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KR101354239B1 - Apparatus and method for interleaving/de-interleaving channel in a mobile communication system - Google Patents

Apparatus and method for interleaving/de-interleaving channel in a mobile communication system Download PDF

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KR101354239B1
KR101354239B1 KR1020070054455A KR20070054455A KR101354239B1 KR 101354239 B1 KR101354239 B1 KR 101354239B1 KR 1020070054455 A KR1020070054455 A KR 1020070054455A KR 20070054455 A KR20070054455 A KR 20070054455A KR 101354239 B1 KR101354239 B1 KR 101354239B1
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interleaving
interleaver
bit
bits
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윤성렬
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명세호
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Abstract

본 발명은 저밀도 패리티 검사(Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭함) 부호를 사용하는 부호화기와 채널 인터리버를 구비하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 방법에 있어서, 디먹스에서, 채널 부호화된 부호 비트들이 입력되면, 입력된 부호 비트들이 변조 심볼로 대응될 때 대응 위치별로 출력될 수 있도록 분류하여 각 위치별로 비트열들을 출력하는 과정과, 채널 인터리버에서, 입력되어진 비트열들을 채널 인터리빙하여 출력하는 과정과, 매퍼(Mapper)에서, 상기 채널 인터리빙되어 출력된 각각의 비트열들을 변조 심볼로 변환하는 과정을 포함한다.The present invention relates to a channel interleaving method in a mobile communication system having an encoder and a channel interleaver using a low density parity check (LDPC) code. When the inputted code bits correspond to modulation symbols, the inputted code bits are classified so that they can be output for each corresponding position, and the bit strings are output for each position, and the channel interleaver performs channel interleaving and outputs the inputted bit strings. In the mapper, a process of converting each of the channel strings interleaved and outputted into modulation symbols is performed.

채널 인터리빙, 신뢰도, 차수, 변수 노드, 검사 노드, 변조 심벌, 채널 디인터리빙 Channel interleaving, reliability, order, variable node, check node, modulation symbol, channel deinterleaving

Description

이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INTERLEAVING/DE-INTERLEAVING CHANNEL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}Apparatus and method for channel interleaving / deinterleaving in a mobile communication system {APPARATUS AND METHOD FOR INTERLEAVING / DE-INTERLEAVING CHANNEL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 (8, 2, 4) LDPC 부호의 패리티 검사 행렬을 도시한 도면,1 is a diagram illustrating a parity check matrix of a general (8, 2, 4) LDPC code;

도 2는 일반적인 (8, 2, 4) LDPC 부호의 factor 그래프를 도시한 도면,2 is a diagram illustrating a factor graph of a general (8, 2, 4) LDPC code;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,3 is a diagram schematically illustrating a structure of a mobile communication system using an LDPC code according to an embodiment of the present invention;

도 4는 부호어 길이가 576이고, 부호화율이 1/2인 LDPC 부호의 bit당 BER을 도시한 그래프,4 is a graph illustrating BER per bit of an LDPC code having a codeword length of 576 and a code rate of 1/2;

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 채널 인터리버의 동작을 도시한 도면,5 is a diagram illustrating an operation of a channel interleaver according to the first embodiment of the present invention;

도 6은 도 5의 채널 인터리버의 상세 동작을 설명하기 위한 도면,6 is a view for explaining the detailed operation of the channel interleaver of FIG.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 제어 방법을 도시한 흐름도.7 is a flowchart illustrating a channel interleaving control method in a mobile communication system using an LDPC code according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 저밀도 패리티 검사(Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭함) 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel interleaving / deinterleaving apparatus and method in a mobile communication system, and more particularly to a channel interleaving / deinterleaving apparatus in a mobile communication system using a Low Density Parity Check (LDPC) code. And to a method.

이동 통신 시스템이 급속하게 발전해 나감에 따라 무선 네트워크에서 유선 네트워크의 용량(capacity)에 근접하는 대용량 데이터를 전송할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. 이렇게, 음성 위주의 서비스를 벗어나 영상, 무선 데이터 등의 다양한 정보를 처리하고 전송할 수 있는 고속 대용량 통신 시스템이 요구됨에 따라 적정한 채널 부호화(channel coding) 방식을 사용하여 시스템 전송 효율을 높이는 것이 시스템 성능 향상에 필수적인 요소로 작용하게 된다. 그러나, 이동 통신 시스템은 이동 통신 시스템의 특성상 데이터를 전송할 때 채널의 상황에 따라 잡음(noise)과, 간섭(interference) 및 페이딩(fading) 등으로 인해 불가피하게 오류(error)가 발생하고, 따라서 상기 오류 발생으로 인한 정보 데이터의 손실이 발생한다. With the rapid development of mobile communication systems, there is a demand for the development of a technology capable of transmitting a large amount of data approaching the capacity of a wired network in a wireless network. As a high-speed and high-capacity communication system capable of processing and transmitting various information such as video and wireless data is required beyond the voice-oriented service, it is necessary to improve the system transmission efficiency by using an appropriate channel coding method As a result. However, due to the characteristics of the mobile communication system, the mobile communication system inevitably generates an error due to noise, interference, fading, etc. according to channel conditions when transmitting data. Loss of information data due to error occurs.

이러한 오류 발생으로 인한 정보 데이터 손실을 감소시키기 위해서 채널의 성격에 따라 다양한 오류 제어 방식(error-control scheme)들을 사용함으로써 상기 이동 통신 시스템의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 상기 오류 제어 기술들 중에서 가장 보편적으로 사용되고 있는 오류 제어 기술은 오류 정정 부호(error-correcting code)를 사용하는 기술이다. 상기 오류 정정 부호의 대표적인 부호들로는 터보 부호(turbo code)와, LDPC 부호 등이 있다.In order to reduce information data loss due to such an error, reliability of the mobile communication system can be improved by using various error-control schemes according to the characteristics of the channel. Among the above error control techniques, error control techniques most commonly used are techniques using error-correcting codes. Representative codes of the error correction code include a turbo code, an LDPC code, and the like.

상기 터보 부호는 종래 오류 정정을 위해 주로 사용되던 컨벌루셔널 부호(convolutional code)에 비하여 고속 데이터 전송시에 성능 이득이 우수한 것으로 알려져 있으며, 전송 채널에서 발생하는 잡음에 의한 오류를 효과적으로 정정하여 데이터 전송의 신뢰도를 높일 수 있다는 장점을 가진다. 또한, 상기 LDPC 부호는 팩터(factor, 이하 'factor'라 칭함) 그래프 상에서 합곱(sum-product) 알고리즘(algorithm)에 기반한 반복 복호화(iterative decoding) 알고리즘을 사용하여 복호화할 수 있다. 상기LDPC 부호의 복호화기(decoder)는 상기 합곱 알고리즘에 기반한 반복 복호화 알고리즘을 사용하기 때문에 상기 터보 부호의 복호화기에 비해 낮은 복잡도를 가질 뿐만 아니라 병렬 처리 복호화기로 구현하는 것이 용이하다.The turbo code is known to have a superior performance gain in high-speed data transmission, compared to a convolutional code used mainly for error correction. The turbo code effectively corrects errors due to noise generated in a transmission channel and transmits data. It has the advantage of increasing the reliability of. In addition, the LDPC code may be decoded using an iterative decoding algorithm based on a sum-product algorithm on a factor (hereinafter, referred to as a 'factor') graph. Since the decoder of the LDPC code uses an iterative decoding algorithm based on the sum product algorithm, the LDPC code not only has a lower complexity than the decoder of the turbo code but also can be easily implemented as a parallel processing decoder.

한편, Shannon의 채널 부호화 이론(channel coding theorem)은 채널의 용량을 초과하지 않는 데이터 레이트(data rate)에 한해 신뢰성 있는 통신이 가능하다고 밝히고 있다. 하지만 Shannon의 채널 부호화 이론에서는 최대 채널의 용량 한계까지의 데이터 레이트를 지원하는 채널 부호화 및 복호화 방법에 대한 구체적인 제시는 전혀 없었다. 일반적으로, 블록(block) 크기가 굉장히 큰 랜덤(random) 부호는 Shannon의 채널 부호화 이론의 채널 용량 한계에 근접하는 성능을 나타내지만, MAP(maximum a posteriori) 또는 ML(maximum likelihood) 복호화 방법을 사용할 경우 그 계산량에 있어 굉장한 로드(load)가 존재하여 실제 구현이 불가능하였다.Shannon's channel coding theorem, on the other hand, says that reliable communication is possible only at data rates that do not exceed the capacity of the channel. However, Shannon's channel coding theory has not provided any concrete method for channel encoding and decoding that supports data rates up to the maximum channel capacity limit. Generally, random codes with very large block sizes show performance close to the channel capacity limit of Shannon's channel coding theory, but use a maximum a posteriori (MLAP) or maximum likelihood (ML) decoding method. In this case, there was a huge load in the calculation amount, and the actual implementation was impossible.

상기 터보 부호는 1993년 Berrou와 Glavieux, Thitimajshima에 의해 제안되었으며, Shannon의 채널 부호화 이론의 채널 용량 한계에 근접하는 우수한 성능을 가지고 있다. 상기 터보 부호의 제안으로 인해 부호의 반복 복호화와 그래프 표현 에 대한 연구가 활발하게 진행되었으며, 이 시점에서Gallager가 1962년 이미 제안한바 있는 LDPC 부호가 새롭게 조명되었다. 또한, 상기 터보 부호와 LDPC 부호의 factor 그래프상에는 사이클(cycle)이 존재하는데, 상기 사이클이 존재하는 상기 LDPC 부호의 factor 그래프 상에서의 반복 복호화는 준최적(suboptimal)이라는 것은 이미 잘 알려져 있는 사실이며, 상기 LDPC 부호는 상기 반복 복호화를 통해 우수한 성능을 가진다는 것 역시 실험적으로 입증된 바 있다. 지금까지 알려진 최고의 성능을 가지는 LDPC 부호는 블록 크기

Figure 112007040717112-pat00001
을 사용하여 비트 에러 레이트(Bit Error Rate, BER)
Figure 112007040717112-pat00002
에서 Shannon의 채널 부호화 이론의 채널 용량 한계에서 단지 0.04[dB] 정도의 차이를 가지는 성능을 나타낸다. 또한, q>2인 갈로아 필드(Galois Field, 이하 'GF'라 칭함), 즉 GF(q)에서 정의된 LDPC 부호는 그 복호화 과정에 있어서 복잡도가 증가하긴 하지만 이진(binary) 부호에 비해 훨씬 더 우수한 성능을 보인다. 그러나, 상기 GF(q)에서 정의된 LDPC 부호의 반복 복호화 알고리즘의 성공적인 복호화에 대한 만족스런 이론적인 설명은 아직 이루어지지 않고 있다.The turbo code was proposed in 1993 by Berrou, Glavieux, and Thitimajshima, and has excellent performance approaching the channel capacity limit of Shannon's channel coding theory. Due to the proposal of the turbo code, studies on iterative decoding and graph representation of the code have been actively conducted, and at this point, the LDPC code, which Gallallager has already proposed in 1962, is newly illuminated. In addition, a cycle exists on the factor graph of the turbo code and the LDPC code, and it is well known that iterative decoding on the factor graph of the LDPC code in which the cycle exists is suboptimal, The LDPC code has also been experimentally proved to have excellent performance through the iterative decoding. The best performing LDPC code known to date is block size
Figure 112007040717112-pat00001
Bit Error Rate (BER)
Figure 112007040717112-pat00002
Shows a performance of only 0.04 [dB] in the channel capacity limit of Shannon's channel coding theory. In addition, an LDPC code defined in Galois Field (hereinafter, referred to as 'GF'), that is q> 2, ie, GF (q), is much more complicated than binary code, although its complexity is increased in the decoding process. Better performance. However, a satisfactory theoretical explanation for successful decoding of the iterative decoding algorithm of the LDPC code defined in the GF (q) has not been made yet.

또한, 상기 LDPC 부호는 Gallager에 의해 제안된 부호이며, 대부분의 엘리먼트들이 0의 값을 가지며, 상기 0의 값을 가지는 엘리먼트들 이외의 극히 소수의 엘리먼트들이 1의 값을 가지는 패리티 검사 행렬에 의해 정의된다. 일 예로, (N, j, k) LDPC 부호는 블록(block) 길이가 N인 선형 블록 부호(linear block code)로, 각 열(column)마다 j개의 1의 값을 가지는 엘리먼트들과, 각 행(row)마다 k개의 1의 값을 가지는 엘리먼트들을 가지고, 상기 1의 값을 가지는 엘리먼트들을 제외한 엘리먼트들은 모두 0의 값을 가지는 엘리먼트들로 구성된 성긴(sparse, 이하 'sparse'라 칭하기로 한다) 구조의 패리티 검사 행렬에 의해 정의된다. In addition, the LDPC code is a code proposed by Gallager, and is defined by a parity check matrix in which most elements have a value of 0 and very few elements other than the elements having a value of 0 have a value of 1. do. For example, the (N, j, k) LDPC code is a linear block code having a block length of N, elements having j values of 1 for each column, and each row. A sparse structure consisting of elements having k values of 1 per (row), and all elements except 0 having values of 1 are elements having a value of 0. It is defined by the parity check matrix of.

상기에서 설명한 바와 같이 상기 패리티 검사 행렬내 각 열의 차수는 j로 일정하며, 상기 패리티 검사 행렬내 각 행의 차수는 k로 일정한 LDPC 부호를 균일(regular) LDPC 부호라고 칭한다. 여기서, 상기 차수라함은 상기 LDPC 부호의 생성 행렬 및 패리티 검사 행렬을 구성하는 엘리먼트(element)들 중 0이 아닌 값(non-zero value)을 가지는 엘리먼트들의 개수를 나타낸다. 이와는 달리, 상기 패리티 검사 행렬내 각 열의 차수와 각 행의 차수가 일정하지 않은 LDPC 부호를 불균일(irregular) LDPC 부호라고 칭한다. 일반적으로, 상기 균일 LDPC 부호의 성능에 비해서 상기 불균일 LDPC 부호의 성능이 더 우수함이 알려져 있다. 그러나, 상기 불균일 LDPC 부호의 경우 패리티 검사 행렬내 각 열의 차수와 각 행의 차수가 일정하지 않기 때문에, 즉 불균일하기 때문에 패리티 검사 행렬내 각 열의 차수와 각 행의 차수를 적절하게 조절해야지만 우수한 성능을 보장받을 수 있다.As described above, the order of each column in the parity check matrix is constant as j, and the order of each row in the parity check matrix is constant as k. The LDPC code is referred to as a regular LDPC code. Here, the degree represents the number of elements having a non-zero value among elements constituting the generation matrix and parity check matrix of the LDPC code. In contrast, an LDPC code in which the order of each column and the order of each row in the parity check matrix is not constant is called an irregular LDPC code. In general, it is known that the performance of the non-uniform LDPC code is superior to that of the uniform LDPC code. However, in the case of the non-uniform LDPC code, since the order of each column and the order of each row in the parity check matrix are not constant, that is, they are nonuniform, the order of each column in the parity check matrix and the order of each row must be properly adjusted. Can be guaranteed.

그러면 여기서 도 1을 참조하여 (N, j, k) LDPC 부호, 일 예로(8, 2, 4) LDPC 부호의 패리티 검사 행렬을 설명하기로 한다.Next, a parity check matrix of an (N, j, k) LDPC code, for example, an (8, 2, 4) LDPC code will be described with reference to FIG. 1.

상기 도 1은 일반적인 (8, 2, 4) LDPC 부호의 패리티 검사 행렬을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a parity check matrix of a general (8, 2, 4) LDPC code.

상기 도 1을 참조하면, 먼저 상기 (8, 2, 4) LDPC 부호의 패리티 검사 행렬 H는 8개의 열들과 4개의 행들로 구성되어 있으며, 각 열의 차수는 2로 균일하며, 각 행의 차수는 4로 균일하다. 이렇게, 상기 패리티 검사 행렬내 각 열의 차수와 각 행의 차수가 균일하므로 상기 도 1에 도시되어 있는 (8, 2, 4) LDPC 부호는 균일 LDPC 부호가 되는 것이다.Referring to FIG. 1, first, the parity check matrix H of the (8, 2, 4) LDPC code is composed of eight columns and four rows, and the order of each column is equal to two, and the order of each row is Uniform to 4 In this way, since the order of each column and the order of each row in the parity check matrix are uniform, the (8, 2, 4) LDPC code shown in FIG. 1 becomes a uniform LDPC code.

상기 도 1에서는 (8, 2, 4) LDPC 부호의 패리티 검사 행렬에 대해서 설명하였으며, 다음으로 도 2를 참조하여 상기 도 1에서 설명한 (8, 2, 4) LDPC 부호의 factor 그래프를 설명하기로 한다.In FIG. 1, a parity check matrix of an (8, 2, 4) LDPC code has been described. Next, a factor graph of the (8, 2, 4) LDPC code described with reference to FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2. do.

상기 도 2는 도 1의 (8, 2, 4) LDPC 부호의 factor 그래프를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a factor graph of the (8, 2, 4) LDPC code of FIG.

상기 도 2를 참조하면, 상기 (8, 2, 4) LDPC 부호의 factor 그래프는 8 개의변수 노드(variable node)(210)들, 즉

Figure 112007040717112-pat00003
(211)과,
Figure 112007040717112-pat00004
(212)과,
Figure 112007040717112-pat00005
(213)과,
Figure 112007040717112-pat00006
(214)과,
Figure 112007040717112-pat00007
(215)과,
Figure 112007040717112-pat00008
(216)과,
Figure 112007040717112-pat00009
(217)과,
Figure 112007040717112-pat00010
(218)와, 4개의 검사 노드(check node)(220)들(221,222,223,224)로 구성된다. 상기 (8, 2, 4) LDPC 부호의 패리티 검사 행렬의 i번째 행과 j번째 열이 교차하는 지점에 1의 값을 가지는, 즉 0이 아닌 값을 가지는 엘리먼트가 존재할 경우 변수 노드
Figure 112007040717112-pat00011
와 j번째 검사 노드 사이에 브랜치(branch)가 생성된다.Referring to FIG. 2, the factor graph of the (8, 2, 4) LDPC code includes eight variable nodes 210, that is,
Figure 112007040717112-pat00003
(211),
Figure 112007040717112-pat00004
(212),
Figure 112007040717112-pat00005
(213),
Figure 112007040717112-pat00006
(214),
Figure 112007040717112-pat00007
215,
Figure 112007040717112-pat00008
216,
Figure 112007040717112-pat00009
(217),
Figure 112007040717112-pat00010
218 and four check nodes 220 (221, 222, 223, 224). Variable node when an element having a value of 1, that is, a nonzero value, exists at a point where the i th row and the j th column of the parity check matrix of the (8, 2, 4) LDPC code intersect.
Figure 112007040717112-pat00011
A branch is created between and the j th check node.

상기에서 설명한 바와 같이 LDPC 부호의 패리티 검사 행렬은 매우 작은 차수를 가지기 때문에, 비교적 긴 길이를 가지는 블록 부호에서도 반복 복호화를 통해 복호화가 가능하며, 블록 부호의 블록 길이를 계속 증가시켜 가면 터보 부호와 같이 Shannon의 채널 용량 한계에 근접하는 형태의 성능을 나타낸다. 또한, MacKay와 Neal은 흐름 전달 방식을 사용하는 LDPC 부호의 반복 복호화 과정이 터보 부호의 반복 복호화 과정에 거의 근접하는 성능을 가진다는 것을 이미 증명한 바가 있다. As described above, since the parity check matrix of the LDPC code has a very small order, it can be decoded through iterative decoding even in a block code having a relatively long length, and if the block length of the block code is continuously increased, as in the turbo code, It shows performance close to Shannon's channel capacity limit. In addition, MacKay and Neal have already demonstrated that the iterative decoding process of the LDPC code using the flow transfer method has a performance almost close to the iterative decoding process of the turbo code.

한편, 성능이 좋은 LDPC 부호를 생성하기 위해서는 몇 가지 조건들을 만족시켜야만하는데, 상기 조건들을 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, in order to generate a high performance LDPC code, several conditions must be satisfied. The above conditions are described below.

(1) LDPC 부호의 factor 그래프상의 사이클을 고려해야만 한다.(1) The cycle on the factor graph of the LDPC code must be considered.

상기 사이클이란 LDPC 부호의 factor 그래프에서 변수 노드와 검사 노드를 연결하는 에지(edge)가 구성하는 루프(loop)를 나타내는데, 상기 사이클의 길이는 상기 루프를 구성하는 에지들의 개수로 정의된다. The cycle represents a loop formed by an edge connecting a variable node and a check node in a factor graph of an LDPC code, and the length of the cycle is defined as the number of edges constituting the loop.

상기 사이클의 길이가 길다는 것은 상기 LDPC 부호의 factor 그래프에서 루프를 구성하는 변수 노드들과 검사 노드들을 연결하는 에지들의 개수가 많다는 것을 나타낸다. 이와는 반대로 상기 사이클의 길이가 짧다는 것은 상기 LDPC 부호의 factor 그래프에서 루프를 구성하는 변수 노드들과 검사 노드들을 연결하는 에지들의 개수가 적다는 것을 나타낸다.The long length of the cycle indicates that the number of edges connecting the variable nodes and the check nodes constituting the loop in the factor graph of the LDPC code is large. On the contrary, the shorter cycle length indicates that the number of edges connecting the variable nodes and the check nodes constituting the loop in the factor graph of the LDPC code is small.

상기 LDPC 부호의 factor 그래프상의 사이클을 길게 생성할수록 상기 LDPC 부호의 성능이 좋아지게 되는데 그 이유는 다음과 같다. The longer the cycle on the factor graph of the LDPC code is generated, the better the performance of the LDPC code is.

상기 LDPC 부호의 factor 그래프상의 사이클을 길게 생성할 경우, 상기 LDPC 부호의 factor 그래프상에 짧은 길이의 사이클이 많이 존재할 때 발생하는 오류 마루(error floor)등의 성능 열화가 발생하지 않기 때문이다. This is because when a long cycle on the factor graph of the LDPC code is generated long, performance degradation such as an error floor generated when there are many short length cycles on the factor graph of the LDPC code does not occur.

(2) LDPC 부호의 효율적인 부호화를 고려해야만 한다.(2) Consideration should be given to efficient coding of LDPC codes.

상기 LDPC 부호는 상기 LDPC 부호의 특성상 컨벌루셔널 부호나 터보 부호에 비해 부호화 복잡도가 높아 실시간 부호화가 난이하다. 상기 LDPC 부호의 부호화 복잡도를 줄이기 위해서 반복 누적 부호((Repeat Accumulate, RA) code) 등이 제안되었으나, 상기 반복 누적 부호 역시 상기 LDPC 부호의 부호화 복잡도를 낮추는데 있어서는 한계를 나타내고 있다. 따라서, LDPC 부호의 효율적인 부호화를 고려해야만 한다. The LDPC code has a higher coding complexity than a convolutional code or a turbo code due to the characteristics of the LDPC code. In order to reduce the coding complexity of the LDPC code, a repeat accumulate code (Repeat Accumulate (RA) code) or the like has been proposed, but the repeat accumulator code also has a limitation in reducing the coding complexity of the LDPC code. Therefore, efficient coding of LDPC codes must be considered.

(3) LDPC 부호의 factor 그래프상의 차수 분포를 고려해야만 한다.(3) The order distribution on the factor graph of the LDPC code should be considered.

일반적으로, 균일 LDPC 부호보다 불균일 LDPC 부호가 성능이 우수한데 그 이유는 상기 불균일 LDPC 부호의 factor 그래프상의 차수(degree)가 다양한 차수를 가지기 때문이다. 여기서, 상기 차수란 상기 LDPC 부호의 factor 그래프상에서 각 노드들, 즉 변수 노드들과 검사 노드들에 연결되어 있는 에지의 개수를 나타낸다. 또한, LDPC 부호의 factor 그래프상의 차수 분포란 특정 차수를 갖는 노드들이 전체 노드들 중 얼마만큼 존재하는지를 나타내는것이다. 특정한 차수 분포를 가지는 LDPC 부호의 성능이 우수하다는 것은 Richardson 등이 이미 증명한 바가 있다. In general, a non-uniform LDPC code performs better than a uniform LDPC code because the degree on the factor graph of the non-uniform LDPC code has various orders. Here, the order represents the number of edges connected to each node, that is, variable nodes and check nodes, on the factor graph of the LDPC code. In addition, the order distribution on the factor graph of the LDPC code indicates how many nodes among the nodes have a certain order. Richardson et al. Have already demonstrated that the performance of LDPC codes with a particular order distribution is superior.

그러나, 현재 상기 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 상기 LDPC 부호의 특성을 고려하여 채널 인터리빙/디인터리빙을수행하는 구체적인 방안에 대한 고려가 전혀 이루어지지 않았다. 또한 페이딩(fading) 등의 영향으로 인해 반복 복호를 해도 복원되지 못하는 에러(error)가 발생하는 문제점이 있었다. 따라서 상기 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 상기 LDPC 부호의 특성을 고려하여 채널 인터리빙/디인터리빙을 수행하는 구체적인 방안에 대한 필요성이 있다.However, no consideration has been given to a specific method of performing channel interleaving / deinterleaving in consideration of the characteristics of the LDPC code in the mobile communication system using the LDPC code. In addition, there is a problem that an error that cannot be restored even after repeated decoding due to effects of fading occurs. Accordingly, there is a need for a specific method of performing channel interleaving / deinterleaving in consideration of the characteristics of the LDPC code in a mobile communication system using the LDPC code.

따라서, 본 발명은 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a channel interleaving / deinterleaving apparatus and method in a mobile communication system using an LDPC code.

또한 본 발명은 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 에러 레이트를 최소화하는 채널 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법을 제공한다.The present invention also provides a channel interleaving / deinterleaving apparatus and method for minimizing an error rate in a mobile communication system using an LDPC code.

또한 본 발명은 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 LDPC 부호의 특성을 고려한 채널 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법을 제공한다.The present invention also provides a channel interleaving / deinterleaving apparatus and method considering the characteristics of the LDPC code in a mobile communication system using the LDPC code.

또한 본 발명은 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 각 비트열에 대해서 패리티 검사 행렬에서 대응되는 변수 노드의 차수 별로 분류하는 채널 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a channel interleaving / deinterleaving apparatus and method for classifying each bit string by the order of a variable node in a parity check matrix in a mobile communication system using an LDPC code.

또한 본 발명은 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 각 비트열에 대해서 일정한 후 만큼 구분하는 채널 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a channel interleaving / deinterleaving apparatus and method for dividing each bit string by a predetermined number in a mobile communication system using an LDPC code.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 방법은, 저밀도 패리티 검사(Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭함) 부호를 사용하는 부호화기와 채널 인터리버를 구비하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 방법에 있어서, 디먹스에서, 채널 부호화된 부호 비트들이 입력되면, 입력된 부호 비트들이 변조 심볼로 대응될 때 대응 위치별로 출력될 수 있도록 분류하여 각 위치별로 비트열들을 출력하는 과정과, 채널 인터리버에서, 입력되어진 비트열들을 채널 인터리빙하여 출력하는 과정과, 매퍼(Mapper)에서, 상기 채널 인터리빙되어 출력된 각각의 비트열들을 변조 심볼로 변환하는 과정을 포함하고, 상기 채널 인터리빙하여 출력하는 과정은, 상기 각 비트열들에 대해서 패리티 검사 행렬에서 대응되는 변수 노드의 차수 별로 분류하는 제1 단계와, 상기 분류된 비트열들에 대하여 동일한 검사 노드에 연결된 변수 노드에 상응하는 비트들간의 거리를 최대화할 수 있도록 채널 인터리빙하는 제2 단계를 포함하고, 상기 변수 노드의 차수와 상기 채널 인터리버의 수는 동일함을 특징으로 한다.A channel interleaving method in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention is a channel interleaving method in a mobile communication system having an encoder and a channel interleaver using a low density parity check (LDPC) code. In the demux, when the channel coded coded bits are input, when the input coded bits correspond to modulation symbols, the demux classifies them to be output for each corresponding position and outputs the bit strings for each position, and in the channel interleaver. And a process of channel interleaving and outputting the inputted bit strings, and converting each of the bit strings output from the channel interleaved and output to a modulation symbol in a mapper. The process of outputting the channel interleaving includes: For each of the bit streams classified by the order of the corresponding variable node in the parity check matrix And a second step of channel interleaving so as to maximize a distance between bits corresponding to variable nodes connected to the same check node with respect to the sorted bit streams, the order of the variable node and the channel. The number of interleavers is the same.

본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 장치는, 저밀도 패리티 검사(Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭함) 부호를 사용하는 부호화기와 채널 인터리버를 구비하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 장치에 있어서, 채널 부호화된 부호 비트들이 입력되면, 입력 부호비트들이 변조 심볼로 대응될 때 대응 위치별로 출력될 수 있도록 분류하여 각 위치별로 비트열들을 출력하는 디먹스와, 입력되어진 비트열들을 채널 인터리빙하여 출력하는 상기 채널 인터리버와, 상기 채널 인터리빙된 각각의 비트열들을 변조 심볼로 변환하는 매퍼를 포함하고, 상기 채널 인터리버는 상기 각 비트열들에 대해서 패리티 검사 행렬에서 대응되는 변수 노드의 차수 별로 분류하는 제1 단계를 수행하고, 상기 분류된 비트열들에 대하여 동일한 검사 노드에 연결된 변수 노드에 상응하는 비트들간의 거리를 최대화할 수 있도록 채널 인터리빙하는 제2 단계를 수행하고, 상기 변수 노드의 차수와 상기 채널 인터리버의 수는 동일함을 특징으로 한다.In the mobile communication system according to an embodiment of the present invention, the channel interleaving apparatus is a channel interleaving apparatus in a mobile communication system having an encoder and a channel interleaver using a Low Density Parity Check (LDPC) code. When the channel coded coded bits are input, a demux for classifying the input coded bits to be output for each corresponding position when the corresponding coded bits correspond to modulation symbols, and outputting the bitstreams for each position, and interleaving the inputted bitstreams And a mapper for converting each of the channel interleaved bit streams into modulation symbols, wherein the channel interleaver classifies the bit interleaves according to the order of variable nodes corresponding to the parity check matrix. Performing the first step of performing the same step with respect to the classified bit streams. To maximize the distance between the bit corresponding to the variable nodes connected to the node performing the second step of channel interleaving, the number of the order and the channel interleaver in the variable node is characterized in that it is the same.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명은 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 에러 레이트(error rate)를 최소화하는 채널 인터리빙(channel interleaving)/디인터리빙(de-interleaving) 장치 및 방법을 제안한다. 특히, 본 발명은 부호화된 LDPC 부호어(codeword)를 페이딩 채널에서 전송시 에러 레이트를 최소화하도록채널 인터리빙 함으로써 부호 성능을 최대화시키는 채널 인터리빙/디인터리빙 장치 및 방법을 제안한다.The present invention proposes a channel interleaving / de-interleaving apparatus and method for minimizing an error rate in a mobile communication system using an LDPC code. In particular, the present invention proposes a channel interleaving / deinterleaving apparatus and method for maximizing code performance by channel interleaving to minimize an error rate when a coded LDPC codeword is transmitted in a fading channel.

도 3은 본 발명의 따른 LDPC 부호를 사용하는 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a structure of a communication system using an LDPC code according to the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 통신 시스템은 송신기(300)와, 수신기(350)로 구성된다. Referring to FIG. 3, first, the communication system includes a transmitter 300 and a receiver 350.

상기 송신기(300)는 부호화기(encoder)(311)와, 채널 인터리버(channel interleaver)(313)와, 변조기(modulator)(315)를 포함한다. The transmitter 300 includes an encoder 311, a channel interleaver 313, and a modulator 315.

또한, 상기 수신기(350)는 복조기(de-modulator)(351)와, 채널 디인터리버(channel de-interleaver)(353)와, 복호기(decoder)(355)를 포함한다.In addition, the receiver 350 includes a de-modulator 351, a channel de-interleaver 353, and a decoder 355.

첫 번째로, 상기 송신기(300)에 대해서 설명하면 다음과 같다. First, the transmitter 300 will be described.

먼저, 정보 데이터 비트(information data bits)가 입력되면, 상기 정보 데이터 비트는 상기 부호화기(311)로 전달된다. 상기 부호화기(311)는 상기 전달된 정보 데이터 비트를 입력받아 미리 설정되어 있는 부호화 방식으로 부호화하여 부호어로 생성한 후 상기 채널 인터리버(313)로 출력한다. 여기서, 상기 부호화기(311)는 LDPC 부호화기이며, 따라서 상기 부호화기(311)에서 생성하는 부호어는 LDPC 부호어이다. First, when information data bits are input, the information data bits are transferred to the encoder 311. The encoder 311 receives the transmitted information data bits, encodes them using a predetermined encoding scheme, generates a codeword, and outputs the encoded words to the channel interleaver 313. Here, the encoder 311 is an LDPC encoder, so the codeword generated by the encoder 311 is an LDPC codeword.

상기 채널 인터리버(313)는 상기 부호화기(311)에서 출력한LDPC 부호어를 입력받아 미리 설정되어 있는 채널 인터리빙 방식으로 인터리빙한 후 상기 변조기(315)로 출력한다. 여기서, 상기 채널 인터리버(313)는 페이딩(fading) 등의 영 향으로 인해 반복 복호를 해도 복원되지 못하는 에러(error) 방지를 위해 상기 부호화기(311)에서 출력한 LDPC 부호어를 상기 채널 인터리빙 방식으로 인터리빙하는 것이다. 여기서, 상기 채널 인터리버(313)의 채널 인터리빙 동작은 본 발명에서 제안하는 채널 인터리버 방법에 상응하게 수행되며, 이는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The channel interleaver 313 receives the LDPC codeword output from the encoder 311, interleaves the channel interleaving method, and outputs the LDPC codeword to the modulator 315. In this case, the channel interleaver 313 uses the LDPC codeword output from the encoder 311 as the channel interleaving method to prevent an error that cannot be restored even after repeated decoding due to fading or the like. To interleave. Here, the channel interleaving operation of the channel interleaver 313 is performed corresponding to the channel interleaver method proposed in the present invention, which will be described in detail below, and thus the detailed description thereof will be omitted.

상기 변조기(315)는 상기 채널 인터리버(313)에서 출력한 신호, 즉 채널 인터리빙된 LDPC 부호어를 미리 설정되어 있는 변조 방식으로 변조한 후 송신 안테나(317)(Tx. Ant)를 통해 상기 수신기(350)로 송신한다. 여기서, 상기 채널 인터리버(313)는 상기 변조기(315)에서 상기 채널 인터리빙된 LDPC 부호어를 상기 변조 방식으로 변조시 에러 레이트를 최소화하는 형태로 변조 심벌에 할당할 수 있도록 채널 인터리빙을 수행하는 것이다. 즉, 상기 채널 인터리버(313)는 LDPC 부호어의 상응하는 패리티 검사 행렬의 변수 노드들의 사이클(cycle) 특성과, 차수 분포에 따라 LDPC 부호어의 각 비트의 비트 에러 레이트가 다른 특성을 사용하여 설계되며, 이에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The modulator 315 modulates a signal output from the channel interleaver 313, that is, a channel interleaved LDPC codeword, using a predetermined modulation scheme, and then transmits the receiver through a transmit antenna 317 (Tx. Ant). 350). In this case, the channel interleaver 313 performs channel interleaving so that the modulator 315 can allocate the LDPC codewords interleaved with the channel to the modulation symbol in a form that minimizes an error rate when modulating the channel interleaved LDPC code. That is, the channel interleaver 313 is designed using a cycle characteristic of variable nodes of a corresponding parity check matrix of an LDPC codeword and a characteristic in which the bit error rate of each bit of the LDPC codeword differs according to the order distribution. Since this will be described in detail below, detailed description thereof will be omitted.

두 번째로, 상기 수신기(350)에 대해서 설명하기로 한다.Secondly, the receiver 350 will be described.

상기 송신기(300)에서 송신한 신호는 수신 안테나(351)(Rx.Ant)를 통해서 수신되고, 상기 수신 안테나(351)를 통해 수신된 신호는 상기 복조기(353)로 전달된다. 상기 복조기(353)는 상기 송신기(300)의 변조기(315)에서 적용한 변조 방식에 상응하는 복조 방식으로 상기 수신 안테나(351)를 통해 수신된 신호를 복조한 후 상기 채널 디인터리버(355)로 출력한다. The signal transmitted from the transmitter 300 is received through the receiving antenna 351 (Rx.Ant), and the signal received through the receiving antenna 351 is transmitted to the demodulator 353. The demodulator 353 demodulates the signal received through the receiving antenna 351 in a demodulation method corresponding to the modulation method applied by the modulator 315 of the transmitter 300 and then outputs the demodulated signal to the channel deinterleaver 355. do.

상기 채널 디인터리버(355)는 상기 복조기(353)에서 출력한 신호를 상기 송신기(300)의 인터리버(313)에서 적용한 채널 인터리빙 방식에 상응하는 채널 디인터리빙 방식으로 디인터리빙한 후 상기 복호기(357)로 출력한다. 여기서, 상기 채널 디인터리버(353)의 채널 디인터리빙 동작 역시 본 발명에서 제안하는 채널 인터리버 방법에 상응하게 수행되며, 이는 하기에서 구체적으로 설명할 것이므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The channel deinterleaver 355 deinterleaves the signal output from the demodulator 353 by the channel deinterleaving method corresponding to the channel interleaving method applied by the interleaver 313 of the transmitter 300, and then the decoder 357. Will output Here, the channel deinterleaving operation of the channel deinterleaver 353 is also performed corresponding to the channel interleaver method proposed in the present invention, which will be described in detail below, and thus the detailed description thereof will be omitted.

상기 복호기(357)는 상기 송신기(300)의 부호화기(311)에서 적용한 부호화 방식에 상응하는 복호 방식으로 복호하여 최종 정보 데이터 비트로 복원한다. The decoder 357 decodes a decoding method corresponding to the encoding method applied by the encoder 311 of the transmitter 300 to restore the final information data bit.

한편, 상기 도 3에서는 상기 변조기(315) 이후에 별도의 무선 주파수(Radio Frequency, 이하, 'RF'라 칭함) 신호 송신 처리를 위한 송신부 구조 및 상기 복조기(351) 이전의 RF 신호 수신 처리를 위한 수신부 구조는 도시하지 않았으나, 상기 변조기(315)에서 출력된 신호가 상기 송신부를 통해 RF 처리되어 송신되고, 상기 수신부를 통해 RF 처리되어 수신된 신호가 상기 복조기(353)로 제공됨은 물론이다.Meanwhile, in FIG. 3, a transmitter structure for a separate radio frequency (RF) signal transmission process after the modulator 315 and an RF signal reception process before the demodulator 351 are shown. Although the structure of the receiver is not shown, a signal output from the modulator 315 is RF-processed and transmitted through the transmitter, and a signal received by RF-processing through the receiver is provided to the demodulator 353.

이하에서는 본 발명에 따른 채널 인터리버에 관한 상세한 설명을 하고자 한다. Hereinafter will be described in detail with respect to the channel interleaver according to the present invention.

일반적으로 페이딩 채널에서는 연접 채널에서 유사한 페이딩 특성을 갖는다. 즉, 시간축이나 주파수축에서 연접된 시간이나 연접된 서브 케리어로 전송되는 신호는 유사한 페이딩 경로를 겪는다. 그러므로 페이딩 채널에서 연접된 신호들이 연속해서 에러가 발생하는 에러(error) 현상이 일어날 수 있다. LDPC 부호어를 사용 할 경우 패리티 검사 행렬에서 낮은 차수를 갖는 변수 노드에 상응하는 부호어 비트들이 연속적으로 에러가 발생할 경우 복원이 어렵게 된다. 특히 연속된 에러가 발생하는 부호어 비트들에 상응하는 변수 노드들이 동일한 검사 노드에 연결되어 있는 경우 상기 부호어 비트들은 복호화를 하여도 에러의 복원이 어렵게 된다. 그러므로 상기의 특성을 고려하여 인터리버를 설계하여야 한다.In general, fading channels have similar fading characteristics in contiguous channels. That is, signals transmitted in concatenated time or concatenated subcarriers on the time or frequency axis experience similar fading paths. Therefore, an error phenomenon may occur in which signals concatenated in a fading channel continuously generate an error. When the LDPC codeword is used, it is difficult to recover the codeword bits corresponding to the low order variable node in the parity check matrix. In particular, when variable nodes corresponding to codeword bits in which consecutive errors occur are connected to the same check node, recovery of the error becomes difficult even if the codeword bits are decoded. Therefore, the interleaver should be designed in consideration of the above characteristics.

여기서 도 4를 참조하여 부호어 길이(codeword length)가 576이고, 부호화율(coding rate)이 1/2인 LDPC 부호의 비트당 비트 에러 레이트(Bit Error Rate, 이하 'BER'이라 칭함)에 대해서 설명하기로 한다.Here, referring to FIG. 4, a bit error rate (hereinafter, referred to as BER) of an LDPC code having a codeword length of 576 and a coding rate of 1/2 is referred to. Let's explain.

상기 도 4는 부호어 길이가 576이고, 부호화율이 1/2인 LDPC 부호의 비트당 BER을 도시한 그래프이다.4 is a graph illustrating BER per bit of an LDPC code having a codeword length of 576 and a code rate of 1/2.

상기 도 4를 참조하면, 먼저 x축은 첫 번째 비트 내지 576번째 비트들 각각을 나타내며, 패리티 검사 행렬(parity check matrix)의 첫 번째 열(column)부터 576번째 열에 대응된다. 다음으로, y축은 상기 첫 번째 비트 내지 576번째 비트들 각각의 BER을 나타낸다. Referring to FIG. 4, first, the x-axis represents each of the first to 576th bits, and corresponds to the first to 576th columns of the parity check matrix. Next, the y-axis represents the BER of each of the first to 576th bits.

상기 부호어 길이가 576이고, 부호화율이 1/2인 LDPC 부호는 첫 번째 비트부터192번째 비트까지는 차수가 3인 변수 노드에 해당되고, 193번째 비트부터 288번째 비트는 차수가 6인 변수 노드에 해당되며, 나머지 비트들은 차수가 2 또는 3인 변수 노드에 해당한다. 여기서, 상기 변수 노드의 차수는 해당 열의 차수에 해당한다.The LDPC code having a codeword length of 576 and a coding rate of 1/2 corresponds to a variable node of degree 3 from the first bit to the 192nd bit, and the 193 th to 288th bits are the variable node of degree 6 The remaining bits correspond to variable nodes of degree 2 or 3. Here, the order of the variable node corresponds to the order of the corresponding column.

상기 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 낮은 차수를 갖는 변수 노드에 해당하 는 첫 번째 비트 내지 192번째 비트와 289번째 비트 내지 576번째 비트들의 BER이 높은 차수를 갖는 변수 노드에 해당하는 192번째 비트 내지 288번째 비트보다 BER이 높은 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 4, the BERs of the first to 192th bits and the 289th to 576th bits, which correspond to the variable nodes having a low order, are the 192th bits to the variable nodes having a high order. It can be seen that the BER is higher than the 288th bit.

상기 LDPC 부호는 팩터(factor, 이하 'factor'라 칭함) 그래프 상에서 합곱(sum-product) 알고리즘(algorithm)에 기반한 반복 복호(iterative decoding) 알고리즘을 사용하여 복호할 수 있다. 그런데, 상기 합곱 알고리즘의 특성상 각 부호화된 비트의 신뢰도는 변수 노드 차수 구조에 영향을 받게 되므로, 일반적으로 작은 차수 변수 노드에 해당하는 비트, 즉 변수 노드에 연결된 검사 노드의 개수가 작을수록 변수 노드에 대응하는 비트의 신뢰도가 낮아지게 된다. 반면에, 높은 변수 노드에 해당하는 비트, 즉 변수 노드에 연결된 검사 노드에 개수가 많을수록 변수 노드에 대응하는 비트의 신뢰도는 높아지게 된다. The LDPC code may be decoded using an iterative decoding algorithm based on a sum-product algorithm on a factor (hereinafter, referred to as a 'factor') graph. However, since the reliability of each coded bit is affected by the variable node order structure due to the nature of the sum product algorithm, in general, as the number of bits corresponding to a small order variable node, that is, the number of check nodes connected to the variable node is small, The reliability of the corresponding bit is lowered. On the other hand, the higher the number of bits corresponding to the high variable node, that is, the number of check nodes connected to the variable node, the higher the reliability of the bit corresponding to the variable node.

결론적으로, 상기 LDPC 부호의 신뢰도는 factor 그래프 상의 변수 노드에 연결되어 있는 검사 노드(check node)들의 수, 즉 변수 노드의 차수에도 영향을 받는데, 차수가 높은 변수 노드에 해당하는 부호화 비트는 신뢰도가 높다.In conclusion, the reliability of the LDPC code is also affected by the number of check nodes connected to the variable nodes on the factor graph, that is, the order of the variable nodes. high.

따라서, 본 발명에서는 노드 차수 특성을 고려하여 신뢰도가 낮은 변수 노드에 대응하는 비트들간의 거리를 최대화 할 수 있는 채널 인터리버를 설계하며, 그 설계 방법은 다음과 같다.Accordingly, the present invention designs a channel interleaver capable of maximizing the distance between bits corresponding to a variable node having low reliability in consideration of node order characteristics, and the design method is as follows.

< 본 발명의 제1 실시 예에 따른 채널 인터리빙 방법 ><Channel Interleaving Method According to First Embodiment of the Present Invention>

제1 단계 : 각 비트열들에 대해서 패리티 검사 행렬에서 대응되는 변수 노드의 차수 별로 분류한다. First step: classify each bit string by the order of the corresponding variable node in the parity check matrix.

제2 단계 : 상기 제1 단계에서의 분류된 비트열들에 대하여 동일한 검사 노드에 연결된 변수 노드에 상응하는 비트들간의 거리를 최대화할 수 있도록 한다. 이때 최하 차수에 대응하는 비트열들을 먼저 상기 조건을 만족할 수 있도록 위치하고, 그 다음 낮은 차수에 대응하는 비트열들을 상기 위치 이외의 위치에서 최대한 떨어뜨릴 수 있도록 위치시킨다. 상기와 같은 방법을 반복하여 모든 비트들을 위치시킬 수 있도록 한다. Second step: It is possible to maximize the distance between the bits corresponding to the variable node connected to the same check node for the classified bit streams in the first step. At this time, the bit strings corresponding to the lowest order are first positioned to satisfy the condition, and then the bit strings corresponding to the lower order are positioned to be as far as possible from the position other than the position. The above method is repeated so that all bits can be located.

상기 채널 인터리빙 방법에 따른 인터리버 동작을 하기 제 1 실시예를 통해 설명하기로 한다.An interleaver operation according to the channel interleaving method will be described with reference to the first embodiment.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기에서의 채널 인터리버 동작을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram illustrating channel interleaver operation in a transmitter according to an embodiment of the present invention.

도 5는 이동 통신 시스템에서 일반적으로 사용하는 변조 방식인 16-QAM(Quardrature Amplitude Modulation) 방식을 적용할 경우를 도시한 것이다. FIG. 5 illustrates a case where a 16-QAM (Quardrature Amplitude Modulation) scheme, which is a modulation scheme generally used in a mobile communication system, is applied.

16-QAM에서는 한 변조 심벌에 해당하는

Figure 112007040717112-pat00012
로 구성된다. 각각의 위치들은 부호화된 비트들이 매핑되며 본 발명에서는 인터리빙된 부호화된 비트들이 매핑된다. 각 변조 심볼에 대응되는 비트 위치별로 대응되는 비트들을 다수의 비트열들로 분리한다. 즉, QPSK를 사용할 경우 2개 비트열들로 분리되며, 16-QAM을 사용할 경우 4개의 비트들로 분리되며, 64-QAM을 사용할 경우 6개의 비트열들로 분리 된다. In 16-QAM, one modulation symbol
Figure 112007040717112-pat00012
. Each position is mapped to coded bits and in the present invention, interleaved coded bits are mapped. Bits corresponding to bit positions corresponding to each modulation symbol are divided into a plurality of bit strings. In other words, when QPSK is used, it is divided into two bit strings. When 16-QAM is used, it is divided into four bits. When 64-QAM is used, it is divided into six bit strings.

상기 채널 부호화된 부호 비트들이 디먹스(demux)(510)로 입력되면, 상기 디 먹스(510)는 입력 부호비트들이 변조 심볼로 대응될 때 대응 위치별로 출력될수 있도록 분류하여 각 위치별로 비트열들을 출력한다. 본 실시예에서는 16-QAM 변조 방식에 대하여서만 설명하였으나 이외의 변조 방식을 사용할 경우에 대하여서도 적용이 가능함은 자명한 사실이다.When the channel coded coded bits are input to a demux 510, the demux 510 classifies the bit strings by each position so that the input code bits may be output by corresponding positions when the input code bits correspond to modulation symbols. Output In the present embodiment, only the 16-QAM modulation method has been described, but it is obvious that the present invention can be applied to a case in which other modulation methods are used.

상기 변조 심볼의 제 1위치에 대응되는 비트열들은 인터리버 1(520)에 입력되고, 상기 변조 심볼의 제 2위치에 대응되는 비트열들은 인터리버 2(521)에 입력되고, 상기 변조 심볼의 제 3위치에 대응되는 비트열들은 인터리버 3(522)에 입력되고, 상기 변조 심볼의 제 4위치에 대응되는 비트열들은 인터리버 4(523)에 입력된다. 상기의 각 비트열들의 입력이 각 인터리버(520, 521, 522, 523)에 입력되면, 각각의 인터리버 1(520), 인터리버 2(521), 인터리버 3(522), 인터리버 4(523)은 입력되어진 비트열들을 상기 채널 인터리빙 방법 제1, 2 단계에 의하여 인터리빙 한 후 출력하고, 출력되어진 각각의 비트열들은 매퍼(Mapper)(530)에 입력되어 변조 심볼로 변환된 후, 각 변조 심볼들의 실수값열과 허수값열들을 출력한다. 이때, 상기 인터리버 1(520), 인터리버 2(521), 인터리버 3(522), 인터리버 4(523)의 동작을 도 6을 이용하여 하기에서 자세히 설명한다. Bit strings corresponding to the first position of the modulation symbol are input to interleaver 1 520, bit strings corresponding to the second position of the modulation symbol are input to interleaver 2 521, and third bits of the modulation symbol are input. The bit strings corresponding to the position are input to the interleaver 3 522, and the bit strings corresponding to the fourth position of the modulation symbol are input to the interleaver 4 523. When the input of the respective bit strings is input to each of the interleavers 520, 521, 522, and 523, the respective interleaver 1 520, the interleaver 2 521, the interleaver 3 522, and the interleaver 4 523 are inputted. After the interleaved bit streams are interleaved by the first and second channel interleaving methods, the output bit streams are inputted to a mapper 530 and converted into modulation symbols. Print a string of values and an imaginary string. In this case, operations of the interleaver 1 520, the interleaver 2 521, the interleaver 3 522, and the interleaver 4 523 will be described in detail below with reference to FIG. 6.

도 6은 도 5의 채널 인터리버의 상세 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 도 6을 이용하여 상기 도 5의 인터리버들의 상세한 동작을 설명하도록 한다.FIG. 6 is a diagram for describing a detailed operation of the channel interleaver of FIG. 5. Hereinafter, detailed operations of the interleavers of FIG. 5 will be described with reference to FIG. 6.

상기 본 발명의 제1 실시 예에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해서 사용되어지는 LDPC 부호의 변수 노드의 차수 종류가 3가지가 있다고 가정한다. 만약, 차수 종류가 3이 아닐 경우에는 차수 종류의 가지 수와 동일한 수만큼 인터리버가 필요하다. 상기 인터리버에입력되어진 비트열들이 디먹스(610)로 입력되면, 상기 디먹스(610)은 상기 인터리버 설계 방법의 제1 단계에 따라서, 각 비트들에 대해서 패리티 검사 행렬에서 대응되는 변수 노드의 차수 별로 분류하여 각 차수별 비트열들을 각각의 인터리버(620, 621, 622)에 입력한다. 이때, 낮은 차수의 변수 노드에 대응하는 비트열은 인터리버 1(620)에 입력되고, 그 다음 차수의 변수 노드에 대응하는 비트열은 인터리버 2(621)에 입력되고, 그 다음 차수의 변수 노드에 대응하는 비트열은 인터리버 3(611)에 입력된다. 상기 인터리버 1(620), 인터리버 2(621), 인터리버 3(622)은 각각의 입력 비트열을 인터리빙하여 먹스(630)으로 출력한다. 이때 각각의인터리버(620, 621, 622)들은 같은 검사 노드에 연결되어 있는 변수 노드에 상응하는 비트들 간의 거리를 크게 한다. In the first embodiment of the present invention, it is assumed that there are three types of orders of variable nodes of the LDPC code used for better understanding of the present invention. If the order type is not 3, the number of interleavers is the same as the number of branches of the order type. When the bit streams input to the interleaver are input to the demux 610, the demux 610 may determine the order of the variable node corresponding to each bit in the parity check matrix according to the first step of the interleaver design method. Classified bitstreams are input to the interleavers 620, 621, and 622. At this time, the bit string corresponding to the low order variable node is input to interleaver 1 620, and the bit string corresponding to the next order variable node is input to interleaver 2 621, and then to the next order variable node. The corresponding bit string is input to interleaver 3 611. The interleaver 1 620, the interleaver 2 621, and the interleaver 3 622 interleave each input bit string and output the interleaved bit streams to the mux 630. In this case, each of the interleavers 620, 621, and 622 increases the distance between bits corresponding to the variable node connected to the same check node.

먹스(630)은 인터리버 방법의 제 2단계에 따라서, 가장 낮은 차수를 갖는 변수 노드에 상응하는 비트열들을 인터리빙한 인터리버 1(620)의 출력 비트들 간의 거리가 가장 크도록 배치하여 출력하고, 그 다음 낮은 차수를 갖는 변수 노드에 상응하는 비트열들을 인터리빙한 인터리버 1(620)의 출력 비트들이 상기 배치 후 남은 위치 중에서 거리가 가장 크도록 배치하여 출력하고, 상기와 같은 동작을 반복하여 인터리버 3의출력비트들을 배치하여 출력한다. The mux 630 arranges and outputs the distance between the output bits of the interleaver 1 620 having interleaved the bit streams corresponding to the variable node having the lowest order according to the second step of the interleaver method. The output bits of the interleaver 1 620, which interleaves the bit streams corresponding to the next low order variable node, are arranged to have the largest distance among the remaining positions after the arrangement, and the above operation is repeated to repeat the operation of the interleaver 3. Arrange and output the output bits.

일예로 차수가 2인 변수 노드가 6개이며 대응되는 비트열이

Figure 112007040717112-pat00013
,
Figure 112007040717112-pat00014
,
Figure 112007040717112-pat00015
,
Figure 112007040717112-pat00016
,
Figure 112007040717112-pat00017
,
Figure 112007040717112-pat00018
이며, 차수가 3인 변수 노드가 4개이며 대응되는 비트열이
Figure 112007040717112-pat00019
,
Figure 112007040717112-pat00020
,
Figure 112007040717112-pat00021
,
Figure 112007040717112-pat00022
이며, 차수가 12인 변수 노드가 2개이며 대응되는 비트열이
Figure 112007040717112-pat00023
,
Figure 112007040717112-pat00024
라고 가정하자. 상기 인터리버 1(620)에 입력되어지는 비트열은
Figure 112007040717112-pat00025
,
Figure 112007040717112-pat00026
,
Figure 112007040717112-pat00027
,
Figure 112007040717112-pat00028
,
Figure 112007040717112-pat00029
,
Figure 112007040717112-pat00030
이고 인터리버 2(621)에 입력되어지는 비트열은
Figure 112007040717112-pat00031
,
Figure 112007040717112-pat00032
,
Figure 112007040717112-pat00033
,
Figure 112007040717112-pat00034
이며 상기 인터리버 3(622)에 입력되어지는 비트열은
Figure 112007040717112-pat00035
,
Figure 112007040717112-pat00036
이다. 이때 인터리버 1(620)의 출력 비트열이
Figure 112007040717112-pat00037
,
Figure 112007040717112-pat00038
,
Figure 112007040717112-pat00039
,
Figure 112007040717112-pat00040
,
Figure 112007040717112-pat00041
,
Figure 112007040717112-pat00042
이고 인터리버 2(621)의 출력 비트열이
Figure 112007040717112-pat00043
,
Figure 112007040717112-pat00044
,
Figure 112007040717112-pat00045
,
Figure 112007040717112-pat00046
이고 인터리버 3(622)의 출력 비트열이
Figure 112007040717112-pat00047
,
Figure 112007040717112-pat00048
이라고 하자. 상기 먹스(630)의 출력 비트열은 다음과 같이 구할 수 있다.For example, there are six variable nodes of degree 2 and the corresponding bit strings
Figure 112007040717112-pat00013
,
Figure 112007040717112-pat00014
,
Figure 112007040717112-pat00015
,
Figure 112007040717112-pat00016
,
Figure 112007040717112-pat00017
,
Figure 112007040717112-pat00018
4 variable nodes of degree 3 and the corresponding bit string
Figure 112007040717112-pat00019
,
Figure 112007040717112-pat00020
,
Figure 112007040717112-pat00021
,
Figure 112007040717112-pat00022
Two variable nodes of degree 12 and the corresponding bit string
Figure 112007040717112-pat00023
,
Figure 112007040717112-pat00024
. The bit string input to the interleaver 1 620 is
Figure 112007040717112-pat00025
,
Figure 112007040717112-pat00026
,
Figure 112007040717112-pat00027
,
Figure 112007040717112-pat00028
,
Figure 112007040717112-pat00029
,
Figure 112007040717112-pat00030
And the bit string input to the interleaver 2 621 is
Figure 112007040717112-pat00031
,
Figure 112007040717112-pat00032
,
Figure 112007040717112-pat00033
,
Figure 112007040717112-pat00034
The bit string input to the interleaver 3 (622) is
Figure 112007040717112-pat00035
,
Figure 112007040717112-pat00036
to be. At this time, the output bit string of the interleaver 1 620 is
Figure 112007040717112-pat00037
,
Figure 112007040717112-pat00038
,
Figure 112007040717112-pat00039
,
Figure 112007040717112-pat00040
,
Figure 112007040717112-pat00041
,
Figure 112007040717112-pat00042
And the output bit stream of interleaver 2 (621)
Figure 112007040717112-pat00043
,
Figure 112007040717112-pat00044
,
Figure 112007040717112-pat00045
,
Figure 112007040717112-pat00046
And the output bit stream of interleaver 3 (622)
Figure 112007040717112-pat00047
,
Figure 112007040717112-pat00048
. The output bit string of the mux 630 can be obtained as follows.

상기에서 설명한 바와 같이 우선 인터리버 1(620)의 출력 비트열에 대하여 상기 먹스(630)의 출력 위치를 결정할 수 있다. 이때 각 비트 간의 거리가 크도록 하기 위하여 짝수 번째 위치에 오도록 결정할 수 있다. 그러므로 먹스(630)의 출력 비트들 (

Figure 112007040717112-pat00049
,
Figure 112007040717112-pat00050
,
Figure 112007040717112-pat00051
, ....,
Figure 112007040717112-pat00052
)에 대하여
Figure 112007040717112-pat00053
=
Figure 112007040717112-pat00054
,
Figure 112007040717112-pat00055
=
Figure 112007040717112-pat00056
,
Figure 112007040717112-pat00057
=
Figure 112007040717112-pat00058
,
Figure 112007040717112-pat00059
=
Figure 112007040717112-pat00060
,
Figure 112007040717112-pat00061
=
Figure 112007040717112-pat00062
,
Figure 112007040717112-pat00063
=
Figure 112007040717112-pat00064
으로 결정한다. 인터리버 2(621)의 출력 비트열에 대하여 상기 먹스(630)의출력 위치를 결정할 수 있다. 이때 상기 인터리버 1(620)의 출력 비트들이 있는 위치를 제외하고 거리가 멀도록 결정할 수 있다. 즉,
Figure 112007040717112-pat00065
=
Figure 112007040717112-pat00066
,
Figure 112007040717112-pat00067
=
Figure 112007040717112-pat00068
,
Figure 112007040717112-pat00069
=
Figure 112007040717112-pat00070
,
Figure 112007040717112-pat00071
=
Figure 112007040717112-pat00072
으로 결정할 수 있다. 그리고 인터리버 3(622)의 출력 비트열에 대하여 상기 먹스(630)의 출력위치를 결정할 수 있다. 이때 상기 인터리버 1(620)의 출력 비트들과 상기 인터리버 2(621)의 출력 비트들이 있는 위치를 제외하고 거리가 멀도록 결정할 수 있다. 즉,
Figure 112007040717112-pat00073
=
Figure 112007040717112-pat00074
,
Figure 112007040717112-pat00075
=
Figure 112007040717112-pat00076
으로 결정할 수 있다. As described above, the output position of the mux 630 may be determined with respect to the output bit string of the interleaver 1 620. At this time, in order to make the distance between each bit large, it may be decided to come in even-numbered positions. Therefore, the output bits of the mux 630 (
Figure 112007040717112-pat00049
,
Figure 112007040717112-pat00050
,
Figure 112007040717112-pat00051
, ....,
Figure 112007040717112-pat00052
)about
Figure 112007040717112-pat00053
=
Figure 112007040717112-pat00054
,
Figure 112007040717112-pat00055
=
Figure 112007040717112-pat00056
,
Figure 112007040717112-pat00057
=
Figure 112007040717112-pat00058
,
Figure 112007040717112-pat00059
=
Figure 112007040717112-pat00060
,
Figure 112007040717112-pat00061
=
Figure 112007040717112-pat00062
,
Figure 112007040717112-pat00063
=
Figure 112007040717112-pat00064
Decide on An output position of the mux 630 may be determined with respect to an output bit string of the interleaver 2 621. In this case, it may be determined that the distance is far except for the location where the output bits of the interleaver 1 620 are located. In other words,
Figure 112007040717112-pat00065
=
Figure 112007040717112-pat00066
,
Figure 112007040717112-pat00067
=
Figure 112007040717112-pat00068
,
Figure 112007040717112-pat00069
=
Figure 112007040717112-pat00070
,
Figure 112007040717112-pat00071
=
Figure 112007040717112-pat00072
Can be determined. The output position of the mux 630 may be determined with respect to the output bit string of the interleaver 3 622. In this case, it may be determined that the distance is far except for the position where the output bits of the interleaver 1 620 and the output bits of the interleaver 2 621 are located. In other words,
Figure 112007040717112-pat00073
=
Figure 112007040717112-pat00074
,
Figure 112007040717112-pat00075
=
Figure 112007040717112-pat00076
Can be determined.

상기 채널 인터리빙 방법 중 제1 단계에서는 각 비트 스트림을 차수에 따라 분리하였으나 차수에 따라 분리하지 않고 일정한 개수만큼 씩 구분하여 상기 도 6의 인터리버에 입력시킬 수도 있다. 본 발명의 제2 실시 예에서는 각 비트 스트림을 차수에 따라 분리하지 않고 일정한 개수만큼 씩 구분하는 채널 인터리빙 방법을 제안한다. In the first step of the channel interleaving method, each bit stream is divided according to an order, but may be input to the interleaver of FIG. The second embodiment of the present invention proposes a channel interleaving method for dividing each bit stream by a predetermined number without separating each bit stream according to the order.

< 본 발명의 제2 실시 예에 따른 채널 인터리빙 방법 ><Channel Interleaving Method According to Embodiment 2 of the Present Invention>

제1 단계 : 각 비트열들에 대해서 일정한 수 만큼 구분한다. First step: A predetermined number is distinguished for each bit string.

제2 단계 : 상기 1단계에서의 분류된 비트열들에 대하여 동일한 검사 노드에 연결된 변수 노드에 상응하는 비트들간의 거리를 최대화할 수 있도록 한다. 이때 차수가 2인 변수 노드들이 체인 구조를 가질 경우에는 구분된 비트열들이 순차적으로 배치될 수 있도록 한다. 즉, 상기 도 6의 인터리버 1(620) 내지 인터리버 3(622)의 인터리버의 비트 사이즈는 동일하며, 먹스(MUX)(630)에서는 인터리버 1(620) 내지 인터리버 3(622)의 출력 비트들을 순차적으로 출력한다. 이때, 인터리버는 3개 이상일 수 있음은 자명한 사실이다.Second step: It is possible to maximize the distance between the bits corresponding to the variable node connected to the same check node for the classified bit streams in the first step. In this case, when the ordered variable nodes have a chain structure, the separated bit strings may be sequentially arranged. That is, the bit sizes of the interleavers of the interleaver 1 620 to the interleaver 3 622 of FIG. 6 are the same, and in the MUX 630, the output bits of the interleaver 1 620 to the interleaver 3 622 are sequentially ordered. Will output At this time, it is obvious that the interleaver may be three or more.

상기 도 5의 인터리버 1(520) 내지 인터리버 4(523)의 비트 사이즈가 I일 경 우 B개의 블록으로 구분하도록 한다. 각각의 블록 내의 비트의 개수는 A=I/B이다. 이 경우 e번째 인터리버의 입력 비트들

Figure 112007040717112-pat00077
와 출력 비트들
Figure 112007040717112-pat00078
사이의 관계식은 하기 <수학식 1>과 같다.If the bit sizes of the interleaver 1 520 to the interleaver 4 523 of FIG. 5 are I, the blocks are divided into B blocks. The number of bits in each block is A = I / B. In this case, the input bits of the e th interleaver
Figure 112007040717112-pat00077
And output bits
Figure 112007040717112-pat00078
The relationship between the equations is shown in Equation 1 below.

Figure 112007040717112-pat00079
Figure 112007040717112-pat00079

상기 <수학식 1>의 i,j은 인덱스로 i=0, 1..., B-1, j=0, 1,...,A-1이다. 일예로 QPSK를 사용하는 시스템에서 A= N/16, B=8을 사용하며, 16QAM을 사용할 경우 A=N/24, B=6을 사용하며, 64QAM을 사용할 경우 A=N/24, B=4를 사용할 수 있다. 여기서 N은 LDPC 부호어 길이를 의미한다.I, j in Equation 1 is an index i = 0, 1 ..., B-1, j = 0, 1, ..., A-1. For example, A = N / 16, B = 8 in a system using QPSK, A = N / 24, B = 6 when using 16QAM, A = N / 24, B = when using 64QAM. 4 can be used. Here, N means LDPC codeword length.

이하에서는 도 7을 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 송신 방법을 설명하고자 한다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 송신 시 제어 흐름도이다. Hereinafter, a transmission method according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. 7 is a flowchart illustrating control during transmission according to an embodiment of the present invention.

700 단계에서 LDPC 부호화한다. 710 단계에서 LDPC 부호어들을 변조 방식에 맞게 다수의 비트 스트림으로 분리한다. 상기에서 설명한 바와 같이 16QAM을 사용할 경우 4 개의 비트 스트림으로 분리한다. 다수의 비트 스트림으로 분리하지 않을 수도 있음은 자명한 사실이다. 상기분리된 각각의 비트 스트림들은 720 단계에서는 본 발명의 제1 실시 예와 제2 실시 예에 따른 채널 인터리빙 방법에 맞게 설계된 인버리버의 의해 인터리빙한다. 그리고730 단계에서는 설정된 변조 방식에 맞도록 변조한 후 740 단계에서 수신기로 송신한다.In step 700, LDPC encoding is performed. In step 710, LDPC codewords are separated into a plurality of bit streams according to a modulation scheme. As described above, when 16QAM is used, it is divided into four bit streams. It is obvious that it may not be separated into multiple bit streams. In operation 720, the separated bit streams are interleaved by an inverber designed for the channel interleaving method according to the first and second embodiments of the present invention. In step 730, the signal is modulated according to the set modulation scheme and transmitted to the receiver in step 740.

상기에서 설명한 인터리버는 상기에서와 같은 단계를 통하여 구하여 질수도 있지만 룩업테이블(Look-up table)을 이용하여 사용할 수도 있음은 자명한 사실이다. 또한 본 발명은 인터리버에 대해서 설명하였으나, 이를 디인터리버에 적용할 수 있음은 자명한 사실이다. The above-described interleaver may be obtained through the same steps as described above, but it is obvious that the interleaver may be used using a look-up table. In addition, the present invention has been described with respect to the interleaver, it is obvious that it can be applied to the deinterleaver.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.In the present invention that operates as described in detail above, the effects obtained by the representative ones of the disclosed inventions will be briefly described as follows.

본 발명은 LDPC 부호를 사용하는 이동 통신 시스템에서 비균일 신뢰도 특성을 고려하여 채널 인터리빙을 수행하도록 제어함으로써 상기 LDPC 부호의 신뢰성을 향상시킨다는 이점을 가진다. The present invention has the advantage of improving the reliability of the LDPC code by controlling to perform channel interleaving in consideration of non-uniform reliability characteristics in a mobile communication system using the LDPC code.

특히, 본 발명은 상기 LDPC 부호를 구성하는 비트들중 신뢰도가 낮은 비트들을 상기 채널 인터리빙을 통해 그 신뢰도를 향상시키도록 함으로써 페이딩 채널과 같은 버스트 에러가 발생하는 확률이 높은 무선 채널 환경에서 강인하도록 하여 신뢰성을 향상시킨다. 또한 이와 같이, 신뢰성있는 LDPC 부호의 송수신은 전체 시스템의 에러 레이트를 감소시켜 고속의 신뢰성 있는 통신을 할 수 있다.In particular, the present invention improves the reliability of bits having low reliability among the bits constituting the LDPC code through the channel interleaving so that they are robust in a radio channel environment where a burst error such as a fading channel is likely to occur. Improve reliability In addition, the reliable transmission and reception of the LDPC code can reduce the error rate of the entire system and enable high-speed and reliable communication.

Claims (9)

저밀도 패리티 검사(Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭함) 부호를 사용하는 부호화기와 채널 인터리버를 구비하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 방법에 있어서,In a channel interleaving method in a mobile communication system having an encoder and a channel interleaver using a low density parity check (LDPC) code, 디먹스에서, 채널 부호화된 부호 비트들이 입력되면, 입력된 부호 비트들이 변조 심볼로 대응될 때 대응 위치별로 출력될 수 있도록 분류하여 각 위치별로 비트열들을 출력하는 과정과,In the demux, when the channel coded coded bits are input, classifying the coded bits so that they can be output by corresponding positions when the coded bits correspond to modulation symbols, and outputting a bit string for each position; 채널 인터리버에서, 상기 비트열들을 채널 인터리빙하여 출력하는 과정과,Outputting the channel by interleaving the bit streams in a channel interleaver; 매퍼(Mapper)에서, 상기 채널 인터리빙되어 출력된 각각의 비트열들을 변조 심볼로 변환하는 과정을 포함하고,In the mapper, converting each of the bit streams output from the channel interleaved to a modulation symbol, 상기 채널 인터리빙하여 출력하는 과정은,The process of outputting the channel interleaving, 상기 각 비트열들에 대해서 패리티 검사 행렬에서 대응되는 변수 노드의 차수 별로 분류하는 제1 단계와,A first step of classifying the respective bit strings by the order of the corresponding variable node in the parity check matrix; 상기 분류된 비트열들에 대하여 동일한 검사 노드에 연결된 변수 노드에 상응하는 비트들간의 거리를 최대화할 수 있도록 채널 인터리빙하는 제2 단계를 포함하고,A second step of channel interleaving for maximizing the distance between bits corresponding to the variable node connected to the same check node for the classified bit strings; 상기 변수 노드의 차수와 상기 채널 인터리버의 수는 동일함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 방법. And the order of the variable nodes and the number of channel interleavers are the same. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 인터리버는, 최하 차수에 대응하는 비트열들을 먼저 상기 제1 단계 및 제2 단계를 만족할 수 있도록 위치시키고, 그 다음 낮은 차수에 대응하는 비트열들을 상기 위치에서 최대한 떨어뜨릴 수 있도록 위치시킴을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 방법. The channel interleaver positions the bit streams corresponding to the lowest order so as to satisfy the first and second steps first, and then positions the bit streams corresponding to the lower order as far as possible from the position. A channel interleaving method in a mobile communication system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 인터리빙 방법은, The channel interleaving method, 각 비트열들에 대해서 일정한 수 만큼 분류하는 단계와,Classifying a predetermined number of bits for each bit string; 상기 분류된 비트열들에 대하여 동일한 검사 노드에 연결된 변수 노드에 상응하는 비트들간의 거리를 최대화할 수 있도록 채널 인터리빙하는 단계를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 방법.And channel interleaving for the classified bit strings to maximize a distance between bits corresponding to variable nodes connected to the same check node. 제3항에 있어서The method of claim 3, wherein 상기 분류된 비트열들에 대하여 입력 비트들
Figure 112007040717112-pat00080
와 출력 비트들
Figure 112007040717112-pat00081
사이의 관계식은 하기 <수학식 2>을 만족함을 포함하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 방법,
Input bits for the classified bit strings
Figure 112007040717112-pat00080
And output bits
Figure 112007040717112-pat00081
The relationship between the channel interleaving method in a mobile communication system comprising satisfying the following Equation 2,
<수학식 2>&Quot; (2) &quot;
Figure 112007040717112-pat00082
Figure 112007040717112-pat00082
여기서, i,j은 인덱스로 i=0, 1..., B-1, j=0, 1,...,A-1 이고, QPSK를 사용하는 시스템에서 A= N/16, B=8을 사용하며, 16QAM을 사용하는 시스템에서 A=N/24, B=6을 사용하며, 64QAM을 사용하는 시스템에서 A=N/24, B=4를 사용하고, 여기서 N은 LDPC 부호어 길이를 의미함.Here, i, j is an index i = 0, 1 ..., B-1, j = 0, 1, ..., A-1, and A = N / 16, B = in a system using QPSK. 8 uses A = N / 24, B = 6 for systems using 16QAM, A = N / 24, B = 4 for systems using 64QAM, where N is the LDPC codeword length Means.
저밀도 패리티 검사(Low Density Parity Check, 이하 'LDPC'라 칭함) 부호를 사용하는 부호화기와 채널 인터리버를 구비하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 장치에 있어서,A channel interleaving apparatus in a mobile communication system having an encoder and a channel interleaver using a low density parity check (LDPC) code, 채널 부호화된 부호 비트들이 입력되면, 입력 부호비트들이 변조 심볼로 대응될 때 대응 위치별로 출력될 수 있도록 분류하여 각 위치별로 비트열들을 출력하는 디먹스와, When the channel coded coded bits are input, a demux for classifying the input coded bits to be output for each corresponding position when the corresponding coded bits correspond to modulation symbols, and outputting bit strings for each position; 상기 비트열들을 채널 인터리빙하여 출력하는 상기 채널 인터리버와,The channel interleaver for channel interleaving and outputting the bit strings; 상기 채널 인터리빙된 각각의 비트열들을 변조 심볼로 변환하는 매퍼를 포함하고,A mapper for converting each of the channel interleaved bit strings into a modulation symbol, 상기 채널 인터리버는 상기 각 비트열들에 대해서 패리티 검사 행렬에서 대응되는 변수 노드의 차수 별로 분류하는 제1 단계를 수행하고, 상기 분류된 비트열들에 대하여 동일한 검사 노드에 연결된 변수 노드에 상응하는 비트들간의 거리를 최대화할 수 있도록 채널 인터리빙하는 제2 단계를 수행하고,The channel interleaver performs a first step of classifying each of the bit streams by the order of the corresponding variable node in the parity check matrix, and bit corresponding to the variable node connected to the same check node with respect to the classified bit streams. Performing a second step of channel interleaving so as to maximize the distance between them, 상기 변수 노드의 차수와 상기 채널 인터리버의 수는 동일함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 장치. And the order of the variable node and the number of channel interleavers are the same. 삭제delete 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 채널 인터리버는, The channel interleaver, 각 비트열들에 대해서 일정한 수 만큼 분류하고, 상기 분류된 비트열들에 대하여 동일한 검사 노드에 연결된 변수 노드에 상응하는 비트들간의 거리를 최대화할 수 있도록 채널 인터리빙함을 포함하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 장치.A channel in the mobile communication system including classifying each bit string by a predetermined number and interleaving the channel to maximize the distance between bits corresponding to the variable nodes connected to the same check node. Interleaving device. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 분류된 비트열들에 대하여 입력 비트들
Figure 112007040717112-pat00083
와 출 력 비트들
Figure 112007040717112-pat00084
사이의 관계식은 하기 <수학식 3>을 만족함을 포함하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 장치,
Input bits for the classified bit strings
Figure 112007040717112-pat00083
And output bits
Figure 112007040717112-pat00084
The relationship between the channel interleaving apparatus in the mobile communication system, including satisfying the following equation (3),
<수학식 3>&Quot; (3) &quot;
Figure 112007040717112-pat00085
Figure 112007040717112-pat00085
여기서, i,j은 인덱스로 i=0, 1..., B-1, j=0, 1,...,A-1 이고, QPSK를 사용하는 시스템에서 A= N/16, B=8을 사용하며, 16QAM을 사용하는 시스템에서 A=N/24, B=6을 사용하며, 64QAM을 사용하는 시스템에서 A=N/24, B=4를 사용하고, 여기서 N은 LDPC 부호어 길이를 의미함.Here, i, j is an index i = 0, 1 ..., B-1, j = 0, 1, ..., A-1, and A = N / 16, B = in a system using QPSK. 8 uses A = N / 24, B = 6 for systems using 16QAM, A = N / 24, B = 4 for systems using 64QAM, where N is the LDPC codeword length Means.
제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 채널 인터리버는,The channel interleaver, 최하 차수에 대응하는 비트열들을 먼저 상기 제1 단계 및 제2 단계를 만족할 수 있도록 위치시키고, 그 다음 낮은 차수에 대응하는 비트열들을 상기 위치에서 최대한 떨어뜨릴 수 있도록 위치시킴을 특징으로 하는 포함하는 이동 통신 시스템에서 채널 인터리빙 장치.Positioning the bit streams corresponding to the lowest order so as to satisfy the first and second steps first, and then positioning the bit streams corresponding to the lowest order as far as possible from the position. Channel interleaving apparatus in a mobile communication system.
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