JP2008526159A

JP2008526159A - Signal transmitting / receiving apparatus and method in communication system

Info

Publication number: JP2008526159A
Application number: JP2007549272A
Authority: JP
Inventors: ギュ−ブム・キュン; ヨン−ホ・キム; ジェ−ヨル・キム; ソク−ヒュン・ユン
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2008-07-17
Also published as: KR100663469B1; KR20060079118A; CN101095303A

Abstract

本発明は、通信システムにおける信号を送信する方法及び装置を提供する。本発明は、送信する情報ベクトルが受信し、この情報ベクトルを第１の符号化率を支援する構造的低密度パリティ検査(ＬＤＰＣ)符号化方式で符号化して情報ベクトルとマッピングされる第１の部分と、パリティベクトルとマッピングされる第２の部分を含む第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを生成した後、第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを信号受信装置に送信し、第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの受信に発生した誤りを検出すれば、前記情報ベクトルを第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で符号化して第１の部分と、第２の部分と、情報ベクトルの追加パリティベクトルにマッピングされる第３の部分を含む第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを生成し、信号受信装置に第３の部分を送信することを特徴とする。 The present invention provides a method and apparatus for transmitting signals in a communication system. The present invention provides a first information vector that is received and encoded with a structural low density parity check (LDPC) coding scheme that supports a first coding rate and is mapped to the information vector. Generating a first structural LDPC codeword vector including a portion and a second portion mapped with a parity vector, and then transmitting the first structural LDPC codeword vector to the signal receiving device; If an error occurring in reception of a typical LDPC codeword vector is detected, the information vector is encoded with a structural LDPC encoding scheme supporting a second coding rate, and a first part, a second part, Generating a second structural LDPC codeword vector that includes a third portion that is mapped to an additional parity vector of the information vector and transmitting the third portion to the signal receiver. To.

Description

本発明は通信システムにおける信号送受信装置及び方法に関して、特に通信システムで構造的(structured)低密度パリティ検査(Low Density Parity Check：以下、“ＬＤＰＣ”とする)符号を使用して信号を送受信する装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to a signal transmission / reception apparatus and method in a communication system, and more particularly, to an apparatus for transmitting / receiving a signal using a structured low density parity check (hereinafter referred to as “LDPC”) code in a communication system. And a method.

次世代通信システムは、パケットサービス通信システム(packet service communication system)形態に発展されてきている。このパケットサービス通信システムは、バースト(burst)パケットデータ(packet data)を複数の移動端末機(Mobile Station：ＭＳ)に送信するシステムとして、大容量データ送信に適合するように設計されてきた。 Next generation communication systems have been developed in the form of packet service communication systems. The packet service communication system has been designed to be suitable for large-capacity data transmission as a system for transmitting burst packet data to a plurality of mobile stations (MS).

特に、次世代通信システムではデータ送信量を増加させるために、ハイブリッド自動反復要求(Hybrid Automatic Repeat reQuest：以下、“ＨＡＲＱ”とする)方式と適応的変調及び符号化(Adaptive Modulation and Coding：以下、“ＡＭＣ”とする)方式のような多様なデータ送信方式が提案されている。このＨＡＲＱ方式及びＡＭＣ方式を使用するためには多様な符号化率が支援されなければならない。 In particular, in the next generation communication system, in order to increase the data transmission amount, a hybrid automatic repeat request (hereinafter referred to as “HARQ”) method and adaptive modulation and coding (adaptive modulation and coding) are described below. Various data transmission schemes such as the “AMC” scheme have been proposed. In order to use the HARQ scheme and the AMC scheme, various coding rates must be supported.

一般に、次世代通信システムではターボ符号(turbo code)と共にＬＤＰＣ符号を使用する。このＬＤＰＣ符号は、高速データ送信時にその性能利得が高いと知られており、送信チャンネルで発生する雑音による誤りを効果的に訂正することによってデータ送信の信頼度を高めるために使用することを積極的に考慮している。 In general, the next generation communication system uses an LDPC code together with a turbo code. This LDPC code is known to have a high performance gain during high-speed data transmission, and is actively used to increase the reliability of data transmission by effectively correcting errors due to noise generated in the transmission channel. Is considered.

図１は、ＬＤＰＣ符号を使用する従来の通信システムを示すブロック構成図である。図１を参照すると、通信システムは、信号送信装置１００と信号受信装置１５０を含む。信号送信装置１００はエンコーダ(encoder)１１１と、変調器(modulator)１１３と、無線周波数(Radio Frequency：以下、“ＲＦ”とする)処理器１１５とを含み、信号受信装置１５０はＲＦ処理器１５１と、復調器(de-modulator)１５３と、デコーダ(decoder)１５５とを含む。まず、信号送信装置１００が送信しようとする情報ベクトル(information vector)

が発生すると、情報ベクトル

はエンコーダ１１１に提供される。エンコーダ１１１は、情報ベクトル

を予め設定された符号化方式で符号化して符号語ベクトル(codeword vector)

、すなわちＬＤＰＣ符号語を生成した後に変調器１１３に出力する。ここで、この予め設定された符号化方式はＬＤＰＣ符号化方式と称する。変調器１１３は、符号語ベクトル

を予め設定された変調方式で変調して変調ベクトル

を生成してＲＦ処理器１１５に出力する。ＲＦ処理器１１５は、変調器１１３から出力された変調ベクトル

をＲＦ処理した後にアンテナＡＮＴを通じて信号受信装置１５０に送信する。 FIG. 1 is a block diagram showing a conventional communication system using an LDPC code. Referring to FIG. 1, the communication system includes a signal transmission device 100 and a signal reception device 150. The signal transmission device 100 includes an encoder 111, a modulator 113, and a radio frequency (hereinafter referred to as “RF”) processor 115, and the signal reception device 150 includes an RF processor 151. And a de-modulator 153 and a decoder 155. First, an information vector to be transmitted by the signal transmission device 100

Occurs, the information vector

Is provided to the encoder 111. The encoder 111 is an information vector

Is encoded by a preset encoding method to generate a codeword vector

That is, after generating the LDPC codeword, it is output to the modulator 113. Here, this preset encoding method is referred to as an LDPC encoding method. Modulator 113 is a codeword vector

Is modulated with a preset modulation method to generate a modulation vector

Is output to the RF processor 115. The RF processor 115 outputs the modulation vector output from the modulator 113.

Is transmitted to the signal receiving device 150 through the antenna ANT.

信号送信装置１００によって送信された信号は、信号受信装置１５０でそのアンテナＡＮＴを通じて受信されてＲＦ処理器１５１に提供される。ＲＦ処理器１５１は、この受信信号をＲＦ処理し、そのＲＦ処理されたベクトル

を復調器１５３に出力する。復調器１５３は、ＲＦ処理器１５１から出力されたベクトル

を信号送信装置１００の変調器１１３で使用した変調方式に対応する復調方式で復調し、この復調されたベクトル

をデコーダ１５５に出力する。デコーダ１５５は、復調器１５３から出力されたベクトル

を信号送信装置１００のエンコーダ１１１で使用した符号化方式に対応する復号方式で復号し、その復号された信号

を最終的に復元された情報ベクトルとして出力する。 The signal transmitted by the signal transmission device 100 is received by the signal reception device 150 through the antenna ANT and provided to the RF processor 151. The RF processor 151 performs RF processing on the received signal, and the RF processed vector

Is output to the demodulator 153. The demodulator 153 outputs the vector output from the RF processor 151.

Is demodulated by a demodulation method corresponding to the modulation method used by the modulator 113 of the signal transmission device 100, and the demodulated vector

Is output to the decoder 155. The decoder 155 outputs the vector output from the demodulator 153.

Is decoded by a decoding method corresponding to the encoding method used by the encoder 111 of the signal transmission device 100, and the decoded signal is decoded.

Is finally output as a restored information vector.

図２は、従来のＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を示す。図２を参照すれば、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列は全体パリティ検査行列が複数のブロックに分けられ、これらブロックの各々に順列行列(permutation matrix）が対応する形態を有する。ここで、順列行列は、それぞれＮ_ｓ×Ｎ_ｓのサイズを有すると仮定する。 FIG. 2 shows a parity check matrix of a conventional LDPC code. Referring to FIG. 2, the parity check matrix of the LDPC code has a form in which the entire parity check matrix is divided into a plurality of blocks, and a permutation matrix corresponds to each of these blocks. Here, it is assumed that each permutation matrix has a size of N _s × N _s .

図２に示すように、構造的ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列はｍ×ｎのブロックに分けられ、順列行列はこれらｍ×ｎブロック各々にマッピングされる。Ｐ_ｍｎは、パリティ検査行列の複数のブロックの中でｍ番目の行ブロックとｎ番目の列ブロックが相互に交差する地点に位置した順列行列を示す。このブロック各々に対応する順列行列を“ブロック行列”と称する。パリティ検査行列内の各ブロック行列を単位行列(identity matrix)に対して選択する場合に、各ブロックの第１の行が０でないエレメント(non-zero element）の位置が決定されると、０でない残りの(Ｎ_ｓ-１)個のエレメントの位置が決定される。したがって、パリティ検査行列の全体情報を格納するために要求されるメモリ容量は、不規則に０でないエレメントの位置を選択する場合に要求されるメモリ容量に比べて１/Ｎ_ｓに減少する。 As shown in FIG. 2, the parity check matrix of the structured LDPC code is divided into m × n blocks, and the permutation matrix is mapped to each of these m × n blocks. _Pmn represents a permutation matrix located at a point where the mth row block and the nth column block intersect each other among a plurality of blocks of the parity check matrix. A permutation matrix corresponding to each block is referred to as a “block matrix”. When selecting each block matrix in the parity check matrix with respect to the identity matrix, if the position of the non-zero element in the first row of each block is determined, it is not 0 The position of the remaining (N _s -1) elements is determined. Therefore, the memory capacity required to store the entire information of the parity check matrix is reduced to 1 / N _s compared to the memory capacity required when irregularly selecting the position of an element that is not 0.

通信システムではシステムの信頼度の向上のために多様な誤り制御方式(error-control scheme)を使用し、ＨＡＲＱ方式は、誤り制御方式の中で順方向誤り訂正(Forward Error Correction：以下、“ＦＥＣ”とする)方式と自動反復要求(Automatic Repeat reQuest：以下、“ＡＲＱ”とする)方式の長所を結合して得られた方式である。このＨＡＲＱ方式は、ＦＥＣ方式を使用して頻繁に発生する誤りパターンを訂正することによって再伝送の回数を減少させる方式であって、Ｔｙｐｅ-Ｉ、Ｔｙｐｅ-ＩＩ、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩの３つのタイプに分類される。下記に、ＨＡＲＱ方式の３つのタイプについて説明する。 In communication systems, various error control schemes are used to improve system reliability. HARQ is a forward error correction (hereinafter referred to as “FEC”) among error control schemes. This is a method obtained by combining the merits of the “represented” method and the automatic repeat request (hereinafter referred to as “ARQ”) method. This HARQ method is a method of reducing the number of retransmissions by correcting an error pattern that frequently occurs using the FEC method, and is divided into three types: Type-I, Type-II, and Type-III. being classified. Below, three types of HARQ systems will be described.

図３は、従来の通信システムでＴｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す。しかしながら、図３を説明するに先立ち、Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作は、誤り訂正機能と誤り検出(error detection)機能を同時に有する一つの符号を使用して遂行し、或いは誤り訂正機能を有する符号と誤り検出機能を有する相互に異なる２つの符号を使用して遂行することができる。図３では、Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作が、誤り訂正機能と誤り検出機能を有する２つの相互に異なる符号を使用して遂行すると仮定して説明する。 FIG. 3 schematically shows a signal transmission / reception operation using a Type-I HARQ scheme in a conventional communication system. However, prior to explaining FIG. 3, a signal transmission / reception operation using the Type-I HARQ method is performed using one code having an error correction function and an error detection function at the same time, or the error correction function is performed. This can be achieved by using two different codes having an error detection function. FIG. 3 will be described on the assumption that the signal transmission / reception operation using the Type-I HARQ scheme is performed using two different codes having an error correction function and an error detection function.

図３を参照すると、Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式で、信号送信装置は、初期送信(initial transmission）と再送信(retransmission)時に同一のフォーマットの符号語ベクトルを送信する。すなわち、初期送信時に、信号送信装置は、ｋビットの情報ベクトルを第１のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば、予め定められた固定符号化率を支援するターボ符号化(turbo coding)方式で誤り検出のための符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)に符号化し、この符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)を更に第２のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば予め定められた固定符号化率を支援するターボ符号化方式で誤り訂正のための符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)に符号化し、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を最終符号語ベクトルとして送信する。 Referring to FIG. 3, in the Type-I HARQ scheme, a signal transmission apparatus transmits a codeword vector having the same format at the time of initial transmission and retransmission. That is, at the time of initial transmission, the signal transmission apparatus transmits a k-bit information vector through a first encoder to a predetermined coding scheme, for example, turbo coding that supports a predetermined fixed coding rate. A codeword vector (k ′, k) for error detection is encoded by the method, and the codeword vector (k ′, k) is further encoded through a second encoder, for example, a predetermined encoding method, for example, The code is encoded into a codeword vector (n, k ′) for error correction by a turbo coding scheme supporting a fixed coding rate, and the codeword vector (n, k ′) is transmitted as a final codeword vector.

その後、初期送信された符号語ベクトルの誤り発生による再送信時に、信号送信装置は、初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を送信する。ここで、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)の符号化率がＲ_０と仮定し、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)はターボ符号化方式によって符号化されるため、情報ベクトルにマッピングされる情報部分(information part)Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分(parity part)(Ｐ_００，Ｐ_０１)で構成される。その結果、Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式で、同一の符号化率Ｒ_０は初期送信と再送信時に適用され、それによって同一の符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)が送信される。 Thereafter, at the time of re-transmission due to an error in the initially transmitted codeword vector, the signal transmission apparatus transmits the codeword vector (n, k ′) transmitted at the time of initial transmission. Here, assuming that the coding rate of the codeword vector (n, k ′) is R ₀ and the codeword vector (n, k ′) is coded by the turbo coding method, it is mapped to the information vector. An information part S ₀ and a parity part (P ₀₀ , P ₀₁ ) mapped to a parity vector are included. As a result, in the Type-I HARQ scheme, the same coding rate R ₀ is applied during initial transmission and retransmission, whereby the same codeword vector (n, k ′) is transmitted.

信号送信装置によって初期送信される符号語ベクトルが受信されると、信号受信装置は、受信符号語ベクトルを第１のデコーダを通じて信号送信装置で適用した符号化方式に対応する復号(decoding)方式で復号することによって、上記受信符号語ベクトルの誤りを訂正する。第１のデコーダの復号動作は、信号送信装置の第２のエンコーダの符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を符号化する動作に対応し、受信符号語ベクトルが正確に誤り訂正された場合に符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)に復元される。 When the codeword vector initially transmitted by the signal transmission apparatus is received, the signal reception apparatus uses a decoding scheme corresponding to the encoding scheme applied by the signal transmission apparatus through the first decoder. By decoding, the received codeword vector error is corrected. The decoding operation of the first decoder corresponds to the operation of encoding the codeword vector (n, k ′) of the second encoder of the signal transmission device, and is encoded when the received codeword vector is correctly error-corrected. It is restored to the word vector (k ′, k).

受信符号語ベクトルの誤りを訂正した後に、信号受信装置は、誤り訂正された受信符号語ベクトルを第２のデコーダを通じて前記信号送信装置で適用した符号化方式に対応する復号方式で復号し、それによって誤り訂正された受信符号語ベクトルの誤りを検出する。ここで、第２のデコーダの復号動作は、信号送信装置の第１のエンコーダで符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)を符号化する動作に対応する。誤り訂正された受信符号語ベクトルに誤りが検出されると、信号受信装置は、信号送信装置に初期送信された符号語ベクトルの異常受信を示すＮＡＫ(Negative AcKnowledgment)情報を送信し、該当符号語ベクトルの再送信を要求する。ここで、信号受信装置は、誤りが検出された符号語ベクトルをそのバッファ(buffer）に一時的にバッファリングして再送信符号語ベクトルとコンバイニング(combining）に備える。しかしながら、誤り訂正された受信符号語ベクトルで誤りが検出されないと、信号受信装置は、信号送信装置に初期送信された符号語ベクトルの正常受信を示すＡＣＫ(ACKnowledgement)情報を送信する。 After correcting the received codeword vector error, the signal receiving apparatus decodes the error-corrected received codeword vector by a decoding method corresponding to the encoding method applied by the signal transmitting apparatus through the second decoder, An error in the received codeword vector that has been error-corrected by is detected. Here, the decoding operation of the second decoder corresponds to the operation of encoding the codeword vector (k ′, k) by the first encoder of the signal transmission device. If an error is detected in the error-corrected received codeword vector, the signal receiving apparatus transmits NAK (Negative AcKnowledgment) information indicating abnormal reception of the codeword vector initially transmitted to the signal transmitting apparatus, and the corresponding codeword Request retransmission of vector. Here, the signal receiving apparatus temporarily buffers a codeword vector in which an error is detected in its buffer, and prepares for a retransmitted codeword vector and combining. However, if no error is detected in the received codeword vector subjected to error correction, the signal receiving apparatus transmits ACK (ACKnowledgement) information indicating normal reception of the codeword vector initially transmitted to the signal transmitting apparatus.

信号送信装置は、信号受信装置から符号語ベクトルの再送信要求に応じて初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を再送信すると、信号受信装置は、信号送信装置によって再送信された符号語ベクトルを受信して第１のデコーダを通じて誤り訂正し、この誤り訂正された受信符号語ベクトルを初期送信時に誤りが検出されてバッファリングされた受信符号語ベクトルとコンバイニングした後に、第２のデコーダを通じてこのコンバイニングされた受信符号語ベクトルの誤り発生可否を検出する。したがって、信号送信装置と信号受信装置は、予め設定された再送信回数又は予め設定された時間内で前記ｋビットの情報ベクトルが正常に復元されるまで、Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を繰り返して遂行する。 When the signal transmission apparatus retransmits the codeword vector (n, k ′) transmitted during the initial transmission in response to the codeword vector retransmission request from the signal reception apparatus, the signal reception apparatus retransmits the signal transmission apparatus. The received codeword vector is error-corrected through a first decoder, and the error-corrected received codeword vector is combined with the received codeword vector buffered by detecting an error during initial transmission. Whether or not an error occurs in the combined received codeword vector is detected through the second decoder. Therefore, the signal transmission apparatus and the signal reception apparatus perform signal transmission / reception operations using the Type-I HARQ method until the k-bit information vector is normally restored within a preset number of retransmissions or a preset time. Do it repeatedly.

上記したように、Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作は、信号送信装置が初期送信時と再送信時に同一の符号語ベクトルを送信するため、悪いチャンネル状態でシステムの送信量は急速に減少するという短所を有する。 As described above, in the signal transmission / reception operation using the Type-I HARQ method, the signal transmission apparatus transmits the same codeword vector at the time of initial transmission and at the time of retransmission. It has the disadvantages.

図４は、従来の通信システムでＴｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す。図４を説明するに先立ち、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作は、誤り訂正機能と誤り検出(error detection)機能を同時に有する一つの符号を使用して遂行し、或いは誤り訂正機能を有する符号と誤り検出機能を有する相互に異なる２つの符号を使用して遂行することができる。図４では、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作が、誤り訂正機能と誤り検出機能を有する２つの相互に異なる符号を使用して遂行すると仮定して説明する。 FIG. 4 schematically shows a signal transmission / reception operation using a Type-II HARQ scheme in a conventional communication system. Prior to explaining FIG. 4, a signal transmission / reception operation using the Type-II HARQ method is performed using one code having an error correction function and an error detection function at the same time, or a code having an error correction function. And two different codes having error detection functions can be used. FIG. 4 will be described on the assumption that a signal transmission / reception operation using the Type-II HARQ scheme is performed using two different codes having an error correction function and an error detection function.

図４を参照すると、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式で、信号送信装置は、初期送信と再送信時に異なるフォーマットの符号語ベクトルを送信する。すなわち、初期送信時に、信号送信装置は、ｋビットの情報ベクトルを第１のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば、予め定められた固定符号化率を支援するターボ符号化方式で誤り検出のための符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)に符号化し、この符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)を更に第２のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば予め定められた固定符号化率を支援するターボ符号化方式で誤り訂正のための符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)に符号化し、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を最終符号語ベクトルとして送信する。符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)によって支援可能な符号化率が、Ｒ_０，Ｒ_１，…，Ｒ_Ｌ(ここで、Ｒ_０＞Ｒ_１＞…＞Ｒ_Ｌ)であると仮定すれば、信号送信装置は、初期送信時に符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)を送信する。ここで、(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)は、符号化率Ｒ_０で符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を示す。また、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)は、ターボ符号化方式により符号化されるため、情報ベクトルにマッピングされる情報部分Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分(Ｐ_００，Ｐ_０１)で構成される。 Referring to FIG. 4, in the Type-II HARQ scheme, the signal transmission apparatus transmits codeword vectors of different formats at the time of initial transmission and retransmission. That is, at the time of initial transmission, the signal transmission apparatus detects an error in a k-bit information vector with a predetermined encoding scheme through a first encoder, for example, a turbo encoding scheme supporting a predetermined fixed encoding rate. Is encoded into a codeword vector (k ′, k) for the first and second code encoders, and the codeword vector (k ′, k) is further determined in a predetermined encoding method, for example, a predetermined fixed encoding rate. Is encoded into a codeword vector (n, k ′) for error correction using a turbo encoding method supporting the above, and the codeword vector (n, k ′) is transmitted as a final codeword vector. If the coding rate that can be supported by the codeword vector (n, k ′) is R ₀ , R ₁ ,..., R _L (where R ₀ > R ₁ >...> R _L ), The signal transmission device transmits a codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) at the time of initial transmission. Here, (n, k ′) (R ₀ ) indicates a codeword vector (n, k ′) at a coding rate R ₀ . Further, since the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) is encoded by the turbo encoding method, the information part S ₀ mapped to the information vector and the parity part (P ₀₀ mapped to the parity vector). , P ₀₁ ).

その後、初期送信された符号語ベクトルで誤りの発生による再送信時に、信号送信装置は、初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)と異なる符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_１)の符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)に備えて追加パリティベクトルＰ_１のみを信号受信装置に送信する。符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_１)は、情報ベクトルにマッピングされる情報部分Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分(Ｐ_００，Ｐ_０１)及びパリティ部分Ｐ_１を含む。その結果、信号送信装置は、再送信時にパリティ部分Ｐ_１のみを信号受信装置に送信する。 Thereafter, at the time of retransmission due to the occurrence of an error in the initially transmitted codeword vector, the signal transmitting apparatus transmits a codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) different from the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) transmitted at the initial transmission. k transmits ') (codeword vector (n of R _1), k') (R ₀ provided by only adding the parity vector P ₁ to the signal receiving _apparatus). The codeword vector (n, k ′) (R ₁ ) includes an information part S ₀ mapped to the information vector, a parity part (P ₀₀ , P ₀₁ ) mapped to the parity vector, and a parity part P ₁ . As a result, the signal transmission apparatus transmits only the parity part P ₁ to the signal reception apparatus at retransmission.

信号送信装置によって初期送信される符号語ベクトルが受信されると、信号受信装置は、受信符号語ベクトルを第１のデコーダを通じて信号送信装置で適用した符号化方式に対応する復号方式で復号することによって、上記受信符号語ベクトルの誤りを訂正する。第１のデコーダの復号動作は、信号送信装置の第２のエンコーダの符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を符号化する動作に対応し、受信符号語ベクトルが正確に誤り訂正された場合に符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)に復元される。 When the codeword vector initially transmitted by the signal transmitting apparatus is received, the signal receiving apparatus decodes the received codeword vector through the first decoder with a decoding scheme corresponding to the encoding scheme applied by the signal transmitting apparatus. To correct the error of the received codeword vector. The decoding operation of the first decoder corresponds to the operation of encoding the codeword vector (n, k ′) of the second encoder of the signal transmission device, and is encoded when the received codeword vector is correctly error-corrected. It is restored to the word vector (k ′, k).

受信符号語ベクトルの誤りを訂正した後に、信号受信装置は、誤り訂正された受信符号語ベクトルを第２のデコーダを通じて前記信号送信装置で適用した符号化方式に対応する復号方式で復号し、それによって誤り訂正された受信符号語ベクトルの誤りを検出する。ここで、第２のデコーダの復号動作は、信号送信装置の第１のエンコーダで符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)を符号化する動作に対応する。 After correcting the received codeword vector error, the signal receiving apparatus decodes the error-corrected received codeword vector by a decoding method corresponding to the encoding method applied by the signal transmitting apparatus through the second decoder, An error in the received codeword vector that has been error-corrected by is detected. Here, the decoding operation of the second decoder corresponds to the operation of encoding the codeword vector (k ′, k) by the first encoder of the signal transmission device.

誤り訂正された受信符号語ベクトルに誤りが検出されると、信号受信装置は、信号送信装置に初期送信された符号語ベクトルの異常受信を示すＮＡＫ情報を送信し、該当符号語ベクトルの再送信を要求する。ここで、信号受信装置は、誤りが検出された符号語ベクトルをそのバッファに一時的にバッファリングして再送信符号語ベクトルとコンバイニングに備える。しかしながら、誤り訂正された受信符号語ベクトルで誤りが検出されないと、信号受信装置は、信号送信装置に初期送信された符号語ベクトルの正常受信を示すＡＣＫ情報を送信する。 If an error is detected in the error-corrected received codeword vector, the signal receiving apparatus transmits NAK information indicating abnormal reception of the codeword vector initially transmitted to the signal transmitting apparatus, and retransmits the corresponding codeword vector. Request. Here, the signal reception apparatus temporarily buffers the codeword vector in which an error is detected in its buffer, and prepares for the retransmission codeword vector and combining. However, if no error is detected in the error-corrected received codeword vector, the signal receiving apparatus transmits ACK information indicating normal reception of the codeword vector initially transmitted to the signal transmitting apparatus.

信号送信装置は、信号受信装置から符号語ベクトルの再送信要求に応じて初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)に追加されたパリティベクトルＰ_１のみを再送信すると、信号受信装置は、信号送信装置によって再送信された符号語ベクトルを受信して第１のデコーダを通じて誤り訂正し、この誤り訂正された受信符号語ベクトルを初期送信時に誤りが検出されてバッファリングされた受信符号語ベクトルとコンバイニングした後に、第２のデコーダを通じてこのコンバイニングされた受信符号語ベクトルの誤り発生可否を検出する。したがって、信号送信装置と信号受信装置は、予め設定された再送信回数又は予め設定された時間内で前記ｋビットの情報ベクトルが正常に復元されるまで、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を繰り返して遂行する。 The signal transmission apparatus retransmits only the parity vector P ₁ added to the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) transmitted at the time of initial transmission in response to a codeword vector retransmission request from the signal reception apparatus. Then, the signal receiving apparatus receives the codeword vector retransmitted by the signal transmitting apparatus, corrects the error through the first decoder, detects an error in the error-corrected received codeword vector at the time of initial transmission, and buffers it. After combining with the ringed received codeword vector, whether or not an error occurs in the combined received codeword vector is detected through the second decoder. Therefore, the signal transmitting apparatus and the signal receiving apparatus perform signal transmission / reception operations using the Type-II HARQ method until the k-bit information vector is normally restored within a preset number of retransmissions or a preset time. Do it repeatedly.

上記したように、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作で、信号送信装置は、再送信時に以前に送信された符号語ベクトルに対する追加パリティベクトルのみを送信する。したがって、信号送信装置によって初期に送信された符号語ベクトルに深刻な誤りが発生した場合に、信号受信装置は情報ベクトルを正常に復元することが不可能な場合が発生する可能性もある。したがって、信号送信装置は、周期的に、例えば予め定められたＬ回の再送信周期ごとに初期送信された符号語ベクトルを再送信することによって、情報ベクトルの正常的な復元が可能である。 As described above, in the signal transmission / reception operation based on the Type-II HARQ scheme, the signal transmission apparatus transmits only the additional parity vector for the codeword vector transmitted before at the time of retransmission. Therefore, when a serious error occurs in the codeword vector transmitted initially by the signal transmitting apparatus, there is a possibility that the signal receiving apparatus may not be able to restore the information vector normally. Therefore, the signal transmission apparatus can perform normal restoration of the information vector by retransmitting the codeword vector initially transmitted periodically, for example, every predetermined L retransmission cycles.

しかしながら、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送信動作は再送信時に可変符号化率を支援する符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を生成しなければならないため、信号送信装置は符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を生成するために追加のエンコーダを含むべく、信号受信装置も符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を復号するために追加のデコーダを含むべきである。また、送信時に、信号送信装置は、可変符号化率を支援する符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)をその通りに送信することでなく、初期送信された符号語ベクトルに追加されたパリティベクトルのみを送信するため、追加パリティベクトル以外の残りの部分を穿孔する穿孔器を含むべきである。その結果、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を遂行する場合に、ハードウェア的な複雑度が増加するという短所を有する。 However, since the signal transmission operation according to the Type-II HARQ scheme has to generate a codeword vector (n, k ′) that supports a variable coding rate at the time of retransmission, the signal transmission apparatus uses the codeword vector (n, k). In order to include an additional encoder to generate '), the signal receiving device should also include an additional decoder to decode the codeword vector (n, k'). Further, at the time of transmission, the signal transmission apparatus does not transmit the codeword vector (n, k ′) supporting the variable coding rate as it is, but only the parity vector added to the codeword vector transmitted initially. Should be included to puncture the remaining part other than the additional parity vector. As a result, when performing a signal transmission / reception operation according to the Type-II HARQ method, there is a disadvantage that hardware complexity increases.

図５は、従来の通信システムでＴｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す。図５を説明するに先立ち、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作は、誤り訂正機能と誤り検出(error detection)機能を同時に有する一つの符号を使用して遂行し、或いは誤り訂正機能を有する符号と誤り検出機能を有する相互に異なる２つの符号を使用して遂行することができる。図５では、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作が、誤り訂正機能と誤り検出機能を有する２つの相互に異なる符号を使用して遂行すると仮定して説明する。 FIG. 5 schematically shows a signal transmission / reception operation using a Type-III HARQ scheme in a conventional communication system. Prior to explaining FIG. 5, the signal transmission / reception operation by the Type-III HARQ method is performed using one code having both an error correction function and an error detection function, or a code having an error correction function. And two different codes having error detection functions can be used. FIG. 5 will be described on the assumption that the signal transmission / reception operation by the Type-III HARQ method is performed using two different codes having an error correction function and an error detection function.

図５を参照すると、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式で、信号送信装置は、初期送信(initial transmission）と再送信(retransmission)時に異なるフォーマットの符号語ベクトルを送信する。すなわち、初期送信時に、信号送信装置は、ｋビットの情報ベクトルを第１のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば、予め定められた固定符号化率を支援するターボ符号化(turbo coding)方式で誤り検出のための符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)に符号化し、この符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)を更に第２のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば予め定められた固定符号化率を支援するターボ符号化方式で誤り訂正のための符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)に符号化し、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を最終符号語ベクトルとして送信する。 Referring to FIG. 5, in the Type-III HARQ scheme, the signal transmission apparatus transmits codeword vectors of different formats at the time of initial transmission and retransmission. That is, at the time of initial transmission, the signal transmission apparatus transmits a k-bit information vector through a first encoder to a predetermined coding scheme, for example, turbo coding that supports a predetermined fixed coding rate. A codeword vector (k ′, k) for error detection is encoded by the method, and the codeword vector (k ′, k) is further encoded through a second encoder, for example, a predetermined encoding method, for example, The code is encoded into a codeword vector (n, k ′) for error correction by a turbo coding scheme supporting a fixed coding rate, and the codeword vector (n, k ′) is transmitted as a final codeword vector.

符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)によって支援可能な符号化率が、Ｒ_０，Ｒ_１，…，Ｒ_Ｌ(ここで、Ｒ_０＞Ｒ_１＞…＞Ｒ_Ｌ)であると仮定すれば、信号送信装置は、初期送信時に符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)を送信する。ここで、(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)は、符号化率Ｒ_０で符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を示す。また、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)は、ターボ符号化方式により符号化されるため、情報ベクトルにマッピングされる情報部分Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分(Ｐ_００，Ｐ_０１)で構成される。 If the coding rate that can be supported by the codeword vector (n, k ′) is R ₀ , R ₁ ,..., R _L (where R ₀ > R ₁ >...> R _L ), The signal transmission device transmits a codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) at the time of initial transmission. Here, (n, k ′) (R ₀ ) indicates a codeword vector (n, k ′) at a coding rate R ₀ . Further, since the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) is encoded by the turbo encoding method, the information part S ₀ mapped to the information vector and the parity part (P ₀₀ mapped to the parity vector). , P ₀₁ ).

その後、初期送信された符号語ベクトルで誤りの発生による再送信時に、信号送信装置は、初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)と異なる符号語ベクトル、すなわち情報部分Ｓ_０と符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_１)の符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)に備えて追加パリティベクトルＰ_１を信号受信装置に送信する。符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_１)は、情報ベクトルにマッピングされる情報部分Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分(Ｐ_００，Ｐ_０１)及びパリティ部分Ｐ_１を含む。その結果、信号送信装置は、再送信時に情報部分Ｓ_０とパリティ部分Ｐ_１を信号受信装置に送信する。 Thereafter, at the time of retransmission due to an error in the initially transmitted codeword vector, the signal transmitting apparatus transmits a codeword vector different from the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) transmitted at the initial transmission, that is, information The additional parity vector P ₁ is transmitted to the signal receiving device in preparation for the code word vector (n, k ′) (R ₀ ) of the part S ₀ and the code word vector (n, k ′) (R ₁ ). The codeword vector (n, k ′) (R ₁ ) includes an information part S ₀ mapped to the information vector, a parity part (P ₀₀ , P ₀₁ ) mapped to the parity vector, and a parity part P ₁ . As a result, the signal transmission apparatus transmits when retransmitting the information part S ₀ and the parity portion P ₁ in the signal receiving apparatus.

信号送信装置は、信号受信装置から符号語ベクトルの再送信要求に応じて初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)でなく、情報部分Ｓ_０とパリティベクトルＰ_１を再送信すると、信号受信装置は、信号送信装置によって再送信された符号語ベクトルを受信して第１のデコーダを通じて誤り訂正し、この誤り訂正された受信符号語ベクトルを初期送信時に誤りが検出されてバッファリングされた受信符号語ベクトルとコンバイニングした後に、第２のデコーダを通じてこのコンバイニングされた受信符号語ベクトルの誤り発生可否を検出する。したがって、信号送信装置と信号受信装置は、予め設定された再送信回数又は予め設定された時間内で前記ｋビットの情報ベクトルが正常に復元されるまで、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を繰り返して遂行する。 The signal transmission device uses the information part S ₀ and the parity vector P ₁ instead of the code word vector (n, k ′) (R ₀ ) transmitted at the time of initial transmission in response to the code word vector retransmission request from the signal reception device. When the signal is retransmitted, the signal receiving apparatus receives the codeword vector retransmitted by the signal transmitting apparatus, corrects the error through the first decoder, and detects an error during the initial transmission of the error-corrected received codeword vector. After being combined with the buffered received codeword vector, whether or not an error occurs in the combined received codeword vector is detected through the second decoder. Therefore, the signal transmission apparatus and the signal reception apparatus perform signal transmission / reception operations using the Type-III HARQ method until the k-bit information vector is normally restored within a preset number of retransmissions or a preset time. Do it repeatedly.

上記したように、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作で、信号送信装置は、再送信時に以前に送信された符号語ベクトルでなく、情報部分と追加パリティ部分、すなわち新たなパリティ部分を送信する。したがって、信号受信装置は、再送信された符号語ベクトルのみを使用して情報ベクトルを正常に復元することができる(self-decodable)。 As described above, in the signal transmission / reception operation according to the Type-III HARQ scheme, the signal transmission apparatus transmits an information part and an additional parity part, that is, a new parity part, instead of the codeword vector previously transmitted at the time of retransmission. . Therefore, the signal receiving apparatus can normally restore the information vector using only the retransmitted codeword vector (self-decodable).

しかしながら、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送信動作は再送信時に可変符号化率を支援する符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を生成しなければならないため、信号送信装置は符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を生成するために追加のエンコーダを含むべく、信号受信装置も符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を復号するために追加のデコーダを含むべきである。また、再送信時に、信号送信装置は、可変符号化率を支援する符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)をその通りに送信する代わりに情報部分と追加パリティ部分を送信するため、前記追加パリティ部分以外の残りの部分を穿孔する穿孔器を備えなければならない。その結果、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩ方式による信号送受信動作は、ハードウェアの複雑度を増加させるという問題点があった。 However, since the signal transmission operation according to the Type-III HARQ scheme has to generate a codeword vector (n, k ′) that supports a variable coding rate at the time of retransmission, the signal transmission apparatus uses the codeword vector (n, k). In order to include an additional encoder to generate '), the signal receiving device should also include an additional decoder to decode the codeword vector (n, k'). Further, at the time of retransmission, the signal transmission apparatus transmits the information part and the additional parity part instead of transmitting the codeword vector (n, k ′) supporting the variable coding rate as it is, so that the additional parity part A punch must be provided to drill the remaining part. As a result, the signal transmission / reception operation using the Type-III method has a problem of increasing the complexity of hardware.

したがって、本発明の目的は、通信システムで信号を送受信する装置及び方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for transmitting and receiving signals in a communication system.

本発明の他の目的は、通信システムで最小化されたハードウェアの複雑度を有するＴｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信装置及び方法を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide a signal transmitting / receiving apparatus and method according to a Type-II HARQ scheme having hardware complexity minimized in a communication system.

さらに、本発明の目的は、通信システムで最小化されたハードウェア複雑度を有するＴｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信装置及び方法を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide a signal transmission / reception apparatus and method using a Type-III HARQ scheme having a hardware complexity minimized in a communication system.

上記のような目的を達成するために、本発明は、通信システムにおける信号を送信する方法であって、送信する情報ベクトルが受信する段階と、前記情報ベクトルを第１の符号化率を支援する構造的低密度パリティ検査(Low Density Parity Check:ＬＤＰＣ)符号化方式で符号化して前記情報ベクトルとマッピングされる第１の部分と、パリティベクトルとマッピングされる第２の部分を含む第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを生成する段階と、前記第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを信号受信装置に送信する段階と、前記第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの受信に発生した誤りを検出すれば、前記情報ベクトルを第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で符号化して前記第１の部分と、前記第２の部分と、前記情報ベクトルの追加パリティベクトルにマッピングされる第３の部分を含む第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを生成する段階と、前記信号受信装置に前記第３の部分を送信する段階とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for transmitting a signal in a communication system, the step of receiving an information vector to be transmitted, and supporting the first coding rate of the information vector. A first structure including a first part encoded by the structural low density parity check (LDPC) encoding method and mapped to the information vector, and a second part mapped to the parity vector Generating a dynamic LDPC codeword vector; transmitting the first structural LDPC codeword vector to a signal receiving device; and detecting errors occurring in receiving the first structural LDPC codeword vector. For example, the information vector is encoded by a structural LDPC encoding scheme supporting a second encoding rate, and the first part, the second part, and the information vector are encoded. Generating a second structural LDPC codeword vector including a third portion mapped to the additional parity vector and transmitting the third portion to the signal receiver. To do.

本発明は、通信システムで構造的ＬＤＰＣ符号を使用してＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を遂行することによって、一層低いハードウェアの複雑度で信号の送受信が可能である利点を有する。特に、本発明の実施形態は、可変符号化率を支援すべきＴｙｐｅ-ＩＩ及びＴｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式に基づいた信号の送受信過程でエンコーダ及びデコーダの追加なしに信号の送受信が可能である効果がある。 The present invention has an advantage that a signal can be transmitted and received with lower hardware complexity by performing a signal transmission and reception operation according to the HARQ scheme using a structured LDPC code in a communication system. In particular, the embodiment of the present invention is advantageous in that a signal can be transmitted / received without adding an encoder and a decoder in a signal transmission / reception process based on Type-II and Type-III HARQ schemes that should support variable coding rates. is there.

以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図面において、異なる図面であっても同一の構成要素に対してはできるだけ同一の参照番号及び参照符号を付して説明する。下記に、本発明に関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。 In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals and reference signs as much as possible even in different drawings. In the following, when it is determined that a specific description relating to a known function or configuration related to the present invention makes the gist of the present invention unclear, a detailed description thereof will be omitted.

本発明は、通信システムにおける信号送受信装置及び方法を提案する。特に、本発明は、構造的(structured)低密度パリティ検査(Low Density Parity Check：以下、“ＬＤＰＣ”とする)符号を使用して信号を送受信する装置及び方法を提案する。また、本発明は、Ｔｙｐｅ-ＩＩハイブリッド自動反復要求(Hybrid Automatic Repeat reQuest：以下、“ＨＡＲＱ”とする)方式及びＴｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式を適用することで、信号を送受信する過程で構造的ＬＤＰＣ符号を使用することによってハードウェア複雑度(hardware complexity)を最小化する信号送受信装置及び方法を提案する。別途に図示していないが、本発明は、図１に示す通信システムにおける信号送受信装置に提案された構造的ＬＤＰＣ符号を使用して信号を送受信する動作を適用することができる。 The present invention proposes a signal transmitting / receiving apparatus and method in a communication system. In particular, the present invention proposes an apparatus and method for transmitting and receiving signals using a structured low density parity check (LDPC) code. In addition, the present invention applies a Type-II Hybrid Automatic Repeat reQuest (hereinafter, referred to as “HARQ”) method and a Type-III HARQ method, thereby providing a structured LDPC code in the process of transmitting and receiving signals. A signal transmitting / receiving apparatus and method for minimizing hardware complexity by using the above are proposed. Although not shown separately, the present invention can apply the operation of transmitting and receiving signals using the structured LDPC code proposed for the signal transmitting and receiving apparatus in the communication system shown in FIG.

構造的ＬＤＰＣ符号のエンコーダ及びデコーダは、ＬＤＰＣ符号の特性によって非常に少ない容量のパリティ検査行列(parity check matrix)のみを格納すれば、この構造的ＬＤＰＣ符号の生成及び復号が可能である。すなわち、エンコーダ及びデコーダは、相互に異なる複数の符号化率(coding rate)とブロックサイズ(block size)、又は符号語サイズを有する構造的ＬＤＰＣ符号に対応するパリティ検査行列をメモリに格納することによって、通信システムのチャンネル状態により相互に異なる符号化率を適用して構造的ＬＤＰＣ符号を生成及び復号することができる。したがって、構造的ＬＤＰＣ符号は、符号化率及びブロックサイズの変更により、エンコーダ及びデコーダのハードウェア構造自体の変更なしに、ただパリティ検査行列のみを変更させることで生成及び復号が可能である。しかしながら、現在の通信システムで一般的に使用されている畳み込み符号(convolutional code)と、この畳み込み符号を連接することによって得られた構造を有するターボ符号(turbo code）は、符号化率及びブロックサイズが変更されると、エンコーダ及びデコーダのハードウェア構造は、変更された符号化率及びブロックサイズにより変更されなければならない。 If the encoder and decoder of a structural LDPC code store only a very small capacity parity check matrix due to the characteristics of the LDPC code, the structural LDPC code can be generated and decoded. That is, the encoder and the decoder store a parity check matrix corresponding to a structural LDPC code having a plurality of different coding rates and block sizes, or codeword sizes, in a memory. The structural LDPC code can be generated and decoded by applying different coding rates according to the channel state of the communication system. Therefore, the structural LDPC code can be generated and decoded by changing only the parity check matrix without changing the hardware structure of the encoder and decoder by changing the coding rate and the block size. However, a convolutional code generally used in the current communication system and a turbo code having a structure obtained by concatenating the convolutional code have a coding rate and a block size. Is changed, the hardware structure of the encoder and decoder must be changed according to the changed coding rate and block size.

したがって、本発明は、構造的ＬＤＰＣ符号を使用してＨＡＲＱ方式による信号送受信装置及び方法を提案する。図６を参照して、本発明に提案されたＴｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式に基づいた信号送受信動作について説明する。また、図７を参照して本発明の実施形態で提案したＴｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式に基づいた信号送受信動作について説明する。 Accordingly, the present invention proposes a signal transmission / reception apparatus and method according to the HARQ scheme using a structural LDPC code. A signal transmission / reception operation based on the Type-II HARQ scheme proposed in the present invention will be described with reference to FIG. A signal transmission / reception operation based on the Type-III HARQ scheme proposed in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

しかしながら、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作及びＴｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作について説明する前に、Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作について、次のように説明する。 However, before describing the signal transmission / reception operation by the Type-II HARQ method and the signal transmission / reception operation by the Type-III HARQ method, the signal transmission / reception operation by the Type-I HARQ method will be described as follows.

Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作は、誤り訂正機能と誤り検出(error detection)機能を同時に有する一つの符号を使用して遂行し、或いは誤り訂正機能を有する符号と誤り検出機能を有する相互に異なる２つの符号を使用して遂行することができる。ここで、Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作が、誤り訂正機能と誤り検出機能を有する２つの相互に異なる符号を使用して遂行すると仮定して説明する。 The signal transmission / reception operation by the Type-I HARQ method is performed using one code having an error correction function and an error detection function at the same time, or between a code having an error correction function and an error detection function. This can be accomplished using two different codes. Here, description will be made on the assumption that the signal transmission / reception operation by the Type-I HARQ method is performed using two different codes having an error correction function and an error detection function.

Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式で、信号送信装置は、初期送信(initial transmission）と再送信(retransmission)時に同一のフォーマットの符号語ベクトルを送信する。すなわち、初期送信時に、信号送信装置は、ｋビットの情報ベクトルを第１のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば、予め定められた固定符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で誤り検出のための符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)に符号化し、この符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)を更に第２のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば予め定められた固定符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で誤り訂正のための符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)に符号化し、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を最終符号語ベクトルとして送信する。 In the Type-I HARQ scheme, the signal transmission apparatus transmits a codeword vector having the same format at the time of initial transmission and retransmission. That is, at the time of initial transmission, the signal transmission apparatus transmits a k-bit information vector in a predetermined encoding scheme through the first encoder, for example, a structural LDPC encoding scheme that supports a predetermined fixed encoding rate. A codeword vector (k ′, k) is encoded for error detection, and the codeword vector (k ′, k) is further encoded through a second encoder in a predetermined encoding method, for example, a predetermined fixed code. Is encoded into a codeword vector (n, k ′) for error correction using a structured LDPC encoding method that supports the conversion rate, and the codeword vector (n, k ′) is transmitted as the final codeword vector.

その後、初期送信された符号語ベクトルの誤り発生による再送信時に、信号送信装置は、初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を送信する。ここで、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)の符号化率がＲ_０と仮定し、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)はターボ符号化方式によって符号化されるため、情報ベクトルにマッピングされる情報部分(information part)Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分(parity part)Ｐ_０で構成される。その結果、Ｔｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式で、同一の符号化率Ｒ_０は初期送信と再送信時に適用され、それによって同一の符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)が送信される。 Thereafter, at the time of re-transmission due to an error in the initially transmitted codeword vector, the signal transmission apparatus transmits the codeword vector (n, k ′) transmitted at the time of initial transmission. Here, assuming that the coding rate of the codeword vector (n, k ′) is R ₀ and the codeword vector (n, k ′) is coded by the turbo coding method, it is mapped to the information vector. It consists of an information part S ₀ and a parity part P ₀ mapped to a parity vector. As a result, in the Type-I HARQ scheme, the same coding rate R ₀ is applied during initial transmission and retransmission, whereby the same codeword vector (n, k ′) is transmitted.

受信符号語ベクトルの誤りを訂正した後に、信号受信装置は、誤り訂正された受信符号語ベクトルを第２のデコーダを通じて前記信号送信装置で適用した符号化方式に対応する復号方式で復号し、それによって誤り訂正された受信符号語ベクトルの誤りを検出する。ここで、第２のデコーダの復号動作は、信号送信装置の第１のエンコーダで符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)を符号化する動作に対応する。誤り訂正された受信符号語ベクトルに誤りが検出されると、信号受信装置は、信号送信装置に初期送信された符号語ベクトルの異常受信を示すＮＡＫ(Negative AcKnowledgment)情報を送信し、該当符号語ベクトルの再送信を要求する。ここで、信号受信装置は、誤りが検出された符号語ベクトルをそのバッファ(buffer）に一時的にバッファリングして再送信符号語ベクトルとコンバイニング(combining）に備える。しかしながら、誤り訂正された受信符号語ベクトルで誤りが検出されないと、信号受信装置は、信号送信装置に初期送信された符号語ベクトルの正常受信を示すＡＣＫ(ACKnowledgement)情報を送信する。
信号送信装置は、信号受信装置から符号語ベクトルの再送信要求に応じて初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を再送信すると、信号受信装置は、信号送信装置によって再送信された符号語ベクトルを受信して第１のデコーダを通じて誤り訂正し、この誤り訂正された受信符号語ベクトルを初期送信時に誤りが検出されてバッファリングされた受信符号語ベクトルとコンバイニングした後に、第２のデコーダを通じてこのコンバイニングされた受信符号語ベクトルの誤り発生可否を検出する。 After correcting the received codeword vector error, the signal receiving apparatus decodes the error-corrected received codeword vector by a decoding method corresponding to the encoding method applied by the signal transmitting apparatus through the second decoder, An error in the received codeword vector that has been error-corrected by is detected. Here, the decoding operation of the second decoder corresponds to the operation of encoding the codeword vector (k ′, k) by the first encoder of the signal transmission device. If an error is detected in the error-corrected received codeword vector, the signal receiving apparatus transmits NAK (Negative AcKnowledgment) information indicating abnormal reception of the codeword vector initially transmitted to the signal transmitting apparatus, and the corresponding codeword Request retransmission of vector. Here, the signal receiving apparatus temporarily buffers a codeword vector in which an error is detected in its buffer, and prepares for a retransmitted codeword vector and combining. However, if no error is detected in the received codeword vector subjected to error correction, the signal receiving apparatus transmits ACK (ACKnowledgement) information indicating normal reception of the codeword vector initially transmitted to the signal transmitting apparatus.
When the signal transmission apparatus retransmits the codeword vector (n, k ′) transmitted during the initial transmission in response to the codeword vector retransmission request from the signal reception apparatus, the signal reception apparatus retransmits the signal transmission apparatus. The received codeword vector is error-corrected through the first decoder, and after the error-corrected received codeword vector is combined with the received codeword vector buffered by detecting an error during initial transmission, Whether or not an error occurs in the combined received codeword vector is detected through the second decoder.

信号受信装置からＮＡＫ情報を受信する場合に、信号送信装置はＮＡＫ情報に対応する信号を再送信する。しかしながら、信号を初期送信した後に、信号受信装置から予め定められた時間内にいずれの応答も受信されない場合に、すなわちＡＣＫ又はＮＡＫ情報を受信されない場合に、信号送信装置は初期送信された信号に誤りが発生したか否かを判定して信号再送信動作を遂行することができる。 When receiving NAK information from the signal receiving apparatus, the signal transmitting apparatus retransmits a signal corresponding to the NAK information. However, if no response is received from the signal receiving device within a predetermined time after the initial transmission of the signal, that is, if no ACK or NAK information is received, the signal transmitting device changes to the initially transmitted signal. It is possible to perform a signal retransmission operation by determining whether an error has occurred.

したがって、予め設定された再送信回数或いは予め設定された時間内でｋビットの情報ベクトルが正常に復元されるまで、信号送信装置と信号受信装置はＴｙｐｅ-I ＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を遂行する。 Therefore, the signal transmission apparatus and the signal reception apparatus perform signal transmission / reception operations according to the Type-I HARQ scheme until the k-bit information vector is normally restored within a preset number of retransmissions or a preset time. .

図６は、本発明の実施形態による通信システムでＴｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す。図６を説明するに先立ち、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作は、誤り訂正機能と誤り検出機能を同時に有する一つの符号を使用して遂行し、或いは誤り訂正機能を有する符号と誤り検出機能を有する相互に異なる２つの符号を使用して遂行することができる。図６では、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作が、誤り訂正機能と誤り検出機能を有する２つの相互に異なる符号を使用して遂行すると仮定して説明する。 FIG. 6 schematically illustrates a signal transmission / reception operation using a Type-II HARQ scheme in a communication system according to an embodiment of the present invention. Prior to explaining FIG. 6, the signal transmission / reception operation by the Type-II HARQ method is performed by using one code having an error correction function and an error detection function at the same time, or a code having an error correction function and an error detection function. Can be performed using two different codes having FIG. 6 will be described on the assumption that the signal transmission / reception operation by the Type-II HARQ method is performed using two different codes having an error correction function and an error detection function.

図６を参照すると、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式で、信号送信装置は、上記したように、初期送信と再送信時に異なるフォーマットの符号語ベクトルを送信する。したがって、本発明の実施形態において、初期送信時に、信号送信装置は、ｋビットの情報ベクトルを第１のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば、予め定められた固定符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で誤り検出のための符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)に符号化し、この符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)を更に第２のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば予め定められた固定符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で誤り訂正のための符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)に符号化し、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を最終符号語ベクトルとして送信する。符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)によって支援可能な符号化率が、Ｒ_０，Ｒ_１，…，Ｒ_Ｌ(ここで、Ｒ_０＞Ｒ_１＞…＞Ｒ_Ｌ)であると仮定すれば、信号送信装置は、初期送信時に符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)を送信する。ここで、(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)は、符号化率Ｒ_０で符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を示す。また、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)は、構造的ＬＤＰＣ符号化方式により符号化されるため、情報ベクトルにマッピングされる情報部分Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分Ｐ_０で構成される。 Referring to FIG. 6, in the Type-II HARQ scheme, the signal transmission apparatus transmits codeword vectors in different formats at the time of initial transmission and retransmission as described above. Accordingly, in an embodiment of the present invention, at the initial transmission, the signal transmission apparatus supports a predetermined encoding scheme, for example, a predetermined fixed encoding rate, through the first encoder with a k-bit information vector. A codeword vector (k ′, k) for error detection is encoded by a structural LDPC encoding method, and the codeword vector (k ′, k) is further encoded in advance through a second encoder. For example, a codeword vector (n, k ′) for error correction is encoded by a structural LDPC coding method supporting a predetermined fixed coding rate, and the codeword vector (n, k ′) is converted into a final codeword. Send as a vector. If the coding rate that can be supported by the codeword vector (n, k ′) is R ₀ , R ₁ ,..., R _L (where R ₀ > R ₁ >...> R _L ), The signal transmission device transmits a codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) at the time of initial transmission. Here, (n, k ′) (R ₀ ) indicates a codeword vector (n, k ′) at a coding rate R ₀ . Also, since the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) is encoded by the structural LDPC encoding method, the information part S ₀ mapped to the information vector and the parity part P mapped to the parity vector Consists of _zero .

その後、初期送信された符号語ベクトルで誤りの発生による再送信時に、信号送信装置は、初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)と異なる符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_１)の符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)に備えて追加パリティベクトルＰ_１のみを信号受信装置に送信する。符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_１)は、情報ベクトルにマッピングされる情報部分Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分Ｐ_０及びパリティ部分Ｐ_１を含む。その結果、信号送信装置は、再送信時にパリティ部分Ｐ_１のみを信号受信装置に送信する。 Thereafter, at the time of retransmission due to the occurrence of an error in the initially transmitted codeword vector, the signal transmitting apparatus transmits a codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) different from the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) transmitted at the initial transmission. k transmits ') (codeword vector (n of R _1), k') (R ₀ provided by only adding the parity vector P ₁ to the signal receiving _apparatus). The codeword vector (n, k ′) (R ₁ ) includes an information part S ₀ mapped to the information vector, a parity part P ₀ mapped to the parity vector, and a parity part P ₁ . As a result, the signal transmission apparatus transmits only the parity part P ₁ to the signal reception apparatus at retransmission.

信号送信装置は、信号受信装置から符号語ベクトルの再送信要求に応じて初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)に追加されたパリティベクトルＰ_１のみを再送信すると、信号受信装置は、信号送信装置によって再送信された符号語ベクトルを受信して第１のデコーダを通じて誤り訂正し、この誤り訂正された受信符号語ベクトルを初期送信時に誤りが検出されてバッファリングされた受信符号語ベクトルとコンバイニングした後に、第２のデコーダを通じてこのコンバイニングされた受信符号語ベクトルの誤り発生可否を検出する。 The signal transmission apparatus retransmits only the parity vector P ₁ added to the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) transmitted at the time of initial transmission in response to a codeword vector retransmission request from the signal reception apparatus. Then, the signal receiving apparatus receives the codeword vector retransmitted by the signal transmitting apparatus, corrects the error through the first decoder, detects an error in the error-corrected received codeword vector at the time of initial transmission, and buffers it. After combining with the ringed received codeword vector, whether or not an error occurs in the combined received codeword vector is detected through the second decoder.

信号受信装置からＮＡＫ情報を受信する場合に、信号送信装置はＮＡＫ情報に対応する信号を再送信する。しかしながら、信号を初期送信した後に、信号受信装置から予め定められた時間内にいずれの応答も受信されない場合に、すなわちＡＣＫ又はＮＡＫ情報を受信されない場合に、信号送信装置は初期送信された信号に誤りが発生したか否かを判定して信号再送信動作を遂行することができる。このように、信号送信装置と信号受信装置は、予め設定された再送信回数又は予め設定された時間内で前記ｋビットの情報ベクトルが正常に復元されるまで、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を繰り返して遂行する。 When receiving NAK information from the signal receiving apparatus, the signal transmitting apparatus retransmits a signal corresponding to the NAK information. However, if no response is received from the signal receiving device within a predetermined time after the initial transmission of the signal, that is, if no ACK or NAK information is received, the signal transmitting device changes to the initially transmitted signal. It is possible to perform a signal retransmission operation by determining whether an error has occurred. As described above, the signal transmission apparatus and the signal reception apparatus perform signal transmission / reception using the Type-II HARQ method until the k-bit information vector is normally restored within a preset number of retransmissions or a preset time. Perform the operation repeatedly.

上述したように、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作において、信号送信装置は、再送信時に可変符号化率を支援する符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を生成しなければならない。本発明の実施形態により、構造的ＬＤＰＣ符号を使用することによって、信号送信装置は、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を生成するために追加のエンコーダを含む必要はなく、信号受信装置は符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を復号化するために追加的なデコーダを含む必要がない。可変符号化率を支援する符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)は、信号送受信装置で該当パリティ検査行列を格納することによって生成及び復号が可能である。 As described above, in the signal transmission / reception operation using the Type-II HARQ scheme, the signal transmission apparatus must generate a codeword vector (n, k ′) that supports a variable coding rate during retransmission. In accordance with an embodiment of the present invention, by using a structured LDPC code, the signal transmitter need not include an additional encoder to generate the codeword vector (n, k ′), and the signal receiver can It is not necessary to include an additional decoder to decode the word vector (n, k ′). The codeword vector (n, k ′) supporting the variable coding rate can be generated and decoded by storing the corresponding parity check matrix in the signal transmitting / receiving apparatus.

すなわち、信号送信装置及び信号受信装置は、可変符号化率を支援するための、すなわち複数の符号化率を支援するための複数のパリティ検査行列のみを格納することによって符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を生成及び復号することができる。信号送信装置及び信号受信装置は、可変符号化率を支援するためのパリティ検査行列として通信システムで初期に与えられたパリティ検査行列、すなわち親パリティ検査行列をそのまま使用し、或いは親パリティ検査行列を変更して生成された子パリティ検査行列を使用することができる。 That is, the signal transmission apparatus and the signal reception apparatus store codeword vectors (n, k) by storing only a plurality of parity check matrices for supporting a variable coding rate, that is, for supporting a plurality of coding rates. ') Can be generated and decrypted. The signal transmitting apparatus and the signal receiving apparatus use a parity check matrix initially given by the communication system as a parity check matrix for supporting a variable coding rate, that is, use a parent parity check matrix as it is, or use a parent parity check matrix as it is. A modified child parity check matrix can be used.

また、信号送信装置及び信号受信装置は、複数の符号化率の各々に対応する複数のパリティ検査行列をすべて格納しており、必要に応じて該当符号化率に対応するパリティ検査行列を使用することができる。ここで、構造的ＬＤＰＣ符号を使用する場合に、従来のＬＤＰＣ符号を使用する場合に比べて、そのパリティ検査行列を格納するために要求されるメモリ容量が減少する。 Further, the signal transmission device and the signal reception device store all of the plurality of parity check matrices corresponding to each of the plurality of coding rates, and use the parity check matrix corresponding to the corresponding coding rate as necessary. be able to. Here, when the structural LDPC code is used, the memory capacity required to store the parity check matrix is reduced as compared with the case where the conventional LDPC code is used.

これをより具体的に説明すれば、上述したように、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列は、全体パリティ検査行列が複数のブロックに分けられ、これらブロックの各々に順列行列(permutation matrix）が対応する形態を有する。ここで、順列行列は、それぞれＮ_ｓ×Ｎ_ｓのサイズを有すると仮定し、構造的ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列はｍ×ｎのブロックに分けられ、順列行列はこれらｍ×ｎブロック各々にマッピングされる。このブロック各々に対応する順列行列を“ブロック行列”と称する。パリティ検査行列内の各ブロック行列を単位行列(identity matrix)に対して選択する場合に、各ブロックの第１の行が０でないエレメント(non-zero element）の位置が決定されると、０でない残りの(Ｎ_ｓ-１)個のエレメントの位置が決定される。したがって、パリティ検査行列の全体情報を格納するために要求されるメモリ容量は、不規則に０でないエレメントの位置を選択する場合に要求されるメモリ容量に比べて１/Ｎ_ｓに減少する。 More specifically, as described above, in the parity check matrix of the LDPC code, the entire parity check matrix is divided into a plurality of blocks, and a permutation matrix corresponds to each of these blocks. Have Here, it is assumed that each permutation matrix has a size of N _s × N _s , and the parity check matrix of the structural LDPC code is divided into m × n blocks, and the permutation matrix is mapped to each of these m × n blocks. Is done. A permutation matrix corresponding to each block is referred to as a “block matrix”. When selecting each block matrix in the parity check matrix with respect to the identity matrix, if the position of the non-zero element in the first row of each block is determined, it is not 0 The position of the remaining (N _s -1) elements is determined. Therefore, the memory capacity required to store the entire information of the parity check matrix is reduced to 1 / N _s compared to the memory capacity required when irregularly selecting the position of an element that is not 0.

その結果、本発明では構造的ＬＤＰＣ符号を使用することによって、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を、ハードウェア的な複雑度の増加なしに遂行することができる。 As a result, in the present invention, by using the structured LDPC code, the signal transmission / reception operation by the Type-II HARQ scheme can be performed without increasing the hardware complexity.

図７は、本発明の実施形態による通信システムでＴｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す。図７を説明するに先立ち、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作は、誤り訂正機能と誤り検出(error detection)機能を同時に有する一つの符号を使用して遂行し、或いは誤り訂正機能を有する符号と誤り検出機能を有する相互に異なる２つの符号を使用して遂行することができる。図７では、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作が、誤り訂正機能と誤り検出機能を有する２つの相互に異なる符号を使用して遂行すると仮定して説明する。 FIG. 7 schematically illustrates a signal transmission / reception operation using a Type-III HARQ scheme in a communication system according to an embodiment of the present invention. Prior to explaining FIG. 7, the signal transmission / reception operation using the Type-III HARQ method is performed using one code having both an error correction function and an error detection function, or a code having an error correction function. And two different codes having error detection functions can be used. FIG. 7 will be described on the assumption that the signal transmission / reception operation using the Type-III HARQ scheme is performed using two different codes having an error correction function and an error detection function.

図７を参照すると、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式で、信号送信装置は、初期送信と再送信時に異なるフォーマットの符号語ベクトルを送信する。すなわち、初期送信時に、信号送信装置は、ｋビットの情報ベクトルを第１のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば、予め定められた固定符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で誤り検出のための符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)に符号化し、この符号語ベクトル(ｋ’，ｋ)を更に第２のエンコーダを通じて予め定められた符号化方式、例えば予め定められた固定符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で誤り訂正のための符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)に符号化し、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を最終符号語ベクトルとして送信する。符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)によって支援可能な符号化率が、Ｒ_０，Ｒ_１，…，Ｒ_Ｌ(ここで、Ｒ_０＞Ｒ_１＞…＞Ｒ_Ｌ)であると仮定すれば、信号送信装置は、初期送信時に符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)を送信する。ここで、(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)は、符号化率Ｒ_０で符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を示す。また、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)は、構造的ＬＤＰＣ符号化方式により符号化されるため、情報ベクトルにマッピングされる情報部分Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分Ｐ_０で構成される。 Referring to FIG. 7, in the Type-III HARQ scheme, the signal transmission apparatus transmits codeword vectors of different formats at the time of initial transmission and retransmission. That is, at the time of initial transmission, the signal transmission apparatus transmits a k-bit information vector in a predetermined encoding scheme through the first encoder, for example, a structural LDPC encoding scheme that supports a predetermined fixed encoding rate. A codeword vector (k ′, k) is encoded for error detection, and the codeword vector (k ′, k) is further encoded through a second encoder in a predetermined encoding method, for example, a predetermined fixed code. Is encoded into a codeword vector (n, k ′) for error correction using a structured LDPC encoding method that supports the conversion rate, and the codeword vector (n, k ′) is transmitted as the final codeword vector. If the coding rate that can be supported by the codeword vector (n, k ′) is R ₀ , R ₁ ,..., R _L (where R ₀ > R ₁ >...> R _L ), The signal transmission device transmits a codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) at the time of initial transmission. Here, (n, k ′) (R ₀ ) indicates a codeword vector (n, k ′) at a coding rate R ₀ . Also, since the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) is encoded by the structural LDPC encoding method, the information part S ₀ mapped to the information vector and the parity part P mapped to the parity vector Consists of _zero .

その後、初期送信された符号語ベクトルで誤りの発生による再送信時に、信号送信装置は、初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)と異なる符号語ベクトル、すなわち情報部分Ｓ_０と、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_１)の符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)に備えて追加パリティベクトルＰ_１を信号受信装置に送信する。符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_１)は、情報ベクトルにマッピングされる情報部分Ｓ_０とパリティベクトルにマッピングされるパリティ部分Ｐ_０及びパリティ部分Ｐ_１を含む。その結果、信号送信装置は、再送信時に情報部分Ｓ_０とパリティ部分Ｐ_１を信号受信装置に送信する。 Thereafter, at the time of retransmission due to an error in the initially transmitted codeword vector, the signal transmitting apparatus transmits a codeword vector different from the codeword vector (n, k ′) (R ₀ ) transmitted at the initial transmission, that is, information The additional parity vector P ₁ is transmitted to the signal receiving device in preparation for the part S ₀ and the code word vector (n, k ′) (R ₀ ) of the code word vector (n, k ′) (R ₁ ). The codeword vector (n, k ′) (R ₁ ) includes an information part S ₀ mapped to the information vector, a parity part P ₀ mapped to the parity vector, and a parity part P ₁ . As a result, the signal transmission apparatus transmits when retransmitting the information part S ₀ and the parity portion P ₁ in the signal receiving apparatus.

信号送信装置は、信号受信装置から符号語ベクトルの再送信要求に応じて初期送信時に送信された符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)(Ｒ_０)でなく、情報部分Ｓ_０とパリティ部分Ｐ_１を再送信すると、信号受信装置は、信号送信装置によって再送信された符号語ベクトルを受信して第１のデコーダを通じて誤り訂正し、この誤り訂正された受信符号語ベクトルを初期送信時に誤りが検出されてバッファリングされた受信符号語ベクトルとコンバイニングした後に、第２のデコーダを通じてこのコンバイニングされた受信符号語ベクトルの誤り発生可否を検出する。 The signal transmission apparatus uses the information part S ₀ and the parity part P ₁ instead of the code word vector (n, k ′) (R ₀ ) transmitted at the time of initial transmission in response to a code word vector retransmission request from the signal reception apparatus. When the signal is retransmitted, the signal receiving apparatus receives the codeword vector retransmitted by the signal transmitting apparatus, corrects the error through the first decoder, and detects an error during the initial transmission of the error-corrected received codeword vector. After being combined with the buffered received codeword vector, whether or not an error occurs in the combined received codeword vector is detected through the second decoder.

したがって、信号送信装置と信号受信装置は、予め設定された再送信回数又は予め設定された時間内で前記ｋビットの情報ベクトルが正常に復元されるまで、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を繰り返して遂行する。 Therefore, the signal transmission apparatus and the signal reception apparatus perform signal transmission / reception operations using the Type-III HARQ method until the k-bit information vector is normally restored within a preset number of retransmissions or a preset time. Do it repeatedly.

上記したように、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作で、信号送信装置は、再送信時に以前に送信された符号語ベクトル以外の情報部分と、追加的なパリティ部分、すなわち新たなパリティ部分を送信する。したがって、信号受信装置は、再送信される符号語ベクトルのみを使用して情報ベクトルに正常的な復元が可能である。 As described above, in the signal transmission / reception operation according to the Type-III HARQ method, the signal transmission apparatus transmits an information part other than the codeword vector transmitted at the time of retransmission and an additional parity part, that is, a new parity part. Send. Therefore, the signal receiving apparatus can normally restore the information vector using only the retransmitted codeword vector.

上述したように、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作において、信号送信装置は、再送信時に可変符号化率を支援する符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を生成しなければならない。本発明の実施形態により、構造的ＬＤＰＣ符号を使用することによって、信号送信装置は、符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を生成するために追加のエンコーダを含む必要はなく、信号受信装置は符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)を復号化するために追加的なデコーダを含む必要がない。可変符号化率を支援する符号語ベクトル(ｎ，ｋ’)は、信号送受信装置で該当パリティ検査行列を格納することによって生成及び復号が可能である。その結果、構造的ＬＤＰＣ符号を使用することによって、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作はハードウェア複雑度の増加なしに遂行可能である。 As described above, in the signal transmission / reception operation using the Type-III HARQ scheme, the signal transmission apparatus must generate a codeword vector (n, k ′) that supports a variable coding rate during retransmission. In accordance with an embodiment of the present invention, by using a structured LDPC code, the signal transmitter need not include an additional encoder to generate the codeword vector (n, k ′), and the signal receiver can It is not necessary to include an additional decoder to decode the word vector (n, k ′). The codeword vector (n, k ′) supporting the variable coding rate can be generated and decoded by storing the corresponding parity check matrix in the signal transmitting / receiving apparatus. As a result, by using the structured LDPC code, the signal transmission / reception operation according to the Type-III HARQ scheme can be performed without increasing the hardware complexity.

以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲を外れない限り、形式や細部についての様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。 Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, it is understood that various changes in form and details may be made without departing from the scope of the claims. It is clear to those who have knowledge. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined based on the description of the scope of claims and equivalents thereof.

ＬＤＰＣ符号を使用する従来の通信システムを示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the conventional communication system which uses a LDPC code. 従来のＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を示す図である。It is a figure which shows the parity check matrix of the conventional LDPC code. 従来の通信システムでＴｙｐｅ-ＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the signal transmission / reception operation | movement by a Type-I HARQ system in the conventional communication system. 従来の通信システムでＴｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the signal transmission / reception operation by a Type-II HARQ system in the conventional communication system. 従来の通信システムでＴｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the signal transmission / reception operation by a Type-III HARQ system in the conventional communication system. 本発明の実施形態による通信システムで、Ｔｙｐｅ-ＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a signal transmission / reception operation using a Type-II HARQ scheme in a communication system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による通信システムで、Ｔｙｐｅ-ＩＩＩＨＡＲＱ方式による信号送受信動作を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a signal transmission / reception operation using a Type-III HARQ scheme in a communication system according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ｓ_０Ｐ_０符号後ベクトル、初期送信及び第（Ｌ＋１）再送信
Ｓ_０Ｐ_１符号後ベクトル
Ｓ_０Ｐ_Ｌ符号後ベクトル
Ｐ_１第１の再送信及び第（Ｌ＋２）再送信
Ｐ_２第２の再送信
Ｐ_Ｌ第Ｌの再送信 S ₀ P ₀ post-code vector, initial transmission and (L + 1) th retransmission S ₀ P ₁ post-code vector S ₀ P _L post-code vector P ₁ first retransmission and (L + 2) retransmission P ₂ second Retransmission P _Lth retransmission

Claims

通信システムにおける信号を送信する方法であって、
送信する情報ベクトルが受信する段階と、
前記情報ベクトルを第１の符号化率を支援する構造的低密度パリティ検査(Low Density Parity Check:ＬＤＰＣ)符号化方式で符号化して前記情報ベクトルとマッピングされる第１の部分と、パリティベクトルとマッピングされる第２の部分を含む第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを生成する段階と、
前記第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを信号受信装置に送信する段階と、
前記第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの受信に発生した誤りを検出すれば、前記情報ベクトルを第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で符号化して前記第１の部分と、前記第２の部分と、前記情報ベクトルの追加パリティベクトルにマッピングされる第３の部分を含む第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを生成する段階と、
前記第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの少なくとも一つの部分を前記信号受信装置に送信する段階と、
を有することを特徴とする方法。 A method for transmitting a signal in a communication system, comprising:
Receiving an information vector to be transmitted; and
A first portion encoded with the information vector by encoding the information vector with a structural low density parity check (LDPC) encoding scheme supporting a first coding rate; a parity vector; Generating a first structural LDPC codeword vector including a second portion to be mapped;
Transmitting the first structural LDPC codeword vector to a signal receiving device;
If an error occurring in reception of the first structural LDPC codeword vector is detected, the information vector is encoded with a structural LDPC encoding scheme supporting a second encoding rate, and the first part and Generating a second structural LDPC codeword vector comprising the second part and a third part mapped to an additional parity vector of the information vector;
Transmitting at least one portion of the second structural LDPC codeword vector to the signal receiving device;
A method characterized by comprising:

前記送信される第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの少なくとも一つの部分が第３の部分であることを特徴とする請求項１記載の方法。 The method of claim 1, wherein at least one portion of the transmitted second structural LDPC codeword vector is a third portion.

前記送信される第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの少なくとも一つの部分が前記第１の部分と第３の部分であることを特徴とする請求項１記載の方法。 The method of claim 1, wherein at least one portion of the transmitted second structural LDPC codeword vector is the first portion and the third portion.

前記第１の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式は第１の子パリティ検査行列に基づいて遂行され、前記第１の子パリティ検査行列は前記第１の符号化率に対応して親パリティ検査行列に基づいて生成されることを特徴とする請求項１記載の方法。 A structural LDPC coding scheme supporting the first coding rate is performed based on a first child parity check matrix, and the first child parity check matrix corresponds to the first coding rate. The method of claim 1, wherein the method is generated based on a parent parity check matrix.

前記第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式は第２の子パリティ検査行列に基づいて遂行され、前記第２の子パリティ検査行列は前記第２の符号化率に対応して前記親パリティ検査行列に基づいて生成されることを特徴とする請求項４記載の方法。 A structural LDPC coding scheme supporting the second coding rate is performed based on a second child parity check matrix, and the second child parity check matrix corresponds to the second coding rate. The method of claim 4, wherein the method is generated based on the parent parity check matrix.

前記第１の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式は、前記第１の符号化率により複数のパリティ検査行列のうちの一つに基づいて遂行されることを特徴とする請求項１記載の方法。 The structural LDPC coding scheme supporting the first coding rate is performed based on one of a plurality of parity check matrices according to the first coding rate. The method described.

前記第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式は、前記第２の符号化率により複数のパリティ検査行列のうちの一つに基づいて遂行されることを特徴とする請求項１記載の方法。 The structural LDPC coding scheme supporting the second coding rate is performed based on one of a plurality of parity check matrices according to the second coding rate. The method described.

通信システムにおける信号を送信する装置であって、
情報ベクトルにマッピングされる第１の部分と、パリティベクトルにマッピングされる第２の部分を含む第１の構造的低密度パリティ検査(Low Density Parity Check：ＬＤＰＣ)符号語ベクトルを生成するように、第１の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で前記情報ベクトルを符号化し、前記第１の部分、前記第２の部分、及び前記情報ベクトルの追加パリティベクトルにマッピングされる第３の部分を含む第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを生成するように、第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で前記情報ベクトルを符号化するエンコーダと、
前記第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルと前記第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの少なくとも一つの部分を信号受信装置に送信する送信部と、
初期送信時に、前記情報ベクトルを前記第１の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で符号化して前記第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルを前記信号受信装置に送信し、前記第１の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの受信に誤りが発生したことを検出すると、前記第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの少なくとも一つの部分を前記信号受信装置に送信するように前記情報ベクトルを前記第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式で符号化するように制御する制御部と、
を含むことを特徴とする装置。 An apparatus for transmitting a signal in a communication system,
Generating a first structural low density parity check (LDPC) codeword vector that includes a first portion mapped to an information vector and a second portion mapped to a parity vector; A third LD encoded in the structured LDPC coding scheme supporting a first coding rate and mapped to an additional parity vector of the first part, the second part, and the information vector; An encoder that encodes the information vector with a structural LDPC coding scheme that supports a second coding rate so as to generate a second structural LDPC codeword vector that includes a portion;
A transmitter for transmitting at least one portion of the first structural LDPC codeword vector and the second structural LDPC codeword vector to a signal receiving device;
At the time of initial transmission, the information vector is encoded by a structural LDPC encoding scheme supporting the first coding rate, and the first structural LDPC codeword vector is transmitted to the signal receiving apparatus, And detecting the occurrence of an error in receiving the structural LDPC codeword vector of the second structural LDPC codeword vector, the information vector is transmitted to the signal receiving apparatus so that at least one portion of the second structural LDPC codeword vector is transmitted to the signal receiving apparatus. A control unit that controls to encode with a structural LDPC encoding scheme that supports a coding rate of 2;
The apparatus characterized by including.

前記送信される第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの少なくとも一つの部分が第３の部分であることを特徴とする請求項８記載の装置。 9. The apparatus of claim 8, wherein at least one portion of the transmitted second structural LDPC codeword vector is a third portion.

前記送信される第２の構造的ＬＤＰＣ符号語ベクトルの少なくとも一つの部分が第１の部分及び第３の部分であることを特徴とする請求項８記載の装置。 9. The apparatus of claim 8, wherein at least one portion of the transmitted second structural LDPC codeword vector is a first portion and a third portion.

前記第１の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式は第１の子パリティ検査行列に基づいて遂行され、前記第１の子パリティ検査行列は前記第１の符号化率に対応して親パリティ検査行列に基づいて生成されることを特徴とする請求項８記載の装置。 A structural LDPC coding scheme supporting the first coding rate is performed based on a first child parity check matrix, and the first child parity check matrix corresponds to the first coding rate. 9. The apparatus of claim 8, wherein the apparatus is generated based on a parent parity check matrix.

前記第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式は第２の子パリティ検査行列に基づいて遂行され、前記第２の子パリティ検査行列は前記第２の符号化率に対応して前記親パリティ検査行列に基づいて生成されることを特徴とする請求項１１記載の装置。 A structural LDPC coding scheme supporting the second coding rate is performed based on a second child parity check matrix, and the second child parity check matrix corresponds to the second coding rate. The apparatus of claim 11, wherein the apparatus is generated based on the parent parity check matrix.

前記第１の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式は、前記第１の符号化率により複数のパリティ検査行列のうちの一つに基づいて遂行されることを特徴とする請求項８記載の装置。 9. The structural LDPC coding scheme supporting the first coding rate is performed based on one of a plurality of parity check matrices according to the first coding rate. The device described.

前記第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式は、前記第２の符号化率により複数のパリティ検査行列のうちの一つに基づいて遂行されることを特徴とする請求項８記載の装置。 9. The structural LDPC coding scheme supporting the second coding rate is performed based on one of a plurality of parity check matrices according to the second coding rate. The device described.

通信システムにおける信号を受信する方法であって、
受信信号を信号送信装置で適用した第１の符号化率を支援する構造的低密度パリティ検査(Low Density Parity Check：ＬＤＰＣ)符号化方式に対応する復号方式で復号する段階と、
前記受信された信号に誤りがあるか否かを判定する段階と、
前記受信信号に発生した誤りを検出する場合に、前記信号送信装置に前記受信信号に誤りが発生したことを示す情報を送信する段階と、
前記信号送信装置に前記誤りの発生を示す情報を送信した後に信号が受信される場合に、現在受信された信号を前記誤りが発生した受信信号とコンバイニング(combining)し、前記信号送信装置で適用した第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式に対応する復号方式で前記合成された信号を復号して誤りが発生したか否かを判定する段階と、
前記合成された信号に誤りの発生が検出された場合に、前記信号送信装置に前記合成された信号に誤りが発生したことを示す情報を送信する段階と、
前記合成された信号に誤りが発生しないと検出された場合に、前記合成された信号を情報ベクトルとして出力する段階と、
を有することを特徴とする方法。 A method for receiving a signal in a communication system, comprising:
Decoding a received signal with a decoding scheme corresponding to a structural low density parity check (LDPC) coding scheme that supports a first coding rate applied by a signal transmission device;
Determining whether there is an error in the received signal;
When detecting an error occurring in the received signal, transmitting information indicating that an error has occurred in the received signal to the signal transmitting device;
When a signal is received after transmitting information indicating the occurrence of the error to the signal transmission device, the currently received signal is combined with the received signal in which the error has occurred, and the signal transmission device Determining whether an error has occurred by decoding the synthesized signal in a decoding scheme corresponding to a structural LDPC coding scheme supporting the applied second coding rate;
When an error is detected in the combined signal, transmitting information indicating that an error has occurred in the combined signal to the signal transmission device; and
Outputting the synthesized signal as an information vector when it is detected that no error occurs in the synthesized signal;
A method characterized by comprising:

通信システムにおける信号を受信する装置であって、
受信信号を信号送信装置で適用した第１の符号化率を支援する構造的低密度パリティ検査(Low Density Parity Check：ＬＤＰＣ)符号化方式に対応する復号方式で復号し、以後に受信される受信信号を予め格納されている誤りが検出された以前の受信信号と合成し、前記信号送信装置で適用した第２の符号化率を支援する構造的ＬＤＰＣ符号化方式に対応する復号方式で前記合成された信号を復号するデコーダと、
前記復号された受信信号に誤りが発生した場合に、前記信号送信装置に前記受信信号に誤りが発生したことを示す情報送信の制御動作を遂行し、前記復号された受信信号に誤りが発生しない場合に、前記復号された受信信号を情報ベクトルとして出力するように制御する制御部と、
を含むことを特徴とする装置。 An apparatus for receiving a signal in a communication system,
The received signal is decoded by a decoding method corresponding to a structural low density parity check (LDPC) coding method that supports the first coding rate applied by the signal transmission apparatus, and received thereafter. The signal is combined with a previously received signal in which an error stored in advance is detected, and the combination is performed with a decoding scheme corresponding to a structural LDPC coding scheme supporting the second coding rate applied by the signal transmission apparatus. A decoder for decoding the received signal;
When an error occurs in the decoded received signal, the signal transmission apparatus performs an information transmission control operation indicating that an error has occurred in the received signal, and no error occurs in the decoded received signal. A control unit that controls to output the decoded received signal as an information vector;
The apparatus characterized by including.