WO2023090475A1 - 극 부호의 고속 복호 방법 및 장치 - Google Patents

극 부호의 고속 복호 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023090475A1
WO2023090475A1 PCT/KR2021/016870 KR2021016870W WO2023090475A1 WO 2023090475 A1 WO2023090475 A1 WO 2023090475A1 KR 2021016870 W KR2021016870 W KR 2021016870W WO 2023090475 A1 WO2023090475 A1 WO 2023090475A1
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node
syndrome
child node
decoding
channel
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PCT/KR2021/016870
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김봉회
하정석
오경목
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엘지전자 주식회사
한국과학기술원
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    • H03M13/05—Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/13—Linear codes
    • H03M13/15—Cyclic codes, i.e. cyclic shifts of codewords produce other codewords, e.g. codes defined by a generator polynomial, Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes
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    • H03M13/37—Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35
    • H03M13/45—Soft decoding, i.e. using symbol reliability information

Definitions

  • the present invention relates to a communication system and to a method and apparatus for receiving information. Specifically, the present invention relates to a high-speed decoding method of polar codes and an apparatus using the same.
  • a polar code is a code known to achieve channel capacity in a discrete memoryless symmetric channel, and is receiving a lot of attention as a core technology of 5G mobile communication standards.
  • the polar code is designed using the characteristics of channel polarization through repeated connection of short kernel codes, and transmits information bits to a channel with high reliability using the reliability of the polarized bit channel through channel polarization. , In a channel with low reliability, it is set as a freeze bit shared by the sender and receiver in advance.
  • the polar code is decoded through a recursive successive cancellation decoder, successive cancellation list decoder, or belief propagation decoder.
  • An object of the present invention is to provide a method for improving the performance of a variable code rate polar code, a method for transmitting and receiving a signal using the same, and an apparatus therefor.
  • a method for processing a signal by a receiving device in a communication system comprising: receiving an encoded bit sequence; and decoding the coded bit sequence in a direction from the highest node to the lowest node based on a binary tree structure, wherein in the decoding step, based on the fact that the syndrome of the parent node satisfies a predetermined condition, A method is provided in which the decoding process is omitted and the decoding process for the child node is performed based on the fact that the syndrome of the parent node does not satisfy a predetermined condition.
  • a receiving device used in a communication system includes at least one radio frequency unit; at least one processor; and at least one computer memory operatively connected to the at least one processor and, when executed, causing the at least one processor to perform an operation, the operation comprising: encoding receiving a bit sequence; and decoding the coded bit sequence in a direction from the highest node to the lowest node based on a binary tree structure, wherein in the decoding step, based on the fact that the syndrome of the parent node satisfies a predetermined condition, A decoding process is omitted, and a decoding process for the child node is performed based on the fact that the syndrome of the parent node does not satisfy a predetermined condition.
  • an apparatus used for a receiving apparatus includes at least one processor; and at least one computer memory operatively connected to the at least one processor and, when executed, causing the at least one processor to perform operations, the operations comprising: receiving a bit sequence; and decoding the coded bit sequence in a direction from the highest node to the lowest node based on a binary tree structure, wherein in the decoding step, based on the fact that the syndrome of the parent node satisfies a predetermined condition, A decoding process is omitted, and a decoding process for the child node is performed based on the fact that the syndrome of the parent node does not satisfy a predetermined condition.
  • a computer readable storage medium comprising at least one computer program which, when executed, causes at least one processor to perform operations, the operations comprising: an encoded bit sequence; receiving; and decoding the coded bit sequence in a direction from the highest node to the lowest node based on a binary tree structure, wherein in the decoding step, based on the fact that the syndrome of the parent node satisfies a predetermined condition, A decoding process is omitted, and a decoding process for the child node is performed based on the fact that the syndrome of the parent node does not satisfy a predetermined condition.
  • all syndromes of the parent node may be zero.
  • the syndrome of the parent node may be determined based on the following equation.
  • ⁇ represents a syndrome
  • Represents a hard-determination result denotes an N*N-dimensional polar code matrix
  • Z denotes a k*N-dimensional pre-coding matrix.
  • V may have the following structure:
  • V1 is an n f1 *N/2-dimensional limiting matrix
  • V2 and V3 are n f2 *N/2-dimensional limiting matrices
  • n fi represents the sum of the freezing and parity lengths of child node i.
  • ⁇ i is the syndrome of i of the child node, is an N/2*N/2-dimensional polar code matrix, and ⁇ 1 is the bit decision value of child node 1.
  • variable code rate polar codes can be improved.
  • a method and apparatus using the same may be provided.
  • 1 is a block diagram for a polar code encoder.
  • 3 illustrates N-th level channel combining for polar codes.
  • 5 illustrates a binary tree structure for decoding.
  • FIG. 6 illustrates a node structure used for conventional high-speed decoding.
  • FIG. 7 and 8 illustrate a high-speed decoding method according to an example of the present invention.
  • FIG 9 illustrates a signal processing procedure according to an example of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates an encoding process and a decoding process in an existing LTE system.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency
  • MC-FDMA division multiple access
  • MC-FDMA multi carrier frequency division multiple access
  • UTRA Universal Terrestrial Radio Access
  • CDMA2000 Code Division Multiple Access 2000
  • TDMA may be implemented in radio technologies such as Global System for Mobile communication (GSM), General Packet Radio Service (GPRS), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) (i.e., GERAN), and the like.
  • OFDMA may be implemented in wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (WiFi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE802-20, and evolved-UTRA (E-UTRA).
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • WiFi WiFi
  • WiMAX IEEE 802.16
  • E-UTRA evolved-UTRA
  • UTRA is part of Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • 3GPP LTE adopts OFDMA in downlink (DL) and adopts SC-FDMA in uplink (UL).
  • LTE-advanced is an evolved form of 3GPP LTE.
  • LTE-A LTE-advanced
  • LTE/LTE-A and NR 3GPP-based communication system
  • the technical features of the present invention are not limited thereto.
  • a mobile communication system corresponding to a 3GPP LTE/LTE-A/NR system except for items specific to 3GPP LTE/LTE-A/NR, other It is also applicable to any mobile communication system.
  • the expression "assumed" by the device may mean that the subject transmitting the channel transmits the channel in accordance with the "assumed”. This may mean that the subject receiving the channel receives or decodes the channel in a form conforming to the "assumption" on the premise that the channel is transmitted in accordance with the "assumption”.
  • the UE may be fixed or mobile, and various devices that transmit and receive user data and/or various control information by communicating with a base station (BS) belong to this category.
  • BS Base Station
  • UE Terminal Equipment
  • MS Mobile Station
  • MT Mobile Terminal
  • UT User Terminal
  • SS Subscribe Station
  • wireless device PDA (Personal Digital Assistant), wireless modem
  • a handheld device etc.
  • a BS generally refers to a fixed station that communicates with a UE and/or other BSs, and exchanges various data and control information with the UE and other BSs.
  • a BS may be called other terms such as an advanced base station (ABS), a node-B (NB), an evolved-nodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, or a processing server (PS).
  • ABS advanced base station
  • NB node-B
  • eNB evolved-nodeB
  • BTS base transceiver system
  • gNB new radio access technology network
  • a base station is collectively referred to as a BS regardless of the type or version of communication technology.
  • a node refers to a fixed point capable of transmitting/receiving a radio signal by communicating with a UE.
  • BSs of various types can be used as nodes regardless of their names.
  • a BS, NB, eNB, pico-cell eNB (PeNB), home eNB (HeNB), relay, repeater, and the like may be nodes.
  • a node may not be a BS.
  • it may be a radio remote head (RRH) or a radio remote unit (RRU).
  • RRH, RRU, etc. generally have a power level lower than that of the BS.
  • RRH or less than RRU, RRH/RRU is generally connected to the BS through a dedicated line such as optical cable. Cooperative communication by can be performed smoothly.
  • At least one antenna is installed in one node.
  • the antenna may mean a physical antenna, an antenna port, a virtual antenna, or an antenna group.
  • a node is also called a point.
  • a cell refers to a certain geographical area in which one or more nodes provide communication services. Therefore, in the present invention, communicating with a specific cell may mean communicating with a BS or node that provides a communication service to the specific cell.
  • the downlink/uplink signal of a specific cell means a downlink/uplink signal from/to a BS or node providing a communication service to the specific cell.
  • a cell providing an uplink/downlink communication service to a UE is specifically referred to as a serving cell.
  • the channel state/quality of a specific cell means the channel state/quality of a channel or communication link formed between a BS or node providing a communication service to the specific cell and a UE.
  • a UE transmits a downlink channel state from a specific node through cell-specific reference signal (CRS) resources transmitted by an antenna port (s) of the specific node to the specific node, and / or CSI-RS (Channel State Information Reference Signal) can be measured using CSI-RS (s) transmitted on resources.
  • CRS cell-specific reference signal
  • CSI-RS Channel State Information Reference Signal
  • 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.
  • a "cell” of a geographic area may be understood as a coverage in which a node can provide a service using a carrier, and a "cell" of a radio resource is a bandwidth, which is a frequency range configured by the carrier ( bandwidth, BW).
  • Downlink coverage which is a range in which a node can transmit valid signals
  • uplink coverage which is a range in which valid signals can be received from a UE, depend on the carrier wave carrying the corresponding signal. It is also associated with the coverage of a "cell”. Therefore, the term "cell” can sometimes be used to mean coverage of a service by a node, sometimes a radio resource, and sometimes a range over which a signal using the radio resource can reach with effective strength.
  • a "cell” associated with radio resources is defined as a combination of downlink resources (DL resources) and uplink resources (UL resources), that is, a combination of a DL component carrier (CC) and a UL CC.
  • a cell may be configured with only DL resources or a combination of DL and UL resources.
  • system information It can be.
  • SIB2 system information block type 2
  • the carrier frequency may be equal to the center frequency of each cell or CC.
  • a cell operating on a primary frequency is referred to as a primary cell (Pcell) or PCC
  • a cell operating on a secondary frequency is referred to as a secondary cell (secondary cell).
  • cell, Scell) or SCC A carrier corresponding to a Pcell in downlink is referred to as a downlink primary CC (DL PCC)
  • DL PCC downlink primary CC
  • DL PCC downlink primary CC
  • DL PCC UL primary CC
  • a Scell refers to a cell that can be set after a Radio Resource Control (RRC) connection establishment is made and can be used to provide additional radio resources.
  • RRC Radio Resource Control
  • the Scell and the Pcell may form a set of serving cells for the UE.
  • a carrier corresponding to the Scell in downlink is referred to as a DL secondary CC (DL SCC)
  • DL SCC DL secondary CC
  • UL SCC UL secondary CC
  • the 3GPP-based communication standard includes downlink physical channels corresponding to resource elements carrying information originating from higher layers, and downlink resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from higher layers.
  • Physical signals are defined.
  • a physical downlink shared channel (PDSCH), a physical broadcast channel (PBCH), a physical multicast channel (PMCH), a physical control format indicator channel (physical control format indicator channel (PCFICH), physical downlink control channel (PDCCH), and physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) are defined as downlink physical channels
  • a reference signal and a synchronization signal is defined as downlink physical signals.
  • a reference signal (RS) also referred to as a pilot, means a signal of a predefined special waveform known to the BS and the UE.
  • a cell specific RS (cell specific RS), a UE- A specific RS (UE-specific RS, UE-RS), a positioning RS (PRS), and a 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 higher layers, and uplink resource elements used by the physical layer but not carrying information originating from higher layers. It defines physical signals. For example, a physical uplink shared channel (PUSCH), a physical uplink control channel (PUCCH), and a physical random access channel (PRACH) are used as uplink physical channels.
  • a demodulation reference signal (DMRS) for an uplink control / data signal and a sounding reference signal (SRS) used for uplink channel measurement are defined.
  • Physical Downlink Control CHannel / Physical Control Format Indicator CHannel (PCFICH) / Physical Hybrid Automatic Retransmit Request Indicator CHannel (PHICH) / Physical Downlink Shared CHannel (PDSCH) are Downlink Control Information (DCI) / CFI ( Control Format Indicator) / downlink ACK / NACK (ACKnowlegement / Negative ACK) / means a set of time-frequency resources or a set of resource elements carrying downlink data
  • DCI Downlink Control Information
  • CFI Control Format Indicator
  • ACK / NACK ACKnowlegement / Negative ACK
  • PUCCH Physical Uplink Control CHannel
  • PUSCH Physical Uplink Shared CHannel / PRACH (Physical Random Access CHannel) means a set of time-frequency resources or a set of resource elements carrying UCI (Uplink Control Information) / uplink data / random access signal, respectively.
  • PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH or a time-frequency resource or resource element (RE) assigned to or belonging to PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH / PUCCH / PUSCH / PRACH RE or PDCCH /PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH resource.
  • the expression that the user equipment transmits PUCCH/PUSCH/PRACH is uplink control information/uplink data on or through PUSCH/PUCCH/PRACH, respectively.
  • the expression that the BS transmits PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH transmits downlink data / control information on or through PDCCH / PCFICH / PHICH / PDSCH, respectively. It is used in the same sense as sending.
  • 3GPP LTE / LTE-A standard documents for example, 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321 and 3GPP TS 36.331, 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. can be referred to.
  • 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. can be referred to.
  • the principle of encoding and decoding using polar codes and polar codes is 'E.
  • next-generation communication As more and more communication devices require greater communication capacity, a need for improved mobile broadband communication compared to conventional radio access technology (RAT) has emerged.
  • RAT radio access technology
  • massive MTC that connects multiple devices and objects to provide various services anytime, anywhere is also one of the major issues to be considered in next-generation communication.
  • communication system design considering service/UE sensitive to reliability and latency is being discussed.
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communication
  • 3GPP is conducting a study on a next-generation mobile communication system after EPC.
  • the corresponding technology is referred to as new RAT (NR) or 5G RAT.
  • NR offers better speed and coverage than current 4G, operates in a high frequency band, and provides speeds of up to 1 Gb/s for tens of connections or tens of Mb/s for tens of thousands of connections. What is required to do In order to meet the requirements of such an NR system, introduction of a coding scheme more advanced than the existing coding scheme is being discussed. Since data communication takes place in an imperfect channel environment, channel coding plays an important role in achieving higher data rates for fast and error-free communication. The selected channel code must have excellent block error ratio (BLER) performance over a specific range of block lengths and code rates.
  • BLER block error ratio
  • eMBB Massive IoT
  • URLLC Ultra-high reliability and low latency, such as industrial automation, driverless cars, remote surgery, and smart grids.
  • the polar code is a code that provides a new framework that can solve the problems of existing channel codes, and was invented by Arikan of Bikent University (Reference: 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).
  • Polar codes are mathematically proven, first capacity-achieving codes with low encoding and decoding complexity.
  • the polar code outperforms the turbo code at large block lengths with no error stream present.
  • channel coding using polar codes is referred to as polar (en)coding.
  • Polar codes are known as codes that can achieve the 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 that can achieve channel capacity if the size N of the code is infinitely increased. Polar codes have low encoding and decoding complexity and can be successfully decoded.
  • a polar code is a kind of linear block error correction code, and recursive multiple concatenation is the basic building block for a polar code and is the basis for code construction. A physical transformation of the channel to transform physical channels into virtual channels takes place, and this transformation is based on a recursive number of concatenations.
  • 1 is a block diagram for a polar code encoder.
  • FIG. 1(a) shows a base module of polar codes, and is a diagram illustrating first-level channel combining for polar coding in particular.
  • W2 means a binary discrete non-memory channel (B-DMC), W, and all equivalent channels obtained by combining the two.
  • u1 and u2 are binary-input source bits
  • y1 and y2 are output coded bits.
  • Channel combining is a process of concatenating B-DMC channels in parallel.
  • Figure 1(b) shows the base matrix F for the base module, and the binary-input source bits u1 and u2 to the base matrix F and the corresponding outputs x1 and x2 have the following relationship.
  • Channel W2 can achieve the highest rate symmetrical capacity I(W).
  • the symmetric capacity is an important parameter, and the symmetric capacity is used for measuring the rate, which is the highest rate at which reliable communication can occur across the channel W.
  • B-DMC can be defined as follows.
  • channel polarization is the process of using N independent copies of a given B-DMC W to create a second set of N channels ⁇ W N (i) : 1 ⁇ i ⁇ N ⁇ , the effect of channel polarization being N
  • all symmetric capacitance terms ⁇ I(W N (i) ) ⁇ tend to be 0 or 1 except for the vanishing fraction of indices i.
  • the concept behind channel polarization in polar codes is N copies (i.e. N transmissions) of a channel with symmetric capacity of I(W) (i.e. additive white Gaussian noise channel). s) into extreme channels with capacities close to 1 or 0.
  • Channel polarization consists of two phases: the channel combining phase and the channel splitting phase.
  • FIG. 2 illustrates concepts of channel combining and channel splitting for channel polarization.
  • a vector channel W vec given by W N X N ⁇ Y N can be output.
  • N 2 n
  • n is an integer greater than or equal to 0.
  • Combining the two copies gives the channel W 2 : X 2 ⁇ Y 2 .
  • the transitional probability of this new channel W 2 can be expressed by the following equation.
  • a single copy of channel W 4 can be obtained by combining the two copies of W 2 .
  • This regression can be expressed by W 4 : X 4 ⁇ Y 4 with the following transition probability.
  • G N is a generator matrix of size N.
  • G 2 corresponds to the base matrix F shown in FIG. 1(b).
  • G 4 can be represented by the following matrix.
  • each B-DMC can be expressed in a recursive form. That is, G N can be expressed by the following equation.
  • the bit-reversal interleaver may not be included in the transmitting end.
  • the relationship of Equation 6 is shown in FIG. 3 .
  • 3 illustrates N-th level channel combining for polar codes.
  • Channel splitting may be expressed as a channel transition probability as in the following equation.
  • Channel polarization has the following properties:
  • channels ⁇ W N (i) ⁇ are polarized in the sense that Indices such that I(W N (i) ) ⁇ (1- ⁇ ,1] as N goes to infinity through powers of 2 for any fixed ⁇ 0,1 ⁇
  • the fraction of i ⁇ 1,...,N ⁇ goes to I(W)
  • the fraction of I(W N (i) ) ⁇ [0, ⁇ ) goes to 1-I(W). Therefore, if N ⁇ , the channels are either completely noise or polarized freely in noise, and these channels can be known exactly at the transmitting end. Thus, it is possible to fix bad channels and transmit non-high quality bits on good channels.
  • the input of the polar encoder is divided into a bit channel to which information data is mapped and a bit channel to which it is not.
  • input bit channels can be divided into a noiseless channel and a noise channel as the codeword of the polar code goes to infinity. Accordingly, channel capacity can be obtained by assigning information to noise-free bit channels.
  • a bit channel to which data bits are allocated is referred to as 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 referred to as a frozen bit channel, and encoding is performed by inputting a known value (eg, 0) to the frozen bit channel. Any value known to the transmitting end and the receiving end may be mapped to the frozen bit channel.
  • a codeword bit (i.e., output bit) position corresponding to an input bit position that is not allocated to an information bit may be punctured.
  • C(W i ) is the capacity of the channel W i , and corresponds to the reliability of channels that polar-signed input bits will experience. Assuming that channel capacities corresponding to input bit positions of polar signs are as shown in FIG. 4 , reliability of input bit positions can be ranked as shown in FIG. 4 .
  • the transmission device converts the 4 bits constituting the data to 4 input bit positions having a high channel capacity among 8 input bit positions of a polar code (i.e., FIG. 4 input bit positions U 1 to U 8 (input bit positions indicated by U 4 , U 6 , U 7 , and U 8 ) are allocated, and the remaining input bit positions are frozen.
  • the generator matrix G 8 corresponding to the polar code of FIG. 4 is as follows. The generator matrix G 8 can be obtained based on Equation 6.
  • Input bit positions indicated as U 1 to U 8 in FIG. 4 correspond to rows from the uppermost row to the lowermost row of G 8 on a one-to-one basis. Referring to FIG. 4 , it can be seen that an input bit corresponding to U 8 affects all output coded bits. On the other hand, it can be seen that the input bit corresponding to U 1 affects only Y 1 among output coded bits. Referring to Equation 8, when the binary-input source bits U 1 to U 8 and G 8 are multiplied, the row that causes the corresponding input bit to appear in all output bits is all elements of the rows of G 8 The row with 1 is the lowest row [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1].
  • the row that makes the corresponding binary-input source bit appear only in one output bit is a row in which one element of the rows of G 8 is 1, that is, [1, 0, 0, 0 whose row weight is 1]. , 0, 0, 0, 0].
  • the input bits corresponding to that row are reflected in two output bits.
  • U 1 to U 8 correspond to the rows of G 8 on a one-to-one basis, and input positions of U 1 to U 8 , that is, to distinguish the input positions in the rows of G 8 Bit indices may be assigned.
  • bit indices are sequentially allocated from bit indices 0 to N ⁇ 1, starting from the top row having the smallest row weight for N input bits to G N .
  • bit index 0 is assigned to the input position of U 1 , that is, the first row of G 8
  • bit index 7 is assigned to the input position of U 8 , that is, the last row of G 8 .
  • bit indices may be assigned differently. For example, bit indices 0 to N-1 may be assigned starting from the lowest row having the largest row weight.
  • bit indices 0 to N-1 from the first column having the largest column weight to the last column having the smallest column weight among the columns of G N , or It can be assumed that bit indices 1 through N are assigned.
  • bit index sequence a sequence obtained by arranging the bit positions in ascending or descending order of reliability. That is, the bit index sequence represents the reliability of the input or output bit positions of the polar code in ascending or descending order.
  • the transmitting device inputs information bits to input bits with high reliability based on the input bit index sequence and performs encoding using a polar code, and the receiving device uses the same or corresponding input bit index sequence to assign information bits.
  • the input positions or the input positions to which the freeze bit is assigned can be known. That is, the receiving device may perform polar decoding using the same or corresponding input bit index sequence as the input bit index sequence used by the transmitting device and a corresponding polar code.
  • a polar code it can be assumed that the input bit index sequence is predetermined so that the information bit(s) can be assigned to the input bit position(s) with high reliability.
  • an input bit index sequence is also referred to as a pole sequence.
  • a decoding method of a polar code includes a successive cancellation (SC) decoding method.
  • the continuous erase decoding process may be referred to as a process of calculating soft decision information and hard decision information in the binary tree as shown in FIG. 5 .
  • each node is an ordered pair can be specified as denotes the node number in the hierarchy/level, represents the hierarchy/level of the node.
  • Individual nodes have soft decision information (e.g. Log-Likelihood Ratio, LLR) , hard decision bit information Save the LLR received from channel, is set to the LLR of the topmost node ( ; n represents the hierarchy/level of the root node). Then, soft decision information (LLR) from the highest node to the lowest node may be calculated.
  • LLR Log-Likelihood Ratio
  • the gain of the above-described high-speed decoding algorithm is significantly reduced in concatenated polar codes designed to improve the finite length performance of polar codes, especially in pre-coded polar codes designed based on algebraic codes.
  • an algebraic code-based polar code unlike conventional polar codes, the location of a frozen bit or information bit is not fixed to the leftmost or rightmost position and can be placed at an arbitrary location, so the frequency of occurrence of the structure is rapidly reduced.
  • the present invention proposes a high-speed decoding method capable of obtaining a complexity gain regardless of the node structure.
  • the present invention proposes a high-speed decoding method based on syndrome identification.
  • the high-speed decoding algorithm of the present invention goes through a syndrome confirmation process for each node, and if the syndrome is satisfied, the decoding process of lower nodes can be omitted. Since the syndrome calculation process proceeds recursively, additional complexity is minimized.
  • complexity gains can be obtained regardless of the occurrence frequency of repetition and single parity check nodes. Therefore, the high-speed decoding method of the present invention is also applicable to algebraic polar codes.
  • FIG. 7 illustrates node information for a syndrome confirmation-based high-speed decoding method.
  • individual nodes have existing information .
  • additional syndrome information Save the Each information can be defined as follows.
  • matrix Z represents a k*N-dimensional precoding matrix, and determines positions of information bits, freezing bits (and parity bits) input to polar codes.
  • matrix Z represents an N* N-dimensional polar code matrix.
  • the top syndrome Can be determined using the following equation.
  • the hard-determination result can be determined using the following equation.
  • the matrix V is omitted.
  • the soft-determination information e.g., LLR
  • the soft-determination information e.g., LLR
  • Equation 12 is the first of the parental syndromes. You can get it right away by taking a dog. is the node Indicates the total number of freeze/parity bits in the sub-tree of .
  • the kinship-determination information (eg, LLR) of the child node in the (+) direction and the syndrome, , can be calculated.
  • calculation represents the bitwise AND operator.
  • V has the following structure.
  • V1 is a limiting matrix of dimension n f1 *N/2
  • V2 and V3 are limiting matrices of dimension n f2 *N/2
  • n fi is the sum of the freeze/parity lengths (i.e., number of bits) of child nodes.
  • Figure 8 illustrates a high-speed decoding method according to an example of the present invention.
  • Figure 8 is This is an example of high-speed decoding of eBCH code. It is assumed that the transmitted codeword is a 0 vector, and the vector received by the decoder when passing through the AWGN channel after undergoing BPSK modulation is as follows.
  • Decoding of the SC decoder is performed on the tree of FIG. 8, and the first starting position is the uppermost node (0, 4).
  • Initially node (0, 4) is from channels in memory save ( ).
  • Reliability as a first step Syndrome from Calculate the syndrome The hard-decision value of It can be created by multiplying the parity-check matrix of eBCH codes.
  • a hard decision maps elements greater than 0 to 0 and elements less than 0 to 1.
  • the parity-check matrix of eBCH is as follows.
  • the syndrome is calculated as follows.
  • decoding is terminated and is output as a decode bit.
  • the syndrome is not 0, first the left child node (0, 3) is decoded.
  • For the left child node can be calculated as:
  • the decoder After obtaining the syndrome of nodes (0, 3), the decoder can determine whether or not to perform high-speed decoding. In the example, since all of the syndromes are 0, the decoded value of the corresponding node can be obtained immediately without further decoding the node below ( ). After that, move to the right child node (1, 3) and class Calculate
  • the reliability of the right child node may be determined using the following equation.
  • Syndromes for child nodes (1, 3) are the 4 to the right of the parent syndrome
  • the correction term in can be obtained by adding
  • ego Is It is a vector with a value of 1 if , and 0 otherwise.
  • all 0 vectors becomes 0 and the correction term also becomes 0.
  • node (1, 3) does not satisfy syndrome 0, decoding proceeds down to node (2, 2), which is the next left child node. From node (2, 2), in the same way as when going down from node (0, 4) to node (0, 3) and Calculate If the syndrome is 0, go down to the right node (3, 2), otherwise go down to node (4, 1).
  • the child node's syndrome can use the parent node's syndrome as it is.
  • the syndrome of the child node can be easily calculated by adding a correction term to the syndrome of the parent node. Decryption may be completed by repeating the above-described process in a tree structure.
  • the receiving device may receive an encoded bit sequence (S902). Thereafter, the receiving device may decode the encoded bit sequence from the highest node to the lowest node based on the binary tree structure (S904). At this time, in the decoding step, the decoding process for the child node is omitted based on the fact that the syndrome of the parent node satisfies the predetermined condition, and the decoding process for the child node is based on the fact that the syndrome of the parent node does not satisfy the predetermined condition.
  • the predetermined condition includes that all syndromes of parent nodes are 0.
  • predetermined conditions may include the following.
  • the complexity is reduced through the process of calculating the syndrome at all nodes and immediately decoding the corresponding node when the syndrome satisfies 0, and the success rate of high-speed decoding is increases as it grows.
  • 10 shows a channel in an eBCH code with a code length of 1024 and a message length of 513. It shows the average number of nodes to be searched in the decryption tree according to Decoding complexity decreases as the number of search nodes decreases.
  • the complexity is only affected by the structure of the code rather than the quality of the channel. There is no change according to , but the complexity of the proposed code decreases as the channel improves. If the channel It is possible to operate in the conventional way if the value of is not large enough.
  • 11 compares the error rate performance of the proposed algorithm and the SC decoder. The proposed algorithm has no loss in error rate performance even though it gains complexity.
  • the polar code decoding method according to the present invention can be used in various communication environments.
  • the polar code decoding method according to the present invention can be applied to wireless communication (eg, 5G, 6G communication) to reduce reception complexity.
  • wireless communication eg, 5G, 6G communication
  • a system to which the present invention can be applied is illustrated.
  • OFDM numerology eg, SCS
  • SCS subframes, slots, or transmission time intervals
  • TTI transmission time intervals
  • the symbol may include an OFDM symbol (or CP-OFDM symbol) and an SC-FDMA symbol (or Discrete Fourier Transform-spread-OFDM, DFT-s-OFDM symbol).
  • uplink and downlink transmissions in the NR system are organized into frames.
  • Each frame has a duration T f of 10 ms and is divided into two half-frames each of duration 5 ms.
  • Each half-frame consists of 5 subframes, and the duration T sf of a single subframe is 1 ms.
  • Subframes are further divided into slots, and the number of slots in a subframe depends on the subcarrier spacing.
  • Each slot consists of 14 or 12 OFDM symbols based on a cyclic prefix. In the case of a normal cyclic prefix (CP), each slot consists of 14 OFDM symbols, and in the case of an extended CP, each slot consists of 12 OFDM symbols.
  • a slot includes multiple (eg, 14 or 12) symbols in the time domain.
  • a common resource block (CRB) indicated by higher layer signaling eg, radio resource control (RRC) signaling
  • N start a resource grid of N size,u grid ,x * N RB sc subcarriers and N subframe,u symb OFDM symbols starting from u grid is defined.
  • N size,u grid,x is the number of resource blocks (RBs) in the resource grid
  • the subscript x is DL for downlink and UL for uplink.
  • N RB sc is the number of subcarriers per RB, and N RB sc is usually 12 in a 3GPP-based wireless communication system.
  • the carrier bandwidth N size,u grid for subcarrier spacing u is given by an upper layer parameter (eg, RRC parameter).
  • Each element in the resource grid for the antenna port p and the subcarrier spacing u is called a resource element (RE), and one complex symbol may be mapped to each resource element.
  • Each resource element in the resource grid is uniquely identified by an index k in the frequency domain and an index l indicating a symbol position relative to a reference point in the time domain.
  • RB is defined by 12 consecutive subcarriers in the frequency domain.
  • RBs can be classified into common resource blocks (CRBs) and physical resource blocks (PRBs).
  • CRBs are numbered from 0 upwards in the frequency domain for subcarrier spacing u .
  • the center of subcarrier 0 of CRB 0 for subcarrier spacing u coincides with point A, which is a common reference point for resource block grids.
  • PRBs are defined within a bandwidth part (BWP) and are numbered from 0 to N size BWP,i -1, where i is the number of the bandwidth part.
  • BWP bandwidth part
  • n PRB n CRB + N size BWP,i , where N size BWP,i is that the bandwidth part is relative to CRB 0 It is a common resource block to start with.
  • BWP includes a plurality of consecutive RBs in the frequency domain.
  • a carrier may include up to N (eg, 5) BWPs.
  • a broadcast channel transmitted/received through a physical broadcast channel (PBCH) and downlink transmitted/received through a physical downlink control channel (PDCCH)
  • PDCH physical downlink control channel
  • PDCH Downlink control information
  • PUCCH physical uplink control channel
  • PUSCH physical uplink shared channel
  • polar codes are used for channel coding in NR systems.
  • FIG. 13 illustrates an encoding process and a decoding process in an existing LTE system.
  • FIG. 13(a) illustrates an encoding process including a scrambling step
  • FIG. 13(b) illustrates a decoding process including a descrambling step.
  • the transmission device scrambles input bits obtained by adding a CRC code to a transport block or code block (S1101a) using a scrambling sequence (S1103a), and channel-encodes the scrambled input bits ( S1105a) to generate coded bits, and channel interleaving of the coded bits (S1107a).
  • the receiving device obtains coded bits by performing channel de-interleaving on received bits based on a channel interleaving pattern applied in an encoding process or a channel interleaving pattern corresponding thereto (S1107b), and The coded bits are channel-decoded (S1105b) to obtain scrambled bits.
  • the receiving device de-scrambles (S1103b) the scrambled bits using a scrambling sequence to obtain a sequence of decoded bits (hereinafter referred to as a decoded bit sequence).
  • the receiving device checks whether or not there is an error in the decoded bit sequence using CRC bits in the decoded bit sequence (S1101b). If the receiving device fails in CRC of the decoded bit sequence, the receiving device determines that decoding of the received signal has failed. If the CRC of the decoded bit sequence succeeds, the receiving device determines that the decoding process is successful, and can remove the CRC code from the decoded bit sequence to obtain a transport block or a code block.
  • CRC generation (S1101a), sequence generation (S1102a), scrambling (S1103a), channel encoding (S1105a), and channel interleaving (S1107a) are a CRC code generator, a sequence generator, a scrambler, a channel encoder, and a channel interleaver, respectively.
  • the CRC code generator, the sequence generator, the scrambler, the channel encoder, and the channel interleaver may be configured as part of a processor of the transmitting device and may be configured to operate under the control of the processor of the transmitting device.
  • CRC check (S1101b), sequence generation (S1102b), de-scrambling (S1103b), channel decoding (S1105b), and channel interleaving (S1107b) are a CRC checker, sequence generator, de-scrambler, and channel decoder, respectively. , may be performed by a channel interleaver.
  • the CRC checker, the sequence generator, the de-scrambler, the channel decoder, and the channel interleaver may be configured as part of a processor of the receiving device and may be configured to operate under the control of the processor of the receiving device.
  • the scrambler In the existing LTE system, the scrambler generates an m-sequence using UE ID, cell ID, and/or slot index, and then scrambles input bits of the scrambler consisting of information bits and CRC bits using the m-sequence.
  • the de-scrambler generates m-sequences using UE ID, cell ID, and/or slot index, and then input bits to the de-scrambler consisting of information bits and CRC bits using the m-sequence. de-scramble them.
  • 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP 36.331, and 3GPP TS 36.331 can be referred to for more details on the encoding process and decoding process of the existing LTE system, and more details on the encoding process and decoding process of the NR system may refer to 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.214, and 3GPP TS 38.331.
  • the proposed method of the present specification can be used in various communication environments and can be applied to both wired and wireless communication technologies.
  • various descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or operational flowcharts of the present invention disclosed in this document may be used for wired/wireless communication/connection (eg, 4G networks (eg, LTE network), 5G network (eg, NR network)) can be applied to various fields.
  • 4G networks eg, LTE network
  • 5G network eg, NR network
  • At least one memory can store instructions or programs, which, when executed, are at least operably linked to the at least one memory.
  • a single processor may be capable of performing operations in accordance with some embodiments or implementations of the present disclosure.
  • a computer readable storage medium may store at least one instruction or computer program, and when executed by at least one processor, the at least one instruction or computer program may store the at least one instruction or computer program.
  • a single processor may be capable of performing operations in accordance with some embodiments or implementations of the present disclosure.
  • a computer program is recorded on at least one computer readable (non-volatile) storage medium and, when executed, causes (at least one processor) to perform operations in accordance with some embodiments or implementations of the present specification.
  • the computer program may be provided in the form of a computer program product.
  • a computer program product may include at least one computer readable (non-volatile) storage medium, which, when executed, may cause (by at least one processor) some embodiments or implementations of the present disclosure. It may include program code that performs operations according to .
  • a processing device or apparatus may include at least one processor and at least one computer memory connectable to the at least one processor.
  • the at least one computer memory may store instructions or programs, which, when executed, cause at least one processor operably connected to the at least one memory to cause some of the present disclosure. It can be caused to perform operations according to embodiments or implementations.
  • a communication device of the present disclosure includes at least one processor; and instructions operably connectable to the at least one processor and, when executed, causing the at least one processor to perform operations in accordance with example(s) of the present disclosure described below.
  • a communication system 1 applied to the present invention includes a wireless device, a base station and a network.
  • the wireless device means a device that performs communication using a radio access technology (eg, 5G New RAT (NR), Long Term Evolution (LTE)), and may be referred to as a communication/wireless/5G device.
  • a radio access technology eg, 5G New RAT (NR), Long Term Evolution (LTE)
  • wireless devices include robots 100a, vehicles 100b-1 and 100b-2, XR (eXtended Reality) devices 100c, hand-held devices 100d, and home appliances 100e. ), an Internet of Thing (IoT) device 100f, and an AI device/server 400.
  • IoT Internet of Thing
  • the vehicle may include a vehicle equipped with a wireless communication function, an autonomous vehicle, a vehicle capable of performing inter-vehicle communication, and the like.
  • the vehicle may include an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) (eg, a drone).
  • UAV Unmanned Aerial Vehicle
  • XR devices include Augmented Reality (AR)/Virtual Reality (VR)/Mixed Reality (MR) devices, Head-Mounted Devices (HMDs), Head-Up Displays (HUDs) installed in vehicles, televisions, smartphones, It may be implemented in the form of a computer, wearable device, home appliance, digital signage, vehicle, robot, and the like.
  • a portable device may include a smart phone, a smart pad, a wearable device (eg, a smart watch, a smart glass), a computer (eg, a laptop computer, etc.), and the like.
  • Home appliances may include a TV, a refrigerator, a washing machine, and the like.
  • IoT devices may include sensors, smart meters, and the like.
  • a base station and a network may also be implemented as a wireless device, and a specific wireless device 200a may operate as a base station/network node to other wireless devices.
  • the wireless devices 100a to 100f may be connected to the network 300 through the base station 200 .
  • AI Artificial Intelligence
  • the network 300 may be configured using a 3G network, a 4G (eg LTE) network, or a 5G (eg NR) network.
  • the wireless devices 100a to 100f may communicate with each other through the base station 200/network 300, but may also communicate directly (eg, sidelink communication) without going through the base station/network.
  • the vehicles 100b-1 and 100b-2 may perform direct communication (eg, vehicle to vehicle (V2V)/vehicle to everything (V2X) communication).
  • IoT devices eg, sensors
  • IoT devices may directly communicate with other IoT devices (eg, sensors) or other wireless devices 100a to 100f.
  • Wireless communication/connection 150a, 150b, and 150c may be performed between the wireless devices 100a to 100f/base station 200 and the base station 200/base station 200.
  • wireless communication/connection refers to various wireless connections such as uplink/downlink communication 150a, sidelink communication 150b (or D2D communication), and inter-base station communication 150c (e.g. relay, Integrated Access Backhaul (IAB)).
  • IAB Integrated Access Backhaul
  • Wireless communication/connection (150a, 150b, 150c) allows wireless devices and base stations/wireless devices, and base stations and base stations to transmit/receive radio signals to/from each other.
  • the wireless communication/connection 150a, 150b, and 150c may transmit/receive signals through various physical channels.
  • various signal processing processes eg, channel encoding/decoding, modulation/demodulation, resource mapping/demapping, etc.
  • resource allocation processes e.g., resource allocation processes, and the like.
  • the first wireless device 100 and the second wireless device 200 may transmit and receive radio signals through various radio access technologies (eg, LTE and NR).
  • ⁇ the first wireless device 100 and the second wireless device 200 ⁇ refer to ⁇ the wireless device 100x and the base station 200 ⁇ of FIG. 14 and/or the ⁇ wireless device 100x and the wireless device 100x. ⁇ can correspond.
  • the first wireless device 100 includes one or more processors 102 and one or more memories 104, and may additionally include one or more transceivers 106 and/or one or more antennas 108.
  • the processor 102 controls the memory 104 and/or the transceiver 106 and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or flowcharts of operations disclosed herein.
  • the processor 102 may process information in the memory 104 to generate first information/signal, and transmit a radio signal including the first information/signal through the transceiver 106 .
  • the processor 102 may receive a radio signal including the second information/signal through the transceiver 106, and then store information obtained from signal processing of the second information/signal in the memory 104.
  • the memory 104 may be connected to the processor 102 and may store various information related to the operation of the processor 102 .
  • memory 104 may perform some or all of the processes controlled by processor 102, or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein. It may store software codes including them.
  • the processor 102 and memory 104 may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • the transceiver 106 may be coupled to the processor 102 and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 108 .
  • the transceiver 106 may include a transmitter and/or a receiver.
  • the transceiver 106 may be used interchangeably with a radio frequency (RF) unit.
  • a wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.
  • the second wireless device 200 includes one or more processors 202, one or more memories 204, and may further include one or more transceivers 206 and/or one or more antennas 208.
  • Processor 202 controls memory 204 and/or transceiver 206 and may be configured to implement the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein.
  • the processor 202 may process information in the memory 204 to generate third information/signal, and transmit a radio signal including the third information/signal through the transceiver 206 .
  • the processor 202 may receive a radio signal including the fourth information/signal through the transceiver 206 and store information obtained from signal processing of the fourth information/signal in the memory 204 .
  • the memory 204 may be connected to the processor 202 and may store various information related to the operation of the processor 202 .
  • memory 204 may perform some or all of the processes controlled by processor 202, or instructions for performing the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein. It may store software codes including them.
  • the processor 202 and memory 204 may be part of a communication modem/circuit/chip designed to implement a wireless communication technology (eg, LTE, NR).
  • the transceiver 206 may be coupled to the processor 202 and may transmit and/or receive wireless signals via one or more antennas 208 .
  • the transceiver 206 may include a transmitter and/or a receiver.
  • the transceiver 206 may be used interchangeably with an RF unit.
  • a wireless device may mean a communication modem/circuit/chip.
  • one or more protocol layers may be implemented by one or more processors 102, 202.
  • one or more processors 102, 202 may implement one or more layers (eg, functional layers such as PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP).
  • One or more processors 102, 202 may generate one or more Protocol Data Units (PDUs) and/or one or more Service Data Units (SDUs) in accordance with the descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow charts disclosed herein.
  • PDUs Protocol Data Units
  • SDUs Service Data Units
  • processors 102, 202 may generate messages, control information, data or information according to the descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow diagrams disclosed herein.
  • One or more processors 102, 202 generate PDUs, SDUs, messages, control information, data or signals (e.g., baseband signals) containing information according to the functions, procedures, proposals and/or methods disclosed herein , can be provided to one or more transceivers 106, 206.
  • One or more processors 102, 202 may receive signals (eg, baseband signals) from one or more transceivers 106, 206, and descriptions, functions, procedures, proposals, methods, and/or flowcharts of operations disclosed herein PDUs, SDUs, messages, control information, data or information can be obtained according to these.
  • signals eg, baseband signals
  • One or more processors 102, 202 may be referred to as a controller, microcontroller, microprocessor or microcomputer.
  • One or more processors 102, 202 may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • firmware or software may be implemented using firmware or software, and the firmware or software may be implemented to include modules, procedures, functions, and the like.
  • Firmware or software configured to perform the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flow diagrams disclosed herein may be included in one or more processors 102, 202 or stored in one or more memories 104, 204 and It can be driven by the above processors 102 and 202.
  • the descriptions, functions, procedures, suggestions, methods and/or operational flow charts disclosed in this document may be implemented using firmware or software in the form of codes, instructions and/or sets of instructions.
  • One or more memories 104, 204 may be coupled with one or more processors 102, 202 and may store various types of data, signals, messages, information, programs, codes, instructions and/or instructions.
  • One or more memories 104, 204 may be comprised of ROM, RAM, EPROM, flash memory, hard drives, registers, cache memory, computer readable storage media, and/or combinations thereof.
  • One or more memories 104, 204 may be located internally and/or external to one or more processors 102, 202. Additionally, one or more memories 104, 204 may be coupled to one or more processors 102, 202 through various technologies, such as wired or wireless connections.
  • One or more transceivers 106, 206 may transmit user data, control information, radio signals/channels, etc., as referred to in the methods and/or operational flow charts herein, to one or more other devices.
  • One or more transceivers 106, 206 may receive user data, control information, radio signals/channels, etc. referred to in descriptions, functions, procedures, proposals, methods and/or operational flow charts, etc. disclosed herein from one or more other devices. there is.
  • one or more transceivers 106 and 206 may be connected to one or more processors 102 and 202 and transmit and receive wireless signals.
  • one or more processors 102, 202 may control one or more transceivers 106, 206 to transmit user data, control information, or radio signals to one or more other devices. Additionally, one or more processors 102, 202 may control one or more transceivers 106, 206 to receive user data, control information, or radio signals from one or more other devices. In addition, one or more transceivers 106, 206 may be coupled with one or more antennas 108, 208, and one or more transceivers 106, 206 via one or more antennas 108, 208, as described herein, function.
  • one or more antennas may be a plurality of physical antennas or a plurality of logical antennas (eg, antenna ports).
  • One or more transceivers (106, 206) convert the received radio signals/channels from RF band signals in order to process the received user data, control information, radio signals/channels, etc. using one or more processors (102, 202). It can be converted into a baseband signal.
  • One or more transceivers 106 and 206 may convert user data, control information, and radio signals/channels processed by one or more processors 102 and 202 from baseband signals to RF band signals. To this end, one or more of the transceivers 106, 206 may include (analog) oscillators and/or filters.
  • a wireless device may be implemented in various forms according to usage-examples/services (see FIG. 14).
  • wireless devices 100 and 200 correspond to the wireless devices 100 and 200 of FIG. 15, and include various elements, components, units/units, and/or modules. ) can be configured.
  • the wireless devices 100 and 200 may include a communication unit 110 , a control unit 120 , a memory unit 130 and an additional element 140 .
  • the communication unit may include communication circuitry 112 and transceiver(s) 114 .
  • communication circuitry 112 may include one or more processors 102, 202 of FIG. 15 and/or one or more memories 104, 204.
  • transceiver(s) 114 may include one or more transceivers 106, 206 of FIG. 15 and/or one or more antennas 108, 208.
  • the control unit 120 is electrically connected to the communication unit 110, the memory unit 130, and the additional element 140 and controls overall operations of the wireless device. For example, the control unit 120 may control electrical/mechanical operations of the wireless device based on programs/codes/commands/information stored in the memory unit 130. In addition, the control unit 120 transmits information stored in the memory unit 130 to the outside (eg, another communication device) through the communication unit 110 through a wireless/wired interface, or to the outside (eg, another communication device) through the communication unit 110. Information received through a wireless/wired interface from other communication devices) may be stored in the memory unit 130 .
  • the additional element 140 may be configured in various ways according to the type of wireless device.
  • the additional element 140 may include at least one of a power unit/battery, an I/O unit, a driving unit, and a computing unit.
  • the wireless device may be a robot (Fig. 14, 100a), a vehicle (Fig. 14, 100b-1, 100b-2), an XR device (Fig. 14, 100c), a mobile device (Fig. 14, 100d), a home appliance. (FIG. 14, 100e), IoT device (FIG.
  • digital broadcasting terminal digital broadcasting terminal
  • hologram device public safety device
  • MTC device medical device
  • fintech device or financial device
  • security device climate/environmental device
  • It may be implemented in the form of an AI server/device (Fig. 14, 400), a base station (Fig. 14, 200), a network node, and the like.
  • Wireless devices can be mobile or used in a fixed location depending on the use-case/service.
  • various elements, components, units/units, and/or modules in the wireless devices 100 and 200 may be entirely interconnected through a wired interface or at least partially connected wirelessly through the communication unit 110.
  • the control unit 120 and the communication unit 110 are connected by wire, and the control unit 120 and the first units (eg, 130 and 140) are connected through the communication unit 110.
  • the control unit 120 and the first units eg, 130 and 140
  • each element, component, unit/unit, and/or module within the wireless device 100, 200 may further include one or more elements.
  • the control unit 120 may be composed of one or more processor sets.
  • the controller 120 may include a set of a communication control processor, an application processor, an electronic control unit (ECU), a graphic processing processor, a memory control processor, and the like.
  • the memory unit 130 may include random access memory (RAM), dynamic RAM (DRAM), read only memory (ROM), flash memory, volatile memory, and non-volatile memory. volatile memory) and/or a combination thereof.
  • Vehicles or autonomous vehicles may be implemented as mobile robots, vehicles, trains, manned/unmanned aerial vehicles (AVs), ships, and the like.
  • AVs manned/unmanned aerial vehicles
  • a vehicle or autonomous vehicle 100 includes an antenna unit 108, a communication unit 110, a control unit 120, a driving unit 140a, a power supply unit 140b, a sensor unit 140c, and autonomous driving.
  • a portion 140d may be included.
  • the antenna unit 108 may be configured as part of the communication unit 110 .
  • Blocks 110/130/140a to 140d respectively correspond to blocks 110/130/140 of FIG. 16 .
  • the communication unit 110 may transmit/receive signals (eg, data, control signals, etc.) with external devices such as other vehicles, base stations (e.g. base stations, roadside base stations, etc.), servers, and the like.
  • the controller 120 may perform various operations by controlling elements of the vehicle or autonomous vehicle 100 .
  • the controller 120 may include an Electronic Control Unit (ECU).
  • the driving unit 140a may drive the vehicle or autonomous vehicle 100 on the ground.
  • the driving unit 140a may include an engine, a motor, a power train, a wheel, a brake, a steering device, and the like.
  • the power supply unit 140b supplies power to the vehicle or autonomous vehicle 100, and may include a wired/wireless charging circuit, a battery, and the like.
  • the sensor unit 140c may obtain vehicle conditions, surrounding environment information, and user information.
  • the sensor unit 140c includes an inertial measurement unit (IMU) sensor, a collision sensor, a wheel sensor, a speed sensor, an inclination sensor, a weight detection sensor, a heading sensor, a position module, and a vehicle forward.
  • IMU inertial measurement unit
  • /Can include a reverse sensor, battery sensor, fuel sensor, tire sensor, steering sensor, temperature sensor, humidity sensor, ultrasonic sensor, illuminance sensor, pedal position sensor, and the like.
  • the autonomous driving unit 140d includes a technology for maintaining a driving lane, a technology for automatically adjusting speed such as adaptive cruise control, a technology for automatically driving along a predetermined route, and a technology for automatically setting a route when a destination is set and driving. technology can be implemented.
  • the communication unit 110 may receive map data, traffic information data, and the like from an external server.
  • the autonomous driving unit 140d may generate an autonomous driving route and a driving plan based on the acquired data.
  • the controller 120 may control the driving unit 140a so that the vehicle or autonomous vehicle 100 moves along the autonomous driving path according to the driving plan (eg, speed/direction adjustment).
  • the communicator 110 may non-/periodically obtain the latest traffic information data from an external server and obtain surrounding traffic information data from surrounding vehicles.
  • the sensor unit 140c may acquire vehicle state and surrounding environment information.
  • the autonomous driving unit 140d may update an autonomous driving route and a driving plan based on newly acquired data/information.
  • the communication unit 110 may transmit information about a vehicle location, an autonomous driving route, a driving plan, and the like to an external server.
  • the external server may predict traffic information data in advance using AI technology based on information collected from the vehicle or self-driving vehicles, and may provide the predicted traffic information data to the vehicle or self-driving vehicles.
  • the present invention may be used in a terminal, base station, or other equipment of a wireless mobile communication system.

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Abstract

본 방법은 통신 시스템에서 장치가 신호를 수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 통신 시스템에서 수신 장치가 신호를 처리하는 방법에 있어서, 부호화된 비트 시퀀스를 수신하는 단계; 및 이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호하는 단계를 포함하되, 상기 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며, 상기 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 상기 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행되는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

[규칙 제91조에 의한 정정 28.02.2022]극 부호의 고속 복호 방법 및 장치
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 정보를 수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 극 부호의 고속 복호 방법 및 이를 이용하는 장치에 관한 것이다.
극 부호(polar code)는 이산 무기억 대칭 채널에서 채널 용량을 달성한다고 알려진 부호로, 5G 이동통신 표준의 핵심기술로서 많은 주목을 받고 있다. 극 부호는 짧은 커널 부호(kernel code)의 반복된 연결을 통한 채널 양극화(channel polarization) 특성을 이용하여 설계되며 채널 양극화를 통해 분극화된 비트 채널의 신뢰도를 이용해 신뢰도가 높은 채널에는 정보 비트를 전송하고, 신뢰도가 낮은 채널에는 송/수신자가 사전에 공유하는 동결 비트로 설정한다. 극 부호는 재귀적인 연속 소거(successive cancellation) 복호기 또는 리스트 연속 소거(successive cancellation list) 복호기, 신뢰 전파(belief propagation) 복호기를 통해 복호된다.
본 발명의 목적은 가변 부호율 극 부호의 성능을 향상시키는 방법, 이를 이용한 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제 1 양상으로, 통신 시스템에서 수신 장치가 신호를 처리하는 방법에 있어서, 부호화된 비트 시퀀스를 수신하는 단계; 및 이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호하는 단계를 포함하되, 상기 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며, 상기 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 상기 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행되는 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 양상으로, 통신 시스템에 사용되는 수신 장치에 있어서, 적어도 하나의 송수신(Radio Frequency) 유닛; 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며, 상기 동작은 다음을 포함하는 수신 장치가 제공된다: 부호화된 비트 시퀀스를 수신하는 단계; 및 이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호하는 단계를 포함하되, 상기 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며, 상기 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 상기 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행된다.
본 발명의 제 3 양상으로, 수신 장치에 사용되는 장치에 있어서, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며, 상기 동작은 다음을 포함하는 장치가 제공된다: 부호화된 비트 시퀀스를 수신하는 단계; 및 이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호하는 단계를 포함하되, 상기 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며, 상기 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 상기 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행된다.
본 발명의 제 4 양상으로, 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하며, 상기 동작은 다음을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공된다: 부호화된 비트 시퀀스를 수신하는 단계; 및 이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호하는 단계를 포함하되, 상기 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며, 상기 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 상기 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행된다.
바람직하게, 상기 소정 조건은 상기 부모 노드의 신드롬이 모두 0일 수 있다.
바람직하게, 상기 부모 노드의 신드롬은 하기 식에 기반하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000001
여기서, σ는 신드롬을 나타내고,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000002
는 경-판정 결과를 나타내며,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000003
는 N*N 차원의 극 부호 행렬을 나타내고, V는 Z*VT=0 을 만족하는 제한(constraint) 행렬을 나타내며, Z는 k*N 차원의 프리-코딩 행렬을 나타낸다.
바람직하게, V는 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000004
여기서, V1 은 nf1*N/2 차원을 제한 행렬이고, V2 및 V3 은 nf2*N/2 차원의 제한 행렬이며, nfi는 자식 노드 i의 동결 및 패리티 길이의 합을 나타낸다.
바람직하게, 자식 노드 i (i=0,1)의 신도롬은 하기 식에 기반하여 결정될 수 있다:
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000005
여기서, σi 는 자식 노드의 i 의 신드롬이고,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000006
는 N/2*N/2 차원의 극 부호 행렬이며, β1은 자식 노드 1의 비트 결정 값이다.
본 발명의 예(들)에 의하면, 가변 부호율 극 부호의 성능이 향상될 수 있다. 또한, 이를 이용하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 예들을 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1 는 극 부호 인코더를 위한 블록도이다.
도 2 는 채널 양극화를 위한 채널 컴바이닝과 채널 스플리팅의 개념을 예시한 것이다
도 3 은 극 부호를 위한 N-번째 레벨 채널 컴바이닝을 예시한 것이다.
도 4 는 극 부호에서 정보 비트(들)이 할당될 위치(들)을 선택하는 개념을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 5 는 복호용 이진 트리 구조를 예시한다.
도 6 은 기존의 고속 복호에 사용되던 노드 구조를 예시한다.
도 7~8 은 본 발명의 일 예에 따른 고속 복호 방법을 예시한다.
도 9 는 본 발명의 예에 따른 신호 처리 과정을 예시한다.
도 10~11 은 본 발명의 극 부호에 대한 시뮬레이션 결과를 예시한다.
도 12 는 프레임 구조를 예시한 것이다.
도 13 은 기존 LTE 시스템에서의 부호화 과정 및 복호화 과정을 예시한 것이다.
도 14~17 은 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)과 무선 기기를 예시한다.
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.
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.
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. CDMA 는 UTRA (Universal Terrestrial Radio Access) 또는 CDMA2000과 같은 무선 기술(technology)에서 구현될 수 있다. TDMA 는 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. OFDMA 는 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. UTRA 는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)의 일부이며, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)은 E-UTRA 를 이용하는 E-UMTS의 일부이다. 3GPP LTE 는 하향링크(downlink, DL)에서는 OFDMA 를 채택하고, 상향링크(uplink, UL)에서는 SC-FDMA 를 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, NR 에 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/NR 에 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동 통신 시스템에도 적용 가능하다.
후술하는 본 발명의 예들에서 장치가 "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 복호화하는 것임을 의미할 수 있다.
본 발명에 있어서, UE 는 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, 기지국(base station, BS)과 통신하여 사용자데이터 및/또는 각종 제어정보를 송수신하는 각종 기기들이 이에 속한다. UE 는 (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, BS 는 일반적으로 UE 및/또는 다른 BS 와 통신하는 고정국(fixed station)을 말하며, UE 및 타 BS 와 통신하여 각종 데이터 및 제어정보를 교환한다. BS 는 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, UTRAN 의 기지국은 Node-B로, E-UTRAN의 기지국은 eNB 로, 새로운 무선 접속 기술 네트워크(new radio access technology network)의 기지국은 gNB 로 불린다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 통신 기술의 종류 혹은 버전에 관계 없이 기지국을 BS 로 통칭한다.
본 발명에서 노드(node)라 함은 UE 와 통신하여 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 다양한 형태의 BS 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 BS 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 BS 의 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 BS 에 연결되어 있기 때문에, 일반적으로 무선 회선으로 연결된 BS 들에 의한 협력 통신에 비해, RRH/RRU 와 BS 에 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.
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 BS 혹은 노드와 통신하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 특정 셀의 하향링크/상향링크 신호는 상기 특정 셀에 통신 서비스를 제공하는 BS 혹은 노드로부터의/로의 하향링크/상향링크 신호를 의미한다. UE 에게 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 BS 혹은 노드와 UE 사이에 형성된 채널 혹은 통신 링크의 채널 상태/품질을 의미한다. 3GPP 기반 통신 시스템에서, UE 는 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.
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.
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 UE 로부터 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.
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 CC 의 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 주파수는 각 셀 혹은 CC의 중심 주파수(center frequency)와 같을 수 있다. 이하에서는 1차 주파수(primary frequency) 상에서 동작하는 셀을 1차 셀(primary cell, Pcell) 혹은 PCC 로 지칭하고, 2차 주파수(Secondary frequency)(또는 SCC) 상에서 동작하는 셀을 2차 셀(secondary cell, Scell) 혹은 SCC 로 칭한다. 하향링크에서 Pcell 에 대응하는 반송파는 하향링크 1차 CC(DL PCC)라고 하며, 상향링크에서 Pcell 에 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 UE 를 위한 서빙 셀의 모음(set)을 형성할 수 있다. 하향링크에서 Scell 에 대응하는 반송파는 DL 2차 CC(DL SCC)라 하며, 상향링크에서 상기 Scell 에 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.
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 BS 와 UE 가 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 임의 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.
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/임의 접속 신호를 나르는 시간-주파수 자원의 집합 혹은 자원요소의 집합을 의미한다. 본 발명에서는, 특히, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH/PUCCH/PUSCH/PRACH 에 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/PRACH 를 전송한다는 표현은, 각각, PUSCH/PUCCH/PRACH 상에서 혹은 통해서 상향링크 제어정보/상향링크 데이터/임의 접속 신호를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다. 또한, BS 가 PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 를 전송한다는 표현은, 각각, PDCCH/PCFICH/PHICH/PDSCH 상에서 혹은 통해서 하향링크 데이터/제어정보를 전송한다는 것과 동일한 의미로 사용된다.
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, 극 부호와 극 부호를 이용한 부호화 및 복호화에 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.
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/UE 를 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 3GPP 에서는 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.
NR 은 현재 4G 보다 더 나은 속도 및 커버리지를 제공하며, 높은 주파수 대역에서 동작하고, 수십 개의 연결들에 대해 1 Gb/s 까지의 속도 혹은 수만 개의 연결들에 대해 수십 Mb/s 까지의 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, BLER 은 보내진 블록들의 총 개수에 대한 오류 있는(erroneous) 수신 블록들의 개수의 비로서 정의된다. NR 에서는 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. eMBB 는 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. URLLC 는 산업 자동화, 무인 자동차들, 리모트 수술, 및 스마트 그리드들과 같은 초-고 신뢰성 및 낮은 지연을 요구하는 중요한 어플리케이션들을 커버한다.
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 극 부호는 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 URLLC 와 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.
극 부호는, 기존 채널 코드들의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 프레임워크를 제공하는 코드로서, Bikent 대학의 Arikan 에 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). 극 부호는 낮은 부호화 및 복호화 복잡도를 갖는, 수학적으로 증명된, 첫 용량-수용(capacity-achieving) 코드이다. 극 부호는 아무런 오류 흐름이 존재하지 않으면서 큰 블록 길이들에서 터보 코드의 성능을 능가한다. 이하, 극 부호를 이용한 채널 코딩을 극 부호화(polar (en)coding)이라고 칭한다.
극 부호들은 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, 극 부호는 코드의 크기 N 을 무한히 크게 하면 채널 용량을 이룰 수 있는 코드이다. 극 부호들은 부호화 및 복호화의 복잡도가 적으며 성공적으로 복호화될 수 있다. 극 부호는 선형 블록 오류 정정 코드의 일종이며, 회귀적인(recursive) 다수의 연접(concatenation)이 극 부호를 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, 극 부호 배후에 있는 이 아이디어는 좋은 채널들을 사용하는 것이다. 예를 들어, 좋은 채널들을 통해 레이트 1 로 데이터를 보내고, 나쁜 채널들을 통해 레이트 0 으로 보내는 것이다. 즉, 채널 양극화를 통해 채널들은 일반(normal) 상태로부터 양극화(polarize)된 상태로 들어가게 된다.
도 1 는 극 부호 인코더를 위한 블록도이다.
도 1(a)는 극 부호의 기본(base) 모듈을 나타낸 것으로, 특히 극 부호화를 위한 첫 번째 레벨 채널 컴바이닝을 예시한 도면이다. 도 1(a)에서 W2 는 이진 이산 무기억 채널(B-DMC), W, 2 개를 컴바이닝하여 얻어진 전체 등가(equivalent) 채널을 의미한다. 여기서, u1, u2 는 이진-입력 소스 비트들이며, y1, y2 는 출력 코딩된 비트(output coded bit)들이다. 채널 컴바이닝(channel combining)은 B-DMC 채널을 병렬적으로(parallel) 연접하는 과정이다.
도 1(b)은 상기 기본 모듈에 대한 기본 행렬 F 를 나타낸 것으로, 기본 행렬 F 로의 이진-입력 소스 비트들 u1, u2 과 해당 출력 x1, x2 는 다음의 관계를 갖는다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000007
채널 W2 는 최고 레이트인 대칭 용량 I(W)를 이룰 수 있다. B-DMC W 에서 대칭 용량은 중요한 파라미터로서, 상기 대칭 용량은 레이트의 측정을 위해 사용되며, 신뢰할 수 있는 통신이 상기 채널 W 를 걸쳐 일어날 수 있는 최고 레이트이다. B-DMC 는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000008
주어진 B-DMC W 의 N 개 독립(independent) 카피들로부터 N 개 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. N 이 커지면, 채널들의 일부는 1 에 가까운 용량을 갖는 채널이 되고, 나머지는 0 에 가까운 용량을 갖는 채널이 되는 경향이 있다. 이를 채널 양극화(polarization)라고 한다. 다시 말해 채널 양극화는 주어진 B-DMC W 의 N 개 독립 카피들을 사용하여 두 번째 세트의 N 개 채널들 {WN (i): 1≤i≤N}을 생성하는 프로세스이며, 채널 양극화 효과는 N 이 커지면 모든 대칭 용량 항들(terms) {I(WN (i))}이 인덱스들 i 의 사라지는(vanishing) 부분(fraction)을 제외하고 모두 0 또는 1 이 되는 경향을 의미한다. 다시 말해, 극 부호들에서 채널 양극화 뒤에 있는 개념은 I(W)의 대칭적(symmetric) 용량을 갖는 채널(예, additive white Gaussian noise channel)의 N 개 카피(copy)들(즉, N개 전송들)을 1 또는 0 에 가까운(close) 용량의 극단적(extreme) 채널들로 변환(transform)하는 것이다. N 개의 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 0 으로 동결된다. 채널 양극화의 양은 블록 길이와 함께 증가한다. 채널 양극화는 2 가지 국면(phase)로 구성된다: 채널 컴바이닝 국면 및 채널 스플리팅 국면.
도 2 는 채널 양극화를 위한 채널 컴바이닝과 채널 스플리팅의 개념을 예시한 것이다. 도 2 에 예시된 바와 같이 원본 채널 W 의 N 개 카피들을 적절히 컴바이닝하여 벡터 채널 Wvec 을 만든 후 양극화된 새로운 채널들로 스플리팅하면, 충분히 큰 N 의 경우, 상기 양극화된 새로운 채널들은 각각 채널 용량 C(W)=1 과 C(W)=0 으로 구분된다. 이 경우, 채널 용량 C(W))=1 인 채널을 통과하는 비트는 오류 없이 전송 가능하므로 채널 용량 C(W)=1 인 채널로는 정보 비트를 전송하고, 채널 용량 C(W)=0 인 채널을 통과하는 비트는 정보 전송이 불가능하므로 의미 없는 비트인 동결 비트를 전송하는 것이 좋다.
도 2 를 참조하면, 주어진 B-DMC W 의 카피들을 회귀적 방식으로 컴바이닝하여, WN: XN→YN 에 의해 주어지는 벡터 채널 Wvec 이 출력될 수 있다. 여기서 N=2n 이며 n 은 0 보다 크거나 같은 정수이다. 회귀(recursion)은 항상 0 번째 레벨에서 시작하며, W1 = W 이다. n=1 은 W1 의 2 개 독립 카피들이 함께 컴바이닝하는 첫 번째 레벨의 회귀를 의미한다. 상기 2 개 카피들을 컴바이닝하면 채널 W2: X2→Y2 이 얻어진다. 이 새로운 채널 W2 의 전이 확률(transitional probability)은 다음 식에 의해 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000009
상기 채널 W2 이 얻어지면, W2의 2 개 카피들을 컴바이닝하여 채널 W4 의 단일 카피가 얻어질 수 있다. 이러한 회귀는 다음 전이 확률을 갖는 W4: X4→Y4에 의해 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000010
도 2에서 GN 은 크기 N 인 생성기 행렬이다. G2 는 도 1(b)에 도시된 기본 행렬 F 에 해당한다. G4 는 다음 행렬로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000011
여기서 ⓧ는 Kronecker 곱(product)이며, 모든 n≥1 에 대해 Aⓧn = AⓧAⓧ(n-1)이고, Aⓧ0 = 1 이다.
도 2(b)의 GN 으로의 입력 uN 1 과 출력 xN 1 의 관계는 xN 1 = uN 1GN 로 표현될 수 있다. 여기서 xN 1 = {x1, ..., xN}, uN 1 = {u1, ..., uN}이다.
N 개의 B-DMC 들을 컴바이닝할 때, 각각의 B-DMC 는 회귀적인 형태로 표현될 수 있다. 즉, GN 은 다음 수학식으로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000012
여기서, N=2n, n≥1 이고, Fⓧn = FⓧFⓧ(n-1)이며, Fⓧ0 = 1 이다. BN은 비트-리버설로서 알려진 퍼뮤테이션 행렬이며, BN = RN(I2ⓧBN/2)로서 회귀적으로(recursively) 산출(compute)될 수 있다. I2 는 2-차원(2-dimnsional) 단위(identity) 행렬이고, 이 회귀(recursion)는 B2=I2 로 초기화된다. RN 은 비트-리버설 인터리버이며, 입력 sN 1 = {s1, ..., sN}을 출력 xN 1 = {s1, s3,..., sN-1, s2, ..., sN}로 매핑하는 데 사용된다. 비트-리버설 인터리버는 전송단에 포함되지 않을 수도 있다. 수학식 6 의 관계가 도 3 에 도시된다.
도 3 은 극 부호를 위한 N-번째 레벨 채널 컴바이닝을 예시한 것이다.
N 개의 B-DMC W 을 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.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000013
채널 양극화는 다음과 같은 특성을 갖는다:
> Conservation: C(W-) + C(W+) = 2C(W),
> Extremization: C(W-) ≤ C(W) ≤ C(W+).
채널 컴바이닝과 채널 스플리팅을 거친 경우 다음과 같은 정리(theorem)를 얻을 수 있다.
* 정리(theorem): 임의(any) B-DMC W에 대해, 채널들 {WN (i)}은 다음과 같은 의미에서 양극화된다. 임의의 고정된 δ∈{0,1}에 대해, 2 의 거듭제곱(power)을 통해 N 이 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.
즉, 극 부호의 크기 N 이 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.
극 인코더(polar encoder)의 입력(input)은 정보 데이터가 맵핑되는 비트 채널과 그렇지 않은 비트 채널로 구분된다. 앞서 설명한 바와 같이 극 부호의 이론에 따르면 극 부호의 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 동결 비트 채널이라 칭하고, 동결 비트 채널에는 알려진 값(예, 0)을 입력하여 부호화가 수행된다. 전송단과 수신단에서 알고 있는 값이면 아무 값이나 동결 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.
도 4 는 극 부호에서 정보 비트(들)이 할당될 위치(들)을 선택하는 개념을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 4 에서, 머더 코드의 크기 N=8, 즉, 극 부호의 크기 N=8 이고, 코드 레이트가 1/2 라고 가정된다.
도 4에서 C(Wi)는 채널 Wi 의 용량으로서, 극 부호의 입력 비트들이 겪을 채널들의 신뢰도에 대응한다. 극 부호의 입력 비트 위치들에 대응하는 채널 용량들이 도 4 에 도시된 바와 같다고 하면, 도 4 에 도시된 대로 입력 비트 위치들의 신뢰도에 랭크(rank)가 매겨질 수 있다. 이 경우, 코드 레이트 1/2 로 데이터를 전송하기 위해, 전송 장치는 상기 데이터를 이루는 4 개 비트들을 극 부호의 8 개 입력 비트 위치들 중에서 채널 용량이 높은 4 개 입력 비트 위치들(즉, 도 4 의 입력 비트 위치들 U1 ~ U8 중 U4, U6, U7 및 U8로 표시된 입력 비트 위치들)에 할당하고, 나머지 입력 비트 위치들은 동결한다. 도 4 의 극 부호에 대응하는 생성기 행렬 G8 은 다음과 같다. 상기 생성기 행렬 G8 는 수학식 6 을 기반으로 얻어질 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000014
도 4 의 U1 부터 U8 까지로 표시된 입력 비트 위치들은 G8 의 최상위 행(row)부터 최하위 행까지의 행들에 일대일로 대응한다. 도 4 을 참조하면 U8 에 대응하는 입력 비트는 모든 출력 코딩된 비트들에 영향을 미침을 알 수 있다. 반면, U1 에 대응하는 입력 비트는 출력 코딩된 비트들 중 Y1 에만 영향을 미침을 알 수 있다. 수학식 8 을 참조하면, 이진-입력 소스 비트들 U1 ~ U8 와 G8 이 곱해졌을 때 해당 입력 비트를 모든 출력 비트들에 나타나도록 하는 행(row)은 G8 의 행들 중 모든 원소가 1 인 행인 최하위 행 [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]이다. 반면, 해당 이진-입력 소스 비트를 1 개 출력 비트에만 나타나도록 하는 행은 G8 의 행들 중 1 개의 원소가 1 인 행, 즉, 행 무게(weight)가 1 인 [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]이다. 마찬가지로, 행 무게가 2 인 행은 해당 행에 대응하는 입력 비트를 2 개 출력 비트에 반영시킨다고 할 수 있다. 도 4 및 수학식 8 을 참조하면, U1 ~ U8 는 G8 의 행들에 일대일로 대응하며, U1 ~ U8 의 입력 위치들, 즉, G8 의 행들에 상기 입력 위치들을 구분하기 위한 비트 인덱스들이 부여될 수 있다.
극 부호에서는 GN 로의 N 개 입력 비트들에 대해 행 무게가 가장 작은 최상위 행부터 시작하여 비트 인덱스 0 부터 N-1 까지 순차적으로 비트 인덱스들이 할당되어 있다고 가정될 수 있다. 예를 들어, 도 4 을 참조하면, U1 의 입력 위치, 즉, G8 의 첫 번째 행에 비트 인덱스 0 가 부여되고, U8 의 입력 위치, 즉, G8 의 마지막 행에 비트 인덱스 7 이 부여된다. 다만, 비트 인덱스들은 극 부호의 입력 위치들을 나타내기 위해 사용되는 것이므로, 이와 다르게 할당될 수 있다. 예를 들어, 행 무게가 가장 큰 최하위 행부터 시작하여 비트 인덱스 0 부터 N-1 까지 할당될 수 있다.
출력 비트 인덱스의 경우, 도 4 및 수학식 8 에 예시된 바와 마찬가지로, GN 의 열들 중 열 무게가 가장 큰 첫 번째 열부터 열 무게가 가장 작은 마지막 열까지 비트 인덱스 0 부터 N-1 까지, 혹은 비트 인덱스 1 부터 N 까지 부여되어 있다고 가정될 수 있다.
극 부호에서는 정보 비트와 동결 비트를 설정하는 것이 극 부호의 구성 및 성능에 있어 가장 중요한 요소들 중 하나이다. 즉, 입력 비트 위치들의 랭크를 정하는 것이 극 부호의 성능 및 구성에 있어서 중요한 요소라고 할 수 있다. 극 부호에 대해, 비트 인덱스들은 극 부호의 입력 혹은 출력 위치들을 구분할 수 있다. 극 부호에 대해, 비트 위치들의 신뢰도의 오름차순으로 아니면 내림차순으로 나열하여 얻어진 시퀀스를 비트 인덱스 시퀀스라 한다. 즉, 상기 비트 인덱스 시퀀스는 극 부호의 입력 혹은 출력 비트 위치들의 신뢰도를 오름차순 혹은 내림차순으로 나타낸다. 전송 장치는 입력 비트 인덱스 시퀀스를 기반으로 신뢰도가 높은 입력 비트들에 정보 비트들을 입력하고 극 부호를 이용하여 부호화를 수행하며, 수신 장치는 동일한 혹은 대응 입력 비트 인덱스 시퀀스를 이용하여 정보 비트가 할당된 입력 위치들 또는 동결 비트가 할당된 입력 위치들을 알 수 있다. 즉, 수신 장치는 전송 장치가 사용한 입력 비트 인덱스 시퀀스와 동일한 혹은 대응 입력 비트 인덱스 시퀀스와 해당 극 부호를 이용하여 극 복호화(polar decoding)을 수행할 수 있다. 극 부호에 대해, 입력 비트 인덱스 시퀀스는 신뢰도가 높은 입력 비트 위치(들)에 정보 비트(들)이 할당될 수 있도록 미리 정해져 있다고 가정될 수 있다. 본 명세서에서 입력 비트 인덱스 시퀀스는 극 시퀀스라고 칭하기도 한다.
실시예
극 부호의 복호화 방식은 연속 소거(successive cancellation, SC) 복호화 방식을 포함한다. 연속 소거 복호 과정은 도 5 와 같은 이진 트리에서 연판정(soft) 정보와 경판정(hard) 정보를 계산하는 과정이라 할 수 있다. 이진 트리에서 각 노드는 순서쌍
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000015
로 특정될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000016
는 계층/레벨 내 노드 번호를 나타내며,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000017
는 노드의 계층/레벨을 나타낸다. 개별 노드는 연판정 정보(예, Log-Likelihood Ratio, LLR)
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, 경판정 비트 정보
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000019
를 저장한다. 채널에서 받은 LLR,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000020
는 가장 상위 노드의 LLR로 설정된다(
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000021
; n 은 루트 노드의 계층/레벨을 나타낸다). 이후, 최상위 노드부터 최하단 노드까지의 연판정 정보(LLR)를 계산할 수 있다. 최하단 노드의 LLR 계산이 완료되면 이를 바탕으로 경판정 비트 정보를 얻고 이를 다시 상단 노드로 업데이트 하는 과정을 통해 복호가 진행된다. 이러한 과정을 거치면 모든 노드의 연판정과 경판정 정보를 계산해야 하므로 복잡도 및 지연 시간이 증가한다.
이를 해결하기 위해, 노드가 특별한 구조를 만족할 경우 하위 노드의 LLR 정보 계산을 생략하고 상위 노드에서 복호를 완료하는 방법이 제안된 바 있다. 도 6 을 참조하면, 노드의 하위 노드가 전부 정보(information) 비트로 구성되어 있으면 rate-1 복호를, 전부 동결(frozen) 비트일 경우 rate-0 복호를, 동결(frozen) 비트가 하나 있고 가장 왼쪽 자식 노드에 위치한다면 single parity check 복호를, 정보(information) 비트가 하나 있고 가장 오른쪽 자식 노드에 위치하면 repetition 복호를 각각 진행할 수 있다. rate-1, rate-0, single parity check, repetition 부호의 복호 복잡도는 기존 방식으로 나머지 노드를 탐색하는 복잡도에 비해 간단하기 때문에 복잡도를 줄일 수 있다.
하지만, 극 부호의 유한 길이 성능을 향상하기 위한 연접 극 부호, 특히 대수적 부호를 기반으로 설계한 pre-coded 극 부호에서는 상술한 고속 복호 알고리즘의 이득이 현격히 줄어든다. 대수적 부호 기반 극 부호의 경우 기존 극 부호와 달리 동결 비트나 정보 비트의 위치가 가장 왼쪽 혹은 오른쪽으로 고정되지 않고 임의의 위치에 놓일 수 있기 때문에 해당 구조가 발생하는 빈도수가 급격히 감소한다.
이를 해결하기 위해, 본 발명은 노드 구조에 무관하게 복잡도 이득을 얻을 수 있는 고속 복호 방법을 제안한다. 구체적으로 본 발명은 신드롬 확인 기반의 고속 복호 방법을 제안한다. 본 발명의 고속 복호 알고리즘은 노드마다 신드롬 확인 과정을 거치며 신드롬이 만족 될 경우 하위 노드들의 복호 과정을 생략할 수 있다. 신드롬 계산 과정은 재귀적으로 진행되므로 추가적인 복잡도가 최소화된다. 또한, 기존 알고리즘과는 다르게 repetition, single parity check 노드의 발생 빈도와 관계없이 복잡도 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 고속 복호 방법은 대수적 극 부호에도 적용 가능하다.
도 7 은 신드롬 확인 기반 고속 복호 방법을 위한 노드 정보를 예시한다. 도 7 을 참조하면, 개별 노드는 기존 정보
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000022
,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000023
외에 추가적으로 신드롬 정보
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000024
를 저장한다. 각 정보는 다음과 같이 정의될 수 있다.
- 연판정 벡터:
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000025
= [
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000026
]
- 경판정 비트 벡터:
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000027
= [
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000028
]
- 신드롬 벡터:
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000029
= [
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000030
]
여기서,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000031
는 서브-트리 내 동결 비트의 개수를 나타낸다.
이하, 신드롬 확인 기반 고속 복호 방법에 대해 보다 자세히 설명한다. 편의상, 대수적 극 부호를 이용하여 설명하지만, 이는 예시로서 본 발명의 적용 대상이 대수적 극 부호로 제한되는 것은 아니다.
먼저, 길이 k 의 메세지 m 에 대해, 길이 N(=2n)의 코드워드 c 가 다음과 같이 얻어진다고 가정한다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000032
여기서, 행렬 Z 는 k*N 차원의 프리코딩 행렬을 나타내며, 극 부호에 입력되는 정보 비트, 동결 비트 (및, 패리티 비트)의 위치를 결정한다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000033
는 N*N 차원의 극 부호 행렬을 나타낸다.
이때, 최상단의 신드롬
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000034
은 하기 수학식을 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000035
여기서,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000036
는
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000037
의 경-판정 결과를 나타낸다. 경-판정 결과는 하기 수학식을 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000038
또한, 행렬
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000039
는 대수적 부호로부터 생성되는 제한(constraint) 행렬이며 ZVT=0 을 만족한다. 대수적 극 부호가 아닌 경우, 행렬 V는 생략된다.
신드롬이 계산된 후 다음과 같은 고속 복호 조건이 만족되는지 확인한 후, 고속 복호 조건 만족 시 고속 복호를 진행해
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000040
값을 바로 결정할 수 있다.
1. 노드가 rate-1일 경우,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000041
2. 노드가 rate-0일 경우,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000042
3. 신드롬이 만족될 경우(
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000043
),
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000044
세가지 조건 중 하나도 만족하지 않을 경우, (-) 방향의 자식 노드의 연-판정 정보(예, LLR)과 신드롬,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000045
,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000046
을 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000047
,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000048
은 하기 수학식을 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000049
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000050
여기서,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000051
는
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000052
이며 복잡도를 줄이기 위해
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000053
로 근사할 수 있다. x:y는 [x,...,y]를 나타낸다.
수학식 12 를 참조하면,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000054
는 부모의 신드롬 중 앞의
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000055
개를 취하여 바로 얻을 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000056
는 노드
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000057
의 서브-트리 내 동결/패리티 비트의 총 개수를 나타낸다.
(-) 방향의 자식 노드에 대해 복호가 성공하면, 복호는 (-) 방향으로 진행된다. 이에 따라, (+) 방향의 자식 노드의 연-판정 정보(예, LLR)과 신드롬,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000058
,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000059
을 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000060
,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000061
은 하기 수학식을 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000062
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000063
여기서,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000064
,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000065
,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000066
및
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000067
는 다음과 같이 정의된다. 연산
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000068
는 비트 AND 연산자를 나타낸다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000069
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000070
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000071
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000072
여기서, V(r,c)는 행렬 V 로부터 행 인덱스 r=[r1,r2,...,rn1]과 열 인덱스 c=[c1,c2,...,cn2]를 선택함으로써 생성된 서브-행렬을 나타낸다. V 는 다음의 구조를 갖는다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000073
여기서, V1 은 nf1*N/2 차원을 제한 행렬이고, V2 및 V3 은 nf2*N/2 차원의 제한 행렬이며, nfi 는 자식 노드의 동결/패리티 길이(즉, 비트 개수)의 합을 나타낸다.
Fⓧn = FⓧFⓧ(n-1)이며, Fⓧ0 = 1 이다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000074
(+) 방향의 자식 노드의 신드롬을 계산할 때(수학식 13),
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000075
벡터 내의 1 의 개수가 작기 때문에
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000076
의 계산 복잡도가 간단하게 된다
도 8 은 본 발명의 예에 따른 고속 복호 방법을 예시한다. 도 8 은
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000077
인 eBCH 부호를 고속 복호하는 예시이다. 전송된 코드워드를 0 벡터로 가정하고, BPSK 변조을 거친 후 AWGN 채널을 통과했을 때 복호기가 수신한 벡터를 다음과 같이 가정한다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000078
SC 디코더의 복호는 도 8 의 트리 위에서 이루어지며 처음 시작 위치는 가장 상위 노드 (0, 4)이다. 처음에 노드 (0, 4)는
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000079
메모리에 채널로부터 온
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000080
를 저장한다(
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000081
). 첫 단계로 신뢰도
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000082
로부터 신드롬
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000083
를 계산한다. 신드롬은
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000084
의 경-판정 값과
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000085
eBCH 부호의 패리티-체크 행렬을 곱해서 만들 수 있다. 경-판정은 0 보다 큰 원소를 0 으로 매핑하고, 0 보다 작은 원소를 1 로 매핑한다. eBCH의 parity-check 행렬은 다음과 같다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000086
신드롬을 계산하면 다음과 같이 된다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000087
이때,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000088
이 0 벡터일 경우 복호를 종료하고
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000089
를 복호 비트로 출력한다. 예시에서는 신드롬이 0 이 아니므로 우선 왼쪽 자식 노드 (0, 3)로 넘어가 복호를 진행한다. 왼쪽 자식 노드의 경우
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000090
은 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000091
여기서,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000092
는
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000093
의 앞의 절반,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000094
는 뒤의 절반을 의미한다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000095
이므로,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000096
와
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000097
는 다음과 같이 주어진다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000098
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000099
연산자
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000100
는
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000101
를 각 비트별로 연산한 것이며
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000102
는
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000103
의 부호를 의미한다.
위의 예시를 이용해
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000104
을 계산하면 다음과 같다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000105
다시, 노드 (0, 3)에서 신드롬을 계산하려면 다음과 같다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000106
수학식 22를 참조하면 행렬 곱 연산이 필요하다. 하지만, 행렬 곱 연산은 복잡하므로 이를 실행하지 않고 신드롬을 구할 수 있는 방법을 설명한다. 노드
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000107
의 자식 노드 중
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000108
와
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000109
에 해당하는 노드(도 8, 검은색 노드)의 개수를
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000110
, 부모 노드의 신드롬을
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000111
라고 가정한다. 이때, 왼쪽 자식 노드는 부모의 신드롬에서 앞의
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000112
개 만큼 가져와 바로 얻을 수 있다. 즉,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000113
는 9,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000114
는 5 이므로
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000115
의 9 개 원소중 앞의 5 개를 가져와,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000116
을 얻을 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000117
노드 (0, 3)의 신드롬을 구한 후, 복호기는 고속 복호 여부를 판단할 수 있다. 예시에서는 신드롬이 모두 0 이 되었으므로 밑의 노드에 대한 복호를 더 진행하지 않고 해당 노드의 복호 값을 바로 얻을 수 있다(
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000118
). 이후, 오른쪽 자식 노드 (1, 3)으로 이동하여
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000119
과
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000120
을 계산한다.
오른쪽 자식 노드의 신뢰도는 하기 수학식을 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000121
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000122
자식 노드 (1, 3)에 대한 신드롬은, 부모 신드롬 오른쪽 4 개
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000123
에 보정 항,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000124
와
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000125
를 더하여 얻을 수 있다. 이때,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000126
이고
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000127
는
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000128
이면 1 이고, 아니면 0 인 값을 갖는 벡터이다. 본 예시에서는
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000129
,
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000130
모두 0 벡터이므로
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000131
도 0이 되어 보정항도 0이 된다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000132
노드 (1, 3)은 신드롬이 0 을 만족하지 않으므로 다음 왼쪽 자식 노드인 노드 (2, 2)로 내려가 복호가 진행된다. 노드 (2, 2)에서는 노드 (0, 4)에서 노드 (0, 3)으로 내려갔을 때와 똑 같은 방법으로
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000133
와
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000134
를 계산한다. 만약 신드롬이 0 이되면 오른쪽 노드 (3, 2)로, 만족하지 않을 경우 노드 (4, 1)로 내려간다. 자식 노드가 부모 노드에 대해 왼쪽에 있는 경우, 자식 노드의 신드롬은 부모 노드의 신드롬을 그대로 이용할 수 있다. 또한, 자식 노드가 부모 노드에 대해 오른쪽에 있는 경우, 자식 노드의 신드롬은 부모 노드의 신드롬에 보정항을 더해 쉽게 계산할 수 있다. 상술한 과정을 트리 구조에서 반복하여 복호화를 완료할 수 있다.
도 9는 본 발명의 예에 따른 신호 처리 과정을 예시한다. 도 9를 참조하면, 수신 장치는 부호화된 비트 시퀀스를 수신할 수 있다(S902). 이후, 수신 장치는 이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호할 수 있다(S904). 이때, 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며, 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행될 수 있다. 여기서, 소정 조건은 부모 노드의 신드롬이 모두 0인 것을 포함한다. 구체적으로, 소정 조건을 다음을 포함할 수 있다.
1. 노드가 rate-1임
2. 노드가 rate-0임
3. 신드롬이 만족됨
상술한 바와 같이, 모든 노드에서 신드롬을 계산하고 신드롬이 0 을 만족할 경우 해당 노드를 바로 복호하는 과정을 통해 복잡도가 감소하며 고속 복호의 성공 빈도는 채널의
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000135
이 커질수록 증가한다. 도 10 은 부호 길이 1024, 메시지 길이 513 인 eBCH 부호에서 채널의
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000136
에 따라 복호 트리에서 총 탐색해야 하는 노드의 평균 개수를 도시한 것이다. 탐색 노드 수가 적을수록 복호 복잡도가 감소한다. 기존 알고리즘은 복잡도가 채널의 품질보다는 부호의 구조에만 영향을 받기 때문에
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000137
에 따른 변화가 없으나 제안된 부호는 채널이 좋아질수록 복잡도가 감소한다. 만약, 채널의
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000138
의 충분히 크지 않다면 기존 방식대로 동작하는 것이 가능하다. 도 11 은 제안된 알고리즘과 SC복호기의 오류율 성능을 비교한 것이다. 제안된 알고리즘은 복잡도 이득을 얻음에도 오류율 성능에서 손해가 없다.
본 발명에 따른 극 부호 복호 방법은 다양한 통신 환경에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 극 부호 복호 방법은 무선 통신(예, 5G, 6G 통신)에 적용되어 수신 복잡도를 낮출 수 있다. 이하, 본 발명이 적용될 수 있는 시스템에 대해 예시한다.
도 12 는 프레임 구조를 예시한 것이다. 도 12 의 프레임의 구조는 예시에 불과하고, 프레임에서 서브프레임의 수, 슬롯의 수, 심볼의 수는 다양하게 변경될 수 있다. NR 시스템에서는 하나의 UE 에게 집성(aggregate)되는 복수의 셀들간에 OFDM 뉴모놀로지(numerology)(예, SCS)가 상이하게 설정될 수 있다. 이에 따라, 동일한 개수의 심볼로 구성된 시간 자원(예, 서브프레임, 슬롯 또는 전송 시간 간격(transmission time interval, TTI))의 (절대 시간) 구간이 집성된 셀들간에 상이하게 설정될 수 있다. 여기서, 심볼은 OFDM 심볼 (혹은, CP-OFDM 심볼), SC-FDMA 심볼 (혹은, Discrete Fourier Transform-spread-OFDM, DFT-s-OFDM 심볼)을 포함할 수 있다.
도 12 를 참조하면, NR 시스템에서 상향링크 및 하향링크 전송들은 프레임들로 조직화(organize)된다. 각 프레임은 10ms 의 지속기간(duration) Tf를 가지며 각각 5ms 의 지속기간인 2 개 하프-프레임(half-frame)들로 나뉜다. 각 하프-프레임은 5 개의 서브프레임들로 구성되며, 단일 서브프레임의 지속기간 Tsf 는 1ms 이다. 서브프레임들은 슬롯들로 더 나뉘고, 서브프레임 내 슬롯의 개수는 부반송파 간격에 의존한다. 각 슬롯은 순환 프리픽스를 기초로 14 개 혹은 12 개 OFDM 심볼들로 구성된다. 정규(normal) 순환 프리픽스(cyclic prefix, CP)에는 각 슬롯은 14 개 OFDM 심볼들로 구성되며, 확장(extended) CP 의 경우에는 각 슬롯은 12 개 OFDM 심볼들로 구성된다. 다음 표는 정규 CP 에 대한 부반송파 간격 △f = 2u*15 kHz 에 따른 슬롯 당 OFDM 심볼들의 개수, 프레임당 슬롯의 개수 및 서브프레임당 슬롯의 개수를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000139
다음 표는 확장 CP 에 대한 부반송파 간격 △f = 2u*15 kHz 에 따른 슬롯 당 OFDM 심볼들의 개수, 프레임당 슬롯의 개수 및 서브프레임당 슬롯의 개수를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2021016870-appb-img-000140
슬롯은 시간 도메인에서 복수(예, 14개 또는 12개)의 심볼들을 포함한다. 각 뉴머롤러지(예, 부반송파 간격) 및 반송파에 대해, 상위 계층 시그널링(예, 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 시그널링)에 의해 지시되는 공통 자원 블록(common resource block, CRB) N start,u grid 에서 시작하는, N size,u grid,x*N RB sc 개 부반송파들 및 N subframe,u symb 개 OFDM 심볼들의 자원 격자(grid)가 정의된다. 여기서 N size,u grid,x 은 자원 격자 내 자원 블록(resource block, RB)들의 개수이고, 밑첨자 x 는 하향링크에 대해서는 DL 이고 상향링크에 대해서는 UL 이다. N RB sc 는 RB 당 부반송파의 개수이며, 3GPP 기반 무선 통신 시스템에서 N RB sc 는 통상 12 이다. 주어진 안테나 포트 p, 부반송파 간격 설정(configuration) u 및 전송 방향 (DL 또는 UL)에 대해 하나의 자원 격자가 있다. 부반송파 간격 설정 u 에 대한 반송파 대역폭 N size,u grid 는 상위 계층 파라미터(예, RRC 파라미터)에 의해 주어진다. 안테나 포트 p 및 부반송파 간격 설정 u 에 대한 자원 격자 내 각각의 요소는 자원 요소(resource element, RE)로 칭해지며, 각 자원 요소에는 하나의 복소 심볼이 매핑될 수 있다. 자원 격자 내 각 자원 요소는 주파수 도메인 내 인덱스 k 및 시간 도메인에서 참조 포인트에 대해 상대적으로 심볼 위치를 표시하는 인덱스 l 에 의해 고유하게 식별된다. NR 시스템에서 RB 는 주파수 도메인에서 12 개의 연속한(consecutive) 부반송파에 의해 정의된다. NR 시스템에서 RB 들은 공통 자원 블록(CRB)들과 물리 자원 블록(physical resource block, PRB)들로 분류될 수 있다. CRB 들은 부반송파 간격 설정 u 에 대한 주파수 도메인에서 위쪽으로(upwards) 0부터 넘버링된다. 부반송파 간격 설정 u 에 대한 CRB 0 의 부반송파 0 의 중심은 자원 블록 격자들을 위한 공통 참조 포인트인 포인트 A 와 일치한다. PRB 들은 대역폭 파트(bandwidth part, BWP) 내에서 정의되고, 0 부터 N size BWP,i-1 까지 넘버링되며, 여기서 i 는 상기 대역폭 파트의 번호이다. 공통 자원 블록 nCRB 와 대역폭 파트 i 내 물리 자원 블록 nPRB 간 관계는 다음과 같다: nPRB = nCRB + N size BWP,i, 여기서 N size BWP,i 는 상기 대역폭 파트가 CRB 0 에 상대적으로 시작하는 공통 자원 블록이다. BWP 는 주파수 도메인에서 복수의 연속한 RB 를 포함한다. 반송파는 최대 N개(예, 5개)의 BWP 를 포함할 수 있다.
물리 브로드캐스트 채널(physical broadcast channel, PBCH)를 통해 전송/수신되는 브로드캐스트 채널(broadcast channel, BCH)의 데이터와, 물리 하향링크 제어 채널(physical downlink control channel, PDCCH)을 통해 전송/수신되는 하향링크 제어 정보(downlink control information, PDCCH)와, 물리 상향링크 제어 채널(physical uplink control channel, PUCCH) 혹은 물리 상향링크 공유 채널(physical uplink shared channel, PUSCH)를 통해 전송/수신되는 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI)에 대해, NR 시스템에서는 채널 코딩에 극 부호가 사용된다.
도 13 는 기존 LTE 시스템에서의 부호화 과정 및 복호화 과정을 예시한 것이다. 특히 도 13(a)는 스크램블링 단계를 포함하는 부호화 과정을, 도 13(b)는 디스크램블링 단계를 포함하는 복호화 과정을 예시한 것이다.
도 13(a)를 참조하면, 전송 장치는 수송 블록 또는 코드 블록에 CRC 코드를 부가(S1101a)하여 얻어진 입력 비트들을 스크램블링 시퀀스를 이용하여 스크램블링(S1103a)하고, 상기 스크램블링된 입력 비트들을 채널 부호화(S1105a)하여 코딩된 비트들을 생성하며, 상기 코딩된 비트들을 채널 인터리빙(S1107a)한다. 도 13(b)를 참조하면, 수신 장치는 부호화 과정에서 적용된 채널 인터리빙 패턴 혹은 그에 상응하는 채널 인터리빙 패턴을 기반으로 수신 비트들에 채널 디-인터리빙을 수행(S1107b)하여 코딩된 비트들을 얻고, 상기 코딩된 비트들을 채널 복호화(S1105b)하여 스크램블링된 비트들을 얻는다. 상기 수신 장치는 상기 스크램블링된 비트들을 스크램블링 시퀀스를 이용하여 디-스크램블링(S1103b)하여, 복호화된 비트들의 시퀀스(이하, 복호화된 비트 시퀀스)를 얻는다. 상기 수신 장치는 상기 복호화된 비트 시퀀스 내 CRC 비트들을 이용하여 상기 복호화된 비트 시퀀스에 대한 오류 유무를 체크한다(S1101b). 상기 수신 장치는 상기 복호화된 비트 시퀀스에 대한 CRC 에 실패하면 수신 장치는 수신 신호에 대한 복호화에 실패했다고 판단한다. 상기 수신 장치는 상기 복호화된 비트 시퀀스에 대한 CRC 에 성공하면 상기 복호화 과정이 성공했다고 판단하며, 상기 복호화 비트 시퀀스로부터 CRC 코드를 제거하여 수송 블록 혹은 코드 블록을 얻을 수 있다.
도 13(a)에서 CRC 생성(S1101a), 시퀀스 생성(S1102a), 스크램블링(S1103a), 채널 부호화(S1105a), 채널 인터리빙(S1107a)는 각각 CRC 코드 생성기, 시퀀스 생성기, 스크램블러, 채널 인코더, 채널 인터리버에 의해 수행될 수 있다. 상기 CRC 코드 생성기, 상기 시퀀스 생성기, 상기 스크램블러, 상기 채널 인코더, 상기 채널 인터리버는 전송 장치의 프로세서의 일부로서 구성될 수 있으며, 상기 전송 장치의 프로세서의 제어 하에 동작하도록 구성될 수 있다. 도 13(b)에서 CRC 체크(S1101b), 시퀀스 생성(S1102b), 디-스크램블링(S1103b), 채널 복호화(S1105b), 채널 인터리빙(S1107b)은 각각 CRC 체크기, 시퀀스 생성기, 디-스크램블러, 채널 디코더, 채널 인터리버에 의해 수행될 수 있다. 상기 CRC 체크기, 상기 시퀀스 생성기, 상기 디-스크램블러, 상기 채널 디코더, 상기 채널 인터리버는 수신 장치의 프로세서의 일부로서 구성될 수 있으며, 상기 수신 장치의 프로세서의 제어 하에 동작하도록 구성될 수 있다. 기존 LTE 시스템에서 스크램블러는 UE ID, 셀 ID, 및/또는 슬롯 인덱스를 이용하여 m-시퀀스를 생성한 뒤에 상기 m-시퀀스를 이용하여 정보 비트들과 CRC 비트들을 이루어진 상기 스크램블로의 입력 비트들을 스크램블링하며, 디-스크램블러는 UE ID, 셀 ID, 및/또는 슬롯 인덱스를 이용하여 m-시퀀스를 생성한 뒤에 상기 m-시퀀스를 이용하여 정보 비트들과 CRC 비트들을 이루어진 상기 디-스크램블러로의 입력 비트들을 디-스크램블링한다.
기존 LTE 시스템의 부호화 과정 및 복호화 과정에 대한 좀 더 자세한 사항은 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.212, 3GPP 36.331, 3GPP TS 36.331 을 참조할 수 있으며, NR 시스템의 부호화 과정 및 복호화 과정에 대한 좀 더 자세한 사항은 3GPP TS 38.211, 3GPP TS 38.212, 3GPP TS 38.213, 3GPP TS 38.214, 3GPP TS 38.331 을 참조할 수 있다.
본 명세의 제안 방법은 다양한 통신 환경에 사용될 수 있으며, 유선/무선 통신 기술에 모두 적용될 수 있다. 예를 들어, 이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 발명의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들간에 유선/무선 통신/연결(예, 4G 망(예, LTE 망), 5G 망(예, NR 망))을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.
본 명세에서, 적어도 하나의 메모리(예, 104 또는 204)는 지시들 또는 프로그램들을 저장할 수 있으며, 상기 지시들 또는 프로그램들은, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 메모리에 작동가능하게(operably) 연결되는 적어도 하나의 프로세서로 하여금 본 명세의 몇몇 실시예들 또는 구현들에 따른 동작들을 수행하도록 할 수 있다.
본 명세에서, 컴퓨터 판독가능한(readable) 저장(storage) 매체(medium)은 적어도 하나의 지시 또는 컴퓨터 프로그램을 저장할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 지시 또는 컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 본 명세의 몇몇 실시예들 또는 구현들에 따른 동작들을 수행하도록 할 수 있다.
본 명세에서, 컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능한 (비휘발성) 저장 매체에 기록되며, 실행될 때, (적어도 하나의 프로세서로 하여금) 본 명세의 몇몇 실시예들 또는 구현들에 따른 동작들을 수행하는 프로그램 코드를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 프로그램 프로덕트 형태로 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 프로덕트는 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능한 (비휘발성) 저장 매체를 포함할 수 있고, 상기 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는, 실행될 때, (적어도 하나의 프로세서로 하여금) 본 명세의 몇몇 실시예들 또는 구현들에 따른 동작들을 수행하는 프로그램 코드를 포함할 수 있다.
본 명세에서, 프로세싱 기기(device) 또는 장치(apparatus)는 적어도 하나의 프로세서와 상기 적어도 하나의 프로세서여 연결 가능한 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 컴퓨터 메모리는 지시들 또는 프로그램들을 저장할 수 있으며, 상기 지시들 또는 프로그램들은, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 메모리에 작동가능하게(operably) 연결되는 적어도 하나의 프로세서로 하여금 본 명세의 몇몇 실시예들 또는 구현들에 따른 동작들을 수행하도록 할 수 있다.
본 명세의 통신 기기는 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하게 연결 가능한, 그리고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 후술하는 본 명세의 예(들)에 따른 동작들을 수행하도록 하는 명령(instruction)들을 저장한, 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함한다.
도 14은 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)을 예시한다.
도 14 을 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(eXtended Reality) 기기(100c), 휴대 기기(Hand-held device)(100d), 가전(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(200a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.
무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.
무선 기기(100a~100f)/기지국(200), 기지국(200)/기지국(200) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 부호화/복호화, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.
도 15 는 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.
도 15 를 참조하면, 제 1 무선 기기(100)와 제 2 무선 기기(200)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제 1 무선 기기(100), 제 2 무선 기기(200)}은 도 14 의 {무선 기기(100x), 기지국(200)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.
제 1 무선 기기(100)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제 1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)을 통해 제 1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제 2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제 2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
제 2 무선 기기(200)는 하나 이상의 프로세서(202), 하나 이상의 메모리(204)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206) 및/또는 하나 이상의 안테나(208)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 메모리(204) 및/또는 송수신기(206)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 메모리(204) 내의 정보를 처리하여 제 3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206)를 통해 제 3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 송수신기(206)를 통해 제 4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제 4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204)에 저장할 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 프로세서(202)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202)와 메모리(204)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.
이하, 무선 기기(100, 200)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.
하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.
하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.
하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.
도 16 은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 14 참조).
도 16 을 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 15 의 무선 기기(100,200)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 15의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 15의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다.
추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 14, 100a), 차량(도 14, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 14, 100c), 휴대 기기(도 14, 100d), 가전(도 14, 100e), IoT 기기(도 14, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 14, 400), 기지국(도 14, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.
도 16 에서 무선 기기(100, 200) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제 1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(100, 200) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
도 17 은 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(Aerial Vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있다.
도 17 을 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(100)은 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 구동부(140a), 전원공급부(140b), 센서부(140c) 및 자율 주행부(140d)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110/130/140a~140d는 각각 도 16 의 블록 110/130/140에 대응한다.
통신부(110)는 다른 차량, 기지국(e.g. 기지국, 노변 기지국(Road Side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있다. 구동부(140a)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)을 지상에서 주행하게 할 수 있다. 구동부(140a)는 엔진, 모터, 파워 트레인, 바퀴, 브레이크, 조향 장치 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(140b)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140c)는 IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 등을 포함할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등을 구현할 수 있다.
일 예로, 통신부(110)는 외부 서버로부터 지도 데이터, 교통 정보 데이터 등을 수신할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 획득된 데이터를 기반으로 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 생성할 수 있다. 제어부(120)는 드라이빙 플랜에 따라 차량 또는 자율 주행 차량(100)이 자율 주행 경로를 따라 이동하도록 구동부(140a)를 제어할 수 있다(예, 속도/방향 조절). 자율 주행 도중에 통신부(110)는 외부 서버로부터 최신 교통 정보 데이터를 비/주기적으로 획득하며, 주변 차량으로부터 주변 교통 정보 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 자율 주행 도중에 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보를 획득할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 새로 획득된 데이터/정보에 기반하여 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 갱신할 수 있다. 통신부(110)는 차량 위치, 자율 주행 경로, 드라이빙 플랜 등에 관한 정보를 외부 서버로 전달할 수 있다. 외부 서버는 차량 또는 자율 주행 차량들로부터 수집된 정보에 기반하여, AI 기술 등을 이용하여 교통 정보 데이터를 미리 예측할 수 있고, 예측된 교통 정보 데이터를 차량 또는 자율 주행 차량들에게 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 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.
본 발명은 무선 이동 통신 시스템의 단말기, 기지국, 또는 기타 다른 장비에 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 통신 시스템에서 수신 장치가 신호를 처리하는 방법에 있어서,
    부호화된 비트 시퀀스를 수신하는 단계; 및
    이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호하는 단계를 포함하되,
    상기 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며,
    상기 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 상기 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행되는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정 조건은 상기 부모 노드의 신드롬이 모두 0인 것을 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부모 노드의 신드롬은 하기 식에 기반하여 결정되는 방법:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000141
    여기서, σ는 신드롬을 나타내고,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000142
    는 경-판정 결과를 나타내며,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000143
    는 N*N 차원의 극 부호 행렬을 나타내고, V는 Z*VT=0을 만족하는 제한(constraint) 행렬을 나타내며, Z는 k*N 차원의 프리-코딩 행렬을 나타낸다.
  4. 제3항에 있어서,
    V는 하기 구조를 가지는 방법:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000144
    여기서, V1은 nf1*N/2 차원을 제한 행렬이고, V2 및 V3은 nf2*N/2 차원의 제한 행렬이며, nfi는 자식 노드 i의 동결 및 패리티 길이의 합을 나타낸다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자식 노드 i (i=0,1)의 신도롬은 하기 식에 기반하여 결정되는 방법:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000145
    여기서, σi는 자식 노드의 i의 신드롬이고,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000146
    는 N/2*N/2 차원의 극 부호 행렬이며, β1은 자식 노드 1의 비트 결정 값이다.
  6. 통신 시스템에 사용되는 수신 장치에 있어서,
    적어도 하나의 송수신(Radio Frequency) 유닛;
    적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며, 상기 동작은 다음을 포함하는 수신 장치:
    부호화된 비트 시퀀스를 수신하는 단계; 및
    이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호하는 단계를 포함하되,
    상기 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며,
    상기 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 상기 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행된다.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소정 조건은 상기 부모 노드의 신드롬이 모두 0인 것을 포함하는 수신 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 부모 노드의 신드롬은 하기 식에 기반하여 결정되는 수신 장치:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000147
    여기서, σ는 신드롬을 나타내고,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000148
    는 경-판정 결과를 나타내며,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000149
    는 N*N 차원의 극 부호 행렬을 나타내고, V는 Z*VT=0을 만족하는 제한(constraint) 행렬을 나타내며, Z는 k*N 차원의 프리-코딩 행렬을 나타낸다.
  9. 제8항에 있어서,
    V는 하기 구조를 가지는 수신 장치:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000150
    여기서, V1은 nf1*N/2 차원을 제한 행렬이고, V2 및 V3은 nf2*N/2 차원의 제한 행렬이며, nfi는 자식 노드 i의 동결 및 패리티 길이의 합을 나타낸다.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자식 노드 i (i=0,1)의 신도롬은 하기 식에 기반하여 결정되는 수신 장치:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000151
    여기서, σi는 자식 노드의 i의 신드롬이고,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000152
    는 N/2*N/2 차원의 극 부호 행렬이며, β1은 자식 노드 1의 비트 결정 값이다.
  11. 수신 장치에 사용되는 장치에 있어서,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서와 동작 가능하게 연결되고, 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 메모리를 포함하며, 상기 동작은 다음을 포함하는 장치:
    부호화된 비트 시퀀스를 수신하는 단계; 및
    이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호하는 단계를 포함하되,
    상기 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며,
    상기 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 상기 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행된다.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 소정 조건은 상기 부모 노드의 신드롬이 모두 0인 것을 포함하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부모 노드의 신드롬은 하기 식에 기반하여 결정되는 장치:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000153
    여기서, σ는 신드롬을 나타내고,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000154
    는 경-판정 결과를 나타내며,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000155
    는 N*N 차원의 극 부호 행렬을 나타내고, V는 Z*VT=0을 만족하는 제한(constraint) 행렬을 나타내며, Z는 k*N 차원의 프리-코딩 행렬을 나타낸다.
  14. 제13항에 있어서,
    V는 하기 구조를 가지는 장치:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000156
    여기서, V1은 nf1*N/2 차원을 제한 행렬이고, V2 및 V3은 nf2*N/2 차원의 제한 행렬이며, nfi는 자식 노드 i의 동결 및 패리티 길이의 합을 나타낸다.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 자식 노드 i (i=0,1)의 신도롬은 하기 식에 기반하여 결정되는 장치:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000157
    여기서, σi는 자식 노드의 i의 신드롬이고,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000158
    는 N/2*N/2 차원의 극 부호 행렬이며, β1은 자식 노드 1의 비트 결정 값이다.
  16. 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서가 동작을 수행하도록 하는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하며, 상기 동작은 다음을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체:
    부호화된 비트 시퀀스를 수신하는 단계; 및
    이진 트리 구조에 기반하여, 최상위 노드로부터 최하위 노드 방향으로 상기 부호화된 비트 시퀀스를 복호하는 단계를 포함하되,
    상기 복호 단계에서 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 자식 노드에 대한 복호 과정이 생략되며,
    상기 부모 노드의 신드롬이 소정 조건을 만족하지 않는 것에 기반하여, 상기 자식 노드에 대한 복호 과정이 수행된다.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 소정 조건은 상기 부모 노드의 신드롬이 모두 0인 것을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 부모 노드의 신드롬은 하기 식에 기반하여 결정되는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000159
    여기서, σ는 신드롬을 나타내고,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000160
    는 경-판정 결과를 나타내며,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000161
    는 N*N 차원의 극 부호 행렬을 나타내고, V는 Z*VT=0을 만족하는 제한(constraint) 행렬을 나타내며, Z는 k*N 차원의 프리-코딩 행렬을 나타낸다.
  19. 제18항에 있어서,
    V는 하기 구조를 가지는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000162
    여기서, V1은 nf1*N/2 차원을 제한 행렬이고, V2 및 V3은 nf2*N/2 차원의 제한 행렬이며, nfi는 자식 노드 i의 동결 및 패리티 길이의 합을 나타낸다.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 자식 노드 i (i=0,1)의 신도롬은 하기 식에 기반하여 결정되는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체:
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000163
    여기서, σi는 자식 노드의 i의 신드롬이고,
    Figure PCTKR2021016870-appb-img-000164
    는 N/2*N/2 차원의 극 부호 행렬이며, β1은 자식 노드 1의 비트 결정 값이다.
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