의 통신 노드는 신호를 송신하기 위한 송신기(300)를 포함할 수 있다. 송신기(300)는 부호화부(310), 인터리빙부(320), 변조부(330), 송신부(340) 등을 포함할 수 있다. 도 3에서는 설명의 편의상 각 부의 동작이 순차적으로 연결되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예는 여기에 국한되지 않는다. 이를테면, 송신기(300)의 일 실시예에서는 부호화부(310)에서의 부호화 동작이 완료된 이후 인터리빙(320)부에서의 인터리빙 동작이 수행되고, 그 이후 변조부(330)에서의 변조를 거쳐서 송신부(340)에서 무선 신호가 송신될 수 있다. 한편, 송신기(300)의 다른 실시예에서는 부호화 동작 이후 인터리빙 동작이 수행될 수 있고, 그 이후 또 다른 종류의 부호화 동작이 수행된 이후 변조 및 송신 동작이 수행될 수도 있다.
통신 노드는 송신기(300)를 통하여 다른 통신 노드로 데이터를 송신할 수 있다. 통신 노드가 송신기(300)를 통하여 전송하고자 하는 정보는 페이로드(payload)라 칭할 수 있다. 통신 노드는 송신기(300)에 데이터를 입력함으로써 다른 통신 노드로의 데이터 송신을 시도할 수 있다. 한편, 통신 노드는 송신기(300)를 통하여 데이터를 전송하고자 할 때, 제어정보를 부가하여 함께 전송할 수 있다. 이를테면, 통신 노드는 송신기(300)를 통하여 데이터를 전송하고자 할 때, 이를 수신하는 수신단에서 용이하게 페이로드를 복원할 수 있도록 제어정보를 부가하여 함께 전송할 수 있다. 페이로드에 부가되는 제어 정보는, 프리앰블(preamble), 동기 헤더(Synchronization Header, SHR), 또는 복조기준신호(DeModulation Reference Signal, DMRS) 등일 수 있다. 프리앰블 또는 SHR은 신호를 전송하는 송신기(300)와 이를 수신하는 수신단 간의 전송 타이밍을 동기화하는 데에 사용될 수 있다. DMRS는 무선 채널을 통해 전송된 무선 신호에서 데이터 검출에 사용되는 채널 추정 값을 획득하기 위해 사용되는 기준 신호 또는 참조 신호일 수 있다. 제어 정보에는 이 밖에도 트레일러 등 다양한 구조가 포함될 수 있다.
통신 노드가 전송하고자 하는 데이터가 송신기(300)에 입력되면, 송신기(300)는 입력된 데이터에 제어 정보를 부가하여 새로운 데이터 시퀀스를 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 데이터 단위를 패킷 또는 프레임이라 할 수 있다. 부호화부(310)는 데이터에 대한 부호화(encoding)를 수행하여, 무선 전송을 위한 부호를 생성할 수 있다. 부호화부(310)는 다양한 부호화 방식에 따라 데이터를 부호화할 수 있다. 일 실시예에서, 부호화부(310)는 입력된 데이터에 대하여 채널 부호화(channel coding)를 수행할 수 있다. 채널 부호화란, 무선 채널을 통하여 정보를 전송할 때, 이를 수신하는 측이 오류를 검출 및 정정할 수 있도록 신호를 변환하는 것을 의미할 수 있다. 이를테면, 부호화부(310)는 콘볼루션 부호 방식에 기초하여 채널 부호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 부호화부(310)는 입력된 데이터 또는 부호에 대하여 차동 부호화(differential coding)를 수행할 수 있다. 차동 부호화 동작은, 이번 차수의 원데이터(raw data) 값과, 직전 차수에서 연산된 부호값 간의 모듈로-2(modulo-2) 연산을 통하여 이번 차수에서의 부호값을 획득하는 동작을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 부호화부(310)는 입력된 데이터 또는 부호에 대하여 확산 부호화(spread coding) 또는 대역 확산 부호화(spread-spectrum coding)를 수행할 수 있다. 확산 부호화는, 송신기(300)를 통해 전송되는 데이터의 대역폭(spectral bandwidth)이 넓어지도록, 기 설정된 확산 부호(spread code) 방식 또는 확산 인자(spreading factor)에 기초하여 데이터를 부호화하는 것을 의미할 수 있다. 확산 부호화 방식에 따라 부호화되어 전송된 무선 신호는 보안성이 높고 페이딩(fading)에 강인하다는 특성을 가질 수 있다. 부호화부(310)는 적어도 하나 이상의 확산 부호 방식에 기초하여 확산 부호화를 수행할 수 있다. 이를테면, 부호화부(310)는 골드 코드(gold code) 방식으로 확산 부호화를 수행할 수 있다. 골드 코드 방식은 부호화된 코드 또는 부호어 간의 상관성이 비교적 낮고, 코드의 종류가 비교적 다양하다는 장점을 가지며, 따라서 데이터 송수신 품질을 향상시킬 수 있다. 또는, 부호화부(310)는 직교 가변 확산 인자(Orthogonal Variable Spreading Factor, OVSF) 코드 방식으로 확산 부호화를 수행할 수 있다. OVSF 코드 방식은 재귀적(recursive) 방식으로 정의될 수 있다. 이를테면, 각각의 부호어는 2개의 분기(branch)에 기초한 연산을 거칠 수 있다. 2개의 분기는 상위 분기(upper branch) 및 하위 분기(lower branch)로 구성될 수 있고, 각각의 분기에는 입력된 부호어의 2배의 길이를 가지는 부호어가 생성될 수 있다. 상위 분기(upper branch)에서 생성되는 부호어는, 모부호(mother code)를 2번 반복함으로써 생성될 수 있다. 한편, 하위 분기(lower branch)에서 생성되는 부호어는, 모부호와 동일한 부분과, 모부호가 반전된 부분을 포함하여 생성될 수 있다. OVSF 코드 방식은, 모부호와 자부호(child code) 간의 관계를 제외한 동일 단계 자부호들 간의 직교성을 보장할 수 있다.
한편, 부호화부(310)에서는 폴라 부호 방식의 부호화가 수행될 수 있다. 폴라 부호는 데이터를 전달하는 물리적 채널에서의 채널 양극화 또는 채널 극성화(channel polarization) 현상에 기반하여 오류를 정정하는 부호를 의미할 수 있다. 폴라 부호는 '폴라 코드' 또는 '극 부호' 등과 같이 칭할 수도 있다. 폴라 부호 방식의 부호화를 수행하는 부호화부(310)는 폴라 인코더일 수 있다. 또는, 부호화부(310)는 폴라 부호 방식의 부호화를 수행하는 폴라 인코더를 포함할 수 있다.
앞서 복수 가지의 부호화 방식에 대하여 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 본 발명의 실시예에 따른 부호화부(310)에서의 부호화 방식은 이에 국한되지 않는다. 부호화부(310)는 상기한 부호화 방식들 또는 그 밖의 다양한 부호화 방식들 중 적어도 하나 또는 그 이상의 부호화 방식을 통하여 데이터 또는 부호에 대한 부호화를 수행할 수 있다. 채널 부호화부(310)에서 부호화된 데이터는 인터리빙부(320)로 입력될 수 있다.
인터리빙부(320)는 채널 부호화부(310)로부터 입력된 데이터에 대해 인터리빙(interleaving) 동작을 수행할 수 있다. 인터리빙이란, 페이딩, 또는 버스트 에러(Burst Error)등의 문제가 발생하기 쉬운 무선 채널 환경 등에서, 비트 에러가 발생할 경우 시간 또는 주파수 상에서 밀집해 있지 않도록 시간 또는 주파수 상에서 분산시키는 동작을 의미할 수 있다. 인터리빙부(320)는 인터리빙을 거친 데이터를 변조부(330)로 입력할 수 있다. 또는, 상술한 바와 같이 부호화 및 인터리빙을 거친 데이터 또는 부호에 대하여 다시 다른 종류의 부호화 동작이 수행될 수 있다.
변조부(330)는 부호화된 데이터를 무선 채널을 통해 전송하기 위하여 변조 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 변조부(330)는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식에 따른 변조 동작을 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 변조부(330)는 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation, QAM) 방식에 따른 변조 동작을 수행할 수 있다. 그러나 이는 설명을 위한 예시일 뿐 본 발명의 실시예는 여기에 국한되지 않는다.
변조부(330)에서 변조된 데이터는 송신부(340)에서 무선 신호의 형태로 전송될 수 있다. 송신부(340)는 무선 신호의 송신을 위한 구조를 포함할 수 있다. 이를테면, 송신부(340)는 무선 신호의 송신을 위한 송신 안테나 등의 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 통신 시스템의 통신 노드는 다른 통신 노드로 데이터를 전송하기 위해 송신기(300)에 데이터를 입력할 수 있다. 송신기(300)는 입력된 데이터에 제어 정보를 부가하여 데이터 패킷 또는 프레임을 생성할 수 있다. 생성된 데이터 패킷 또는 프레임은 부호화부(310), 인터리빙부(320) 및 변조부(330) 등을 거치며 무선 신호로 변환되고, 송신부(340)를 통하여 무선 신호의 형태로 전송될 수 있다. 송신부(340)는 송신 안테나를 포함하여 무선 신호를 무선 채널로 전송할 수 있다. 전송된 무선 신호는 다른 통신 노드의 수신기 등에서 수신될 수 있다.
도 4는 통신 시스템의 통신 노드에 포함되는 수신기의 일 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 통신 시스템의 통신 노드는 통신 시스템을 구성하는 다른 통신 노드들로부터 전송되는 무선 신호를 수신하기 위한 수신기(400)를 포함할 수 있다. 수신기(400)는 수신된 무선 신호에 기초하여 본래의 전송 데이터를 복원하기 위한 복수의 구성요소들을 구비할 수 있다. 이를테면, 수신기(400)는 수신부(410), 복조부(420), 역인터리빙부(430), 복호화부(440) 등을 포함할 수 있다. 도 4에서는 설명의 편의상 각 부의 동작이 순차적으로 연결되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예는 여기에 국한되지 않는다. 이를테면, 도 4에는 수신기(400)의 일 실시예에서는 수신부(410)에서 수신된 무선 신호가 복조부(420), 역인터리빙부(430) 및 복호화부(440)를 순차적으로 거쳐서 전송 데이터로서 복원되는 것으로 표현하였다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 수신기(400)에 수신 및 복조된 데이터에 대하여 복호화 동작이 수행된 이후 역인터리빙 동작이 수행될 수 있고, 이에 대해 다시 복호화 동작이 수행되어 최종적으로 전송 데이터가 복원될 수도 있다.
수신부(410)는 다른 통신 노드들에서 전송하여 수신된 무선 신호를 수신 및 감지할 수 있다. 수신부(410)는 무선 신호의 수신을 위한 구조를 포함할 수 있다. 이를테면, 수신부(410)는 무선 신호의 수신을 위한 수신 안테나 등의 구조를 포함할 수 있다.
복조부(420)에서는 수신부(410)에서 수신된 무선 신호에 대하여 복조 동작을 수행할 수 있다. 복조부(420)에서의 복조 동작은 도 3을 참조하여 설명한 변조부(330)에서의 변조 동작에 대응될 수 있다. 이를테면, 복조부(420)는 BPSK 방식 또는 QMA 방식에 따른 복조 동작을 수행할 수 있다. 역인터리빙부(430)에서의 역인터리빙 동작은, 도 3을 참조하여 설명한 인터리빙부(320)에서의 인터리빙 동작에 대응될 수 있다. 이를테면, 역인터리빙부(430)에서의 역인터리빙 동작은, 도 3을 참조하여 설명한 인터리빙부(320)에서의 인터리빙 동작의 역동작에 해당할 수 있다. 복호화부(440)에서의 복호화 동작은 도 3을 참조하여 설명한 부호화부(310)에서의 부호화 동작에 대응될 수 있다. 이를테면, 복호화부(440)에서의 복호화(decoding) 동작은 도 3을 참조하여 설명한 부호화부(310)에서의 하나 또는 그 이상의 부호화 동작들의 역동작에 해당할 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, 복호화부(440)에서는 폴라 부호 방식의 복호화가 수행될 수 있다. 폴라 부호 방식의 복호화를 수행하는 복호화부(440)는 폴라 디코더일 수 있다. 또는, 복호화부(440)는 폴라 부호 방식의 복호화를 수행하는 폴라 디코더를 포함할 수 있다.
도 5a 및 5b는 통신 시스템에서 폴라 인코더 및 폴라 디코더의 제1 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a 및 5b를 참조하면, 통신 시스템에서 송신 노드는 수신 노드로 송신할 정보 비트들을 폴라 인코더(510)에 기초하여 인코딩할 수 있다. 수신 노드는 송신 노드로부터 수신된 무선 신호를 복조하여 폴라 디코더(520)를 통해 디코딩함으로써 정보 비트들을 복원할 수 있다. 여기서, 폴라 인코더(510)는 도 3을 참조하여 설명한 부호화부(310), 또는 부호화부(310)에 포함되는 폴라 인코더와 동일 또는 유사할 수 있다. 한편, 폴라 디코더(520)는 도 4를 참조하여 설명한 복호화부(440), 또는 복호화부(440)에 포함되는 폴라 디코더와 동일 또는 유사할 수 있다.
폴라 코드 방식에 따라 인코딩을 수행하는 폴라 인코더(510)에서는, 극성 변환(polarization transform)을 통해 통신 채널의 신뢰도(또는 비트 용량)가 양극화될 수 있고, 극성 변환 결과 신뢰도(또는 비트 용량)이 높은 것으로 확인되는 비트 채널들을 통하여, 송신하고자 하는 정보 또는 정보 비트들이 송신될 수 있다. 한편, 신뢰도(또는 비트 용량)가 낮은 것으로 확인되는 비트 채널들은 미리 정의된 비트들(이를테면, 프로즌(frozen) 비트들)로 채워질 수 있다. 폴라 인코더에서의 극성 변환은, '커널(kernel)'로 불리는 정방행렬(square matrix)의 크로네커(Kronecker) 거듭곱으로 정의될 수 있다. 이와 같이 극성 변환에 기초하여 폴라 코드 방식으로 인코딩된 신호에서는, 정보 비트를 순차적으로 복호하는 과정이 용이해질 수 있다. 구체적으로는, 정보를 송신하는 비트 채널이 적절히 선택되어 충분히 큰 채널용량이 보장될 경우, 오류 전파 없이 모든 정보 비트가 순차적으로 복원될 수 있다.
폴라 코드 방식에 따른 인코딩 동작에서는, 그 구조적인 특징으로 인해, 생성할 수 있는 코딩된 비트들의 개수가 커널의 크기의 거듭제곱의 형태(즉, N=Ln)를 가지게 될 수 있다. 이를테면, 과 같은 2차 정방 행렬이 커널로 활용될 경우, 코딩된 비트들의 개수(즉, 부호의 길이)는 2의 거듭제곱 형태로 제한될 수 있다.
N개의 비트 채널들로 구성되는 폴라 인코더에는 N개의 입력 비트들 xi(i=0, 1, ..., N-1)이 입력될 수 있다. N개의 입력 비트들 xi은 하나 이상의 정보 비트들과 하나 이상의 프로즌 비트들을 포함할 수 있다. 입력 비트들은 정보 비트들 ui(i=0, 1, ...) 및 0 값(또는 1 값)을 가지는 프로즌 비트들을 포함할 수 있다. N개의 입력 비트들이 입력된 폴라 인코더는 N개의 코딩된 비트들을 출력할 수 있다. 각각의 코딩된 비트는 yi(i=0, 1, ..., N-1)와 같이 표현될 수 있다. 폴라 인코더에서 출력된 코딩된 비트들 yi은 전송 심볼을 구성할 수 있다.
코딩된 비트들 yi로 구성되는 전송 심볼이 송신 노드에서 변조되어 무선 채널을 통해 수신 노드로 전송되면, 수신 노드는 복조 동작을 통하여 복조된 심볼(demodulated symbol)을 획득할 수 있다. 여기서, 복조된 심볼은 N개의 복조된 비트들로 구성될 수 있다. 각각의 복조된 비트는 y'i(i=0, 1, ..., N-1)와 같이 표현될 수 있다. 수신 노드의 폴라 디코더(520)에서는, 각각의 복조된 비트들 y'i에 기초하여 출력 비트들 x'i(i=0, 1, ..., N-1)이 획득될 수 있다. 여기서, 출력 비트들 x'i은 송신 노드에서 폴라 인코더(510)에 입력된 입력 비트들 xi에 대응될 수 있다. 폴라 인코더에서 코딩된 비트들 yi 및 폴라 디코더에 입력되는 복조된 비트들 y'i는 각각 무선 채널의 입력 및 출력에 대응될 수 있다. 수신 노드의 폴라 디코더는, 폴라 인코더에서의 입력 비트들 및 코딩된 비트들 yi 간의 관계에 기초하여 송신 노드가 송신한 정보 비트들을 복원할 수 있다. 구체적으로는, 폴라 디코더는, 복조된 비트들 y'i로부터 출력 비트들 x'i을 획득할 수 있다. 출력 비트들 x'i 중 프로즌 비트들에 대응되는 출력 비트들 x'i을 제외한 출력 비트들이 정보 비트들에 대한 복원 결과인 것으로 볼 수 있다.
도 5a를 참조하면, 폴라 인코더(510)의 제1 실시예는 N이 8인 구조를 가질 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 이에 국한되지 않는다. N이 8인 구조를 가지는 폴라 인코더(510)는 8개의 비트 채널들에 대응되는 8개의 입력 노드들 및 8개의 출력 노드들을 가질 수 있다. 각각의 비트 채널(또는 각각의 입력 노드)에는 대응되는 입력 비트가 입력될 수 있다. 각각의 비트 채널(또는 각각의 출력 노드)은 폴라 인코더(510)의 구조에 기초하여 계산된 코딩된 비트 yi(i=0, 1, ..., 7)를 출력할 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, 폴라 인코더(510)는 8개의 입력 비트들 xi에 기초하여, 8개의 코딩된 비트들 yi을 획득할 수 있다. 여기서, 8개의 입력 비트들 xi은 4개의 정보 비트들 ui(i=0, 1, 2, 3) 및 4개의 프로즌 비트들을 포함할 수 있다. 이 중, 정보 비트들 ui은 비트 채널들 중 상대적으로 높은 신뢰도를 가지는 비트 채널들에 매핑될 수 있다. 한편, 프로즌 비트들은 비트 채널들 중 상대적으로 낮은 신뢰도를 가지는 비트 채널들에 매핑될 수 있다. 이를테면, 8개의 비트 채널들(i=0, 1, 2, ..., 7) 중 i=0, 1, 2, 4에 해당하는 비트 채널들은 상대적으로 낮은 신뢰도를 가져서 프로즌 비트들이 매핑될 수 있고, i=3, 5, 6, 7에 해당하는 비트 채널들은 상대적으로 높은 신뢰도를 가져서 정보 비트들이 매핑될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 폴라 디코더(520)의 제1 실시예는 N이 8인 구조를 가질 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 이에 국한되지 않는다. N이 8인 구조를 가지는 폴라 디코더(520)는 8개의 비트 채널들에 대응되는 8개의 입력 노드들 및 8개의 출력 노드들을 가질 수 있다. 각각의 비트 채널(또는 각각의 입력 노드)에는 대응되는 복조된 비트 y'i(i=0, 1, ..., 7)가 입력될 수 있다. 수신 노드의 폴라 디코더(520)에서의 연산은 송신 노드의 폴라 인코더(510)에서의 연산의 역과정에 해당할 수 있다. 수신 노드의 폴라 디코더(520)는, 송신 노드의 폴라 인코더(510)에서의 입력 비트들 xi 및 코딩된 비트들 yi 간의 관계에 기초하여, 송신 노드가 송신한 정보 비트들 ui을 복원할 수 있다.
구체적으로, 각각의 비트 채널(또는 각각의 출력 노드)은 폴라 디코더(520)의 구조에 기초하여 계산된 출력 비트 x'i(i=0, 1, ..., 7)를 출력할 수 있다. 폴라 디코더(520)는 8개의 복조된 비트 y'i들에 기초하여 출력 비트들 x'i을 획득할 수 있다. 8개의 출력 비트들 x'i 중 4개의 출력 비트들은 프로즌 비트들에 대응될 수 있고, 나머지는 정보 비트들에 대응될 수 있다. 이를테면, 8개의 출력 비트들 x'i 중 x'0, x'1, x'2 및 x'4는 프로즌 비트들에 대응될 수 있다. 한편, 8개의 출력 비트들 x'i 중 x'3, x'5, x'6 및 x'7은 정보 비트들 ui(i=0, 1, 2 및 3)에 대한 복원 결과(즉, u'0, u'1, u'2 및 u'3)에 해당할 수 있다. 즉, 폴라 디코더(520)에 입력된 복조된 비트들 y'i에 기초하여 획득된 출력 비트들 x'i 중 프로즌 비트들에 대응되는 x'0, x'1, x'2 및 x'4를 제외한 x'3, x'5, x'6 및 x'7이, 정보 비트들 ui에 대한 복원 결과에 해당할 수 있다.
도 6a 및 6b는 통신 시스템에서 폴라 인코더 및 폴라 디코더의 제2 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a 및 6b를 참조하면, 통신 시스템에서 송신 노드는 수신 노드로 송신할 정보 비트들을 폴라 인코더(610)에 기초하여 인코딩할 수 있다. 수신 노드는 송신 노드로부터 수신된 무선 신호를 복조하여 폴라 디코더(620)를 통해 디코딩함으로써 정보 비트들을 복원할 수 있다. 여기서, 폴라 인코더(610)는 도 3을 참조하여 설명한 부호화부(310), 또는 부호화부(310)에 포함되는 폴라 인코더와 동일 또는 유사할 수 있다. 한편, 폴라 디코더(620)는 도 4를 참조하여 설명한 복호화부(440), 또는 복호화부(440)에 포함되는 폴라 디코더와 동일 또는 유사할 수 있다. 이하, 도 6a 및 6b를 참조하여 통신 시스템에서 폴라 인코더 및 폴라 디코더의 제2 실시예를 설명함에 있어서, 앞서 도 1 내지 도 5b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
폴라 인코더의 제2 실시예에서, N개의 비트 채널들로 구성되는 폴라 인코더(610)에는 N개의 입력 비트들 xi(i=0, 1, ..., N-1)이 입력될 수 있다. N개의 입력 비트들 xi은 하나 이상의 정보 비트들과 하나 이상의 프로즌 비트들, 그리고 하나 이상의 패리티 비트들을 포함할 수 있다. 입력 비트들 xi은 정보 비트들 ui(i=0, 1, ...) 및 0 값(또는 1 값)을 가지는 프로즌 비트들을 포함할 수 있다. 더불어, 입력 비트들 xi은 하나 이상의 정보 비트들에 대한 검증을 위한 하나 이상의 패리티 비트들 vi(i=0, 1, ...)을 포함할 수 있다. 패리티 비트들은 자신의 인덱스보다 앞선 인덱스의 정보 비트들에 대한 검증을 위하여 정의될 수 있다. 패리티 비트들은 자신의 인덱스보다 앞선 인덱스의 정보 비트들로부터 산출될 수 있다. 패리티 비트들은 CRC(cyclic redundancy check) 등의 블록 부호 방식, 또는 콘볼루션(convolution) 부호 방식 등에 기초하여 생성될 수 있다.
N개의 입력 비트들이 입력된 폴라 인코더는 N개의 코딩된 비트들을 출력할 수 있다. 각각의 코딩된 비트는 yi(i=0, 1, ..., N-1)와 같이 표현될 수 있다. 폴라 인코더에서 정보 비트들, 프로즌 비트들 및 패리티 비트들에 기초하여 인코딩되어 출력된 코딩된 비트들 yi은 전송 심볼을 구성할 수 있다.
코딩된 비트들 yi로 구성되는 전송 심볼이 송신 노드에서 변조되어 무선 채널을 통해 수신 노드로 송신되면, 수신 노드는 복조 동작을 통하여 복조된 심볼(demodulated symbol)을 획득할 수 있다. 여기서, 복조된 심볼은 N개의 복조된 비트들로 구성될 수 있다. 각각의 복조된 비트는 y'i(i=0, 1, ..., N-1)와 같이 표현될 수 있다. 수신 노드의 폴라 디코더(620)에서는, 각각의 복조된 비트들 y'i에 기초하여 출력 비트들 x'i(i=0, 1, ..., N-1)이 획득될 수 있다. 여기서, 출력 비트들 x'i은 송신 노드에서 폴라 인코더(610)에 입력된 입력 비트들 xi에 대응될 수 있다. 수신 노드의 폴라 디코더는, 폴라 인코더에서의 입력 비트들 및 코딩된 비트들 yi 간의 관계에 기초하여 송신 노드가 송신한 정보 비트들을 복원할 수 있다.
구체적으로는, 폴라 디코더는, 복조된 비트들 y'i로부터 출력 비트들 x'i을 획득할 수 있다. 출력 비트들 x'i 중 하나 이상의 출력 비트들은 프로즌 비트들에 대응될 수 있고, 하나 이상의 출력 비트들은 정보 비트들에 대응될 수 있고, 하나 이상의 출력 비트들은 패리티 비트들에 대응될 수 있다. 수신 노드는 폴라 디코더에서 출력되는 출력 비트들 x'i 중 패리티 비트들에 대응되는 출력 비트들을 이용하여, 정보 비트들에 대응되는 출력 비트들을 검증할 수 있다. 다르게 표현하면, 수신 노드는 폴라 디코더(620)에서 출력되는 출력 비트들 x'i(폴라 인코더(610)에서의 입력 비트들 xi에 대한 복원 결과에 해당)중 패리티 비트들에 대한 복원 결과를 사용하여, 정보 비트들에 대한 복원 결과를 검증할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 폴라 인코더(610)의 제2 실시예는 N이 8인 구조를 가질 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 폴라 인코더(610)를 구성하는 8개의 비트 채널들(또는 8개의 출력 노드들)은 폴라 인코더(610)의 구조에 기초하여 계산된 코딩된 비트들 yi(i=0, 1, ..., 7)을 출력할 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, 폴라 인코더(610)는 8개의 입력 비트들 xi에 기초하여, 8개의 코딩된 비트들 yi을 획득할 수 있다. 여기서, 8개의 입력 비트들 xi은 4개의 정보 비트들 ui(i=0, 1, 2, 3), 3개의 프로즌 비트들 및 1개의 패리티 비트 vi(i=0)를 포함할 수 있다. 4개의 정보 비트들 ui(i=0, 1, 2, 3)은 도 5a를 참조하여 설명한 폴라 인코더(510)에서와 동일 또는 유사한 위치에 입력될 수 있다. 1개의 패리티 비트 vi(i=0)는 하나 이상의 정보 비트 이후의 위치에 입력될 수 있고, 자신의 이전 위치에 입력되는 정보 비트(즉, u0)에 대한 검증을 위하여 정의될 수 있다.
도 6b를 참조하면, 폴라 디코더(620)의 제1 실시예는 N이 8인 구조를 가질 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 실시예는 이에 국한되지 않는다. N이 8인 구조를 가지는 폴라 디코더(620)는 8개의 비트 채널들에 대응되는 8개의 입력 노드들 및 8개의 출력 노드들을 가질 수 있다. 각각의 비트 채널(또는 각각의 입력 노드)에는 대응되는 복조된 비트 y'i(i=0, 1, ..., 7)가 입력될 수 있다. 수신 노드의 폴라 디코더(620)에서의 연산은 송신 노드의 폴라 인코더(610)에서의 연산의 역과정에 해당할 수 있다. 수신 노드의 폴라 디코더(620)는, 송신 노드의 폴라 인코더(610)에서의 입력 비트들 xi 및 코딩된 비트들 yi 간의 관계에 기초하여, 송신 노드가 송신한 정보 비트들 ui을 복원할 수 있다.
구체적으로, 폴라 디코더(620)는 8개의 복조된 비트 y'i들에 기초하여 출력 비트들 x'i을 획득할 수 있다. 8개의 출력 비트들 x'i 중 3개의 출력 비트들은 프로즌 비트들에 대응될 수 있고, 4개의 출력 비트들은 정보 비트들에 대응될 수 있고, 1개의 출력 비트는 패리티 비트에 대응될 수 있다. 이를테면, 8개의 출력 비트들 x'i 중 x'0, x'1 및 x'2는 프로즌 비트들에 대응될 수 있다. 한편, 8개의 출력 비트들 x'i 중 x'3, x'5, x'6 및 x'7은 정보 비트들 ui(i=0, 1, 2 및 3)에 대한 복원 결과(즉, u'0, u'1, u'2 및 u'3)에 해당할 수 있다. 한편, 8개의 출력 비트들 x'i 중 x'4는 패리티 비트 vi(i=0)에 대한 복원 결과(즉, v'0)에 해당할 수 있다. 수신 노드는 폴라 디코더(620)에 입력된 복조된 비트들 y'i에 기초하여 획득된 출력 비트들 x'i 중 정보 비트들의 복원 결과에 해당하는 x'3, x'5, x'6 및 x'7(즉, u'0, u'1, u'2 및 u'3)에 기초하여 정보 비트들(u0, u1, u2 및 u3)을 복원할 수 있다. 또한 수신 노드는 패리티 비트의 복원 결과에 해당하는 x'4(즉 v'0)에 기초하여 일부의 정보 비트에 대한 복원 결과에 해당하는 x'3(즉 u'0)를 검증할 수 있다. 만약 패리티 비트에 기초한 정보 비트의 검증 결과가 실패인 것으로 확인될 경우, 수신 노드는 디코딩이 정상적으로 수행되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
도 7은 통신 시스템에서 신호 송신 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
통신 시스템의 일 실시예에서, 제1 통신 노드는 폴라 부호 방식에 기초하여 정보 비트들을 인코딩하여 코딩된 비트들을 획득할 수 있고, 코딩된 비트들을 변조하여 제2 통신 노드로 송신할 수 있다. 여기서, 제1 통신 노드는 도 3을 참조하여 설명한 통신 노드와 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 통신 노드는 도 5a 또는 도 6a를 참조하여 설명한 송신 노드와 동일 또는 유사할 수 있다. 제2 통신 노드는 도 4를 참조하여 설명한 통신 노드와 동일 또는 유사할 수 있다. 제2 통신 노드는 도 5b 또는 도 6b를 참조하여 설명한 수신 노드와 동일 또는 유사할 수 있다. 이하, 도 7을 참조하여 통신 시스템에서 신호 송신 방법의 일 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 6b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, 폴라 인코더에서 인코딩되어 출력되는 부호 비트의 개수는 커널의 크기의 거듭제곱의 형태를 가지도록 제한될 수 있다. 이를테면, 과 같은 2차 정방 행렬이 커널로 활용될 경우, 코딩된 비트들의 개수(즉, 부호의 길이)는 2의 거듭제곱 형태로 제한될 수 있다. 한편, 무선 통신 시스템에서는 다양한 패킷이 한정된 전파자원을 공유하여 송신될 수 있기 때문에, 각 패킷에 할당되는 변조 심볼(modulated symbol)의 개수, 또는 변조 심볼의 개수에 대응되는 비트 수가 다양하게 변할 수 있다. 부호 비트의 길이를 할당된 변조 심볼의 개수(또는 비트 수)에 맞추어 주는 레이트 매칭(또는 율 정합) 등의 과정을 거쳐서 부호 비트를 송신할 경우, 일부 부호 비트들이 송신되지 못하거나 불필요한 부호 비트들이 송신될 수 있다. 이에 따라, 통신의 신뢰성 또는 효율성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
이를테면, 제1 통신 노드는 폴라 인코더에서 인코딩되어 출력되는 N개의 코딩된 비트들 중, 사용 가능한 변조 심볼들의 수에 기초하여 결정되는 제1 비트 수에 해당하는 일부의 코딩된 비트들만을 변조하여 송신할 수 있다. 이를테면, 통신 시스템의 일 실시예에서, 제1 통신 노드가 54개의 변조 심볼들을 통해 무선 신호를 송신할 수 있을 경우, 제1 통신 노드는 폴라 인코더에서 인코딩되어 출력된 128개의 코딩된 비트들(즉, 부호 비트들) 중 54*2=108개의 부호 비트만을 변조부에서 변조하여 송신하도록 동작할 수 있다. 이 경우, 108개를 제외한 20개의 비트들은 송신에서 누락될 수 있다.
복수의 비트 채널들(또는 합성 비트 채널들)로 구성되는 폴라 인코더에서 인코딩된 부호 비트들 중 일부의 부호 비트들이 송신에서 누락됨에 따라서(다르게 표현하면, 복수의 비트 채널들 중 일부가 천공됨에 따라서), 폴라 인코더의 비트 채널들 중 일부의 비트 채널들의 신뢰도가 저하될 수 있다. 통신의 신뢰성 및/또는 송신품질의 저하를 줄이기 위하여, 제1 통신 노드는 폴라 인코더를 구성하는 복수의 비트 채널들, 중 천공되었을 때 통신의 신뢰성이 저하되는 정도가 낮은 비트 채널들이 선택적으로 천공되도록 할 수 있다. 다르게 표현하면, 제1 통신 노드는 폴라 인코더를 구성하는 복수의 비트 채널들, 중 천공되었을 때 통신의 신뢰성이 저하되는 정도가 높은 비트 채널들이 천공되지 않도록 할 수 있다.
도 7에 도시된 단계들은, 폴라 인코더를 구성하는 비트 채널들 중 천공되는 비트 채널들(즉, 출력되는 부호 비트들이 변조 및 송신되지 않는) 비트 채널들을 선택하기 위한 동작들에 해당할 수 있다. 다르게 표현하면, 도 7에 도시된 단계들은, 폴라 인코더를 구성하는 비트 채널들 중 천공되지 않는 비트 채널들(즉, 출력되는 부호 비트들이 변조 및 송신되는) 비트 채널들을 선택하기 위한 동작들에 해당할 수 있다.
제1 통신 노드는 크기가 N인 폴라 인코더(즉, 비트 채널들의 수가 N개인)를 구성하는 N개의 비트 채널들의 인덱스들 i(i=0, 1, ..., N-1) 중에서, 정보 비트가 입력되는 하나 이상의 정보 비트 채널 인덱스들, 패리티 비트가 입력되는 하나 이상의 패리티 비트 채널 인덱스들, 및 프로즌 비트가 입력되는 하나 이상의 프로즌 비트 채널 인덱스들을 확인할 수 있다. 이를테면, 도 6a에 도시된 폴라 인코더의 제2 실시예에서, 정보 비트 채널 인덱스들은 i=3, 5, 6, 7일 수 있고, 패리티 비트 채널 인덱스는 i=4일 수 있고, 프로즌 비트 채널 인덱스들은 i=0, 1, 2일 수 있다.
제1 통신 노드는 정보 비트 채널 인덱스들 및 패리티 비트 채널 인덱스들에 기초하여, 제1 비트 채널 인덱스 집합 ()을 결정할 수 있다(S710). 여기서, 제1 비트 채널 인덱스 집합 은 정보 비트 채널 인덱스들 및 패리티 비트 채널 인덱스들을 모두 포함하는 집합으로 정의될 수 있다.
제1 통신 노드는 제1 비트 채널 인덱스 집합 의 원소들에 대한 연산에 기초하여, 제2 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다(S720). 제1 통신 노드는 수학식 1과 같은 연산에 기초하여, 제2 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다.
수학식 1을 참조하면, 제2 비트 채널 인덱스 집합 은 0 이상이고 N 미만인 k() 중에서, 하나 이상의 제1 비트 채널 인덱스 집합 의 원소 n()에 대하여 을 만족시키는 k의 집합으로 정의될 수 있다. 여기서, 는 '비트앤드 함수'와 같이 칭할 수 있다. 비트앤드 함수는, 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.
수학식 2를 참조하면, 비트앤드 함수는, 두 정수에 대한 비트별 AND 연산을 의미할 수 있다. 이를테면, 비트앤드 함수는, 이진수 형태로 표현되는 두 정수 a 및 b를 구성하는 각각의 비트 및 에 대한 AND 연산(즉, 곱연산)을 수행한 결과를 하나의 이진수로 결합한 것에 해당할 수 있다. 비트 및 가 모두 1일 때에는 비트 및 에 대한 곱연산의 결과가 1일 수 있고, 비트 및 중 적어도 하나가 0일 때에는 비트 및 에 대한 곱연산의 결과가 0일 수 있다.
S720 단계에서, 제1 통신 노드는 제1 비트 채널 인덱스 집합 의 원소들 각각에 대한 비트앤드 연산에 기초하여, 제2 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다. 제2 비트 채널 인덱스 집합 은 제1 비트 채널 인덱스 집합 을 부분집합으로서 포함할 수 있다. 또는, S720 단계에서, 제1 통신 노드는 도 8에 도시된 제1 알고리즘의 일 실시예와 동일 또는 유사한 알고리즘에 기초하여 제2 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다. 제1 알고리즘의 일 실시예에 대하여는, 이하 도 8을 참조하여 구체적으로 설명한다.
제1 통신 노드는 정보 비트 채널 인덱스들 및 패리티 비트 채널 인덱스들에 기초하여, 제3 비트 채널 인덱스 집합 ()을 결정할 수 있다(S730). 여기서, 제3 비트 채널 인덱스 집합 은 천공되었을 때 제1 비트 채널 인덱스 집합 에 속하는 비트 채널들(즉, 정보 비트 또는 패리티 비트가 입력되는 비트 채널들)의 신뢰도 또는 전송 품질이 상대적으로 크게 저하되는 인덱스들을 포함하도록 결정될 수 있다. 이를테면, 제3 비트 채널 인덱스 집합 은 제1 비트 채널 인덱스 집합 에 속하는 비트 채널들에 인접한 비트 채널들로 결정될 수 있다. 제3 비트 채널 인덱스 집합 에 속하는 비트 채널들은 제1 비트 채널 인덱스 집합 에 속하는 비트 채널들에 대한 보호 구간의 역할을 할 수 있다.
제1 통신 노드는 제2 비트 채널 인덱스 집합 및 제3 비트 채널 인덱스 집합 에 기초하여, 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다(S740). 제1 통신 노드는 수학식 3과 동일 또는 유사한 연산에 기초하여 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다.
수학식 3을 참조하면, 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 은 제2 비트 채널 인덱스 집합 및 제3 비트 채널 인덱스 집합 의 합집합으로 결정될 수 있다. 여기서, 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 은 제1 통신 노드가 사용 가능한 변조 심볼들의 수에 기초하여 결정되는 제1 비트 수와 동일한 개수의 원소들을 가지도록 설정될 수 있다.
이를테면, 통신 시스템의 일 실시예에서, 제1 통신 노드가 54개의 변조 심볼들을 통해 무선 신호를 송신할 수 있을 경우, 제1 통신 노드는 폴라 인코더에서 인코딩되어 출력된 128개의 코딩된 비트들(즉, 부호 비트들) 중 54*2=108개의 부호 비트만을 변조부에서 변조하여 송신하도록 동작할 수 있다. 이 경우, 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 은 제1 비트 수(108개)와 동일한 개수의 원소들을 가지도록 설정될 수 있다. 다르게 표현하면, S730 단계에서 결정되는 제3 비트 채널 인덱스 집합 의 원소 개수는, S740 단계에서 결정되는 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 이 제1 비트 수와 동일한 개수의 원소들을 가지게 되도록 결정될 수 있다.
제1 통신 노드는 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 의 원소들에 대한 반복 루프 연산에 기초하여, 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다(S750). 제1 통신 노드는 도 9에 도시된 제2 알고리즘의 일 실시예와 동일 또는 유사한 알고리즘에 기초하여 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다. 제2 알고리즘의 일 실시예에 대하여는, 이하 도 9를 참조하여 구체적으로 설명한다.
S750 단계에서 결정된 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 은, 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 과 동일한 개수의 원소들을 가질 수 있다. 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 은 폴라 인코더를 구성하는 비트 채널들 중 천공되지 않을 비트 채널들(즉, 출력되는 부호 비트들이 변조 및 송신될) 비트 채널들의 인덱스에 해당할 수 있다. 제1 통신 노드는 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 에 속하는 인덱스들에 대응되는 비트 채널들에서 출력되는 부호 비트들을 변조하여 제2 통신 노드로 전송할 수 있다(S760). 즉, 제1 통신 노드는 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 에 속하지 않는 인덱스들에 대응되는 비트 채널들에서 출력되는 부호 비트들은 변조하지 않고, 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 에 속하는 인덱스들에 대응되는 비트 채널들에서 출력되는 부호 비트들만을 변조하여 변조 심볼을 생성할 수 있다. 다르게 표현하면, 제1 통신 노드는 제2 통신 노드로 전송할 변조 심볼을 생성함에 있어서, 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 에 속하지 않는 인덱스들에 대응되는 비트 채널들이 천공되도록 동작할 수 있다.
도 7을 참조하여는 송신 노드에 해당하는 제1 통신 노드의 동작을 설명하였다. 한편, 수신 노드에 해당하는 제2 통신 노드 역시 S710 단계 내지 S750 단계와 동일 또는 유사한 동작들에 기초하여, 제1 통신 노드에서 천공된 비트 채널들 및 천공되지 않은 비트 채널들을 구별하는 동작을 수행할 수 있다. 제2 통신 노드는 S710 단계 내지 S750 단계와 동일 또는 유사한 동작들에 기초하여, 제2 수신 비트 채널 인덱스 집합을 결정할 수 있다. 제2 통신 노드는 무선 채널을 통하여 수신되는 무선 신호를 복조하여 복조된 비트들을 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 복조된 비트들의 수는, 폴라 디코더의 비트 채널들의 수보다 적을 수 있다. 제2 통신 노드는 폴라 디코더를 이용하여 복조된 비트들에 대한 디코딩을 수행함에 있어서, 폴라 디코더의 비트 채널들 중, 제2 수신 비트 채널 인덱스 집합에 속하는 인덱스들에 대응되는 비트 채널들에, 복조된 비트들을 입력할 수 있다. 제2 수신 비트 채널 인덱스 집합에 속하지 않는 인덱스들에 대응되는 나머지 비트 채널들의 경우, 프로즌 비트들에 대응되는 것으로 간주될 수 있다.
도 8은 통신 시스템에서 제2 비트 채널 인덱스 집합의 결정을 위한 제1 알고리즘의 일 실시예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8을 참조하면, 통신 시스템의 제1 통신 노드는 도 8에 도시된 제1 알고리즘의 일 실시예에 기초하여, 도 7을 참조하여 설명한 제1 비트 채널 인덱스 집합 으로부터 제2 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다. 제1 알고리즘을 위하여, 제1 통신 노드는 제1 비트 채널 인덱스 집합 를 길이가 N인 제1 비트맵 로 표현할 수 있다. 제1 비트맵 은, 의 m번째 비트 에 대하여, 일 때 이고, 그렇지 않은 경우 이 되도록 정의될 수 있다. 한편, 제1 통신 노드는 제1 알고리즘에 의해 결정되는, 길이가 N인 제2 비트맵 에 기초하여 제2 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다. 제2 비트맵 은 모든 비트들의 초기값이 0값을 가지도록 설정될 수 있다.
구체적으로, 제1 알고리즘은 변수 n의 초기값을 0으로 설정하는 것으로 시작될 수 있다(S810). 제1 통신 노드는 S810 단계에서 0으로 설정된 변수 n의 값이 증가하며 N에 도달하기 전까지(S820), S830 단계 내지 S890 단계에 따른 반복 루프 연산을 수행할 수 있다.
제1 통신 노드는 n번째 회차에서, (즉 )인지 여부를 확인할 수 있다(S830). S830 단계에서 이 아닐 경우, n번째 회차에 대한 연산은 종료되고(S880), n+1번째 회차에 대한 S830 단계 내지 S880 단계에 따른 연산들이 수행될 수 있다. 한편, S830 단계에서 일 경우, 제1 통신 노드는 변수 k의 초기값을 n으로 설정할 수 있다(S835). 제1 통신 노드는 S835 단계에서 n으로 설정된 변수 k의 값이 증가하며 N에 도달하기 전까지(S840), S850 단계 내지 S870 단계에 따른 반복 루프 연산을 수행할 수 있다.
제1 통신 노드는 k번째 회차에서, 인지 여부를 확인할 수 있다(S850). S850 단계에서 이 아닐 경우, k번째 회차에 대한 연산은 종료되고(S860), k+1번째 회차에 대한 S850 단계 내지 S860 단계에 따른 연산들이 수행될 수 있다. 한편, S850 단계에서 일 경우, 제1 통신 노드는 제2 비트맵 의 k번째 비트의 값을 1로 설정할 수 있다(즉, )(S855). 이후, k번째 회차에 대한 연산은 종료되고(S860), k+1번째 회차에 대한 S850 단계 내지 S850 단계에 따른 연산들이 수행될 수 있다.
만약 k번째 회차에서 k가 N-1일 경우, k+1번째 회차에 대한 연산은 수행되지 않을 수 있고(S870), 이어서 n번째 회차에 대한 연산은 종료되고(S880), n+1번째 회차에 대한 S830 단계 내지 S880 단계에 따른 연산들이 수행될 수 있다. 만약 n번째 회차에서 n이 N-1일 경우, n+1번째 회차에 대한 연산은 수행되지 않을 수 있고(S880), 제1 알고리즘은 종료될 수 있다(S890).
제1 통신 노드는 S890 단계에 따라 제1 알고리즘이 종료되는 시점에서 결정된 제2 비트맵 에 기초하여 제2 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다. 이를테면, 제2 비트 채널 인덱스 집합 는 의 m번째 비트 에 대하여, 일 때 이고, 일 때 이도록 결정될 수 있다.
도 9는 통신 시스템에서 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합의 결정을 위한 제2 알고리즘의 일 실시예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9를 참조하면, 통신 시스템의 제1 통신 노드는 도 9에 도시된 제2 알고리즘의 일 실시예에 기초하여, 도 7을 참조하여 설명한 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 으로부터 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다. 도 9에 도시된 제2 알고리즘은, 도 7을 참조하여 설명한 S750 단계의 동작에 대응될 수 있다.
구체적으로, 제2 알고리즘은 제1 송신 비트 채널 인덱스 집합 에 기초하여, 길이가 N인 제3 비트맵 을 정의하는 것으로 시작될 수 있다(S910). 제3 비트맵 은, 의 i번째 비트 ()에 대하여, 일 때 이고, 그렇지 않은 경우(즉, 일 때) 이 되도록 정의될 수 있다. 한편, 제2 알고리즘에서 제3 비트맵 에 기초하여 결정되는 제4 비트맵 이 사용될 수 있다. 제4 비트맵 은 모든 비트들의 초기값이 0값을 가지도록 설정될 수 있다. 제2 알고리즘에서, 제3 비트맵 은 제4 비트맵 에 기초하여 갱신될 수 있고, 제2 알고리즘에 따라 갱신된 제3 비트맵 에 기초하여 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 이 결정될 수 있다.
제1 통신 노드는 변수 m의 초기값을 N/2로 설정할 수 있다(S915). 제1 통신 노드는 S915 단계에서 N/2로 설정된 변수 m의 값이 1 이상인 동안(S920), S925 단계 내지 S980 단계에 따른 반복 루프 연산을 수행할 수 있다. 제1 통신 노드는 m번째 회차에서, 변수 i의 초기값을 0으로 설정할 수 있다(S925). 제1 통신 노드는 S925 단계에서 0으로 설정된 변수 i의 값이 증가하며 N에 도달하기 전까지(S930), S940 단계 내지 S960 단계에 따른 반복 루프 연산을 수행할 수 있다.
제1 통신 노드는 i번째 회차에서, 인지 여부를 확인할 수 있다(S940). S940 단계에서 일 경우, i번째 회차에 대한 연산은 종료되고(S950), i+1번째 회차에 대한 S940 단계 내지 S950 단계에 따른 연산들이 수행될 수 있다(S955). 한편, S940 단계에서 일 경우, 제1 통신 노드는 수학식 4와 같은 연산에 따라서 제4 비트맵 을 갱신할 수 있다.
수학식 4를 참조하면, 제1 통신 노드는 제3 비트맵 의 i-m번째 비트() 및 i번째 비트()에 기초하여 제4 비트맵 의 i-m번째 비트() 및 i번째 비트()의 값을 설정할 수 있다. 구체적으로는, 제1 통신 노드는 및 중 작은 값(또는, 크지 않은 값)을 의 값으로 결정할 수 있다(S945). 한편, 제1 통신 노드는 및 중 큰 값(또는, 작지 않은 값)을 의 값으로 결정할 수 있다(S946). 이후, i번째 회차에 대한 연산은 종료되고(S950), i+1번째 회차에 대한 S940 단계 내지 S950 단계에 따른 연산들이 수행될 수 있다(S955). 만약 i번째 회차에서 i가 N-1일 경우, i+1번째 회차에 대한 연산은 수행되지 않을 수 있다(S960).
제1 통신 노드는, S930 단계 내지 S960 단계에 따른 반복 루프 연산이 종료된 시점의 제4 비트맵 에 기초하여 제3 비트맵 을 갱신할 수 있다(S970). 이후, 제1 통신 노드는 변수 m의 값을 절반으로 줄일 수 있다(S975). 다르게 표현하면, 제1 통신 노드는 m/2번째 회차에 대한 S920 단계 내지 S970 단계에 따른 연산들을 수행할 수 있다. 만약 m번째 회차에서 m이 1일 경우, m/2번째 회차에 대한 연산은 수행되지 않을 수 있다(S980).
제1 통신 노드는, S920 단계 내지 S980 단계에 따른 반복 루프 연산이 종료된 시점의 제3 비트맵 에 기초하여 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 을 결정할 수 있다(S990). 이를테면, 제2 송신 비트 채널 인덱스 집합 는 의 i번째 비트 에 대하여, 일 때 이고, 일 때 이도록 결정될 수 있다.
무선 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 가용 무선 자원량 제한으로 인해 폴라 부호 방식에 따라 인코딩되는 부호 비트들 중 일부가 변조 및 송신되지 않고 누락되는 경우에 발생하는 신뢰도 저하, 전송품질 저하 등의 문제가 최소화될 수 있다.
무선 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 폴라 인코더의 비트 채널들 중 일부로부터 출력되는 신호들이 천공되어 송수신될 수 있다. 여기서, 비트들이 천공되는 위치(또는 출력되는 부호 비트들이 천공되는 비트 채널들의 위치)가 효율적으로 결정될 수 있다.
다만, 무선 통신 시스템에서의 신호 송수신 방법 및 장치의 실시예들이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 본 출원의 명세서 상에 기재된 구성들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

  1. 통신 시스템에서 제1 통신 노드의 신호 송신 방법으로서,
    상기 제1 통신 노드의 폴라 인코더의 복수의 비트 채널 인덱스들 중, 하나 이상의 정보 비트 채널 인덱스들 및 하나 이상의 패리티 비트 채널 인덱스들을 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 정보 비트 채널 인덱스들 및 상기 하나 이상의 패리티 비트 채널 인덱스들에 기초하여, 제1 인덱스 집합을 결정하는 단계;
    상기 제1 인덱스 집합의 원소들에 대한 반복 루프 연산에 기초하여, 제2 인덱스 집합을 결정하는 단계;
    상기 폴라 인코더에서 수행되는 인코딩 동작의 결과에 기초하여 획득되는 부호 비트들 중, 상기 제2 인덱스 집합에 포함되는 복수의 인덱스들에 대응되는 복수의 부호 비트들을 변조하여 무선 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 무선 신호를 제2 통신 노드로 송신하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 인덱스 집합의 크기는, 상기 제1 통신 노드가 사용 가능한 변조 심볼들의 수에 기초하여 결정되는, 신호 송신 방법.
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