KR101550761B1 - Multi-Input Multi-Output System and Transmitting Device and Receiving Device thereof - Google Patents

Abstract

본 발명의 다중 입출력 시스템은 복수개의 데이터 레이어를 채널 부호를 이용하여 인코딩하는 채널 인코더; 상기 채널 인코더의 출력을 입력받아 랜덤 인터리빙하는 제1인터리버; 상기 제1인터리버로부터 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 인코딩하는 네트워크 인코더; 상기 네트워크 인코더로부터 네트워크 인코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 랜덤 인터리빙하는 제2인터리버를 포함하는, 송신장치; 및 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 복수개의 데이터 레이어별로 출력하는 검파기; 상기 검파기로부터 출력된 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트 데이터에 대한 LLR(Log-Likelihood Ratio) 값을 계산하여 출력하는 디매핑기; 상기 디매핑기로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해서 디인터리빙하는 제1디인터리버; 상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 디코딩하는 네트워크 디코더; 및 상기 네트워크 디코더로부터 네트워크 디코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙하는 제2디인터리버를 포함하는, 수신장치;를 포함한다.A multi-input / output system of the present invention includes: a channel encoder for encoding a plurality of data layers using a channel code; A first interleaver receiving the output of the channel encoder and random interleaving; A network encoder for network encoding the plurality of data layers interleaved from the first interleaver; A second interleaver for randomly interleaving the plurality of data layers network encoded from the network encoder; And a detector for outputting a signal received through the reception antenna for each of a plurality of data layers; A demapper for calculating and outputting a LLR (Log-Likelihood Ratio) value of bit data included in the plurality of data layers output from the detector; A first deinterleaver for deinterleaving each of the plurality of data layers output from the demapper; A network decoder for network decoding the plurality of data layers output from the first deinterleaver; And a second deinterleaver for deinterleaving the plurality of data layers network decoded from the network decoder.

Description

다중 입출력 시스템 및 이의 송신장치 및 수신장치 {Multi-Input Multi-Output System and Transmitting Device and Receiving Device thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-input / output (I / O)

본 발명은 다중 입출력 시스템 및 이에 포함되는 송신장치 및 수신장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MIMO system and a transmission apparatus and a reception apparatus included therein.

공간 다중화 방식은 안테나 레이어(layer)마다 서로 다른 정보를 전송함으로써, 송신 안테나 수만큼 데이터 전송 속도를 크게 증가시킬 수 있는 다중 입출력 전송 방식이다. 무선 환경에서 데이터를 송수신하기 위한 일환으로써 다중입출력(MIMO: Multi-Input Multi-Output) 방식이 있다. 이러한 다중 입출력 방식을 이용하는 다중입출력 시스템 중 오류 정정 부호와 변복조기술을 무선 환경에 적용하는 BICM(Bit Interleaved Coded Modulation)을 채택한 다중입출력 시스템이 널리 이용되고 있다. 높은 전송 효율을 갖는 공간 다중화 방식의 다중 입출력 시스템에서 무선 전송에 대한 높은 신뢰도를 구현하기 위해서 다이버시티 이득을 증가시킬 필요가 있다. The spatial multiplexing scheme is a multiple input / output transmission scheme in which different information is transmitted for each antenna layer, thereby greatly increasing the data transmission rate by the number of transmission antennas. As a part of transmitting and receiving data in a wireless environment, there is a multi-input multi-output (MIMO) scheme. A multi-input / output system employing BICM (Bit Interleaved Coded Modulation), which applies error correction codes and modulation / demodulation techniques to a wireless environment, is widely used among multi-input / output systems using the multi-input / output method. It is necessary to increase diversity gain in order to realize high reliability for wireless transmission in a multi-input / output system of a spatial multiplexing scheme having a high transmission efficiency.

BICM을 채택한 다중입출력 시스템은, 송신단에서 채널 인코더, 인터리버(interleaver) 및 변조기가 직렬로 연결된 구성을 가진다. 이러한 BICM을 채택한 다중입출력 시스템은 용량(capacity) 및 다이버시티(diversity) 측면에서 많은 장점을 가지나, 수신단에서 이용되는 수신 안테나의 개수와 검파방식에 의하여 다중입출력 시스템의 다이버시티가 제한되는 제약이 있다. A multi-input / output system employing BICM has a configuration in which a channel encoder, an interleaver, and a modulator are connected in series at a transmitting end. The multi-input / output system employing the BICM has many advantages in terms of capacity and diversity. However, there is a restriction that the diversity of the MIMO system is limited by the number of reception antennas and the detection method used in the receiver .

따라서, BICM을 채택한 다중 입출력 시스템에서 다이버시티를 향상시킬 수 있는 기술에 대한 연구가 지속되고 있다.Therefore, researches on techniques for improving diversity in a multi-input / output system employing BICM have been continued.

본 발명은 종래의 필요성을 충족시키기 위해 안출된 것으로써, BICM을 채택한 공간 다중화 방식의 다중 입출력 시스템에서 다이버시티를 향상시킬 수 있는 기법을 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to satisfy the conventional necessity and it is intended to provide a technique for improving diversity in a spatial multiplexing type MIMO system employing BICM.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

본 발명의 실시형태에 따른 다중 입출력 시스템의 송신장치는 복수개의 데이터 레이어를 채널 부호를 이용하여 인코딩하는 채널 인코더; 상기 채널 인코더의 출력을 입력받아 랜덤 인터리빙하는 제1인터리버; 상기 제1인터리버로부터 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 인코딩하는 네트워크 인코더; 상기 네트워크 인코더로부터 네트워크 인코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 랜덤 인터리빙하는 제2인터리버를 포함한다. A transmission apparatus of a MIMO system according to an embodiment of the present invention includes a channel encoder for encoding a plurality of data layers using a channel code; A first interleaver receiving the output of the channel encoder and random interleaving; A network encoder for network encoding the plurality of data layers interleaved from the first interleaver; And a second interleaver for randomly interleaving the plurality of data layers network-encoded from the network encoder.

본 발명의 실시형태에서, 네트워크 인코더는: 상기 네트워크 인코더에 입력되는 상기 복수개의 데이터 레이어의 i번째 비트 벡터를 행렬

을 통해서 네트워크 인코딩하며, 여기서, Nt는 상기 송신장치의 안테나의 개수이며, Nt가 2 또는 3일 때,

또는

, 그리고

또는

이다. In an embodiment of the present invention, a network encoder may be configured to perform: i) converting an i-th bit vector of the plurality of data layers input to the network encoder into a matrix

Where Nt is the number of antennas of the transmitting apparatus, and when Nt is 2 or 3,

or

, And

or

to be.

본 발명의 실시형태에 따른 다중 입출력 시스템의 수신장치는 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 복수개의 데이터 레이어별로 출력하는 검파기; 상기 검파기로부터 출력된 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트 데이터에 대한 LLR(Log-Likelihood Ratio) 값을 계산하여 출력하는 디매핑기; 상기 디매핑기로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해서 디인터리빙하는 제1디인터리버; 상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 디코딩하는 네트워크 디코더; 및 상기 네트워크 디코더로부터 네트워크 디코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙하는 제2디인터리버를 포함한다. A receiving apparatus of a MIMO system according to an embodiment of the present invention includes a detector for outputting a signal received through a receiving antenna for each of a plurality of data layers; A demapper for calculating and outputting a LLR (Log-Likelihood Ratio) value of bit data included in the plurality of data layers output from the detector; A first deinterleaver for deinterleaving each of the plurality of data layers output from the demapper; A network decoder for network decoding the plurality of data layers output from the first deinterleaver; And a second deinterleaver for deinterleaving the plurality of data layers network decoded from the network decoder.

본 발명의 실시형태에 따라, 네트워크 디코더는: 상기 네트워크 디코더에 입력되는 상기 복수개의 데이터 레이어의 i번째 비트 벡터를 행렬

의 역행렬을 통해서 네트워크 디코딩하며, 여기서, Nt는 송신 안테나의 개수이며, Nt가 2 또는 3일 때,

또는

, 그리고

또는

이다.According to an embodiment of the present invention, a network decoder includes: a matrix generator for generating an i < th > bit vector of the plurality of data layers input to the network decoder,

Where Nt is the number of transmit antennas, and when Nt is 2 or 3,

or

, And

or

to be.

본 발명의 실시형태에 따라, 수신장치는 상기 제2디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어를 입력받아 BCJR 알고리즘을 수행하여 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트에 대해서 독립적으로 외인성 LLR 값을 출력하는 채널 디코더를 더 포함하며, 상기 외인성 LLR 값을 이용하여 상기 네트워크 디코더와 상기 채널 디코더 사이의 반복 복호가 수행될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a receiving apparatus receives the plurality of data layers output from the second deinterleaver, performs a BCJR algorithm, and outputs an exogenous LLR value independently of bits included in the plurality of data layers And an iterative decoding between the network decoder and the channel decoder may be performed using the extrinsic LLR value.

또한, 본 발명의 실시형태에 따라, 상기 외인성 LLR 값은 상기 제2디인터리버의 역기능을 수행하는 인터리버에서 처리되어 상기 네트워크 디코더로 전달되고, 상기 네트워크 디코더는 상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어와 상기 인터리버에서 처리된 상기 외인성 LLR 값을 입력으로 하여 네트워크 디코딩함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 LLR 값을 갱신할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the extrinsic LLR value is processed in an interleaver performing the inverse function of the second deinterleaver and transferred to the network decoder, The LLR value included in the plurality of data layers can be updated by performing network decoding on the input data layer and the extrinsic LLR value processed in the interleaver.

본 발명의 실시형태에 따른 다중 입출력 시스템은 복수개의 데이터 레이어를 채널 부호를 이용하여 인코딩하는 채널 인코더; 상기 채널 인코더의 출력을 입력받아 랜덤 인터리빙하는 제1인터리버; 상기 제1인터리버로부터 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 인코딩하는 네트워크 인코더; 상기 네트워크 인코더로부터 네트워크 인코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 랜덤 인터리빙하는 제2인터리버를 포함하는, 송신장치; 및 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 복수개의 데이터 레이어별로 출력하는 검파기; 상기 검파기로부터 출력된 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트 데이터에 대한 LLR(Log-Likelihood Ratio) 값을 계산하여 출력하는 디매핑기; 상기 디매핑기로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해서 디인터리빙하는 제1디인터리버; 상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 디코딩하는 네트워크 디코더; 및 상기 네트워크 디코더로부터 네트워크 디코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙하는 제2디인터리버를 포함하는, 수신장치;를 포함할 수 있다. A multi-input / output system according to an embodiment of the present invention includes a channel encoder for encoding a plurality of data layers using a channel code; A first interleaver receiving the output of the channel encoder and random interleaving; A network encoder for network encoding the plurality of data layers interleaved from the first interleaver; A second interleaver for randomly interleaving the plurality of data layers network encoded from the network encoder; And a detector for outputting a signal received through the reception antenna for each of a plurality of data layers; A demapper for calculating and outputting a LLR (Log-Likelihood Ratio) value of bit data included in the plurality of data layers output from the detector; A first deinterleaver for deinterleaving each of the plurality of data layers output from the demapper; A network decoder for network decoding the plurality of data layers output from the first deinterleaver; And a second deinterleaver for deinterleaving the plurality of data layers network decoded from the network decoder.

본 발명의 실시형태에 따르면 BICM을 채택한 다중 입출력 시스템에서 다이버시티를 향상시킬 수 있다. According to the embodiment of the present invention, diversity can be improved in a multi-input / output system employing BICM.

또한, 본 발명의 실시형태에 따르면, 2개 또는 3개의 송신 안테나를 갖는 공간 다중화 방식의 다중 입출력 시스템에서 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. Further, according to the embodiment of the present invention, an additional diversity gain can be obtained in a multiple input / output system of a spatial multiplexing scheme having two or three transmission antennas.

또한, 본 발명의 실시형태에 따르면, BICM(bit-interleaved coded modulation)을 채택한 다중 입출력 시스템에서 다이버시티 이득을 개선할 수 있다. Also, according to the embodiment of the present invention, diversity gain can be improved in a multi-input / output system employing bit-interleaved coded modulation (BICM).

도1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중입출력 시스템의 송신장치를 나타낸다.
도2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중입출력 시스템의 수신장치를 나타낸다.
도3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 네트워크 인코딩이 적용된 다중 입출력 시스템과 이러한 네트워크 인코딩이 적용되지 않은 시스템 사이의 성능 차이를 나타낸다.
도4는 송신 안테나 개수가 2개인 경우에 수신 안테나 수에 따라 다중 입출력 시스템에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 네트워크 부호를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우의 성능 차이를 나타낸다.
도5는 송신 안테나 개수가 3개인 경우에 수신 안테나 수에 따라 다중 입출력 시스템에서 본 발명의 일 실시형태에 따른 네트워크 부호를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우의 성능 차이를 나타낸다.1 shows a transmitting apparatus of a multiple input / output system according to an embodiment of the present invention.
2 shows a receiving apparatus of a MIMO system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates performance differences between a MIMO-OFDM system to which the network encoding is applied and a system to which the network encoding is not applied according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows the performance difference between the case where the network code according to an embodiment of the present invention is applied and the case where the network code is not applied in the MIMO system according to the number of receiving antennas when the number of transmission antennas is two.
FIG. 5 shows the performance difference between the case where the network code according to an embodiment of the present invention is applied and the case where the network code is not applied in the MIMO system according to the number of receiving antennas when the number of transmission antennas is three.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면들 중 인용부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 인용부호들로 표시됨을 유의해야 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The shape and the size of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation and the same reference numerals are used for the same elements and the same elements are denoted by the same quote symbols as possible even if they are displayed on different drawings Should be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

일반적으로 Nr 개의 수신 안테나와 Nt 개의 송신 안테나를 구비하며 BICM을채택하는 공간 다중화 방식의 다중 입출력 시스템의 경우, 다이버시티 이득(diversity gain)은 검파기(detector)의 종류에 따라 정해질 수 있다. 예컨대, 수신단에서 ML(Maximum Likelihood) 검파기를 이용하는 경우 수신 안테나 개수 Nr 만큼의 다이버시티 이득을 얻을 수 있으나, ZF(Zero Forcing) 또는 MMSE(Minimum Mean Squared Error)에 기반한 선형 검파기를 이용하는 경우 Nr - Nt + 1의 다이버시티 이득만을 얻을 수 있다. Generally, in the case of a spatial multiplexing multiple input / output system having Nr receive antennas and Nt transmit antennas and adopting BICM, the diversity gain can be determined according to the type of detector. For example, when using a ML (Maximum Likelihood) detector at the receiving end, diversity gain can be obtained by the number Nr of receiving antennas. However, when using a linear detector based on ZF (Zero Forcing) or MMSE (Minimum Mean Squared Error) Only a diversity gain of + 1 can be obtained.

예컨대, 동일한 수의 송수신 안테나를 사용하는 다중 입출력 시스템의 경우 선형 검파기를 통해서 얻을 수 있는 다이버시티 이득은 수신 안테나의 개수와 관계없이 1이다. For example, in the case of a MIMO system using the same number of transmit and receive antennas, the diversity gain obtained through the linear detector is 1 irrespective of the number of receive antennas.

이에 비해, ML 검파기를 이용하거나, 다중 안테나 간섭을 제거할 수 있는 구조를 이용할 경우에 수신 안테나 개수와 동일한 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 수신 안테나 개수를 증가시킴에 따라 다이버시티 이득이 증가할 수 있다. 하지만, ML 검파기의 경우 송신 안테나 수와 변조 지수의 증가에 따라 복잡도가 크게 증가하는 단점을 갖는다. 2개의 송수신 안테나를 갖는 다중 입출력 시스템에서 최대 전송 효율과 최대 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 골든 부호(Golden code)의 경우에도 ML 검파기를 사용하므로 높은 복잡도를 갖는다. 따라서, 기존의 높은 전송 효율을 갖는 공간 다중화 방식에서 무선 구간의 신뢰도 향상을 위한 다이버시티 이득의 증가 방식은 높은 복잡도를 갖는 수신기 구조로 한정된다. 따라서, 본 발명의 실시형태를 통해 다중 입출력 시스템에서 검파기의 종류에 상관없이 효율적으로 다이버시티 이득을 높이는 기술을 제공하고자 한다. In contrast, when using a ML detector or a structure capable of canceling multi-antenna interference, a diversity gain equal to the number of receiving antennas can be obtained. Therefore, the diversity gain can be increased by increasing the number of receiving antennas. However, the ML detector has a disadvantage that the complexity greatly increases with the increase of the number of transmission antennas and the modulation index. In the case of the Golden code which can obtain the maximum transmission efficiency and the maximum diversity gain in the MIMO system having two transmission / reception antennas, the ML detector has a high complexity because it uses the ML detector. Therefore, in a conventional spatial multiplexing system with a high transmission efficiency, a diversity gain increasing method for improving the reliability of a radio section is limited to a receiver structure having a high complexity. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a technique for efficiently increasing the diversity gain regardless of the types of detectors in a MIMO system.

도1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중입출력 시스템의 송신장치(100)를 나타낸다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중입출력 시스템의 송신장치(100)는 이하 도2를 참조하여 설명된 수신장치(200)로 전송하고자 하는 데이터를 복수개의 안테나(170)를 통해 무선환경에서 송신할 수 있도록 하는 장치이다. 1 shows a transmitting apparatus 100 of a multiple input / output system according to an embodiment of the present invention. The transmission apparatus 100 of the MIMO system according to an embodiment of the present invention transmits data to be transmitted to the reception apparatus 200 described with reference to FIG. 2 through a plurality of antennas 170 in a wireless environment .

본 발명의 실시형태에 따른 다중입출력 시스템의 송신장치(100)는 복수개의 데이터 레이어를 채널 부호를 이용하여 인코딩하는 채널 인코더; 상기 채널 인코더의 출력을 입력받아 랜덤 인터리빙하는 제1인터리버; 상기 제1인터리버로부터 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 인코딩하는 네트워크 인코더; 상기 네트워크 인코더로부터 네트워크 인코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 랜덤 인터리빙하는 제2인터리버를 포함할 수 있다. 이하에서는 각각의 구성요소에 대해서 상세하게 살펴본다. A transmission apparatus (100) of a MIMO system according to an embodiment of the present invention includes a channel encoder for encoding a plurality of data layers using a channel code; A first interleaver receiving the output of the channel encoder and random interleaving; A network encoder for network encoding the plurality of data layers interleaved from the first interleaver; And a second interleaver for randomly interleaving the plurality of data layers network encoded from the network encoder. Hereinafter, each component will be described in detail.

본 발명의 실시형태에 따르면, 디멀티플렉서(110: Demultiplexer)는 송신장치(100)에서 전송하고자 하는 데이터를 복수개의 데이터 레이어(layer)로 출력할 수 있다. 각각의 데이터 레이어는 데이터 부호들로 이루어질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a demultiplexer 110 may output data to be transmitted from the transmitting apparatus 100 to a plurality of data layers. Each data layer may be composed of data codes.

채널 인코더(120: Channel Encoder)는 디멀티플렉서(110)에서 출력된 복수개의 데이터 레이어를 소정의 부호를 이용하여 인코딩할 수 있다. 채널 인코더(120)는 일반적으로 컨벌루션 부호(convolutional code) 또는 터보 부호(turbo code)와 같은 채널 부호를 이용하여 각 레이어의 부호율에 맞추어 부호어 길이 N을 갖도록 부호화 과정을 수행할 수 있다. 이렇게 생성된 t번째 레이어의 i번째 부호어 비트는 Ct,i로 표현될 수 있다. 여기서, 1 < t < Nt이고 1 ≤ i ≤ N이다. 이때, 채널 인코더(120_1 내지 120_Nt)에 의해 인코딩되는 데이터 레이어의 개수는 송신 안테나(170_1 내지 170_Nt)의 개수인 Nt에 대응할 수 있다.The channel encoder 120 encodes a plurality of data layers output from the demultiplexer 110 using a predetermined code. The channel encoder 120 may perform a coding process using a channel code such as a convolutional code or a turbo code so as to have a codeword length N according to a coding rate of each layer. The i-th codeword bit of the generated t-th layer can be represented by Ct, i. Where 1 <t <Nt and 1 ≤ i ≤ N. At this time, the number of data layers encoded by the channel encoders 120_1 to 120_Nt may correspond to Nt, which is the number of transmit antennas 170_1 to 170_Nt.

본 발명의 실시형태에서, 채널 인코더(120)에서 출력되는 각각의 데이터 레이어는 제1인터리버(130: π(Interleaver))에 입력된다. 제1인터리버(130)는 버스트(burst)한 오류를 막기 위해 채널 인코더(120)에서 출력되는 각각의 레이어의 이진 비트열을 랜덤(random) 인터리빙 처리한다. 예컨대, 제1인터리버(130)는 입력되는 이진 비트열 간의 시간적인 상관성을 없애 독립적인 관계를 가지도록 할 수 있다. 제1인터리버(130)로부터 출력되는 t번째 데이터 레이어에 포함되는 i번째 부호는

로 표시된다.In the embodiment of the present invention, each data layer output from the channel encoder 120 is input to the first interleaver 130 (? (Interleaver)). The first interleaver 130 randomly interleaves a binary bit stream of each layer outputted from the channel encoder 120 to prevent a burst error. For example, the first interleaver 130 may have an independent relationship by eliminating the temporal correlation between input binary bit strings. The i-th code included in the t-th data layer output from the first interleaver 130 is

.

본 발명의 실시형태에 따른 다중 입출력 시스템의 송신장치(100)는 네트워크 인코더(140)를 포함할 수 있다. 이러한 네트워크 인코더(140)는 제1인터리버(130)에서 출력된 복수개의 데이터 레이어 각각을 네트워크 인코딩 처리할 수 있다. 이하에서, 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 인코더(140)의 네트워크 인코딩 과정을 예를 들어 설명한다.The transmission apparatus 100 of the MIMO system according to the embodiment of the present invention may include a network encoder 140. [ The network encoder 140 may encode each of the plurality of data layers output from the first interleaver 130. Hereinafter, the network encoding process of the network encoder 140 according to the embodiment of the present invention will be described by way of example.

네트워크 인코더(140)를 통해 네트워크 인코딩되어 출력되는 i번째 비트 벡터

와 제1인터리버(130)에서 출력되어 네트워크 인코더(140)로 입력되는 i번째 비트 벡터

는 아래와 같이 정의될 수 있다. 즉, i번째 비트 벡터

는 네트워크 인코더(140)에서 출력되는 복수개 레이어 각각의 i번째 비트들(Nt개의 비트들)로 이루어진다. 마찬가지로, i번째 비트 벡터

는 네트워크 인코더(140)로 입력되는 복수개 레이어 각각의 i번째 비트들로 이루어진다. The i &lt; th &gt; bit vector that is network encoded and output through the network encoder 140

An i &lt; th &gt; bit vector output from the first interleaver 130 and input to the network encoder 140,

Can be defined as follows. That is, the i-th bit vector

(Nt bits) of each of a plurality of layers output from the network encoder 140. The i &lt; th &gt; Similarly, the i-th bit vector

Are composed of i-th bits of each of a plurality of layers input to the network encoder 140.

(수학식 1)

(1)

(수학식 2)

(2)

네트워크 인코더(140)에서 처리된 후 출력되는 i번째 네트워크 부호 비트 벡터

와 네트워크 인코더(140)에 입력되는 i번째 인터리빙된 부호 비트 벡터

사이에는 아래와 같은 관계가 성립될 수 있다. 네트워크 부호 비트 벡터를 얻기 위한 네트워크 인코더(140)에서 레이트-1(rate-1)의 네트워크 부호화 과정은 행렬

를 통해서 아래와 같이 획득될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 부호의 부화율이 1이므로 송신 전송률이 감소되는 것을 방지할 수 있다. The i-th network code bit vector output after being processed by the network encoder 140

And the i &lt; th &gt; interleaved sign bit vector &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

The following relationship can be established. The network encoding process of rate-1 in the network encoder 140 for obtaining the network code bit vector includes

Can be obtained as follows. Since the hatching rate of the network code according to the embodiment of the present invention is 1, it is possible to prevent the transmission rate from being reduced.

, 여기서

(수학식 3)

, here

(3)

본 발명의 실시형태에서 정의되는 모든 연산은 이진 필드(binary field)에서 동작하는 것을 예시한다. 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 부호화 과정에 필요한 행렬

는 두 개의 부분 행렬

와

를 통해 표현될 수 있다. 여기서, 두 개의 부분 행렬

와

는 다중 입출력 시스템의 송신 안테나 수

에 따라 정의 될 수 있다.

를 k 번째 원소를 제외한 나머지 원소가 모두 0인 열 벡터라 할 때

는 아래와 같이 정의될 수 있다.
All operations defined in an embodiment of the invention illustrate operating in a binary field. The matrix required for the network coding process according to the embodiment of the present invention

Lt; RTI ID = 0.0 &gt;

Wow

Lt; / RTI &gt; Here, two partial matrixes

Wow

Is the number of transmit antennas of the MIMO system

. &Lt; / RTI &gt;

Is a column vector in which all the remaining elements except the k- th element are 0

Can be defined as follows.

(수학식 4)

(4)

본 발명의 실시 형태의 송신 장치(100)의 송신 안테나 수가

또는

일 때

는 수학식 4에 따라 아래와 같이 표현될 수 있다.
The number of transmission antennas of the transmitting apparatus 100 according to the embodiment of the present invention

or

when

Can be expressed as follows according to Equation (4).

와

(수학식 5)

Wow

(5)

또한,

는 네트워크 부호에 대한 복호가 가능하도록

의 역행렬이 GF(2) (Galois Field of two elements) 상에 존재해야 한다. 또한,

의 컬럼 가중치(column weight)의 최소값이 제안하는 네트워크 부호에 의한 추가적인 다이버시티 이득의 증가량을 나타내므로,

의 컬럼 가중치(column weight)가 가능한 크게 설계할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시 형태에서 송신 안테나 수가

또는

일 때

는 아래와 같이 정의될 수 있다. Also,

To be able to decode the network code

Must be on the GF (2) (Galois Field of two elements). Also,

Since the minimum value of the column weight of the network code indicates the increase amount of the additional diversity gain by the proposed network code,

The column weight of the column can be designed to be as large as possible. For example, in the embodiment of the present invention,

or

when

Can be defined as follows.

와

(수학식 6)

Wow

(6)

본 발명의 실시 형태에서, 송신 장치(100)의 송신 안테나(170)의 개수가 2일때, 네트워크 인코더(140)를 통해 네트워크 부호화된 i번째 네트워크 부호 비트 벡터는 i가 시간 집합

또는

에 속할 때 아래와 같이 표현될 수 있다.
In the embodiment of the present invention, when the number of transmit antennas 170 of the transmitting apparatus 100 is 2, the i-th network code bit vector, which is network-encoded through the network encoder 140,

or

Can be expressed as follows.

(수학식 7)

(7)

본 발명의 실시 형태에서, 송신 장치(100)의 송신 안테나(170)의 개수가 3일때, 네트워크 인코더(140)를 통해 네트워크 부호화된 i번째 네트워크 부호 비트 벡터는 i가 시간 집합

,

또는

에 속할 때 다음과 같이 주어진다.In the embodiment of the present invention, when the number of transmit antennas 170 of the transmission apparatus 100 is 3, the i-th network code bit vector, which is network-encoded through the network encoder 140,

,

or

, The following is given.

(수학식 8)

(8)

이상의 수학식 7 및 수학식 8에서 "

"연산은 이진 합과 동일하다. 이와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 인코딩 과정을 수행함으로써 데이터 레이어별로 발생된 부호 비트가 여러 개의 안테나를 통해 전송되는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 다중 입출력 시스템의 검파과정에서 다이버시티 이득을 증가시킬 수 있는 송신 구조를 제공할 수 있다. In Equations (7) and (8), "

Quot; operation is the same as that of the binary sum. [0051] As described above, by performing the network encoding process according to the embodiment of the present invention, a code bit generated for each data layer can be transmitted through multiple antennas. It is possible to provide a transmission structure capable of increasing the diversity gain during the detection of the system.

본 발명의 실시형태에서, 네트워크 인코더(140)에서 네트워크 부호화된 데이터 레이어는 제2인터리버(150)에 입력된다. 본 발명의 실시형태에서, 네트워크 인코더(140)에서 출력되는 각각의 데이터 레이어는 제2인터리버(150: Ξ(Interleaver))에 입력된다. 제2인터리버(150)는 제1인터리버(130)와 마찬가지로 버스트(burst)한 오류를 막기 위해 네트워크 인코더(140)에서 출력되는 각각의 레이어의 이진 비트열을 랜덤(random) 인터리빙 처리한다. 예컨대, 제2인터리버(150)는 입력되는 이진 비트열 간의 시간적인 상관성을 없애 독립적인 관계를 가지도록 할 수 있다. 제2인터리버(150)로부터 출력되는 t번째 데이터 레이어에 포함되는 i번째 부호는

로 표시된다. In the embodiment of the present invention, the network coded data layer in the network encoder 140 is input to the second interleaver 150. [ In the embodiment of the present invention, each data layer output from the network encoder 140 is input to the second interleaver 150 (interlace). Similarly to the first interleaver 130, the second interleaver 150 randomly interleaves the binary bit streams of the respective layers output from the network encoder 140 to prevent a burst error. For example, the second interleaver 150 can have an independent relationship by eliminating the temporal correlation between input binary bit strings. The i-th code included in the t-th data layer output from the second interleaver 150 is

.

본 발명의 실시형태에 따라, 제1인터리버(130)에 추가하여 제2인터리버(150)를 더 포함함으로써 데이터 레이어 사이에 존재하는 상관 성분(correlation component)이 분산될 수 있다. 예컨대, 다중 입출력 시스템에서 선형 ZF 또는 MMSE 방식을 사용하여 검출을 수행하는 경우에 레이어 간에 잔존하는 상관 성분이 제2인터리버(150)를 통해 제거될 수 있다. 선형 검파기를 사용할 때, 제2인터리버(150)를 이용하지 않는 경우 높은 SNR (Signal to Noise Ratio) 영역에서 오류 마루(error-floor) 현상을 나타낼 수 있다. 제2인터리버(150)를 이용함으로써 이러한 오류 마루와 같은 현상 없이 다이버시티 이득 증가 효과를 얻을 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the correlation component existing between the data layers can be dispersed by further including the second interleaver 150 in addition to the first interleaver 130. For example, in the case of performing detection using a linear ZF or MMSE scheme in a MIMO system, the correlation component remaining between the layers can be removed through the second interleaver 150. [ When a linear detector is used, an error-floor phenomenon may be exhibited in a high signal-to-noise ratio (SNR) region when the second interleaver 150 is not used. By using the second interleaver 150, an effect of increasing the diversity gain can be obtained without such a phenomenon as an error floor.

본 발명이 실시 형태에서, 제2인터리버(150)를 통해 인터리빙된 복수개의 레이어들은 매핑 및 변조기(160)에 입력된다. 매핑 및 변조기(160)는 각각의 레이어별로 비트열을 미리 설정된 변조 방식에 의하여 변조한다. 또한, 매핑 및 변조기(160)는 제2인터리버(150)로부터 출력되는 비트열로부터 정해진 순서에 따라 비트들을 변조 심볼의 크기에 맞추어 결합하고, 매핑법(mapping rule)에 따라 변조 심볼을 원하는 대역에서 변조하는 역할을 할 수 있다. 예컨대, QAM(Quadrature Amplitude Modulation)이 이용될 수 있다. In the present embodiment of the present invention, a plurality of layers interleaved through the second interleaver 150 are input to the mapping and modulator 160. The mapping and modulator 160 modulates the bit stream for each layer by a predetermined modulation scheme. In addition, the mapping and modulator 160 combines the bits according to the determined order from the bit stream output from the second interleaver 150 according to the size of the modulation symbol, and outputs the modulation symbols in a desired band It can play a role of modulating. For example, Quadrature Amplitude Modulation (QAM) may be used.

본 발명의 실시 형태에서 송신 안테나(170)는, 변조된 비트열을 레이어별로 송신한다. 송신 안테나(170)는 이에 대응되는 수신 안테나(210)로 변조된 비트열을 송신할 수 있다.
In the embodiment of the present invention, the transmission antenna 170 transmits the modulated bit stream on a layer-by-layer basis. The transmission antenna 170 can transmit the bit stream modulated by the reception antenna 210 corresponding thereto.

도2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 다중입출력 시스템의 수신장치(200)를 나타낸다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 다중 입출력 시스템의 수신장치는 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 복수개의 데이터 레이어별로 출력하기 위한 검파기; 상기 검파기로부터 출력된 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트 데이터에 대한 LLR (Log-Likelihood Ratio) 값을 계산하여 출력하는 디매핑기; 상기 디매핑기로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해서 디인터리빙하는 제1디인터리버; 상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 디코딩하는 네트워크 디코더; 및 상기 네트워크 디코더로부터 네트워크 디코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙하는 제2디인터리버를 포함한다. 2 shows a receiving apparatus 200 of a MIMO system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a receiving apparatus of a MIMO system according to an embodiment of the present invention includes: a detector for outputting a signal received through a receiving antenna for each of a plurality of data layers; A demapper for calculating and outputting a LLR (Log-Likelihood Ratio) value of bit data included in the plurality of data layers output from the detector; A first deinterleaver for deinterleaving each of the plurality of data layers output from the demapper; A network decoder for network decoding the plurality of data layers output from the first deinterleaver; And a second deinterleaver for deinterleaving the plurality of data layers network decoded from the network decoder.

본 발명의 실시형태에 따른 다중입출력 시스템의 수신장치(200)는, 무선 환경을 통해 송신장치(100)로부터 전송되는 복수개의 데이터 레이어를 수신하는 복수개의 수신 안테나(210)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시형태에서, 수신 안테나(210)의 개수 및 송신 안테나(170)의 개수는 다양하게 구현될 수 있으나, 실시예에 따라 수신 안테나(210)의 개수가 송신 안테나(170)의 개수보다 크게 구현하는 경우 이하에서 설명되는 검파기(220)로서 선형 검파기가 이용될 수 있다. 이하에서는 수신 안테나(210)의 개수와 송신 안테나(170)의 개수가 동일한 경우가 예시될 수 있다. The receiving apparatus 200 of the MIMO system according to the embodiment of the present invention may include a plurality of receiving antennas 210 receiving a plurality of data layers transmitted from the transmitting apparatus 100 through a wireless environment. The number of the receiving antennas 210 and the number of the transmitting antennas 170 may be variously changed according to the embodiment of the present invention. A linear detector may be used as the detector 220 described below. Hereinafter, the case where the number of the reception antennas 210 is equal to the number of the transmission antennas 170 may be exemplified.

본 발명의 실시형태에서, 수신장치(200)에 포함되는 검파기(220: detector)는 복수개의 수신 안테나(210)를 통해 수신된 신호를 복수개의 데이터 레이어 별로 출력할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 검파기(220)는 ZF(Zero-Forcing), MMSE(Minimum Mean Squared Error), ML(Maximum Likelihood) 검파기 등 다양한 형태의 검파기를 포함할 수 있다. In the embodiment of the present invention, a detector 220 included in the receiving apparatus 200 can output a signal received through the plurality of receiving antennas 210 by a plurality of data layers. The detector 220 according to an embodiment of the present invention may include various types of detectors such as ZF (Zero-Forcing), MMSE (Minimum Mean Squared Error), ML (Maximum Likelihood)

본 발명의 실시형태에서, 검파기(220)에서 출력되는 심볼 형태의 복수개의 데이터 레이어는 디매핑기(230)로 전달된다. 본 발명의 실시형태에 따른 디매핑기(230)는 검파기(220)로부터 출력된 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트 데이터에 대한 LLR (Log-Likelihood Ratio) 값을 계산하여 출력한다. 즉, 디매핑기(230)는 복수개 레이어의 데이터를 전송 비트에 대한 LLR로 매칭하는 기능을 수행한다. 이때, 임의의 비트 c에 대한 LLR 값은 아래의 수학식 9와 같이 정의될 수 있다. 여기서 y는 검파기(220)의 출력 신호이다. In the embodiment of the present invention, a plurality of symbol-shaped data layers output from the detector 220 are transmitted to the demapper 230. The demapper 230 according to the embodiment of the present invention calculates and outputs a log-likelihood ratio (LLR) value for bit data included in a plurality of data layers output from the detector 220. That is, the demapper 230 performs a function of matching data of a plurality of layers to an LLR of a transmission bit. At this time, the LLR value for an arbitrary bit c can be defined as Equation (9) below. Where y is the output signal of detector 220.

[수학식 9]

&Quot; (9) &quot;

본 발명의 실시형태에서, 디매핑기(230)에서 출력되는 t번째 데이터 레이어에 포함되는 i번째 LLR 값은

로 표시된다. 본 발명의 실시예에서, 디매핑기(230)로는 연판정 복조기(soft demodulator)가 이용될 수 있다. In the embodiment of the present invention, the i-th LLR value included in the t-th data layer output from the demapper 230 is

. In an embodiment of the present invention, a soft demodulator may be used as the demapper 230.

디매핑기(230)에서 처리되어 출력되는 복수개의 데이터 레이어는 제1디인터리버(240)에 입력된다. 제1디인터리버(240)는 입력된 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙 처리한다. 제1디인터리버(240)는 도1의 송신장치(100)의 제2인터리버(150)의 역기능을 수행할 수 있다. 이러한 디인터리빙은 일반적인 디인터리빙 방식에 따라 수행될 수 있다. 제1디인터리버(240)에서 출력되는 t번째 데이터 레이어에 포함되는 i번째 LLR 값은

로 표시된다. A plurality of data layers processed and output by the demapper 230 are input to the first deinterleaver 240. The first deinterleaver 240 deinterleaves the plurality of input data layers. The first deinterleaver 240 may perform the inverse function of the second interleaver 150 of the transmitting apparatus 100 of FIG. Such deinterleaving can be performed according to a general deinterleaving scheme. The i-th LLR value included in the t-th data layer output from the first deinterleaver 240 is

.

제1디인터리버(240)로부터 출력된 디인터리빙된 복수의 데이터 레이어는 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 디코더(250)으로 입력된다. 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 디코더(250)는 도1에 도시된 네트워크 인코더(140)의 역기능을 수행한다고 할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 디코더(250)는 네트워크 디코더(250)에 입력되는 복수개의 데이터 레이어를 네트워크 디코딩 처리할 수 있다. The plurality of deinterleaved data layers output from the first deinterleaver 240 are input to the network decoder 250 according to the embodiment of the present invention. The network decoder 250 according to the embodiment of the present invention performs the inverse function of the network encoder 140 shown in FIG. The network decoder 250 according to the embodiment of the present invention can perform network decoding processing on a plurality of data layers input to the network decoder 250. [

논리 연산 XOR 에 대한 기본적인 관계식을 이하에서 설명한다. 예컨대, 비트 c 가 아래 [수학식 10]와 같이 특정 두 비트의 XOR과 같다라고 가정한다.The basic relational expression for logical operation XOR is described below. For example, it is assumed that the bit c is equal to an XOR of two specific bits as shown in Equation (10) below.

[수학식 10]

&Quot; (10) &quot;

또한, C1에 대한 LLR 값과 C2에 대한 LLR 값이 주어진 경우, C에 대한 LLR 값은 아래 수학식 11과 같이 계산될 수 있다. Also, given the LLR value for C1 and the LLR value for C2, the LLR value for C can be calculated as: &lt; EMI ID = 11.0 &gt;

[수학식 11]

&Quot; (11) &quot;

수학식 3, 5 및 6을 참조하면, 본 발명의 실시형태의 네트워크 디코더(250)에 입력되는 i번째 비트 벡터

와 네트워크 디코더(250)에서 처리되어 출력되는 i번째 네트워크 디코딩된 비트 벡터

사이에는 아래와 같은 관계가 성립될 수 있음을 알 수 있다. 따라서 송신안테나 수가 2개 및 3개 일 때 각각 아래의 식을 만족한다.
Referring to Equations (3), (5), and (6), an i-th bit vector input to the network decoder 250 of the embodiment of the present invention

And an i &lt; th &gt; network decoded bit vector &lt; RTI ID = 0.0 &gt;

The following relationship can be established. Therefore, when the number of transmission antennas is 2 and 3, respectively, the following equations are satisfied.

여기서

(수학식 12)

here

(12)

여기서

(수학식 13)

here

(13)

따라서 네트워크 디코더(250)를 통해 네트워크 디코딩 처리된 데이터 레이어에 포함된 부호 비트에 대한 LLR 값은 수학식 11을 이용하여 얻을 수 있다. Therefore, the LLR value for the sign bit included in the data layer subjected to the network decoding process through the network decoder 250 can be obtained using Equation (11).

예컨대, 본 발명의 실시예에서 송신 안테나 수가 2개일 때 i번째 네트워크 부호 비트가 시간 집합

및 I ₂에 속할 때, 수학식 7을 참조하면, 네트워크 디코더(250)를 통해 처리된 부호 비트에 대한 LLR값은 아래와 같이 표현될 수 있다.For example, in the embodiment of the present invention, when the number of transmission antennas is 2,

And I ₂ , the LLR value for the sign bit processed through the network decoder 250 can be expressed as shown in Equation (7).

및

(수학식 14)

And

(14)

또한, 본 발명의 실시예에서 송신 안테나 수가 3개일 때 i번째 네트워크 부호 비트가 시간 집합 I ₁, I ₂ 및 I ₃에 속할 때, 수학식 8을 참조하면, 네트워크 디코더(250)를 통해 처리된 부호 비트에 대한 LLR값은 아래와 같이 표현될 수 있다.Also, in the embodiment of the present invention, when the i-th network code bit belongs to time sets I ₁ , I ₂ and I ₃ when the number of transmission antennas is three, referring to Equation (8) The LLR value for the sign bit can be expressed as:

,

및

,

And

(수학식 15)
(15)

이상에서 살펴본 바와 같이, 네트워크 디코더(250)는 복수개의 데이터 레이어 및 시간 집합에 속하는 부호 비트에 대한 LLR 값을 구할 수 있다. As described above, the network decoder 250 can obtain the LLR values for the code bits belonging to a plurality of data layers and time aggregates.

본 발명의 실시형태에서, 1차적으로 네트워크 디코더(250)를 통해 네트워크 디코딩 처리되어 출력되는 복수개의 데이터 레이어는 제2디인터리버(260)에서 재차 디인터리빙 처리된다. 제2디인터리버(260)는 송신장치(100)의 제1인터리버(130)의 역기능을 수행한다고 할 수 있다. 제2디인터리버(260)를 통해 디인터리빙된 t번째 데이터 레이어에 포함되는 i번째 LLR 값은

로 표시된다. In the embodiment of the present invention, a plurality of data layers, which are primarily network decoded through the network decoder 250 and then output, are deinterleaved again by the second deinterleaver 260. The second deinterleaver 260 may perform the inverse function of the first interleaver 130 of the transmitting apparatus 100. The i-th LLR value included in the t-th data layer deinterleaved through the second deinterleaver 260 is

.

본 발명의 실시형태에서, 제2디인터리버(260)에서 디인터리빙 처리된 복수개의 데이터 레이어는 채널 디코더(270)로 입력된다. 즉, 제2디인터리버(260)에서 레이어 별로 디인터리빙을 수행한 후 채널 디코딩을 수행하기 위한 LLR 비트 열을 얻을 수 있다. In the embodiment of the present invention, a plurality of data layers deinterleaved in the second deinterleaver 260 are input to the channel decoder 270. [ That is, the second deinterleaver 260 may perform deinterleaving for each layer and obtain an LLR bit sequence for channel decoding.

본 발명의 실시형태에서, 채널 디코더(270)에서는 소정의 부호를 적용함으로써 채널 디코딩을 수행하여 개선된 LLR 값을 출력할 수 있다. 채널 디코더(270)는 도1의 채널 인코더(120)의 역기능을 수행한다고 할 수 있다. 예컨대, 채널 디코더(270)는 BCJR 알고리즘을 이용할 수 있다. 이때, 채널 디코더(270)의 출력인 개선된 LLR 값에서 채널 디코더(270)에 입력되는 LLR 값을 뺌으로써 외인성 LLR(extrinsic LLR) 값을 획득할 수 있다. 이렇게 획득된 외인성 LLR 값은 추후 반복 복호에 이용되어 LLR 값을 더욱 개선할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the channel decoder 270 can perform channel decoding by applying a predetermined code to output an improved LLR value. The channel decoder 270 performs the inverse function of the channel encoder 120 of FIG. For example, the channel decoder 270 may use the BCJR algorithm. At this time, the extrinsic LLR (extrinsic LLR) value can be obtained by subtracting the LLR value input to the channel decoder 270 from the improved LLR value which is the output of the channel decoder 270. The extrinsic LLR value thus obtained can be used in later iterative decoding to further improve the LLR value.

예컨대, 채널 디코더(270)는 입력되는 LLR 값에 BCJR 알고리즘을 수행한 후 아래와 같이 외인성 LLR 값을 획득할 수 있다. For example, the channel decoder 270 may perform an BCJR algorithm on an input LLR value and then obtain an extrinsic LLR value as follows.

(수학식 16)

(16)

여기서,

는, 채널 디코더(270)의 출력된 t번째 레이어의 i번째 비트 값에서 채널 디코더(270)에 입력되는 t번째 레이어의 i번째 비트 값을 뺀, t번째 레이어의 i번째 비트에 대한 외인성 LLR(extrinsic LLR) 값이다. 본 발명의 실시예에 따른 채널 디코더(270)로는 SISO 디코더(Soft-In-Soft-Out Decoder)가 이용될 수 있다. here,

Th layer of the t-th layer, which is obtained by subtracting the i-th bit value of the t-th layer input to the channel decoder 270 from the i-th bit value of the t-th layer output from the channel decoder 270, extrinsic LLR) value. The SISO decoder (Soft-In-Soft-Out Decoder) may be used as the channel decoder 270 according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시형태에서, 이상에서와 같이 채널 디코더(270)를 통해 디코딩된 LLR 값을 바로 멀티플렉서(290)로 제공하는 대신, 반복 복호를 통해 외인성 LLR 값을 채널 디코딩을 위한 입력 LLR 값을 갱신하는데 이용할 수 있다.In an embodiment of the present invention, instead of providing the decoded LLR value through the channel decoder 270 directly to the multiplexer 290 as described above, the extrinsic LLR value may be input to the multiplexer 290 through the iterative decoding to obtain the input LLR value for channel decoding It can be used to update.

보다 구체적으로, 채널 디코더(270)를 통해서 데이터 레이어 별로 채널 디코딩을 수행하여, 각 레이어의 부호 비트 각각에 대한 외인성 LLR 값을 독립적으로 얻을 수 있다. 이렇게 얻은 외인성 LLR 값

은 제3인터리버(280)를 통해 처리된 후 네트워크 디코더(250)로 재차 입력될 수 있다. 이때, 제3인터리버(280)는 제2디인터리버(260)의 역기능을 수행한다. More specifically, channel decoding is performed for each data layer through the channel decoder 270, and an extrinsic LLR value for each code bit of each layer can be independently obtained. The exogenous LLR value thus obtained

May be processed by the third interleaver 280 and then input to the network decoder 250 again. At this time, the third interleaver 280 performs the inverse function of the second deinterleaver 260.

이후, 네트워크 디코더(250)는 네트워크 디코더(250)로의 최초 입력인

과 함께 제3인터리버(280)에 의해 처리된 외인성 LLR 값

을 1차 반복 복호시에 새로운 입력 값으로 이용하여 재차로 네트워크 디코딩을 수행할 수 있다. 이후, 네트워크 디코더(250)를 통해 재차 디코딩 처리된 부호 비트에 대한 갱신된 LLR 값은 아래와 같이 얻을 수 있다. The network decoder 250 then decodes the first input to the network decoder 250,

And an extrinsic LLR value processed by the third interleaver 280

May be used as a new input value in the first iterative decoding to perform network decoding again. Thereafter, the updated LLR value for the sign bit decoded again through the network decoder 250 can be obtained as follows.

예컨대, 네트워크 디코더(250)를 통해 처리된 부호 비트에 대한 갱신된 LLR값은, 이전 절차의 네트워크 디코더(250)의 출력인

에 채널 디코딩 과정에서 획득된 외인성 LLR 값

의 합으로서 표현할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에서 송신 안테나 수가 2개일 때 i번째 네트워크 부호 비트가 시간 집합

에 속할 때, 네트워크 디코더(250)에서 처리된 부호 비트에 대한 갱신된 LLR 값은 아래와 같이 표현될 수 있다.For example, the updated LLR value for the sign bit processed through the network decoder 250 is the output of the network decoder 250 of the previous procedure

The extrinsic LLR value obtained in the channel decoding process

As shown in FIG. For example, in the embodiment of the present invention, when the number of transmission antennas is 2,

The updated LLR value for the sign bit processed in the network decoder 250 may be expressed as:

(수학식 17)

(17)

의 경우를 살펴보면,

로서 레이어-2를 통해

가 전송되고, 또한 레이어-1에도

형태로 전송되고 있으며 이 둘은 서로 독립적이다. 따라서 레이어-1에서 수신하여 복조한

대해

을 수행하면 레이어-1에서 추출되는

에 대한 정보를 얻을 수 있다. 또한 레이어-2 를 통해서 얻어지는

에 대한 정보는

이고 이 둘은 독립이므로

에 대한 LLR 값은

로 표현될 수 있다.

However,

Through Layer-2

And also in layer-1

And the two are independent of each other. Therefore, the signal at the layer-

about

Is extracted from layer-1.

Can be obtained. Also,

Information about

And since they are independent

The LLR value for

. &Lt; / RTI &gt;

는 레이어-1을 통해서만

형태로 전송되므로

에 대한 정보 없이는

에 대한 LLR을 추출할 수 없다. 외인성 LLR 값이 입력되지 않는 경우에는 레이어-2에서 수신하여 복조한

가

이고, 외인성 LLR 정보가 입력되는 경우에

에 대한 정보는

가 된다. 따라서

에 대한 LLR 값은

로 갱신될 수 있다.

Only through layer-1

Format.

Without information on

Can not extract the LLR for. If the extrinsic LLR value is not input, it is received and demodulated at layer-2

end

, And when extrinsic LLR information is input

Information about

. therefore

The LLR value for

Lt; / RTI &gt;

도2에서 네트워크 디코더(250)의 출력은 Ld + La로 표시되며, 이때, La 값은 사전 정보를 나타낸다. 본 발명의 실시형태에서와 같이 반복 복호 알고리즘을 사용하는 경우, 이전 복호에서 얻어지는 외인성 LLR 값(Le)이 다음 복호 과정에서 사전 정보(priori information) La로 이용될 수 있다. In FIG. 2, the output of the network decoder 250 is represented by Ld + La, where the La value represents the prior information. In the case of using the iterative decoding algorithm as in the embodiment of the present invention, the extrinsic LLR value Le obtained in the previous decoding can be used as the priori information La in the next decoding process.

유사하게, 본 발명의 실시예에서 송신 안테나 수가 2개일 때 i번째 네트워크 부호 비트가 시간 집합 I ₂에 속할 때, 네트워크 디코더(250)에서 처리된 부호 비트에 대한 갱신된 LLR 값은 아래와 같이 표현될 수 있다.Similarly, in the embodiment of the present invention, when the i-th network code bit belongs to the time set I ₂ when the number of transmit antennas is two, the updated LLR value for the code bit processed by the network decoder 250 is expressed as follows .

(수학식 17-1)

(17-1)

또한, 이상에서 살펴본 바와 유사하게, 본 발명의 실시예에서 송신 안테나 수가 3개일 때 i번째 네트워크 부호 비트가 시간 집합 I ₁, I ₂ 및 I ₃에 속할 때, 네트워크 디코더(250)를 통해 처리된 부호 비트에 대한 갱신된 LLR값은 아래와 같이 표현될 수 있다.Similarly, as described above, in the embodiment of the present invention, when the i-th network code bit belongs to the time sets I ₁ , I ₂ and I ₃ when the number of transmission antennas is three, The updated LLR value for the sign bit can be expressed as:

(수학식 18) (18)

이후, 네트워크 디코더(250)의 갱신된 출력은 제2디인터리버(260)를 통해 처리된 후 재차 채널 디코더(270)에 입력될 수 있다. 이와 같은 반복 복호 과정을 통해서 채널 디코더(270)에 입력되는 LLR 값의 신뢰도가 높아질 수 있다. 이때, 채널 디코더(270)는 수신되는 데이터 레이어를 소정의 부호를 이용하여 디코딩함으로써 복수개의 데이터 레이어를 디코딩 처리하고 멀티플렉서(290)로 제공할 수 있다. Thereafter, the updated output of the network decoder 250 may be processed through the second deinterleaver 260 and then input to the channel decoder 270 again. Through the iterative decoding process, the reliability of the LLR value input to the channel decoder 270 can be increased. At this time, the channel decoder 270 may decode the received data layer using a predetermined code, thereby providing a plurality of data layers to the multiplexer 290 for decoding.

이상은 반복 복호 과정이 1차 실행된 것을 예시하며, 실시예에 따라 네트워크 디코더(250)와 채널 디코더(270) 사이의 반복 복호 과정은 복수회 실행될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따라, 채널 디코더(270)에서 재차 외인성 LLR을 갱신하여 전술한 반복 복호 과정을 되풀이 할 수 있다. 이에 따라, 채널 디코더(270)로의 입력 LLR 값의 신뢰도는 더 높아질 수 있다. 반복 복호 과정의 횟수는 원하는 채널 디코더(270)의 입력 LLR 값의 신뢰도에 따라 정해질 수 있다. The foregoing illustrates the first iteration of the iterative decoding process, and the iterative decoding process between the network decoder 250 and the channel decoder 270 may be performed a plurality of times according to the embodiment. That is, according to the embodiment of the present invention, the channel decoder 270 can update the extrinsic LLR again and repeat the above iterative decoding process. Accordingly, the reliability of the input LLR value to the channel decoder 270 can be higher. The number of iterative decoding processes can be determined according to the reliability of the input LLR value of the desired channel decoder 270.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따르면 독립적으로 얻어지는 각 데이터 레이어별 외인성 LLR에 의해 반복 복호 과정에서 복호 신뢰도를 높일 수 있다. 또한, 개별 레이어에 대한 채널 디코더(270)의 입력 LLR이 다수의 레이어에서 독립적으로 추출된 LLR 들의 합으로 표현되므로 다이버시티 이득이 증가될 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the decoding reliability can be increased in the iterative decoding process by the extrinsic LLRs for each data layer independently obtained. In addition, since the input LLR of the channel decoder 270 for the individual layer is represented by the sum of LLRs extracted independently in a plurality of layers, the diversity gain can be increased.

또한, 이와 같은 반복 복호 과정을 통해 독립적으로 유도되는 LLR 값들의 갱신을 통해서 채널 디코더(270)로의 입력 LLR 값의 신뢰도가 높아질 수 있다. 이에 따라 다이버시티 이득이 증가할 수 있다. In addition, the reliability of the input LLR value to the channel decoder 270 can be increased through the update of the independently derived LLR values through the iterative decoding process. As a result, the diversity gain can be increased.

즉, 본 발명의 실시형태에 따르면, 다중 입출력 시스템의 수신장치(200)에서 오류 정정 부호를 위한 채널 디코더(270)와 네트워크 디코더(250) 사이의 반복 복호를 적용함으로써 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. 따라서, 공간 다중화 방식에서 저복잡도의 선형 검파기를 사용하는 경우에도 보다 효과적으로 다이버시티 이득을 얻을 수 있는 기술을 제공할 수 있다. That is, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain an additional diversity gain by applying iterative decoding between the channel decoder 270 for the error correction code and the network decoder 250 in the receiving apparatus 200 of the MIMO system have. Therefore, even in the case of using a linear detector of low complexity in a spatial multiplexing scheme, a technique for obtaining a diversity gain more effectively can be provided.

본 발명의 실시형태에 따르면, MIMO-BICM 기술과 네트워크 인코딩 기술을 공간 다중화 방식의 다중 입출력 시스템에 적용함으로써, 공간 다중화 방식의 최대 전송률을 그대로 유지하면서도 기존의 수신기로부터 얻을 수 있는 다이버시티 이득에 추가적인 다이버시티 이득을 얻을 수 있다. According to the embodiments of the present invention, by applying the MIMO-BICM technique and the network encoding technique to the multi-input / output system of the spatial multiplexing scheme, it is possible to maintain the maximum transmission rate of the spatial multiplexing scheme while maintaining the diversity gain Diversity gain can be obtained.

또한, 본 발명의 실시형태에 따르면, 검파기에 따라 주어지는 다이버시티 이득에 네트워크 인코더가 제공하는 다이버시티의 이득의 곱으로 다중 입출력 시스템의 다이버시티 이득을 획득할 수 있다. 따라서, 공간 다중화 방식의 높은 전송 효율을 유지하면서도 무선 구간의 신뢰도를 향상시켜 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 다중 입출력 시스템은 차세대 무선 통신 시스템(LTE 또는 LTE advanced) 또는 근거리 통신 시스템(Wifi)과 같은 무선 통신 서비스에 적용할 수 있다.
Further, according to the embodiment of the present invention, the diversity gain of the MIMO system can be obtained by multiplying the diversity gain given by the detector by the gain of the diversity provided by the network encoder. Therefore, it is possible to improve the reliability of the wireless section while maintaining a high transmission efficiency of the spatial multiplexing scheme, thereby providing a high-quality communication service. The multiple input / output system according to the embodiment of the present invention can be applied to a wireless communication service such as a next generation wireless communication system (LTE or LTE advanced) or a local area communication system (Wifi).

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 다중 입출력 시스템의 성능을 실험한다. Hereinafter, the performance of a MIMO system according to an embodiment of the present invention will be described.

도3은 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 인코딩이 적용된 다중 입출력 시스템과 이러한 네트워크 인코딩이 적용되지 않은 시스템 사이의 성능 차이를 나타낸다. FIG. 3 shows performance differences between a multi-input / output system to which the network encoding is applied and a system to which the network encoding is not applied according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 제1실시예에 따른 다중 입출력 시스템의 성능을 실험하기 위한 환경은 아래와 같다. 제1실시예에서 다중 입출력 시스템은 2개의 송수신 안테나를 구비한다. 제1실시예에서 무선 채널 환경은 패스트 페이딩(fast fading) 환경을 가지고 부호화율 1/2 (133, 171)의 컨볼루셔널(convolutional) 부호가 오류 정정 부호로서 이용되었다. 또한, 제1실시예에서 2880 비트의 인터리버의 길이 및 QPSK변조 방식이 적용되었다. 또한, 제1실시예에서 LLR계산을 위한 검파기로서 ML 검출기 및 MMSE 검출기가 고려되었고, 오류 정정 부호에 대한 채널 디코더에서 BCJR 복호 알고리즘이 이용되었다. 네트워크 디코더와 채널 디코더 사이의 반복 복호는 최대 3회로 제한하였다. The environment for testing the performance of the MIMO system according to the first embodiment of the present invention is as follows. In the first embodiment, the MIMO system includes two transmission / reception antennas. In the first embodiment, the radio channel environment has a fast fading environment and a convolutional code with a coding rate of 1/2 (133, 171) is used as an error correction code. Also, in the first embodiment, a 2880-bit interleaver length and a QPSK modulation scheme are applied. In the first embodiment, an ML detector and an MMSE detector are considered as detectors for LLR calculation, and a BCJR decoding algorithm is used in a channel decoder for an error correction code. The iterative decoding between the network decoder and the channel decoder was limited to a maximum of three.

도3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 네트워크 코드를 적용하지 않을 때, MMSE 알고리즘에 기반한 선형 검출기를 이용하는 경우에 비해 ML 검출기가 적용될 때 2배 높은 다이버시티 이득을 나타낸다. As can be seen from FIG. 3, when the network code is not applied, the ML detector exhibits a twice higher diversity gain when applied to a linear detector based on the MMSE algorithm.

또한, 도3에 도시된 바와 같이, 2개의 송수신 안테나를 갖는 다중 입출력 시스템에서 최대 전송률과 최대 다이버시티 이득을 갖는 골든 부호(Golden code)를 적용하고 ML검출기를 적용하는 경우, 다중 입출력 시스템은 높은 SNR을 갖는 영역에서 보다 높은 다이버시티 이득을 나타낸다. 다만, 오류 정정 부호의 최소 해밍(hamming) 거리가 충분히 큰 채널 부호를 적용하는 경우 골든 부호에 의한 다이버시티 증가 효과가 낮은 SNR 영역에서는 관찰되지 않음을 알 수 있다. In addition, as shown in FIG. 3, when a Golden code is applied with a maximum data rate and a maximum diversity gain in a MIMO system having two transmission and reception antennas and an ML detector is applied, And exhibits a higher diversity gain in an area having an SNR. However, in the case of applying a channel code having a sufficiently small hamming distance of the error correcting code, the effect of increasing the diversity due to the golden code is not observed in the low SNR region.

이에 비해 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 부호 및 MMSE 알고리즘에 기반한 선형 검출기를 적용하는 경우, 골든 부호를 이용하는 경우에 비해 낮은 다이버시티 이득을 갖지만 골든 부호를 적용하는 경우보다도 우수한 비트 오류 성능(Bit Error Probability)을 나타낸다. 또한, 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 부호 및 ML 검출기를 적용하는 경우, 다이버시티 이득을 2배 더 증가시킴으로 가장 우수한 비트 오류 성능을 얻을 수 있다. In contrast, when the linear detector based on the network code and the MMSE algorithm according to the embodiment of the present invention is applied, the bit error rate is lower than that of the case using the golden code, Probability. In addition, when the network code and the ML detector according to the embodiment of the present invention are applied, the best bit error performance can be obtained by doubling the diversity gain.

또한, 송신 안테나 개수가 2개인 경우 수학식 17에서 계산한 바와 같이 반복 복호의 횟수가 증가함에 따라 외인성 LLR이 커지므로 전체 부호어 중에 절반만 2개의 LLR합으로 수렴되므로 전체 부호어의 다이버시티 이득은 네트워크 부호를 적용하기 이전의 경우와 동일하나 상대적인 전력 이득을 가질 수 있다. As the number of iterative decodings increases, the extrinsic LLR increases as calculated by Equation 17, so that only half of the total codewords converge to two LLR sums. Therefore, the diversity gain Is the same as prior to applying the network code, but may have a relative power gain.

도4 및 5는 각각 송신 안테나 개수가 2개 및 3개인 경우에 수신 안테나 수에 따라 다중 입출력 시스템에서 본 발명의 실시형태에 따른 네트워크 부호를 적용한 경우와 적용하지 않은 경우의 성능 차이를 나타낸다. 제2실시예의 실험 환경은 제1실시예의 실험 환경과 유사하며, 이하에서 그 차이점을 위주로 기재한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 다중 입출력 시스템의 성능을 실험하기 위해 부호화율 1/2 (15, 17)의 컨볼루셔널 부호가 오류 정정 부호로서 이용되었다. 4 and 5 show the performance difference between the case where the network code according to the embodiment of the present invention is applied to the MIMO system and the case where the network code according to the embodiment of the present invention is not applied in the MIMO system according to the number of receiving antennas when the number of transmission antennas is two and three respectively. The experimental environment of the second embodiment is similar to the experimental environment of the first embodiment, and the differences are mainly described below. In order to test the performance of the MIMO system according to the second embodiment of the present invention, a convolutional code with a coding rate of 1/2 (15, 17) was used as an error correction code.

도4에서, 다중 입출력 시스템이 2개의 송신 안테나를 가질 때 네트워크 부호를 적용하는 경우와 그렇지 않은 경우에 동일한 다이버시티 이득을 갖지만, 네트워크 부호를 적용하는 경우에 획득되는 전력 이득을 통해 보다 낮은 SNR 영역에서 보다 우수한 비트 오류 성능을 나타낸다. 이러한 네트워크 부호 적용에 따른 성능 향상은 수신 안테나의 개수가 2개 또는 3개일 때에도 나타남을 도4로부터 알 수 있다. 4, when the MIMO system has two transmit antennas, it has the same diversity gain when the network code is applied and the case where the network code is not applied. However, when the network code is applied, The bit error performance is better. It can be seen from FIG. 4 that the improvement in performance according to the application of the network code occurs even when the number of receiving antennas is two or three.

도5에서, 다중 입출력 시스템이 3개의 송신 안테나를 가질 때 네트워크 부호를 적용하는 경우 그렇지 않은 경우에 비해 높은 SNR 영역에서 보다 높은 다이버시티 이득을 갖는다. 수학식 18에서 계산한 바와 같이, 반복 복호가 증가함에 따라 외인성 LLR이 커지므로 전체 부호어 중에 2/3는 두 개의 레이어로부터 추출된 LLR의 합으로 수렴되고 1/3은 3개의 레이어로부터 추출된 LLR의 합으로 수렴하므로 전체 부호어의 다이버시티 이득은 2배 증가되는 효과를 얻을 수 있다. 또한 수신 안테나 개수가 3개 또는 4개 일 때에도 네트워크 부호에 의한 다이버시티 이득 증가를 관찰할 수 있다. In FIG. 5, when a multi-input / output system has three transmit antennas, a network code has a higher diversity gain in a high SNR region than in a case where a network code is applied. Since the extrinsic LLR increases as the iterative decoding increases, 2/3 of the total codewords converge to the sum of the LLRs extracted from the two layers, and 1/3 is extracted from the three layers LLR, the diversity gain of the entire codeword can be doubled. Even when the number of receiving antennas is three or four, an increase in diversity gain due to the network code can be observed.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

100: 송신장치
200: 수신장치
110: 디멀티플레서
120: 채널 인코더
130, 150: 인터리버
140: 네트워크 인코더
160: 매핑 및 변조기
170: 송신 안테나
210: 수신 안테나
220: 검파기
230: 디매핑기
240, 260: 디인터리버
250: 네트워크 디코더
270: 채널 디코더
280: 인터리버
290: 멀티플렉서100: transmitting apparatus
200: Receiver
110: Demultiplexer
120: Channel encoder
130, 150: interleaver
140: Network encoder
160: mapping and modulator
170: transmitting antenna
210: receiving antenna
220: Detector
230: demapper
240, 260: Deinterleaver
250: Network decoder
270: Channel decoder
280: interleaver
290: Multiplexer

Claims (17)

다중 입출력 시스템의 송신장치로서,
복수개의 데이터 레이어를 채널 부호를 이용하여 인코딩하는 채널 인코더;
상기 채널 인코더의 출력을 입력받아 랜덤 인터리빙하는 제1인터리버;
상기 제1인터리버로부터 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 인코딩하는 네트워크 인코더;
상기 네트워크 인코더로부터 네트워크 인코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 랜덤 인터리빙하는 제2인터리버를 포함하고,
상기 네트워크 인코더는:
상기 네트워크 인코더에 입력되는 상기 복수개의 데이터 레이어의 i번째 비트 벡터를 행렬

을 통해서 네트워크 인코딩하며,
여기서, Nt는 상기 송신장치의 안테나의 개수이며,

이고, 여기서, e _k는 k번째 원소는 1이고 나머지 원소는 모두 0인 열 벡터이고,

의 역행렬이 GF(2) (Galois Field of two elements) 상에 존재하도록 설정되는,
송신장치. A transmitting apparatus for a multi-input /
A channel encoder for encoding a plurality of data layers using a channel code;
A first interleaver receiving the output of the channel encoder and random interleaving;
A network encoder for network encoding the plurality of data layers interleaved from the first interleaver;
And a second interleaver for randomly interleaving the plurality of data layers network-encoded from the network encoder,
The network encoder comprising:
Wherein the i-th bit vector of the plurality of data layers input to the network encoder is a matrix

Lt; RTI ID = 0.0 &gt; encodes &
Where Nt is the number of antennas of the transmitting apparatus,

, Where e _k is a column vector with the kth element being 1 and the remaining elements being all 0,

Is set such that the inverse of GF (2) (Galois Field of two elements)
Transmitting apparatus. 삭제delete 제1항에 있어서,
Nt가 2 또는 3일 때,

또는

, 그리고

또는

인 것을 특징으로 하는,
송신장치.The method according to claim 1,
When Nt is 2 or 3,

or

, And

or

&Lt; / RTI &gt;
Transmitting apparatus. 다중 입출력 시스템의 수신장치로서,
수신 안테나를 통해 수신된 신호를 복수개의 데이터 레이어별로 출력하는 검파기;
상기 검파기로부터 출력된 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트 데이터에 대한 LLR(Log-Likelihood Ratio) 값을 계산하여 출력하는 디매핑기;
상기 디매핑기로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해서 디인터리빙하는 제1디인터리버;
상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 디코딩하는 네트워크 디코더; 및
상기 네트워크 디코더로부터 네트워크 디코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙하는 제2디인터리버를 포함하고,
상기 제2디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어를 입력받아 BCJR 알고리즘을 수행하여 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트에 대해서 독립적으로 외인성 LLR 값을 출력하는 채널 디코더를 더 포함하며,
상기 외인성 LLR 값을 이용하여 상기 네트워크 디코더와 상기 채널 디코더 사이의 반복 복호가 수행되는,
수신장치. A receiving apparatus of a MIMO system,
A detector for outputting a signal received through a reception antenna for each of a plurality of data layers;
A demapper for calculating and outputting a LLR (Log-Likelihood Ratio) value of bit data included in the plurality of data layers output from the detector;
A first deinterleaver for deinterleaving each of the plurality of data layers output from the demapper;
A network decoder for network decoding the plurality of data layers output from the first deinterleaver; And
And a second deinterleaver for deinterleaving the plurality of data layers network decoded from the network decoder,
Further comprising a channel decoder for receiving the plurality of data layers output from the second deinterleaver and performing a BCJR algorithm to independently output an extrinsic LLR value for bits included in the plurality of data layers,
And an iterative decoding is performed between the network decoder and the channel decoder using the extrinsic LLR value,
Receiving device. 다중 입출력 시스템의 수신장치로서,
수신 안테나를 통해 수신된 신호를 복수개의 데이터 레이어별로 출력하는 검파기;
상기 검파기로부터 출력된 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트 데이터에 대한 LLR(Log-Likelihood Ratio) 값을 계산하여 출력하는 디매핑기;
상기 디매핑기로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해서 디인터리빙하는 제1디인터리버;
상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 디코딩하는 네트워크 디코더; 및
상기 네트워크 디코더로부터 네트워크 디코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙하는 제2디인터리버를 포함하고,
상기 네트워크 디코더는:
상기 네트워크 디코더에 입력되는 상기 복수개의 데이터 레이어의 i번째 비트 벡터를 행렬

의 역행렬을 통해서 네트워크 디코딩하며,
여기서, Nt는 상기 송신장치의 안테나의 개수이며,

이고, 여기서, e _k는 k번째 원소는 1이고 나머지 원소는 모두 0인 열 벡터이고,

의 역행렬이 GF(2) (Galois Field of two elements) 상에 존재하도록 설정되는 것을 특징으로하는,
수신장치.A receiving apparatus of a MIMO system,
A detector for outputting a signal received through a reception antenna for each of a plurality of data layers;
A demapper for calculating and outputting a LLR (Log-Likelihood Ratio) value of bit data included in the plurality of data layers output from the detector;
A first deinterleaver for deinterleaving each of the plurality of data layers output from the demapper;
A network decoder for network decoding the plurality of data layers output from the first deinterleaver; And
And a second deinterleaver for deinterleaving the plurality of data layers network decoded from the network decoder,
The network decoder comprising:
Wherein the i-th bit vector of the plurality of data layers input to the network decoder is a matrix

Lt; RTI ID = 0.0 &gt; inverse &lt; / RTI &
Where Nt is the number of antennas of the transmitting apparatus,

, Where e _k is a column vector with the kth element being 1 and the remaining elements being all 0,

Is set so as to be on the Galois Field of two elements (GF (2)).
Receiving device. 제5항에 있어서,
Nt가 2 또는 3일 때,

또는

, 그리고

또는

인 것을 특징으로 하는,
수신장치.6. The method of claim 5,
When Nt is 2 or 3,

or

, And

or

&Lt; / RTI &gt;
Receiving device. 제5항에 있어서,
상기 제2디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어를 입력받아 BCJR 알고리즘을 수행하여 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트에 대해서 독립적으로 외인성 LLR 값을 출력하는 채널 디코더를 더 포함하며,
상기 외인성 LLR 값을 이용하여 상기 네트워크 디코더와 상기 채널 디코더 사이의 반복 복호가 수행되는 것을 특징으로 하는,
수신장치.6. The method of claim 5,
Further comprising a channel decoder for receiving the plurality of data layers output from the second deinterleaver and performing a BCJR algorithm to independently output an extrinsic LLR value for bits included in the plurality of data layers,
And an iterative decoding is performed between the network decoder and the channel decoder using the extrinsic LLR value.
Receiving device. 제4항 또는 제7항에 있어서,
상기 외인성 LLR 값은 상기 제2디인터리버의 역기능을 수행하는 인터리버에서 처리되어 상기 네트워크 디코더로 전달되고, 상기 네트워크 디코더는 상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어와 상기 인터리버에서 처리된 상기 외인성 LLR 값을 입력으로 하여 네트워크 디코딩함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 LLR 값을 갱신하는 것을 특징으로 하는,
수신장치.8. The method according to claim 4 or 7,
Wherein the extrinsic LLR value is processed in an interleaver performing an inverse function of the second deinterleaver and transferred to the network decoder, wherein the network decoder comprises: a plurality of data layers output from the first deinterleaver; And an LLR value included in the plurality of data layers is updated by performing network decoding with an input of an extrinsic LLR value.
Receiving device. 제8항에 있어서,
상기 갱신된 LLR 값을 포함하는 상기 복수개의 데이터 레이어가 상기 제2디인터리버를 통해 처리된 후 상기 채널 디코더에 입력되어, 상기 채널 디코더는 재차 채널 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는,
수신장치.9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of data layers including the updated LLR value are processed by the second deinterleaver and then input to the channel decoder, and the channel decoder performs channel decoding again.
Receiving device. 복수개의 데이터 레이어를 채널 부호를 이용하여 인코딩하는 채널 인코더; 상기 채널 인코더의 출력을 입력받아 랜덤 인터리빙하는 제1인터리버; 상기 제1인터리버로부터 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 인코딩하는 네트워크 인코더; 상기 네트워크 인코더로부터 네트워크 인코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 랜덤 인터리빙하는 제2인터리버를 포함하는, 송신장치; 및
수신 안테나를 통해 수신된 신호를 복수개의 데이터 레이어별로 출력하는 검파기; 상기 검파기로부터 출력된 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트 데이터에 대한 LLR(Log-Likelihood Ratio) 값을 계산하여 출력하는 디매핑기; 상기 디매핑기로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해서 디인터리빙하는 제1디인터리버; 상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 디코딩하는 네트워크 디코더; 및 상기 네트워크 디코더로부터 네트워크 디코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙하는 제2디인터리버를 포함하는, 수신장치;를 포함하고,
상기 수신장치는: 상기 제2디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어를 입력받아 BCJR 알고리즘을 수행하여 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트에 대해서 독립적으로 외인성 LLR 값을 출력하는 채널 디코더를 더 포함하며,
상기 외인성 LLR 값을 이용하여 상기 네트워크 디코더와 상기 채널 디코더 사이의 반복 복호가 수행되는 다중 입출력 시스템.A channel encoder for encoding a plurality of data layers using a channel code; A first interleaver receiving the output of the channel encoder and random interleaving; A network encoder for network encoding the plurality of data layers interleaved from the first interleaver; A second interleaver for randomly interleaving the plurality of data layers network encoded from the network encoder; And
A detector for outputting a signal received through a reception antenna for each of a plurality of data layers; A demapper for calculating and outputting a LLR (Log-Likelihood Ratio) value of bit data included in the plurality of data layers output from the detector; A first deinterleaver for deinterleaving each of the plurality of data layers output from the demapper; A network decoder for network decoding the plurality of data layers output from the first deinterleaver; And a second deinterleaver for deinterleaving the plurality of data layers network decoded from the network decoder,
The receiving apparatus further includes a channel decoder for receiving the plurality of data layers output from the second deinterleaver and performing a BCJR algorithm to independently output an extrinsic LLR value for bits included in the plurality of data layers In addition,
And the iterative decoding is performed between the network decoder and the channel decoder using the extrinsic LLR value. 복수개의 데이터 레이어를 채널 부호를 이용하여 인코딩하는 채널 인코더; 상기 채널 인코더의 출력을 입력받아 랜덤 인터리빙하는 제1인터리버; 상기 제1인터리버로부터 인터리빙 처리된 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 인코딩하는 네트워크 인코더; 상기 네트워크 인코더로부터 네트워크 인코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 랜덤 인터리빙하는 제2인터리버를 포함하는, 송신장치; 및
수신 안테나를 통해 수신된 신호를 복수개의 데이터 레이어별로 출력하는 검파기; 상기 검파기로부터 출력된 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트 데이터에 대한 LLR(Log-Likelihood Ratio) 값을 계산하여 출력하는 디매핑기; 상기 디매핑기로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어 각각에 대해서 디인터리빙하는 제1디인터리버; 상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어에 대해서 네트워크 디코딩하는 네트워크 디코더; 및 상기 네트워크 디코더로부터 네트워크 디코딩된 상기 복수개의 데이터 레이어를 디인터리빙하는 제2디인터리버를 포함하는, 수신장치;를 포함하고,
상기 네트워크 인코더는:
상기 네트워크 인코더에 입력되는 상기 복수개의 데이터 레이어의 i번째 비트 벡터를 행렬

을 통해서 네트워크 인코딩하며,
여기서, Nt는 상기 송신장치의 안테나의 개수이며,

이고, 여기서, e _k는 k번째 원소는 1이고 나머지 원소는 모두 0인 열 벡터이고,

의 역행렬이 GF(2) (Galois Field of two elements) 상에 존재하도록 설정되는 것을 특징으로하는,
다중 입출력 시스템. A channel encoder for encoding a plurality of data layers using a channel code; A first interleaver receiving the output of the channel encoder and random interleaving; A network encoder for network encoding the plurality of data layers interleaved from the first interleaver; A second interleaver for randomly interleaving the plurality of data layers network encoded from the network encoder; And
A detector for outputting a signal received through a reception antenna for each of a plurality of data layers; A demapper for calculating and outputting a LLR (Log-Likelihood Ratio) value of bit data included in the plurality of data layers output from the detector; A first deinterleaver for deinterleaving each of the plurality of data layers output from the demapper; A network decoder for network decoding the plurality of data layers output from the first deinterleaver; And a second deinterleaver for deinterleaving the plurality of data layers network decoded from the network decoder,
The network encoder comprising:
Wherein the i-th bit vector of the plurality of data layers input to the network encoder is a matrix

Lt; RTI ID = 0.0 &gt; encodes &
Where Nt is the number of antennas of the transmitting apparatus,

, Where e _k is a column vector with the kth element being 1 and the remaining elements being all 0,

Is set so as to be on the Galois Field of two elements (GF (2)).
Multiple I / O systems. 제11항에 있어서,
Nt가 2 또는 3일 때,

또는

, 그리고

또는

인 것을 특징으로 하는,
다중 입출력 시스템.12. The method of claim 11,
When Nt is 2 or 3,

or

, And

or

&Lt; / RTI &gt;
Multiple I / O systems. 제11항에 있어서,
상기 네트워크 디코더는:
상기 네트워크 디코더에 입력되는 상기 복수개의 데이터 레이어의 i번째 비트 벡터를 행렬

의 역행렬을 통해서 네트워크 디코딩하며,
여기서, Nt는 상기 송신장치의 안테나의 개수이며,

이고, 여기서, e _k는 k번째 원소는 1이고 나머지 원소는 모두 0인 열 벡터이고,

의 역행렬이 GF(2) (Galois Field of two elements) 상에 존재하도록 설정되는 것을 특징으로하는,
다중 입출력 시스템.12. The method of claim 11,
The network decoder comprising:
Wherein the i-th bit vector of the plurality of data layers input to the network decoder is a matrix

Lt; RTI ID = 0.0 &gt; inverse &lt; / RTI &
Where Nt is the number of antennas of the transmitting apparatus,

, Where e _k is a column vector with the kth element being 1 and the remaining elements being all 0,

Is set so as to be on the Galois Field of two elements (GF (2)).
Multiple I / O systems. 제13항에 있어서,
Nt가 2 또는 3일 때,

또는

, 그리고

또는

인 것을 특징으로 하는,
다중 입출력 시스템.14. The method of claim 13,
When Nt is 2 or 3,

or

, And

or

&Lt; / RTI &gt;
Multiple I / O systems. 제11항에 있어서,
상기 수신장치는: 상기 제2디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어를 입력받아 BCJR 알고리즘을 수행하여 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 비트에 대해서 독립적으로 외인성 LLR 값을 출력하는 채널 디코더를 더 포함하며,
상기 외인성 LLR 값을 이용하여 상기 네트워크 디코더와 상기 채널 디코더 사이의 반복 복호가 수행되는 것을 특징으로 하는,
다중 입출력 시스템.12. The method of claim 11,
The receiving apparatus further includes a channel decoder for receiving the plurality of data layers output from the second deinterleaver and performing a BCJR algorithm to independently output an extrinsic LLR value for bits included in the plurality of data layers In addition,
And an iterative decoding is performed between the network decoder and the channel decoder using the extrinsic LLR value.
Multiple I / O systems. 제10항 또는 제15항에 있어서,
상기 외인성 LLR 값은 상기 제2디인터리버의 역기능을 수행하는 제3인터리버에서 처리되어 상기 네트워크 디코더로 전달되고, 상기 네트워크 디코더는 상기 제1디인터리버로부터 출력되는 상기 복수개의 데이터 레이어와 상기 제3인터리버에서 처리된 상기 외인성 LLR 값을 입력으로 하여 네트워크 디코딩함으로써 상기 복수개의 데이터 레이어에 포함된 LLR 값을 갱신하는 것을 특징으로 하는,
다중 입출력 시스템.16. The method according to claim 10 or 15,
Wherein the extrinsic LLR value is processed in a third interleaver performing an inverse function of the second deinterleaver and transferred to the network decoder, wherein the network decoder comprises: a plurality of data layers output from the first deinterleaver, And the LLR value included in the plurality of data layers is updated by performing network decoding on the input LLR value,
Multiple I / O systems. 제16항에 있어서,
상기 갱신된 LLR 값을 포함하는 상기 복수개의 데이터 레이어가 상기 제2디인터리버를 통해 처리된 후 상기 채널 디코더에 입력되어, 상기 채널 디코더는 재차 채널 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는,
다중 입출력 시스템.17. The method of claim 16,
Wherein the plurality of data layers including the updated LLR value are processed by the second deinterleaver and then input to the channel decoder, and the channel decoder performs channel decoding again.
Multiple I / O systems.

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