WO2011062444A2 - Method and apparatus for transmitting and receiving broadcasting signal - Google Patents
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- H03M13/152—Bose-Chaudhuri-Hocquenghem [BCH] codes
Definitions
- the present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving broadcast signals, and more particularly, to a method for transmitting and receiving broadcast signals by performing low-density parity-check (LDPC) coding so that a receiver can decode original information without loss of information. Relates to a device.
- LDPC low-density parity-check
- the digital broadcast signal may transmit a larger amount of video / audio data than the analog broadcast signal, and may include various additional data in addition to the video / audio data.
- the digital broadcasting system can provide HD (High Definition) level video, multi-channel sound, and various additional services.
- HD High Definition
- data transmission efficiency for high-capacity data transmission, robustness of the transmission / reception network, and flexibility of the network considering mobile reception equipment still need to be improved.
- the present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving information using LDPC coding, and does not cause loss of information according to performing LDPC coding, and is capable of maintaining a constant robustness regardless of the size of information to be transmitted. And an apparatus.
- An information generation unit for generating information, a zero padding unit for inserting zero padding information into the generated information, and a BCH for performing Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) encoding on the information into which the zero padding information is inserted
- An LDPC encoding unit for performing low-density parity-check (LDPC) encoding on the BCH-encoded information, and the LDPC-encoded information includes an information region and a parity region, and an information region of the LDPC encoded information. It may include a shortening and puncturing unit to remove a '0' (zero) included in, and to puncture a parity region of the LDPC encoded information.
- the influence of puncturing is distributed and distributed without focusing a specific portion of the LDPC information area, transmission can be performed without loss of information, and the size change of the information to be transmitted by adjusting the size of the punctured LDPC parity is related. It is possible to maintain a certain robustness (robustness) for the broadcast signal transmission without.
- FIG. 1 is a block diagram showing a system for transmitting and receiving information according to the present invention.
- FIG. 2 is an embodiment of an LDPC block according to the present invention.
- FIG. 3 is another embodiment of an LDPC block according to the present invention.
- FIG. 5 is an embodiment of a tanner graph according to an embodiment of the puncturing process of FIG. 4 according to the present invention.
- FIG. 6 is an embodiment of an update process of an LDPC bit node according to the present invention.
- FIG. 7 is a block diagram illustrating a relationship between a puncturing group and an information group according to the present invention.
- FIG. 8 is an embodiment of a Tanner graph associated with the block diagram of FIG. 7 in accordance with the present invention.
- FIG. 9 is another embodiment of a Tanner graph associated with the block diagram of FIG. 7 in accordance with the present invention.
- FIG. 10 is a table showing values for determining a puncturing pattern according to the present invention.
- FIG. 11 is a block diagram illustrating an embodiment of a signaling information transmitter according to the present invention.
- FIG. 12 is a block diagram illustrating signaling information according to the present invention.
- SNR Signal to Noise Ratio
- BER Bit Error Rate
- FIG. 14 is a block diagram illustrating a relationship between variables for obtaining a compensation value according to the present invention.
- 15 is a graph illustrating a change in code rate according to a change in a compensation value according to the present invention.
- 16 is a table illustrating SNR size according to a modulation order of signaling information and data according to the present invention.
- FIG. 17 is a table illustrating a result of comparing an SNR value and an SNR value according to a change in the size of signaling information according to the present invention with an SNR value of the data of FIG. 16.
- FIG. 18 is a flowchart illustrating an embodiment of a broadcast signal transmission method according to the present invention.
- FIG. 19 is a flowchart illustrating an embodiment of a broadcast signal receiving method according to the present invention.
- digital broadcasting technology can be used to transmit video and audio data with a larger capacity than existing analog broadcasting signals, and can also include various additional data.
- the transmitting side processes and transmits the data so that the receiving unit can restore the original data in spite of an error caused by the loss of the signal. It will go through a series of processes to recover. Therefore, the transmitting side should transmit the information necessary to recover the data as completely as possible at the receiving side. Such information may be referred to as signaling information.
- the signaling information includes information for data recovery, that is, coding information, data scheduling information, and the like, and may include not only data currently transmitted but also information necessary for recovering data to be transmitted in the future.
- ECC error correction coding
- Low Density Parity Check (LDPC) coding is a linear error correcting code (linear error correcting code) as one of error correction coding methods for transmitting information with a minimum probability of information loss.
- LDPC coding may include an H-matrix determined according to an LDPC block size for performing LDPC coding.
- the LDPC block may be represented by parameters represented by N and K, where N represents a block length (# bits) and K represents a number of encoded information bits included in one LDPC block.
- N represents a block length (# bits)
- K represents a number of encoded information bits included in one LDPC block.
- an area including encoded information bits may be referred to as an LDPC information part or an information area, and K may be used as a parameter indicating the size of the LDPC information area.
- an area including parity bits added during LDPC encoding may be referred to as an LDPC parity part or a parity area.
- the amount of data that one LDPC block can transmit may be determined according to the size and code rate of the LDPC parity region.
- the signaling information may include a relatively smaller amount of information than the data related to the service. Therefore, when performing LDPC coding on signaling information, LDPC coding is inevitably performed on a smaller amount of information than the amount of data that can be transmitted through a preset LDPC block.
- shortening may be performed on the LDPC information region, and puncturing may be performed on the LDPC parity region.
- puncturing may also affect the information region associated with the parity region. In this case, if the influence of puncturing on the specific area is concentrated, the specific part of the information area including the information for data recovery may be intensively damaged and loss of signaling information may occur.
- a puncturing pattern for performing puncturing in the LDPC parity region and performing puncturing so that the influence of the puncturing on the LDPC information region is distributed.
- a method of determining the code rate that can perform the most efficient LDPC coding is used.
- FIG. 1 is a block diagram showing a system for transmitting and receiving information according to the present invention.
- the OFDM transmission / reception system may be a part included in a bit interleaver and coded modulation (BICM) module.
- BICM bit interleaver and coded modulation
- a system for transmitting and receiving information includes a transmitter 101100 for transmitting information, a channel 101200 for transmitting information, and a receiver 101300 for receiving information.
- the information transmitting unit 101100 includes an information generating unit 101110, a zero padding insertion unit 101120, a Bose-Chaudhuri-Hocquenghem encoding unit 101130, and an LDPC encoding unit. unit 101140 and a shortening and puncturing unit 101150.
- the information generator 101110 generates information to be transmitted.
- the generated information may be signaling information.
- the number of bits of signaling information is variable.
- the signaling information may include information necessary for recovering data related to a service currently being transmitted, and may include information necessary for recovering data to be subsequently transmitted.
- the information generated by the information generator 101110 is input to the zero padding inserter 101120.
- the zero padding inserter 101120 inserts a zero padding value to enable BCH encoding on the information.
- the position of the zero padding to be inserted is determined according to a shortening pattern to be performed in the shortening step.
- the BCH encoder 101130 performs BCH encoding on information in which a zero padding value is inserted.
- the BCH encoder 101130 adds BCH parity check bits to the information and transmits the BCH parity check bits to the LDPC encoder 101140.
- the LDPC encoder 101140 may generate an LDPC block by adding LDPC parities to the received BCH encoding information, and perform LDPC encoding on the basis of the generated LDPC block.
- the encoded LDPC block may include an LDPC information part including information and an LDPC parity part including parity used for LDPC encoding.
- the size of the LDPC parity region may be determined according to the size of the information region, and a constant value may be used in the equation for determining the relationship between the size of the LDPC parity region and the size of the information region.
- the constant value used at this time may be referred to as a compensation value.
- the compensation value can be used to change the code rate according to the size of the information to be transmitted. Detailed description thereof will be described later.
- the encoded LDPC block is input to the shortening and puncturing unit 101150.
- the shortening and puncturing unit 101150 may remove the value '0' inserted into the information area of the LDPC block according to the shortening pattern, and this process may be referred to as shortening. In addition, the shortening and puncturing unit 101150 may perform puncturing on the parity region of the LDPC block according to the puncturing pattern. have.
- the information which has undergone the shortening and puncturing steps may be input to the OFDM modulator and modulated into an OFDM signal to be output.
- the output signal may be transmitted to the receiver through the channel 101200.
- the receiver 101300 includes an OFDM demodulation 101310, an unshortening and de-puncturing unit 101320, an LDPC decoding unit 101330, and a BCH decoding unit ( A BCH decoding unit 101340 and an L1 signaling extraction unit 101350 may be included.
- the OFDM demodulator 101310 may perform OFDM demodulation on the signal received through the channel 101200.
- the unshortening and depuncturing unit 101320 performs unshortening by inserting a maximum value according to a log-likelihood ratio (LLR) operation into an information region according to a shortening pattern defined by the transmitting side with respect to OFDM demodulated information.
- LLR log-likelihood ratio
- de-punching may be performed by assigning a value ('0'; zero) corresponding to an unknown to a parity region where puncturing is performed.
- the LDPC decoding unit 101330 may perform LDPC decoding on unshortened and depunctured information.
- the BCH decoding unit 101340 may perform BCH decoding on the LDPC decoded information, and the information extraction unit 101350 may extract information to be received in the remaining portions except for the zero-padded position with respect to the BCH decoded information. Can be.
- FIG. 2 is an embodiment of an LDPC block according to the present invention.
- the LDPC block is formed in the form of an H-matrix, and includes an LDPC information region (or information region) 102100 and an LDPC parity region (or parity region) 102200 including an LDPC parity. can do.
- the LDPC information area 102100 may include a plurality of information groups
- the LDPC parity area 102200 may include a plurality of parity groups (or puncturing groups).
- N shown in FIG. 2 is a parameter indicating an LDPC block size
- K is a parameter indicating the size of an information region of an LDPC block or the number of encoded information bits included in one LDPC block
- M is a parameter indicating the size of one information group included in the LDPC information area 102100. In the present invention, M may be 360.
- Q is a parameter indicating the size of one parity group (or puncturing group) included in the LDPC parity region 102200.
- a column of an LDPC H-matrix is called a variable node and a row is called a check node.
- the information groups included in the LDPC information region 102100 or the parity groups included in the LDPC parity region 102300 may include a matrix including a check node and a versatile node, and may include one information group or one parity group.
- the check node and the versatile node included in may be matched with each other. As such, when the check node and the versatile node match each other, '1' may be displayed as shown in FIG. 2.
- '1' may be distributed intermittently in the matrix of the LDPC information area according to the matching state of the check node and the versatile node in each information group or parity group.
- the position of '1' in the information area 102100 is determined as follows.
- the position of '1' included in the first column included in each information group is determined first. Thereafter, the position of '1' included in another column included in the information group may be determined using the position of '1' in a periodic manner. According to an embodiment of the present invention, the position of '1' in the first column of the information group and the position of '1' in the second column are determined to be different by the size of Q.
- the right side of the information area A parity region 102200 in a dual diaginal matrix form is located.
- Puncture may be performed on the versatile nodes included in the parity region 102200.
- the parity region 102200 may be divided by the size of Q and the columns included in the region divided by the Q size may be bundled to form a parity group (or puncturing group).
- puncturing may be performed for each column included in the parity region.
- the receiver 101300 may perform LDPC decoding by using a matching portion of '1', that is, a matching relationship between a check node and a versatile node.
- the LDPC information region 102100 may be affected by the puncturing when the LDPC parity region 102200 is punctured.
- variable node 102300 included in the LDPC parity region 102200 becomes punctured As shown in FIG. 2, a case in which the variable node 102300 included in the LDPC parity region 102200 becomes punctured is described. Since two '1's are displayed in the displayed variable node 102300, it can be seen that there are two check nodes matched with the punctured variable node 102300.
- the information groups include check nodes matched with the punctured variable node 102300. Also, when the dotted line connected to the indication '1' of the parity region is examined, it can be seen that there are two information groups 102310 and 102320 including the check node matched with the punctured versatile node 102300. In the two information groups 102310 and 102320, when the barrier node matched with the check node affected by the punctured barrier node 102300 is included in the two information groups 10210 and 102420 ) May be present.
- the versatile node 102300 when the versatile node 102300 is punctured, the same result as that of the portions 102410 and 102420 marked with two '1's is removed to become' 0 '(zero). That is, the puncturing disappears the matching relationship between the check node and the versatile node of the information area, and as a result, the information to be used for LDPC decoding is reduced, thereby reducing the LDPC decoding performance of the receiver 101300.
- the LDPC block may include a K size information region 103100 and a parity region 103200 having N-K sizes.
- N is a parameter representing the total size of the LDPC block.
- the information area 103100 may include a BCH information block and a BCH Forward Error Correction (BCH FEC) block.
- BCH FEC BCH Forward Error Correction
- the parity region 103200 may be divided for each Q size, and puncturing may be performed by grouping columns included in the parity region divided into Q units into one parity group or a puncturing group.
- a first parity group (or a first puncturing group) is formed by collecting the first columns included in the parity regions divided by Q units, and the second columns included in the parity regions divided by Q units, respectively.
- gathering may form a second parity group (second puncturing group).
- puncturing is performed only on the parity region 103200, and the punctured bits may not be transmitted to the receiver 101300.
- the LDPC block may include an information region 104100 and a parity region 104200.
- the variable node is represented by vn and the check node is represented by cn according to an embodiment.
- variable nodes v21, v26, and v31 indicated in FIG. 4 are punctured barrierable nodes, and the check nodes c1, c5, c6, c10, and c11 indicated are punctured by check nodes matching the punctured barrier nodes. Affected by
- FIG. 4 illustrates that when the Q value is 5, the parity region 104200 is divided into intervals of Q, that is, a unit including five columns, and a parity group including columns of parity regions divided by five intervals is formed. An embodiment of performing the processing is shown.
- the information group having the size of M included in the information area 104100 of the LDPC block may include check nodes c1, c6, and c11 affected by puncturing.
- the check node c1 matches the versatile node v1 among the versatile nodes v1, v2, and v3 included in the information group having the size of M
- the check node c6 matches the versatile node v2
- the check node c11 is the versatile node. You can see that it matches v3.
- FIG. 5 is an embodiment of a tanner graph according to an embodiment of the puncturing process of FIG. 4 according to the present invention.
- the Tanner graph is a graph showing the relationship between the versatile node and the check node based on the position of '1' included in the H-matrix of the LDPC.
- FIG. 5 illustrates a Tanner graph for the variable node v2 of FIG. 4.
- a rectangle is a check node.
- a circle represents a variable node. Also, the circle indicated indicates a variable node on which puncturing is performed.
- the value of the check node c6 matched with the variable node v2 must be updated.
- the variable nodes matching the check node and c6, that is, the values of the variable nodes v26 and v27 included in the parity region 104200 should be updated.
- the value of the variable node v26 will be removed by puncturing. Therefore, in order to know the punctured variable node v26 value, the value of the other check node c5 matching the variable node v26 needs to be updated. Also, in order for the check node c5 to be updated, the value of the variable node v25 matched with the check node c5 must be updated. As a result, the punctured variable node v26 may have no information until it is updated by the variable node v25 connected to the bottom. Therefore, when the versatile node v26 is punctured, the value of the versatile node v26 is unknown, so the check node c6 is affected by the puncturing.
- the value of the updated check node c6 may be used to update the versatile node v2 again.
- the check nodes c5 and c6 may be affected, and when the versatile node v31 is punctured, the check nodes c10 and c11 are affected. It can be seen.
- FIG. 6 is an embodiment of an update process of an LDPC bit node according to the present invention.
- m denotes an information value to be updated
- m1 to m5 denote information values to be used for the update, respectively.
- FIG. 6A illustrates an embodiment of updating a bit node when puncturing is not performed.
- the information values including m1 to m5 are not affected by the puncturing and thus may be used for updating. Therefore, since various information values are used to perform the update, the accuracy of the update can be improved and the update rate can also be increased.
- FIG. 6B illustrates an embodiment of updating a bit node after performing puncturing.
- the information values m1, m3, and m5 are removed by puncturing, and only the information values m2 and m4 may be used for updating. Therefore, since the amount of information used for updating is small as compared with FIG. 6 (a), the update rate may be reduced and performance may be degraded.
- puncturing is performed so that the influence of the information region due to the puncturing is not concentrated in a specific portion and distributedly arranged.
- FIG. 7 is a block diagram illustrating a relationship between a puncturing group and an information group according to the present invention.
- FIG. 7 is a block diagram illustrating the relationship between the puncturing group and the information group in the LDPC block corresponding to the size of the puncturing group, that is, the Q value is 36 and the block size of 16,200 and the 1/4 code rate.
- the information group may be represented as an information group (IG), and in one embodiment, the LDPC information area 102100 includes nine information groups from IG_0 to IG_8.
- the puncturing group may be expressed as G (Group), and when the Q value is 36, that is, when the columns spaced by the interval of 36 are grouped into one puncturing group, each of 36 punctures from G0 to G35
- G Group
- the left rows represent respective groups of information, and the top columns represent respective puncturing groups.
- the rectangles displayed in the inner region indicate that each group of information is affected by the puncturing when puncturing is performed for a specific puncturing group.
- puncturing group G0 column 107100 is related to information groups IG_0, IG_3, and IG_5. It may include three rectangles (107110, 107120, 107130) representing. Since the rectangle 107120 representing the relationship with the information group IG_3 is more affected by the puncturing than the other information groups IG_0 and IG_5, the rectangle 107120 shows the relationship with the information groups IG_0 and IG_5 as shown in FIG. The rectangles 107110 and 107130 may be displayed differently.
- the puncturing group G11 column 107200 may include four rectangles 107210, 107220, 107230, and 107240 indicating a relationship with the information groups IG_0, IG_1, IG_3, and IG_8.
- the display of the four rectangles 107210, 107220, 107230, and 107240 is the same because the information groups IG_0, IG_1, IG_3, and IG_8 are affected by the puncturing.
- FIG. 8 is an embodiment of a Tanner graph associated with the block diagram of FIG. 7 in accordance with the present invention.
- the information group and the puncturing group may include a versatile node corresponding to a column and a check node corresponding to a row.
- the Tanner graph of FIG. 8 illustrates the variable node and the check node included in each information group and the puncturing group in a figure, and more specifically illustrates the block diagram of FIG. 7 by expressing the relationship between the variable node and the check node as a line. will be.
- a circle shown in FIG. 8 means a variable node, and a rectangle means a check node.
- Marked rectangles 108110.108310,108320 denote check nodes affected by puncturing, and marked circles 108120,108315,108325 denote punctured variable nodes.
- FIG. 8 shows a check node affected by puncturing and any verifiable nodes affected by puncturing and punctured if any puncturing group G0 is punctured 108100, 108200 Tanner graphs are shown for each information group IG_0, IG_1, and IG_3.
- FIG. 8 is a Tanner graph of the information group IG_0, and any variable node 108100 included in the information group IG_0 may be connected with the check node 108110 updated by the punctured variable node 108120. have.
- FIG. 8 (c) is a Tanner graph of information group IG_3, in which any variable node 108300 included in information group IG_3 is updated by two check nodes punctured by punctured variable nodes 108315 and 108325. And the respective ones 108310 and 108320, respectively.
- any variable node 108200 included in the information group IG_1 is not connected to the check node affected by the puncturing, so the update rate may be the fastest.
- any of the variable nodes 108300 included in the information group IG_3 are affected by two check nodes 108310 and 108320 which are updated by puncturing, so the update speed may be slow.
- FIG. 9 is another embodiment of a Tanner graph associated with the block diagram of FIG. 7 in accordance with the present invention.
- the circle illustrated in FIG. 9 means a variable node, and the rectangle means a check node.
- Marked rectangles 109110, 109210, 109310, 109320, 109330 and 109340 represent check nodes affected by puncturing, and marked circles 109120, 109220, 109315, 108325, 109335 and 109345 are punctured barriers Means nodes.
- FIG. 9 shows check nodes affected by puncturing, check nodes affected by puncturing, and any connected variable nodes affected by puncturing, when puncturing groups G0 and G5 are punctured. Tanner graphs showing the relationship with (109100, 109200, 109300) are shown for each information group IG_0, IG_1, and IG_3.
- FIG. 9 is a Tanner graph of the information group IG_0, and any variable node 109100 included in the information group IG_0 may be connected to the check node 109110 updated by the punctured variable node 109120. have.
- FIG. 9 (b) is a Tanner graph of the information group IG_1, and any variable node 109200 included in the information group IG_1 may be connected to the check node 109210 updated by the punctured variable node 109220. have.
- FIG. 9 (c) is a Tanner graph of the information group IG_3, in which any variable node 109300 included in the information group IG_3 is updated by the punctured punctureable variable nodes 109315, 109325, 109335, and 109345.
- Four check nodes 109310, 109320, 109330, and 109340 may be connected, respectively.
- any variable nodes 109100 and 109200 included in the information group IG_0 and the information group IG_1 are connected to one check node affected by puncturing.
- any of the variable nodes 109300 included in the information group IG_3 are affected by four check nodes 109310, 109320, 109330, and 109340 updated by puncturing, so that the update speed may be slow.
- the order in which puncturing is performed so that matching between a specific versatile node and a check node updated by puncturing among the versatile nodes included in the information area 102100 is not centralized, that is, a puncturing pattern We will present a way to determine this.
- FIG. 10 is a table showing values for determining a puncturing pattern according to the present invention.
- the upper end of the table represents an information group and the left side represents a puncturing group.
- the number, average, and variance of the check nodes updated by puncturing to obtain a puncturing pattern such that matching between the versatile node included in the information area 102100 and the check node updated by the puncturing is distributed. May be calculated for each puncturing group and information group, and the puncturing group having the smallest variance value for all information groups may be selected.
- the puncturing group having the least influence on the information groups is selected as the group to perform the first puncturing, and the rest of the puncturing group except the group to perform the first puncturing to determine the second puncturing group.
- the puncturing group having the smallest dispersion value may be determined as the second puncturing group by calculating the variance of the processing groups, and the process may be repeated to determine the puncturing pattern.
- the information groups IG_0 to IG_3 may include up to 24 check nodes updated by puncturing, but the information groups IG4 to IG8 include up to six check nodes updated by puncturing. can do. Therefore, when the puncturing group is punctured, the influence of each puncturing group on the information groups IG_0 to IG_3 may be at least 1/24, and the influence on the information groups IG_4 to IG_8 may be 1/6.
- the puncturing groups having the least influence on the information groups by puncturing are G13 and G26. This is because when the puncturing group G13 is punctured, it only affects the information groups IG_1 and IG_2 by 1/24, and when the puncturing group G26 is punctured, it affects the information groups IG_0 and IG_1 by 1/24, respectively. . Therefore, the puncturing group G13 may be determined as the group to perform the first puncturing.
- the puncturing group G13 When the puncturing group G13 is first punctured, the information groups IG_1 and IG_2 are each affected by 1/24 by the check nodes updated by the puncturing. Subsequently, when the puncturing groups other than the puncturing group G13 are punctured, it may be analyzed to affect how each information group is affected, and among them, the puncturing group having the smallest dispersion value of the influence on the information group may be selected.
- the puncturing group G0 when the puncturing group G0 is punctured, the puncturing group G0 is affected by 1/24 in the information group IG_1 and IG_3, 1/24 in the information group IG_2 and 1/6 in the information group IG_5. Can be. If the puncturing group G5 is punctured, it may affect the information groups IG_0, IG_1 and IG_2 by 1/24 and the information group IG_3 by 1/12.
- the variance values of the puncturing groups G5 and G6 are 8.145 * 10 ⁇ -4, it can be seen that the variance value is smaller than that of other puncturing groups. Therefore, one of the puncturing groups G5 and G6 may be selected as the puncturing group to perform the second puncturing. By repeating this process, the puncturing pattern can be determined by selecting the puncturing group to be punctured last.
- FIG. 11 is a block diagram illustrating an embodiment of a signaling information transmitter according to the present invention.
- the present invention may be included in a signaling information transmission part of a bit interleaver and coded modulation (BICM) module of an OFDM transmission system.
- BICM bit interleaver and coded modulation
- the signaling information transmitter includes a signaling generator 111100, a first FEC encoding unit 111110, a first mapping unit 111120, and a second FEC encoding.
- One embodiment includes a second FEC encoding unit 111210, a bit interleaver 111220, a demux unit 111230, and a second mapping unit 111240. Yes.
- the signaling generator 111100 may generate signaling information.
- the signaling information may include pre-signaling information (L1-pre signaling) and post-signaling information (L1-post signaling) according to the information content.
- the pre-signaling information may include information necessary for decoding the post-signaling information
- the post-signaling information may include information necessary for decoding the data to be transmitted by the transmitter.
- the pre-signaling information may be included in the foremost part of the transmission frame and transmitted, and the post-signaling information and data may be included after the pre-signaling information and transmitted.
- the first FEC encoder 111110 may perform FEC coding on the pre-signaling information, and the first mapping unit 111120 may symbol-map the FEC coded pre-signaling information to constellations.
- a bit interleaver may not be used for fast decoding of pre-signaling information, and a binary phase shift keying (BPSK) modulation scheme and code rate 1 having good recovery performance in order to secure high robustness are obtained. Transmission using / 4 may be an example.
- the second FEC encoder 111210 may perform FEC coding on post-signaling information, and the bit interleaver 111220 may perform interleaving on a bit basis on the FEC-coded post-signaling information.
- the demux unit 111230 demuxes the interleaved post-signaling information in units of cells, and the second mapping unit 111240 symbol-maps the demuxed post-signaling information in units of cells to constellations. You can.
- the post-signaling information amount is variable and has a large amount of information compared to the pre-signaling information. Since the pre-signaling information includes information related to the post-signaling information, the pre-signaling information can be decoded first and then the decoding of the post-signaling information can be performed.
- one of BPSK, QPSK, 16QAM, and 64QAM may be selected according to a case to transmit post-signaling information, and 1/2 may be used as a code rate.
- post-signaling information includes information for decoding data related to a service, it should be transmitted so as to be more robust than data.
- post-signaling information may be transmitted using BPSK or QPSK having better performance than 16 QAM in the same channel.
- FIG. 12 is a block diagram illustrating signaling information according to the present invention.
- the signaling information may include pre-signaling information and post-signaling information.
- the post-signaling information may include a configurable block, a dynamic block, an extension block, and a CRC block. ) And a padding block.
- the size of the pre-signaling information is fixed and according to the embodiment of the present invention is 200 bits.
- the size of the post-signaling information may vary depending on the number of data blocks and the like, and may be a size between 398 and 18408 bits.
- the configurable block may include information that may be equally applied over one transmission frame, and the dynamic block may include characteristic information corresponding to the transmission frame currently being transmitted.
- the extension block may be used when the post-signaling information is extended, and the CRC block may include information used for error correction of the post-signaling information and may have a 32-bit size.
- the padding block may be used to equally size the information included in each LDPC block, and the size thereof is variable. By adding a variable padding block, post-signaling information values divided into several LDPC blocks can maintain constant performance.
- Post-signaling information may be included in one LDPC block and transmitted, or may be divided into several LDPC blocks and transmitted. Therefore, in case of transmitting the post-signaling information to several LDPC blocks, the transmitter 101100 must determine how many LDPC blocks to divide and transmit to each LDPC block. If the size of the post-signaling information to be transmitted (K_post_ex-pad) is known and the size (K_bch) of the information area 102100 included in the LDPC block transmitted through one LDPC block is known, the post-signaling information is included and transmitted. The number N_post_FEC_Block of the LDPC blocks may be determined through Equation 1 below.
- the size K_L1_PADDING of the padding block added so that post-signaling information may be divided into a plurality of LDPC blocks by the same size may be determined through Equation 2 below.
- the total size of post-signaling information to be transmitted (K_post) is a value obtained by adding the size of the padding block to the size of the original post-signaling information, which can be expressed as Equation 3 below.
- the size (K_sig) of the post-signaling information transmitted in one LDPC block is divided by the number of blocks (N_post_FEC_Block) required to transmit the size (K_post) of the entire post-signaling information. It can be expressed as 4.
- the above equations may be used to determine the size (Ksig) of post-signaling information to be transmitted in one LDPC block.
- the above-mentioned shortening and puncturing may be performed to efficiently transmit post-signaling information having a determined size to be transmitted.
- the number of punctured bits (N_punc_temp) is determined by multiplying the number of bits to be shortened by a constant value of "6/5", which can be expressed by Equation 5 below.
- the reason why the number of bits to be shortened is multiplied by a constant of “6/5” is because the LDPC code rate may change according to the size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block.
- the code rate may be determined by a ratio between the size of the entire LDPC block and the size of information (the size of the post-signaling information (K_sig)).
- the code rate may change, that is, the code rate may change according to the size of the post-signaling information, resulting in a difference in performance of the post-signaling information transmission.
- the post-signaling information includes information necessary for the recovery of the data, when it is transmitted, more robustness is required than data transmitted together, but even in this case, robustness must be maintained to a certain degree.
- the size of post-signaling information to be transmitted (N_post_temp) after shortening and puncturing is performed is the size of post-signaling information (K_sig), BCH parity size (K_bch_parity), and LDPC parity size (N_ldpc).
- K_sig the size of post-signaling information
- K_bch_parity BCH parity size
- N_ldpc LDPC parity size
- a value obtained by subtracting the number of bits to be punctured (N_punc_temp) from the value of * (1-R_eff_16K_LDPC_1_2)) may be expressed as Equation 6 below.
- N_P2 is the number of symbols according to a given fast fourier transform (FFT) size.
- FFT fast fourier transform
- Post-signaling information to be transmitted after the shortening and puncturing is performed after passing through the bit interleaver 111220.
- the modulation order is BPSK or QPSK
- the bit interleaver may not be used.
- SNR Signal to Noise Ratio
- BER Bit Error Rate
- the graph shown in FIG. 13 maintains a code rate of 1/4 at 16K, and when transmitted in BPSK modulation, SNR (Signal) according to a change in the size (K_sig) of post-signaling information transmitted in one LDPC block to Noise Ratio) versus BER (Bit Error Rate).
- the number of bits to be punctured may be reduced to reduce the code rate.
- the number of bits to be punctured is the number of bits to be shortened, that is, the size of the information area of the predetermined LDPC block minus the size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block.
- the number of bits to be punctured can be adjusted by adjusting a constant value irrespective of a change in the size K_sig of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block. This constant value is called a compensation value.
- FIG. 14 is a block diagram showing a relationship between variables for obtaining a compensation value according to the present invention.
- the block diagram shown in FIG. 14 illustrates the relationship between the size (K_sig), the BCH parity size (K_bch_parity), and the size of the LDPC block (N_LDPC) of post-signaling information transmitted in one LDPC block.
- Equation 7 illustrates a process of obtaining a compensation value when using code rate 1/4 (effective code rate 1/5).
- the number of bits to be punctured (N_punc_temp) may be a value obtained by multiplying the number of bits to be shortened by a compensation value (X).
- the final code rate (R_eff_post) is the sum of the size of the post-signaling information (K_sig) and the BCH parity size (K_bch_parity) transmitted in one LDPC block. It can be divided by the size (N_post).
- the size of post-signaling information (N_post) to be transmitted is obtained by subtracting the number of shortening bits (K_bch-K_sig) and the number of puncturing bits (X * (K_bch-K_sig)) from the size of the LDPC block (N_LDPC).
- N_LDPC size of post-signaling information
- R_eff_post may be 1/5, which is always 1/5, which is an effective code rate value regardless of a change in the value of K_sig.
- the compensation value (X) should have a value less than 4 when reducing and transmitting the performance difference caused by the change of the size (K_sig) of the post-signaling information transmitted in one LDPC block having a code rate of 1/4. Can be.
- Equation 8 shows a process of obtaining a size (N_post) of post-signaling information to be finally transmitted when signaling information having a variable code rate having an effective code rate is 1/5.
- Equation 9 The size N_post of the post-signaling information to be finally transmitted may be expressed as in Equation 9 below.
- Equation (9) Is a modulation order and N_P2 is the number of symbols according to a given fast fourier transform (FFT) size.
- FFT fast fourier transform
- the receiver 101300 of the present invention may include a BICM decoder (Bit Interleaved Coded Modulation decoder).
- the BICM decoder is for decoding the pre-signaling information and the post-signaling information.
- the BICM decoder can decode the pre-signaling information before the post-signaling information.
- the receiver 101300 may extract information for decoding the post-signaling information from the decoded pre-signaling information.
- Information for decoding the post-signaling information includes an L1_POST_INFO_SIZE field indicating the size of the information area except for the CRC block and the padding block in the post-signaling information, an L1_MOD field indicating the signaling format of the post-signaling information, and a code rate of the post-signaling information. It may include an L1_COD field.
- the receiver 101300 uses Equation 2 in the number of paddings added by the transmitter 101100 and one LDPC.
- the size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through the block can be calculated.
- the size (K_sig) of the post-signaling information to be transmitted through one LDPC block is known, the number of bits (N_punc_temp) to be punctured may be calculated using Equation (8).
- the compensation value X used at this time is a value preset by the transmitter 101100.
- the unshortening and depuncturing unit 101320 knows the number of bits to be shortened (K_bch-K_sig) and the number of bits to be punctured (N_LDPC * (1-R_eff_16K_LDPC_1_4) + (K_sig + K_bch_parity) -N_post) using equations. Can be. In addition, the unshortening and depuncturing unit 101320 may perform depuncturing using the puncturing pattern proposed by the present invention.
- 15 is a graph illustrating a change in code rate according to a change in a compensation value according to the present invention.
- the graph shown in FIG. 15 shows a code rate (R_eff_post) according to the size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block when the compensation value (X) is changed by 0.1 to a value between 3.5 and 4 or less. ) Is indicated.
- the X axis of the graph represents the size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block, and the Y axis represents a code rate (R_eff_post).
- the effective code rate (R_eff_post) is constant at 1/5 (0.2), but when the compensation value (X) is less than 4, post-signaling information to be transmitted through one LDPC block As the size K_sig is smaller, the value of the effective code rate may be smaller.
- R_eff_post drops to less than 0.15. Smaller code rate values increase overhead, resulting in lower transmission efficiency but higher transmission performance. Therefore, in case of signaling information having a small amount of information, a compensation value may be changed to compensate for a decrease in transmission performance due to shortening and puncturing.
- 16 is a table illustrating SNR size according to a modulation order of signaling information and data according to the present invention.
- the code rate is 1/4 (effective code rate 1/5), the code length is 16200, and the frame error ratio (FER) is 10 ⁇ -04.
- FIG. 16A illustrates a compensation value X of 3.5 or more when the size K_sig of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block has a value between 312 and 3072 bits.
- it is a table showing the size of the SNR gap (Signal to Noise Ratio Gap) for each modulation order according to the compensation value.
- an X value having the smallest SNR value for each modulation order used when transmitting the signaling information can be selected and used as a compensation value. have.
- the modulation order when the modulation order is BPSK and QPSK, it may have the smallest SNR gap value when the compensation value X is between 3.5 and 3.7, and when the modulation order is 16 QAM. It can be seen that (X) has the smallest SNR gap value when the value is between 3.6 and 3.8, and the modulation order has the smallest SNR gap size when the compensation value (X) is between 3.8 and 4.0 when the modulation order is 64QAM. It can also be seen that the compensation value (X) that satisfies to have a small SNR gap size in all modulation orders can be 3.8.
- FIG. 16B is a table showing the size of the SNR for each modulation order when transmitting data related to a service.
- the BSPK may be used for signaling transmission as an embodiment.
- FIG. 17 is a table illustrating a result of comparing an SNR value according to a change in the size of signaling information and an SNR value according to a change in the size of signaling information with an SNR value of the data of FIG. 16.
- the code rate is 1/4 (effective code rate 1/5), the code length is 16200, and the frame error ratio (FER) is 10 ⁇ -04.
- FIG. 17 (a) shows the SNR of the case where the performance is the worst at each compensation value when a given compensation value is changed to a value between 3.5 and 4 according to a change in the size of signaling information K_sig according to the present invention.
- One embodiment shows the values.
- FIG. 17B is a diagram illustrating a difference between an SNR value of signaling information shown in FIG. 17A and an SNR value of data shown in FIG. 16B according to the present invention. As described above, transmission of signaling information requires greater robustness than transmission of data.
- signaling information when data is transmitted in QPSK, signaling information may be transmitted in BPSK having a modulation order lower than that of QPSK. In the case of data transmitted in 16QAM, signaling information may be transmitted in QPSK. In this case, the greater the difference between the SNR value of the data and the SNR value of the signaling information, the greater the robustness required for transmitting the signaling information.
- FIG. 16 (a) and (b) of FIG. 16 show that the SNR gap according to the size of the signaling information is the smallest and the difference between the SNR of the data and the SNR of the signaling information is the largest regardless of the modulation order. It can be seen that it can be an optimal compensation value.
- FIG. 18 is a flowchart illustrating an embodiment of a broadcast signal transmission method according to the present invention.
- the information generator 101110 generates information to be transmitted (S118100).
- information to be transmitted may be generated in an OFDM broadcasting system, and the information may include signaling information including data related to a service or information necessary for decoding data as described above.
- the zero padding unit 101120 inserts zero padding information to enable BCH encoding on the generated information (S118200).
- the position of the zero padding to be inserted may be determined according to a shortening pattern to be performed in the shortening step.
- the BCH encoding unit 101130 performs BCH encoding on information in which zero padding information is inserted (S118300).
- the BCH encoder 101130 may add BCH parity check bits to the LDPC encoder 101140 by adding BCH parity check bits to information in which zero padding information is inserted.
- the LDPC encoder 101140 may generate an LDPC block by adding LDPC parities to the received BCH encoding information, and perform LDPC encoding on the basis of the generated LDPC block (S118400).
- the LDPC block may include an information region 102100 including information and a parity region 102200 including LDPC parities.
- the shortening and puncturing unit 101150 may perform shortening and puncturing on the encoded LDPC block.
- the shortening is performed on the information area 102100 of the LDPC block, and in this case, the shortening is performed according to a specific shortening pattern (S118500).
- puncturing is performed according to the puncturing pattern for the parity region 102200 of the LDPC block (S118600).
- the puncturing pattern may be a puncturing pattern proposed by the present invention.
- FIG. 19 is a flowchart illustrating an embodiment of a broadcast signal receiving method according to the present invention.
- the OFDM demodulator 101310 OFDM demodulates the received information (S119100).
- the information to be OFDM demodulated may include signaling information including data related to a service or information necessary for decoding data as described above.
- the unshortening and depuncturing unit 101320 performs unshortening by inserting a maximum value of a log-likelihood ratio (LLR) operation into the information area according to a shortening pattern defined by the transmitter 101100 with respect to the OFDM demodulated information. It may be (S119200).
- de-punching may be performed by inserting a value ('0'; zero) corresponding to an unknown in the parity region where puncturing is performed (S119300). .
- the LDPC decoding unit 101330 may perform LDPC decoding on the unshortened and depunctured information (S119400).
- the BCH decoding unit 101340 may perform BCH decoding on the LDPC decoded information (S119500), and the information extraction unit 101350 may receive information to be received in the remaining portions except for the zero-padded position with respect to the BCH decoded information. It may be extracted (S119600).
- the present invention may be applied in whole or in part to a digital broadcasting system.
Landscapes
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Abstract
The present invention relates to a method and an apparatus for transmitting and receiving a broadcasting signal, and more particularly to a method and an apparatus for transmitting and receiving a broadcasting signal by performing Low-Density Parity-Check (LDPC) coding to enable a receiving part to obtain original information without loss of information. The method for transmitting the broadcasting signal according to the present invention comprises the steps of: generating information; inserting zero padding information into the generated information; performing Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) encoding for the information into which the zero padding information has been inserted; performing LDPC encoding for the BCH-encoded information, the LDPC-encoded information including an information area and a parity area; removing a zero value included in the information area of the LDPC-encoded information; and puncturing the parity area of the LDPC-encoded information.
Description
본 발명은 방송 신호 송수신 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 수신부에서 정보의 손실 없이 원래의 정보를 디코딩할 수 있도록 LDPC(Low-density parity-check)코딩을 수행하여 방송 신호를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving broadcast signals, and more particularly, to a method for transmitting and receiving broadcast signals by performing low-density parity-check (LDPC) coding so that a receiver can decode original information without loss of information. Relates to a device.
아날로그 방송 신호의 송출의 중단 시점이 다가오면서, 디지털 방송 신호를 송수신하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다. 디지털 방송 신호는 아날로그 방송 신호에 비해 대용량의 비디오/오디오 데이터를 전송할 수 있으며, 비디오/오디오 데이터 외에도 다양한 부가 데이터를 포함할 수 있다.As the point of stopping the transmission of the analog broadcast signal is approaching, various technologies for transmitting and receiving digital broadcast signals have been developed. The digital broadcast signal may transmit a larger amount of video / audio data than the analog broadcast signal, and may include various additional data in addition to the video / audio data.
디지털 방송 시스템은 HD(High Definition)급의 영상과 다채널의 음향 및 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있다. 다만, 고용량의 데이터 전송을 위한 데이터 전송 효율, 송수신 네트워크의 강인성(robustness) 및 모바일 수신 장비를 고려한 네트워크의 유연성(flexibility)은 여전히 개선해야 하는 과제이다.The digital broadcasting system can provide HD (High Definition) level video, multi-channel sound, and various additional services. However, data transmission efficiency for high-capacity data transmission, robustness of the transmission / reception network, and flexibility of the network considering mobile reception equipment still need to be improved.
본 발명은 LDPC 코딩을 이용하여 정보를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것으로, LDPC 코딩 수행에 따라 정보의 손실이 일어나지 않고, 전송하고자 하는 정보의 크기와 상관없이 일정한 강건성을 유지할 수 있는 방송 신호 송수신 방법 및 장치를 제공하고자 한다.The present invention relates to a method and apparatus for transmitting and receiving information using LDPC coding, and does not cause loss of information according to performing LDPC coding, and is capable of maintaining a constant robustness regardless of the size of information to be transmitted. And an apparatus.
본 발명의 기술적 해결 방법은,Technical solution of the present invention,
정보를 생성하는 정보 생성부, 상기 생성된 정보에 제로 패딩(Zero Padding)정보를 삽입하는 제로 패딩부,상기 제로 패딩 정보가 삽입된 정보에 대하여 BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) 인코딩을 수행하는 BCH 인코딩부, 상기 BCH 인코딩된 정보에 대하여 LDPC (Low-density parity-check) 인코딩을 수행하고, 상기 LDPC 인코딩된 정보는 정보 영역과 패리티 영역을 포함하는 LDPC 인코딩부, 상기 LDPC 인코딩된 정보의 정보 영역에 포함된 '0'(zero)을 제거하고, 상기 LDPC 인코딩된 정보의 패리티(parity)영역에 대하여 펑쳐링(pucturing)을 수행하는 쇼트닝 및 펑처링부를 포함할 수 있다.An information generation unit for generating information, a zero padding unit for inserting zero padding information into the generated information, and a BCH for performing Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) encoding on the information into which the zero padding information is inserted An LDPC encoding unit for performing low-density parity-check (LDPC) encoding on the BCH-encoded information, and the LDPC-encoded information includes an information region and a parity region, and an information region of the LDPC encoded information. It may include a shortening and puncturing unit to remove a '0' (zero) included in, and to puncture a parity region of the LDPC encoded information.
따라서 본 발명에 따르면 펑처링의 영향이 LDPC 정보 영역의 특정 부분이 집중되지 않고 분산 배치되므로, 정보의 손실 없이 전송이 가능하고, 펑처링되는 LDPC 패리티의 크기를 조절하여 전송할 정보의 크기 변화와 관계없이 방송 신호 전송에 대하여 일정한 강건성(robustness)을 유지할 수 있다.Therefore, according to the present invention, since the influence of puncturing is distributed and distributed without focusing a specific portion of the LDPC information area, transmission can be performed without loss of information, and the size change of the information to be transmitted by adjusting the size of the punctured LDPC parity is related. It is possible to maintain a certain robustness (robustness) for the broadcast signal transmission without.
도 1은 본 발명에 따른 정보의 송수신 시스템을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a system for transmitting and receiving information according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 LDPC 블록의 일 실시예이다.2 is an embodiment of an LDPC block according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 LDPC 블록의 또 다른 실시예이다. 3 is another embodiment of an LDPC block according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 펑처링 과정의 일 실시예이다.4 is an embodiment of a puncturing process according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 도 4의 펑처링 과정의 일 실시예에 따른 태너 그래프의 일 실시예이다.5 is an embodiment of a tanner graph according to an embodiment of the puncturing process of FIG. 4 according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 LDPC 비트 노드의 업데이트 과정의 일 실시예이다.6 is an embodiment of an update process of an LDPC bit node according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 펑처링 그룹과 정보 그룹의 관계를 나타낸 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a relationship between a puncturing group and an information group according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 도 7의 블록도와 관련된 태너 그래프의 일 실시예이다.8 is an embodiment of a Tanner graph associated with the block diagram of FIG. 7 in accordance with the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 도 7의 블록도와 관련된 태너 그래프의 또 다른 실시예이다.9 is another embodiment of a Tanner graph associated with the block diagram of FIG. 7 in accordance with the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 펑처링 패턴을 결정하기 위한 값들을 도시한 테이블이다.10 is a table showing values for determining a puncturing pattern according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 시그널링 정보 전송부의 일 실시예를 도시한 블록도이다.11 is a block diagram illustrating an embodiment of a signaling information transmitter according to the present invention.
도 12는 본 발명에 따른 시그널링 정보의 구성 블록도이다.12 is a block diagram illustrating signaling information according to the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 SNR(Signal to Noise Ratio) 대 BER(Bit Error Rate)을 성능을 나타내는 그래프이다.13 is a graph showing performance of Signal to Noise Ratio (SNR) versus Bit Error Rate (BER) according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 보상 값을 구하기 위한 변수들의 관계를 도시한 블록도이다.14 is a block diagram illustrating a relationship between variables for obtaining a compensation value according to the present invention.
도 15는 본 발명에 따른 보상 값의 변화에 따른 코드 레이트의 변화를 도시한 그래프이다.15 is a graph illustrating a change in code rate according to a change in a compensation value according to the present invention.
도 16은 본 발명에 따른 시그널링 정보와 데이터의 모듈레이션 오더에 따른 SNR 크기를 도시한 표이다.16 is a table illustrating SNR size according to a modulation order of signaling information and data according to the present invention.
도 17은 본 발명에 따른 시그널링 정보의 크기 변화에 따른 SNR값 및 SNR값을 도 16의 데이터의 SNR 값과 비교한 결과를 도시한 표이다.FIG. 17 is a table illustrating a result of comparing an SNR value and an SNR value according to a change in the size of signaling information according to the present invention with an SNR value of the data of FIG. 16.
도 18은 본 발명에 따른 방송 신호 전송 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating an embodiment of a broadcast signal transmission method according to the present invention.
도 19는 본 발명에 따른 방송 신호 수신 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.19 is a flowchart illustrating an embodiment of a broadcast signal receiving method according to the present invention.
디지털 방송(Digital Broadcasting) 기술이 발전함에 따라 디지털 방송 기술을 이용하여 기존의 아날로그 방송 신호보다 큰 용량의 비디오 및 오디오 데이터를 전송할 수 있게 되었으며, 더불어 다양한 부가 데이터를 포함하여 전송 시킬 수 있게 되었다. 이러한 디지털 방송의 보급이 확산되면서 더 나은 영상, 음향 등과 같은 서비스에 대한 요구가 증가하고 있고, 사용자가 원하는 데이터의 크기나 방송 채널의 수가 점차 커지고 있는 실정이다. 이와 같이 데이터를 전송하는 경우 전송과정에서 발생하는 신호의 손실 등에 의한 오류에도 불구하고 수신부에서 원래의 데이터를 복원할 수 있도록 전송측에서 데이터를 처리해서 전송하며, 수신부에서는 처리된 데이터를 원래의 데이터로 복구하기 위해 일련의 처리과정을 거치게 된다. 따라서 전송측에서는 수신측에서 데이터를 최대한 완전히 복구하기 위해 필요한 정보들이 함께 전송해야 한다. 이러한 정보들을 시그널링 정보라 호칭할 수 있다.With the development of digital broadcasting technology, digital broadcasting technology can be used to transmit video and audio data with a larger capacity than existing analog broadcasting signals, and can also include various additional data. As the spread of digital broadcasting spreads, demands for better services such as video and audio are increasing, and the size of data desired by the user and the number of broadcasting channels are gradually increasing. In the case of transmitting data as described above, the transmitting side processes and transmits the data so that the receiving unit can restore the original data in spite of an error caused by the loss of the signal. It will go through a series of processes to recover. Therefore, the transmitting side should transmit the information necessary to recover the data as completely as possible at the receiving side. Such information may be referred to as signaling information.
시그널링 정보는 데이터 복구를 위한 정보들, 즉 코딩 정보, 데이터 스케줄링 정보등을 포함하고 있으며, 현재 전송되는 데이터뿐 만 아니라 향후 전송될 데이터를 복구하기 위해 필요한 정보들까지 포함할 수 있다.The signaling information includes information for data recovery, that is, coding information, data scheduling information, and the like, and may include not only data currently transmitted but also information necessary for recovering data to be transmitted in the future.
시그널링 정보는 서비스와 관련된 비디오, 오디오 데이터 등의 정보에 비해 데이터 양이 적지만, 데이터 복구를 위한 정보들을 포함하고 있으므로 시그널링 정보를 손실 없이 전송할 수 있도록 에러 정정 코딩(ECC)등의 기술이 사용될 수 있다.Although signaling information has a smaller amount of data than information such as video and audio data related to a service, a technique such as error correction coding (ECC) may be used to transmit the signaling information without loss because it includes information for data recovery. have.
LDPC(Low Density Parity Check) 코딩은 정보 유실 확률을 최소한으로 줄여 정보를 전송하기 위한 오류 정정 부호 방법의 하나로 선형 에러 정정 코드(linear error correcting code)이다. Low Density Parity Check (LDPC) coding is a linear error correcting code (linear error correcting code) as one of error correction coding methods for transmitting information with a minimum probability of information loss.
LDPC 코딩은 LDPC 코딩을 수행하기 위한 LDPC 블록 크기에 따라 결정된 H-matrix를 포함할 수 있다. LDPC 블록은 N, K로 표현되는 파라미터들로 표현될 수 있는데, 여기서 N은 블록 길이(# 비트)를 나타내고, K는 하나의 LDPC 블록에 포함된 인코딩된 정보 비트의 개수를 나타낸다. 본 발명에서는 인코딩된 정보 비트들을 포함하는 영역을 LDPC 정보 영역(LDPC information part)또는 정보 영역이라 호칭할 수 있으며, K는 LDPC 정보 영역의 크기를 나타내는 파라미터로 사용될 수 있다.LDPC coding may include an H-matrix determined according to an LDPC block size for performing LDPC coding. The LDPC block may be represented by parameters represented by N and K, where N represents a block length (# bits) and K represents a number of encoded information bits included in one LDPC block. In the present invention, an area including encoded information bits may be referred to as an LDPC information part or an information area, and K may be used as a parameter indicating the size of the LDPC information area.
LDPC 인코더는 고정된 개수의 패리티 비트들을 K개의 정보 비트들을 포함하는 각각의 블록들에 추가하고, 코드 레이트(code rate, R = K/N)를 갖는 N 비트 의 인코딩된 블록을 형성할 수 있다. 본 발명에서는 LDPC 인코딩시 추가되는 패리티 비트들을 포함하는 영역을 LDPC 패리티 영역(LDPC parity part)또는 패리티 영역이라 호칭할 수 있다. 하나의 LDPC 블록이 전송할 수 있는 데이터 양은 LDPC 패리티 영역의 크기 및 코드 레이트에 따라 결정될 수 있다.The LDPC encoder can add a fixed number of parity bits to each block containing K information bits and form an N bit encoded block having a code rate (R = K / N). . In the present invention, an area including parity bits added during LDPC encoding may be referred to as an LDPC parity part or a parity area. The amount of data that one LDPC block can transmit may be determined according to the size and code rate of the LDPC parity region.
하지만 상술한 바와 같이 시그널링 정보는 서비스와 관련된 데이터에 비해 상대적으로 더 적은 양의 정보들을 포함할 수 있다. 따라서 시그널링 정보에 대해 LDPC 코딩을 수행하는 경우에는 기 설정된 LDPC 블록을 통해 전송될 수 있는 데이터의 양보다 더 적은 양의 정보에 대해 LDPC 코딩이 수행될 수 밖에 없다.However, as described above, the signaling information may include a relatively smaller amount of information than the data related to the service. Therefore, when performing LDPC coding on signaling information, LDPC coding is inevitably performed on a smaller amount of information than the amount of data that can be transmitted through a preset LDPC block.
즉, 더 적은 양의 시그널링 정보를 일반적인 LDPC 블록과 같은 크기의 블록을 통하여 전송되어야 하므로 부족한 정보량에 대한 일종의 데이터 처리가 요구되는데 이를 쇼트닝(shortening) 과 펑처링(puncturing)이라 한다. In other words, since a smaller amount of signaling information must be transmitted through a block having the same size as a general LDPC block, some kind of data processing for insufficient information amount is required, which is called shortening and puncturing.
일 실시예로서 LDPC 정보 영역에 대해서는 쇼트닝을 수행할 수 있고, LDPC 패리티 영역에 대해서는 펑처링을 수행할 수 있다. 펑처링은 LDPC 패리티 영역에 대해서 수행되나 패리티 영역과 연관된 정보 영역에 대해서도 펑처링에 의한 영향이 미칠 수 있다. 이 경우 정보 영역에 특정 부분에 대해서 펑처링에 의한 영향이 집중적으로 미친다면, 데이터 복구를 위한 정보를 포함하는 정보 영역의 특정 부분이 집중적으로 손상되어 시그널링 정보의 손실이 발생할 수 있다. As an example, shortening may be performed on the LDPC information region, and puncturing may be performed on the LDPC parity region. Although puncturing is performed on the LDPC parity region, the puncturing may also affect the information region associated with the parity region. In this case, if the influence of puncturing on the specific area is concentrated, the specific part of the information area including the information for data recovery may be intensively damaged and loss of signaling information may occur.
따라서 펑처링이 정보 영역에 미치는 영향이 LDPC 정보 영역의 특정 부분에 집중되지 않고 분산배치될 수 있도록 펑처링을 수행하는 방법, 즉 펑처링 패턴(puncturing pattern)의 개발이 필요하다.Accordingly, there is a need to develop a method of puncturing, that is, a puncturing pattern, so that the effect of puncturing on the information area can be distributed and distributed without being concentrated on a specific part of the LDPC information area.
본 발명에서는 LDPC 패리티 영역에 펑처링을 수행하고, 펑처링이 LDPC 정보 영역에 미치는 영향이 분산배치 될 수 있도록 펑처링을 수행하는 펑처링 패턴을 제시하고자 한다. 또한, 펑처링을 수행할 LDPC 패리티 영역의 크기를 결정하기 위하여 LDPC 코딩을 가장 효율적으로 수행할 수 있는 코드 레이트를 결정하는 방법을 제시한다.In the present invention, a puncturing pattern for performing puncturing in the LDPC parity region and performing puncturing so that the influence of the puncturing on the LDPC information region is distributed. In addition, to determine the size of the LDPC parity region to be punctured, a method of determining the code rate that can perform the most efficient LDPC coding.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예들을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 정보의 송수신 시스템을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a system for transmitting and receiving information according to the present invention.
본 발명은 OFDM 송수신 시스템에 있어서 BICM(Bit Interleaver and Coded Modulation) 모듈에 포함되는 부분인 것을 일 실시예로 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the OFDM transmission / reception system may be a part included in a bit interleaver and coded modulation (BICM) module.
본 발명에서 정보의 송수신 시스템은 정보를 전송하는 전송부(101100), 정보가 전송되는 채널(101200) 및 정보를 수신하는 수신부(101300)을 포함하는 것을 일 실시예로 한다. 정보 전송부(101100)는 정보 생성부(101110), 제로 패딩 삽입부(zero padding insertion unit)(101120), BCH 인코딩부(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem encoding unit)(101130), LDPC 인코딩부(LDPC encoding unit)(101140) 및 쇼트닝 및 펑처링부(shortening and puncturing unit)(101150)을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a system for transmitting and receiving information includes a transmitter 101100 for transmitting information, a channel 101200 for transmitting information, and a receiver 101300 for receiving information. The information transmitting unit 101100 includes an information generating unit 101110, a zero padding insertion unit 101120, a Bose-Chaudhuri-Hocquenghem encoding unit 101130, and an LDPC encoding unit. unit 101140 and a shortening and puncturing unit 101150.
정보 생성부(101110)은 전송할 정보를 생성한다. 본 발명에서는 생성된 정보가 시그널링 정보인 것을 일 실시예로 할 수 있다. 이 경우 시그널링 정보의 비트수는 가변적이다. 또한 시그널링 정보는 현재 전송하는 서비스와 관련된 데이터를 복구하기 위해 필요한 정보들을 포함할 수 있고, 이후에 연속적으로 전송될 데이터를 복구하기 위해 필요한 정보들을 포함할 수 있다.The information generator 101110 generates information to be transmitted. According to an embodiment of the present invention, the generated information may be signaling information. In this case, the number of bits of signaling information is variable. In addition, the signaling information may include information necessary for recovering data related to a service currently being transmitted, and may include information necessary for recovering data to be subsequently transmitted.
정보 생성부(101110)에서 생성된 정보는 제로 패딩 삽입부(101120)로 입력된다. 제로 패딩 삽입부(101120)에서는 정보에 대해 BCH 인코딩이 가능하도록 제로 패팅(Zero Padding)값을 삽입한다. 이때 삽입되는 제로 패딩의 위치는 쇼트닝 단계에서 이루어질 쇼트닝 패턴(shortening pattern)에 따라 결정된다. The information generated by the information generator 101110 is input to the zero padding inserter 101120. The zero padding inserter 101120 inserts a zero padding value to enable BCH encoding on the information. In this case, the position of the zero padding to be inserted is determined according to a shortening pattern to be performed in the shortening step.
BCH 인코딩부(101130)에서는 제로 패딩 값이 삽입된 정보에 대하여 BCH 인코딩을 수행한다. BCH 인코딩부(101130)은 정보에 BCH 패리티 체크 비트들(BCH parity check bits)을 부가하여 LDPC 인코딩부(101140)로 전송한다. The BCH encoder 101130 performs BCH encoding on information in which a zero padding value is inserted. The BCH encoder 101130 adds BCH parity check bits to the information and transmits the BCH parity check bits to the LDPC encoder 101140.
LDPC 인코딩부(101140)는 수신한 BCH 인코딩이 수행된 정보에 대하여 LDPC 패리티들을 부가하여 LDPC 블록을 생성하고, 생성된 LDPC 블록 단위로 LDPC 인코딩을 수행할 수 있다. 인코딩된 LDPC 블록은 정보를 포함하는 LDPC 정보 영역(information part)과 LDPC 인코딩에 사용된 패리티를 포함하는 LDPC 패리티 영역(parity part)을 포함할 수 있다.The LDPC encoder 101140 may generate an LDPC block by adding LDPC parities to the received BCH encoding information, and perform LDPC encoding on the basis of the generated LDPC block. The encoded LDPC block may include an LDPC information part including information and an LDPC parity part including parity used for LDPC encoding.
LDPC 패리티 영역의 크기는 정보 영역의 크기에 따라 결정이 될 수 있으며, LDPC 패리티 영역의 크기와 정보 영역의 크기의 관계를 결정하기 위한 수식에는 일정한 값이 이용될 수 있다. 이때 이용되는 일정한 값을 보상값이라 호칭할 수 있다. 보상값은 전송할 정보의 크기에 따라 코드 레이트를 변화시키기 위하여 사용될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.The size of the LDPC parity region may be determined according to the size of the information region, and a constant value may be used in the equation for determining the relationship between the size of the LDPC parity region and the size of the information region. The constant value used at this time may be referred to as a compensation value. The compensation value can be used to change the code rate according to the size of the information to be transmitted. Detailed description thereof will be described later.
인코딩된 LDPC 블록은 쇼트닝 및 펑처링부(101150)로 입력된다.The encoded LDPC block is input to the shortening and puncturing unit 101150.
쇼트닝 및 펑처링부(101150)는 쇼트닝 패턴에 따라 LDPC 블록의 정보 영역에 삽입된 '0' 값을 제거할 수 있으며 이 과정을 쇼트닝이라 호칭할 수 있다. 또한 쇼트닝 및 펑처링부(101150)는 LDPC 블록의 패리티 영역에 대하여 펑처링 패턴에 따라 펑처링을 수행할 수 있다.The shortening and puncturing unit 101150 may remove the value '0' inserted into the information area of the LDPC block according to the shortening pattern, and this process may be referred to as shortening. In addition, the shortening and puncturing unit 101150 may perform puncturing on the parity region of the LDPC block according to the puncturing pattern. have.
도면에는 도시되지 않았으나 쇼트닝 및 펑처링 단계를 거친 정보는 OFDM 변조부에 입력되어 OFDM 신호로 변조되어 출력될 수 있다. 출력된 신호는 채널(101200)을 통해 수신부로 전송될 수 있다.Although not shown in the figure, the information which has undergone the shortening and puncturing steps may be input to the OFDM modulator and modulated into an OFDM signal to be output. The output signal may be transmitted to the receiver through the channel 101200.
수신부(101300)는 OFDM 복조부(OFDM demodulation)(101310), 언쇼트닝 및 디펑처링부(unshortening and de-puncturing unit)(101320), LDPC 디코딩부(LDPC decoding unit)(101330), BCH 디코딩부(BCH decoding unit)(101340) 및 정보 추출부(L1 signaling extraction unit)(101350)를 포함할 수 있다.The receiver 101300 includes an OFDM demodulation 101310, an unshortening and de-puncturing unit 101320, an LDPC decoding unit 101330, and a BCH decoding unit ( A BCH decoding unit 101340 and an L1 signaling extraction unit 101350 may be included.
OFDM 복조부(101310)에서는 채널(101200)을 통해 수신된 신호에 대해 OFDM 복조를 수행할 수 있다. 언쇼트닝 및 디펑처링부(101320)는 OFDM 복조된 정보에 대하여 전송측에서 기 정의한 쇼트닝 패턴에 따라 LLR(log-likelihood ratio) 연산에 따른 최대값을 정보 영역에 삽입하여 언쇼트닝을 수행하고, 전송측에서 기 정의한 펑처링 패턴에 따라 펑처링이 수행된 패리티 영역에 언노운(unknown)에 해당하는 값('0';zero)을 대입하여 디펑처링을 수행할 수 있다.The OFDM demodulator 101310 may perform OFDM demodulation on the signal received through the channel 101200. The unshortening and depuncturing unit 101320 performs unshortening by inserting a maximum value according to a log-likelihood ratio (LLR) operation into an information region according to a shortening pattern defined by the transmitting side with respect to OFDM demodulated information. According to the puncturing pattern previously defined by the side, de-punching may be performed by assigning a value ('0'; zero) corresponding to an unknown to a parity region where puncturing is performed.
LDPC 디코딩부(101330)는 언쇼트닝 및 디펑처링된 정보에 대해 LDPC 디코딩을 수행할 수 있다. BCH 디코딩부(101340)는 LDPC 디코딩된 정보에 대해 BCH 디코딩을 수행할 수 있으며, 정보 추출부(101350)는 BCH 디코딩된 정보에 대하여 제로 패딩된 위치를 제외한 나머지 부분에서 수신하고자 하는 정보를 추출할 수 있다.The LDPC decoding unit 101330 may perform LDPC decoding on unshortened and depunctured information. The BCH decoding unit 101340 may perform BCH decoding on the LDPC decoded information, and the information extraction unit 101350 may extract information to be received in the remaining portions except for the zero-padded position with respect to the BCH decoded information. Can be.
도 2는 본 발명에 따른 LDPC 블록의 일 실시예이다.2 is an embodiment of an LDPC block according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, LDPC 블록은 H-매트릭스의 형태로 이루어져 있으며, LDPC 정보 영역(또는 정보 영역)(102100)과 LDPC 패리티를 포함하는 LDPC 패리티 영역(또는 패리티 영역)(102200)을 포함할 수 있다. LDPC 정보 영역(102100)은 복수개의 정보 그룹들을 포함할 수 있으며, LDPC 패리티 영역(102200)은 복수개의 패리티 그룹들(또는 펑처링 그룹들)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the LDPC block is formed in the form of an H-matrix, and includes an LDPC information region (or information region) 102100 and an LDPC parity region (or parity region) 102200 including an LDPC parity. can do. The LDPC information area 102100 may include a plurality of information groups, and the LDPC parity area 102200 may include a plurality of parity groups (or puncturing groups).
도 2에 도시된 N은 LDPC 블록 크기를 나타내는 파라미터이며, K는 LDPC 블록의 정보 영역의 크기 또는 하나의 LDPC 블록에 포함된 인코딩된 정보 비트의 개수를 나타내는 파라미터이다. M은 LDPC 정보 영역(102100)에 포함되는 하나의 정보 그룹의 크기를 나타내는 파라미터이며 본 발명에서는 M이 360인 것을 일 실시예로 할 수 있다. 또한 Q는 LDPC 패리티 영역(102200)에 포함된 하나의 패리티 그룹(또는 펑처링 그룹)의 크기를 나타내는 파라미터이다.N shown in FIG. 2 is a parameter indicating an LDPC block size, and K is a parameter indicating the size of an information region of an LDPC block or the number of encoded information bits included in one LDPC block. M is a parameter indicating the size of one information group included in the LDPC information area 102100. In the present invention, M may be 360. In addition, Q is a parameter indicating the size of one parity group (or puncturing group) included in the LDPC parity region 102200.
본 발명은 LDPC H-매트릭스의 열을 베리어블 노드(variable node)라 호칭하고, 행을 체크 노드(check node)라 호칭하는 것을 일 실시예로 한다.According to an embodiment of the present invention, a column of an LDPC H-matrix is called a variable node and a row is called a check node.
LDPC 정보 영역(102100)에 포함된 정보 그룹들 또는 LDPC 패리티 영역(102300)에 포함된 패리티 그룹들은 체크 노드와 베리어블 노드를 포함하는 매트릭스를 포함할 수 있으며, 하나의 정보 그룹 또는 하나의 패리티 그룹에 포함된 체크 노드와 베리어블 노드는 서로 매칭될 수 있다. 이처럼 체크 노드와 베리어블 노드가 서로 매칭되는 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이 '1'을 표시할 수 있다. '1' 은 각각의 정보 그룹 또는 패리티 그룹내의 체크 노드와 베리어블 노드의 매칭 상태에 따라 LDPC 정보 영역의 매트릭스 내에서 간헐적(scattered)으로 분포될 수 있다.The information groups included in the LDPC information region 102100 or the parity groups included in the LDPC parity region 102300 may include a matrix including a check node and a versatile node, and may include one information group or one parity group. The check node and the versatile node included in may be matched with each other. As such, when the check node and the versatile node match each other, '1' may be displayed as shown in FIG. 2. '1' may be distributed intermittently in the matrix of the LDPC information area according to the matching state of the check node and the versatile node in each information group or parity group.
본 발명에서는 정보 영역(102100)에서 '1'의 위치를 다음과 같이 결정하는 것을 일 실시예로 한다.According to an embodiment of the present invention, the position of '1' in the information area 102100 is determined as follows.
우선, 각 정보 그룹에 포함된 첫 번째 열이 포함하는 '1'의 위치를 먼저 결정한다. 이후 이 '1'의 위치를 이용하여 정보 그룹에 포함된 다른 열에 포함되는 '1'의 위치가 주기적인 방법으로 결정할 수 있다. 본 발명에서는 정보 그룹의 첫 번째 열의 '1'의 위치와 두 번째 열의 '1'의 위치는 Q의 크기만큼 차이가 나도록 결정하는 것을 일 실시예로 한다. First, the position of '1' included in the first column included in each information group is determined first. Thereafter, the position of '1' included in another column included in the information group may be determined using the position of '1' in a periodic manner. According to an embodiment of the present invention, the position of '1' in the first column of the information group and the position of '1' in the second column are determined to be different by the size of Q.
도 2에 도시된 바와 같이 정보 영역의 우측에는 듀얼 다이아고널(dual diaginal) 매트릭스 형식의 패리티 영역(102200)이 위치한다.As shown in Fig. 2, the right side of the information area A parity region 102200 in a dual diaginal matrix form is located.
펑처링은 패리티 영역(102200)에 포함된 베리어블 노드들에 대하여 수행될 수 있다. 일 실시예로, 패리티 영역(102200)을 Q의 크기만큼 나누고 Q 크기만큼 나누어진 영역에 포함된 열들을 묶어 패리티 그룹(또는 펑처링 그룹)을 형성할 수 있다. 또한 패리티 영역에 포함된 열마다 펑처링을 수행할 수 있다. 수신부(101300)에서는 '1'이라 표시된 부분 즉, 체크 노드와 베리어블 노드의 매칭 관계를 이용하여 LDPC 디코딩을 수행할 수 있다.Puncture may be performed on the versatile nodes included in the parity region 102200. In an embodiment, the parity region 102200 may be divided by the size of Q and the columns included in the region divided by the Q size may be bundled to form a parity group (or puncturing group). In addition, puncturing may be performed for each column included in the parity region. The receiver 101300 may perform LDPC decoding by using a matching portion of '1', that is, a matching relationship between a check node and a versatile node.
하지만 LDPC 정보 영역(102100)은 LDPC 패리티 영역(102200)이 펑처링 되는 경우, 펑처링에 의한 영향을 받을 수 있다. However, the LDPC information region 102100 may be affected by the puncturing when the LDPC parity region 102200 is punctured.
도 2에 도시된 바와 같이 LDPC 패리티 영역(102200)에 포함된 베리어블 노드(102300)가 펑처링이 되는 경우를 살펴보자. 표시된 베리어블 노드(102300)의 열에는 '1'이 두 개 표시되어 있으므로, 펑처링된 베리어블 노드(102300)와 매칭된 체크 노드가 2 개임을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, a case in which the variable node 102300 included in the LDPC parity region 102200 becomes punctured is described. Since two '1's are displayed in the displayed variable node 102300, it can be seen that there are two check nodes matched with the punctured variable node 102300.
좌측의 LDPC 정보 영역(102100)을 살펴보면, 정보 그룹들은 펑처링된 베리어블 노드(102300)와 매칭된 체크 노드를 포함함을 알 수 있다. 또한 패리티 영역의 '1'의 표시와 연결된 점선을 살펴보면, 펑처링된 베리어블 노드(102300)와 매칭된 체크 노드를 포함하는 2 개의 정보 그룹들(102310, 102320)이 존재함을 알 수 있다. 2 개의 정보 그룹들(102310, 102320) 내에 펑처링된 베리어블 노드(102300)에 의해 영향을 받는 체크 노드와 매칭된 베리어블 노드가 포함된 경우 2개의 '1'이 표시된 부분들(102410,102420)이 존재할 수 있다. 따라서 베리어블 노드(102300)가 펑처링이 되면 2개의 '1'이 표시된 부분들(102410, 102420)이 제거되어 '0'(zero)이 되는 것과 동일한 결과가 나타나게 된다. 즉, 펑처링에 의해 정보 영역의 체크 노드와 베리어블 노드의 매칭관계가 사라지게 되고, 결과적으로 LDPC 디코딩에 사용할 정보가 감소하여 수신부(101300)의 LDPC 디코딩 성능이 감소할 수 있다.Looking at the LDPC information area 102100 on the left, it can be seen that the information groups include check nodes matched with the punctured variable node 102300. Also, when the dotted line connected to the indication '1' of the parity region is examined, it can be seen that there are two information groups 102310 and 102320 including the check node matched with the punctured versatile node 102300. In the two information groups 102310 and 102320, when the barrier node matched with the check node affected by the punctured barrier node 102300 is included in the two information groups 10210 and 102420 ) May be present. Therefore, when the versatile node 102300 is punctured, the same result as that of the portions 102410 and 102420 marked with two '1's is removed to become' 0 '(zero). That is, the puncturing disappears the matching relationship between the check node and the versatile node of the information area, and as a result, the information to be used for LDPC decoding is reduced, thereby reducing the LDPC decoding performance of the receiver 101300.
도 3은 본 발명에 따른 LDPC 블록의 또 다른 실시예이다. LDPC 블록은 K 크기의 정보 영역(103100)과 N-K개의 크기를 갖는 패리티 영역(103200)을 포함할 수 있다. 여기서 N은 LDPC 블록의 전체 크기를 나타내는 파라미터이다. 정보 영역(103100)은 BCH 정보 블록와 BCH FEC(BCH Forward Error Correction) 블록을 포함할 수 있다.3 is another embodiment of an LDPC block according to the present invention. The LDPC block may include a K size information region 103100 and a parity region 103200 having N-K sizes. N is a parameter representing the total size of the LDPC block. The information area 103100 may include a BCH information block and a BCH Forward Error Correction (BCH FEC) block.
또한 패리티 영역(103200)은 Q크기마다 나누어질 수 있으며, Q 단위로 나누어진 패리티 영역에 포함된 열들을 하나의 패리티 그룹 또는 펑처링 그룹으로 묶어 펑처링을 수행할 수 있다. 본 발명에서는 Q 단위마다 나누어진 패리티 영역에 각각 포함된 첫 번째 열들을 모아 제 1 패리티 그룹(또는 제 1 펑처링 그룹)을 형성하고, Q 단위마다 나누어진 패리티 영역에 각각 포함된 두 번째 열들을 모아 제 2 패리티 그룹(제 2 펑처링 그룹)으로 형성하는 것을 일 실시예로 할 수 있다. 상술한 바와 같이 패리티 영역(103200)에 대해서만 펑처링이 수행되며, 펑처링된 비트들은 수신부(101300)로 전송되지 않을 수 있다.In addition, the parity region 103200 may be divided for each Q size, and puncturing may be performed by grouping columns included in the parity region divided into Q units into one parity group or a puncturing group. In the present invention, a first parity group (or a first puncturing group) is formed by collecting the first columns included in the parity regions divided by Q units, and the second columns included in the parity regions divided by Q units, respectively. In one embodiment, gathering may form a second parity group (second puncturing group). As described above, puncturing is performed only on the parity region 103200, and the punctured bits may not be transmitted to the receiver 101300.
도 4는 본 발명에 따른 펑처링 과정의 일 실시예이다.4 is an embodiment of a puncturing process according to the present invention.
도 4는 LDPC 블록을 구체적으로 도시하고 있으며, LDPC 블록은 정보 영역(104100)및 패리티 영역(104200)을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 베리어블 노드를 vn으로 표시하고 체크 노드를 cn으로 표시하는 것을 일 실시예로 한다.4 illustrates an LDPC block in detail, and the LDPC block may include an information region 104100 and a parity region 104200. In the present invention, the variable node is represented by vn and the check node is represented by cn according to an embodiment.
도 4에서 표시된 베리어블 노드 v21, v26, v31은 펑처링된 베리어블 노드들이고, 표시된 체크 노드 c1, c5, c6, c10, c11은 펑처링된 베리어블 노드들과 매칭되는 체크 노드들로 펑처링에 의해 영향을 받는다.The variable nodes v21, v26, and v31 indicated in FIG. 4 are punctured barrierable nodes, and the check nodes c1, c5, c6, c10, and c11 indicated are punctured by check nodes matching the punctured barrier nodes. Affected by
도 4는 Q 값이 5인 경우, 패리티 영역(104200)을 Q의 간격, 즉 5개의 열을 포함하는 단위로 나누고, 5의 간격만큼 나누어진 패리티 영역의 열들을 포함하는 패리티 그룹을 형성하여 펑처링을 수행하는 일 실시예를 나타내고 있다. 이 경우, LDPC 블록의 정보 영역(104100)에 포함된 M의 크기를 갖는 정보 그룹은 펑처링에 의해 영향을 받는 체크 노드 c1, c6 및 c11을 포함할 수 있다.FIG. 4 illustrates that when the Q value is 5, the parity region 104200 is divided into intervals of Q, that is, a unit including five columns, and a parity group including columns of parity regions divided by five intervals is formed. An embodiment of performing the processing is shown. In this case, the information group having the size of M included in the information area 104100 of the LDPC block may include check nodes c1, c6, and c11 affected by puncturing.
체크 노드 c1은 M의 크기를 갖는 정보 그룹에 포함된 베리어블 노드 v1, v2, v3 중 베리어블 노드 v1와 매칭되고, 체크 노드 c6은 베리어블 노드 v2와 매칭되고, 체크 노드 c11은 베리어블 노드 v3와 매칭됨을 알 수 있다.The check node c1 matches the versatile node v1 among the versatile nodes v1, v2, and v3 included in the information group having the size of M, the check node c6 matches the versatile node v2, and the check node c11 is the versatile node. You can see that it matches v3.
도 5는 본 발명에 따른 도 4의 펑처링 과정의 일 실시예에 따른 태너 그래프의 일 실시예이다.5 is an embodiment of a tanner graph according to an embodiment of the puncturing process of FIG. 4 according to the present invention.
태너 그래프(Tanner graph)란 LDPC의 H-매트릭스에 포함된 '1'의 위치를 바탕으로 베리어블 노드와 체크 노드의 관계를 그래프로 나타낸 것이다.The Tanner graph is a graph showing the relationship between the versatile node and the check node based on the position of '1' included in the H-matrix of the LDPC.
도 5는 도 4의 베리어블 노드 v2에 대한 태너 그래프를 나타내고 있다. 태너 그래프에서 사각형은 체크 노드. 원은 베리어블 노드를 나타내는 것을 일 실시예로 한다. 또한 표시된 원은 펑처링이 수행된 베리어블 노드를 나타낸다.FIG. 5 illustrates a Tanner graph for the variable node v2 of FIG. 4. In a Tanner graph, a rectangle is a check node. In one embodiment, a circle represents a variable node. Also, the circle indicated indicates a variable node on which puncturing is performed.
베리어블 노드 v2를 복호하기 위해서는 베리어블 노드 v2와 매칭된 체크 노드 c6의 값이 업데이트 되어야 한다. 도 4에 도시된 바와 같이 체크 노드 c6의 값을 업데이트 하기 위해서는 체크 노드와 c6과 매칭되는 베리어블 노드 즉, 패리티 영역(104200)에 포함된 베리어블 노드 v26과 v27의 값이 업데이트 되어야 한다.In order to decode the variable node v2, the value of the check node c6 matched with the variable node v2 must be updated. As shown in FIG. 4, in order to update the value of the check node c6, the variable nodes matching the check node and c6, that is, the values of the variable nodes v26 and v27 included in the parity region 104200 should be updated.
하지만 도 5에 도시된 바와 같이 베리어블 노드 v26만 펑처링되는 경우, 펑처링에 의해 베리어블 노드 v26의 값은 제거될 것이다. 따라서 펑처링된 베리어블 노드 v26 값을 알기 위해서는 베리어블 노드 v26과 매칭된 다른 체크 노드 c5의 값이 업데이트 되어야 한다. 또한 체크 노드 c5가 업데이트 되기 위해서는 체크 노드 c5와 매칭된 베리어블 노드 v25의 값이 업데이트 되어야 한다. 결국, 펑처링된 베리어블 노드 v26은 하단에 연결된 베리어블 노드 v25에 의해 업데이트가 되기 전까지는 정보값이 없다고 할 수 있다. 따라서 베리어블 노드 v26이 펑처링되면, 베리어블 노드 v26의 값을 알 수 없으므로 체크 노드 c6은 펑처링에 의한 영향을 받게 된다.However, when only the variable node v26 is punctured as shown in FIG. 5, the value of the variable node v26 will be removed by puncturing. Therefore, in order to know the punctured variable node v26 value, the value of the other check node c5 matching the variable node v26 needs to be updated. Also, in order for the check node c5 to be updated, the value of the variable node v25 matched with the check node c5 must be updated. As a result, the punctured variable node v26 may have no information until it is updated by the variable node v25 connected to the bottom. Therefore, when the versatile node v26 is punctured, the value of the versatile node v26 is unknown, so the check node c6 is affected by the puncturing.
체크 노드 c6이 업데이트되면, 업데이트된 체크 노드 c6의 값은 다시 베리어블 노드 v2를 업데이트하기 위하여 사용될 수 있다.If the check node c6 is updated, the value of the updated check node c6 may be used to update the versatile node v2 again.
도 4에 나타난 일 실시예를 살펴보면 베리어블 노드 v26이 펑처링된 경우, 체크 노드 c5과 c6에 영향을 줄 수 있고, 베리어블 노드 v31이 펑처링된 경우, 체크 노드 c10 및 c11에 영향을 줌을 알 수 있다.Referring to an embodiment illustrated in FIG. 4, when the versatile node v26 is punctured, the check nodes c5 and c6 may be affected, and when the versatile node v31 is punctured, the check nodes c10 and c11 are affected. It can be seen.
도 6은 본 발명에 따른 LDPC 비트 노드의 업데이트 과정의 일 실시예이다.6 is an embodiment of an update process of an LDPC bit node according to the present invention.
도 6에서 m은 업데이트가 수행될 정보 값을 의미하며, m1부터 m5는 각각 업데이트를 위해 사용될 정보 값들을 의미한다. 수신부(101300)에서 펑처링된 LDPC 블록에 대해 디코딩을 수행하는 경우 디코딩에 필요한 정보의 양이 감소할 수 있다. 따라서 반복적으로 펑처링과 디코딩이 수행된다면, 디코딩에 사용될 정보의 양이 감소하여 디코딩성능의 저하는 불가피할 것이다.In FIG. 6, m denotes an information value to be updated, and m1 to m5 denote information values to be used for the update, respectively. When the receiver 101300 performs decoding on the punctured LDPC block, the amount of information required for decoding may be reduced. Therefore, if puncturing and decoding are performed repeatedly, the amount of information to be used for decoding will be reduced, which will inevitably reduce the decoding performance.
도 6의 (a)는 펑처링이 수행되지 않은 경우, 비트 노드에 대해 업데이트를 수행하는 일 실시예이다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 펑처링을 수행하지 않고 정보 값 m을 업데이트하는 경우에는 m1부터 m5를 포함하는 정보 값들이 펑처링에 의해 영향을 받지 않으므로 업데이트 수행에 사용될 수 있다. 따라서 다양한 정보 값이 업데이트 수행을 위해 사용되므로 업데이트의 정확성이 높아질 수 있으며 업데이트 속도도 증가할 수 있다.FIG. 6A illustrates an embodiment of updating a bit node when puncturing is not performed. As shown in FIG. 6A, when updating the information value m without performing puncturing, the information values including m1 to m5 are not affected by the puncturing and thus may be used for updating. Therefore, since various information values are used to perform the update, the accuracy of the update can be improved and the update rate can also be increased.
도 6의 (b)는 펑처링을 수행한 뒤 비트 노드에 대해 업데이트를 수행하는 일 실시예이다. 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 펑처링을 수행한 경우, 정보 값 m1, m3, m5는 펑처링에 의해 제거되고, 정보 값은 m2, m4만을 업데이트 수행을 위해 사용할 수 있다. 따라서 도 6의 (a)에 비해 업데이트에 사용되는 정보량이 적어서, 업데이트 속도가 감소하여 성능이 저하될 수 있다.6B illustrates an embodiment of updating a bit node after performing puncturing. When puncturing is performed as shown in FIG. 6B, the information values m1, m3, and m5 are removed by puncturing, and only the information values m2 and m4 may be used for updating. Therefore, since the amount of information used for updating is small as compared with FIG. 6 (a), the update rate may be reduced and performance may be degraded.
따라서 본 발명에서는 일정한 코드 레이트를 유지하면서 전송 효율을 높이기 위하여 LDPC의 패리티 영역에 대해 펑처링을 수행하되, 펑처링에 의해 정보 영역이 받는 영향이 특정 부분에 집중되지 않고 분산 배치되도록 펑처링을 수행하는 방법 즉, 펑처링 패턴을 제시하고자 한다.Therefore, in the present invention, while puncturing the parity region of the LDPC to improve the transmission efficiency while maintaining a constant code rate, puncturing is performed so that the influence of the information region due to the puncturing is not concentrated in a specific portion and distributedly arranged. In other words, we propose a puncturing pattern.
도 7은 본 발명에 따른 펑처링 그룹과 정보 그룹의 관계를 나타낸 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a relationship between a puncturing group and an information group according to the present invention.
도 7은 펑처링 그룹의 크기 즉, Q값이 36이고 16,200의 블록사이즈 및 1/4 코드 레이트에 해당하는 LDPC 블록에서의 펑처링 그룹과 정보 그룹의 관계를 나타내는 블록도를 도시하고 있다. FIG. 7 is a block diagram illustrating the relationship between the puncturing group and the information group in the LDPC block corresponding to the size of the puncturing group, that is, the Q value is 36 and the block size of 16,200 and the 1/4 code rate.
본 발명에서 정보 그룹은 IG(Information Group)로 표현될 수 있으며, LDPC 정보 영역(102100)이 IG_0부터 IG_8까지 9개의 정보 그룹들을 포함하는 것을 일 실시예로 할 수 있다. 또한 본 발명에서 펑처링 그룹은 G(Group)로 표현될 수 있으며, Q값이 36인 경우, 즉 36의 간격만큼 떨어진 열들을 각각 하나의 펑처링 그룹으로 묶을 경우, G0부터 G35까지 36개의 펑처링 그룹들을 포함하는 것을 일 실시예로 할 수 있다.In the present invention, the information group may be represented as an information group (IG), and in one embodiment, the LDPC information area 102100 includes nine information groups from IG_0 to IG_8. Also, in the present invention, the puncturing group may be expressed as G (Group), and when the Q value is 36, that is, when the columns spaced by the interval of 36 are grouped into one puncturing group, each of 36 punctures from G0 to G35 One example may include including cheering groups.
도 7에 도시된 바와 같이 좌측의 행들은 각각의 정보 그룹들을 나타내고, 상단의 열들은 각각의 펑처링 그룹들을 나타낸다. 또한 내부 영역에 표시된 사각형들은 특정 펑처링 그룹에 대하여 펑처링을 수행했을 때 각각의 정보 그룹이 펑처링에 의해 영향을 받음을 나타낸다.As shown in FIG. 7, the left rows represent respective groups of information, and the top columns represent respective puncturing groups. In addition, the rectangles displayed in the inner region indicate that each group of information is affected by the puncturing when puncturing is performed for a specific puncturing group.
예를 들어, 펑처링 그룹 G0이 펑처링되는 경우, 정보 그룹 IG_0, IG_3, IG_5가 펑처링에 의해 영향을 받는다면, 펑처링 그룹 G0 열(107100)은 정보 그룹 IG_0, IG_3 및 IG_5과의 관계를 나타내는 3개의 사각형(107110, 107120, 107130)을 포함할 수 있다. 정보 그룹 IG_3과의 관계를 나타내는 사각형 (107120)은 다른 정보 그룹 IG_0, IG_5에 비해 펑처링에 의한 영향을 더 많이 받으므로, 도 7에 도시된 바와 같이 정보 그룹 IG_0 및 IG_5과의 관계를 나타내는 2개의 사각형(107110, 107130)과는 다르게 표시될 수 있다.For example, if puncturing group G0 is punctured, if information groups IG_0, IG_3, and IG_5 are affected by puncturing, puncturing group G0 column 107100 is related to information groups IG_0, IG_3, and IG_5. It may include three rectangles (107110, 107120, 107130) representing. Since the rectangle 107120 representing the relationship with the information group IG_3 is more affected by the puncturing than the other information groups IG_0 and IG_5, the rectangle 107120 shows the relationship with the information groups IG_0 and IG_5 as shown in FIG. The rectangles 107110 and 107130 may be displayed differently.
펑처링 그룹 G11이 펑처링되는 경우, 정보 그룹 IG_0, IG_1, IG_3 및 IG_8이 펑처링에 의해 영향을 받을 수 있다. 이 경우 펑처링 그룹 G11열(107200)은 정보 그룹 IG_0, IG_1, IG_3 및 IG_8과의 관계를 나타내는 4개의 사각형들(107210,107220,107230 및 107240)을 포함할 수 있다. 이 경우 4개의 사각형들(107210,107220,107230 및 107240)의 표시가 동일한 이유는 정보 그룹 IG_0, IG_1, IG_3 및 IG_8이 펑처링에 의해 동일한 영향을 받기 때문이다.When puncturing group G11 is punctured, information groups IG_0, IG_1, IG_3 and IG_8 may be affected by puncturing. In this case, the puncturing group G11 column 107200 may include four rectangles 107210, 107220, 107230, and 107240 indicating a relationship with the information groups IG_0, IG_1, IG_3, and IG_8. In this case, the display of the four rectangles 107210, 107220, 107230, and 107240 is the same because the information groups IG_0, IG_1, IG_3, and IG_8 are affected by the puncturing.
도 8은 본 발명에 따른 도 7의 블록도와 관련된 태너 그래프의 일 실시예이다.8 is an embodiment of a Tanner graph associated with the block diagram of FIG. 7 in accordance with the present invention.
상술한 바와 같이 정보 그룹과 펑처링 그룹은 열에 해당하는 베리어블 노드와 행에 해당하는 체크 노드를 포함할 수 있다. 도 8의 태너 그래프는 각 정보 그룹과 펑처링 그룹에 포함된 베리어블 노드와 체크 노드를 도형으로 나타내고, 베리어블 노드와 체크 노드의 관계를 선으로 표현하여 도 7의 블록도를 보다 구체적으로 나타낸 것이다.As described above, the information group and the puncturing group may include a versatile node corresponding to a column and a check node corresponding to a row. The Tanner graph of FIG. 8 illustrates the variable node and the check node included in each information group and the puncturing group in a figure, and more specifically illustrates the block diagram of FIG. 7 by expressing the relationship between the variable node and the check node as a line. will be.
도 8에 도시된 원은 베리어블 노드를 의미하며, 사각형은 체크 노드를 의미한다. 표시된 사각형들(108110.108310,108320)은 펑처링에 의해 영향을 받는 체크 노드들을 의미하며, 표시된 원들(108120,108315,108325)은 펑처링된 베리어블 노드들을 의미한다.A circle shown in FIG. 8 means a variable node, and a rectangle means a check node. Marked rectangles 108110.108310,108320 denote check nodes affected by puncturing, and marked circles 108120,108315,108325 denote punctured variable nodes.
도 8은 펑처링 그룹 G0만 펑처링된 경우, 펑처링에 의해 영향을 받는 체크 노드와 펑처링에 의해 영향을 받는 체크노드 및 펑처링에 의해 영향을 받는 임의의 베리어블 노드들(108100, 108200,108300)과의 관계를 정보 그룹 IG_0, IG_1, IG_3 마다 도시한 태너 그래프들을 나타내고 있다.FIG. 8 shows a check node affected by puncturing and any verifiable nodes affected by puncturing and punctured if any puncturing group G0 is punctured 108100, 108200 Tanner graphs are shown for each information group IG_0, IG_1, and IG_3.
8의 (a)는 정보 그룹 IG_0의 태너 그래프로, 정보 그룹 IG_0에 포함된 임의의 베리어블 노드(108100)는 펑처링된 베리어블 노드(108120)에 의해 업데이트 된 체크 노드(108110)와 연결될 수 있다.(A) of FIG. 8 is a Tanner graph of the information group IG_0, and any variable node 108100 included in the information group IG_0 may be connected with the check node 108110 updated by the punctured variable node 108120. have.
8의 (b)는 정보 그룹 IG_1의 태너 그래프로, 정보 그룹 IG_1에 포함된 임의의 베리어블 노드(108200)은 펑처링된 베리어블 노드에 의해 업데이트 되는 체크 노드와 연결되지 않는다.8 (b) is a Tanner graph of the information group IG_1, and any variable node 108200 included in the information group IG_1 is not connected to the check node updated by the punctured variable node.
8의 (c)는 정보 그룹 IG_3의 태너 그래프로, 정보 그룹 IG_3에 포함된 임의의 베리어블 노드(108300)는 펑처링된 펑처링 베리어블 노드(108315 및 108325)에 의해 업데이트 되는 2개의 체크 노드들 (108310,108320)과 각각 연결될 수 있다.8 (c) is a Tanner graph of information group IG_3, in which any variable node 108300 included in information group IG_3 is updated by two check nodes punctured by punctured variable nodes 108315 and 108325. And the respective ones 108310 and 108320, respectively.
도 8 에 도시된 바와 같이 정보 그룹 IG_1에 포함된 임의의 베리어블 노드(108200)는 펑처링에 의해 영향을 받는 체크 노드와 연결되어 있지 않으므로 업데이트 속도가 가장 빠를 수 있다. 반면, 정보 그룹 IG_3에 포함된 임의의 베리어블 노드(108300)는 펑처링에 의해 업데이트되는 두 개의 체크 노드들(108310, 108320)에 의해 영향을 받으므로 업데이트 속도가 느릴 수 있다.As shown in FIG. 8, any variable node 108200 included in the information group IG_1 is not connected to the check node affected by the puncturing, so the update rate may be the fastest. On the other hand, any of the variable nodes 108300 included in the information group IG_3 are affected by two check nodes 108310 and 108320 which are updated by puncturing, so the update speed may be slow.
도 9는 본 발명에 따른 도 7의 블록도와 관련된 태너 그래프의 또 다른 실시예이다.9 is another embodiment of a Tanner graph associated with the block diagram of FIG. 7 in accordance with the present invention.
도 8과 마찬가지로 도 9에 도시된 원은 베리어블 노드를 의미하며, 사각형은 체크 노드를 의미한다. 표시된 사각형들(109110,109210,109310,109320,109330 및 109340)은 펑처링에 의해 영향을 받는 체크 노드들을 의미하며, 표시된 원들(109120,109220,109315,108325,109335 및 109345)은 펑처링된 베리어블 노드들을 의미한다.As in FIG. 8, the circle illustrated in FIG. 9 means a variable node, and the rectangle means a check node. Marked rectangles 109110, 109210, 109310, 109320, 109330 and 109340 represent check nodes affected by puncturing, and marked circles 109120, 109220, 109315, 108325, 109335 and 109345 are punctured barriers Means nodes.
도 9는 펑처링 그룹 G0과 G5가 펑처링된 경우, 펑처링에 의해 영향을 받는 체크 노드와 펑처링에 의해 영향을 받는 체크 노드들 및 펑처링에 의해 영향을 받는 연결된 임의의 베리어블 노드들(109100, 109200,109300)과의 관계를 정보 그룹 IG_0, IG_1, IG_3 마다 도시한 태너 그래프들을 나타내고 있다.FIG. 9 shows check nodes affected by puncturing, check nodes affected by puncturing, and any connected variable nodes affected by puncturing, when puncturing groups G0 and G5 are punctured. Tanner graphs showing the relationship with (109100, 109200, 109300) are shown for each information group IG_0, IG_1, and IG_3.
9의 (a)는 정보 그룹 IG_0의 태너 그래프로, 정보 그룹 IG_0에 포함된 임의의 베리어블 노드(109100)는 펑처링된 베리어블 노드(109120)에 의해 업데이트 된 체크 노드(109110)와 연결될 수 있다.(A) of FIG. 9 is a Tanner graph of the information group IG_0, and any variable node 109100 included in the information group IG_0 may be connected to the check node 109110 updated by the punctured variable node 109120. have.
9의 (b)는 정보 그룹 IG_1의 태너 그래프로, 정보 그룹 IG_1에 포함된 임의의 베리어블 노드(109200)은 펑처링된 베리어블 노드(109220)에 의해 업데이트 되는 체크 노드(109210)와 연결될 수 있다.9 (b) is a Tanner graph of the information group IG_1, and any variable node 109200 included in the information group IG_1 may be connected to the check node 109210 updated by the punctured variable node 109220. have.
9의 (c)는 정보 그룹 IG_3의 태너 그래프로, 정보 그룹 IG_3에 포함된 임의의 베리어블 노드(109300)는 펑처링된 펑처링 베리어블 노드(109315, 109325, 109335 및 109345)에 의해 업데이트 되는 4개의 체크 노드들 (109310,109320, 109330 및 109340)과 각각 연결될 수 있다.9 (c) is a Tanner graph of the information group IG_3, in which any variable node 109300 included in the information group IG_3 is updated by the punctured punctureable variable nodes 109315, 109325, 109335, and 109345. Four check nodes 109310, 109320, 109330, and 109340 may be connected, respectively.
도 9 에 도시된 바와 같이 정보 그룹 IG_0 및 정보 그룹 IG_1에 포함된 임의의 베리어블 노드들(109100 및 109200)은 펑처링에 의해 영향을 받는 1개의 체크 노드와 연결된다. 반면, 정보 그룹 IG_3에 포함된 임의의 베리어블 노드(109300)는 펑처링에 의해 업데이트되는 4 개의 체크 노드들(109310, 109320, 109330 및 109340)에 의해 영향을 받으므로 업데이트 속도가 느릴 수 있다.As shown in FIG. 9, any variable nodes 109100 and 109200 included in the information group IG_0 and the information group IG_1 are connected to one check node affected by puncturing. On the other hand, any of the variable nodes 109300 included in the information group IG_3 are affected by four check nodes 109310, 109320, 109330, and 109340 updated by puncturing, so that the update speed may be slow.
LDPC H-매트릭스의 패리티 영역(102200)에 대해 펑처링이 수행되면, 정보 영역(102100)에 포함된 베리어블 노드들 중 특정 베리어블 노드가 펑처링에 의해 영향을 받는 체크 노드들과 집중적으로 매칭될 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같이 수신부의 디코딩 성능이 저하될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 정보 영역(102100)에 포함된 베리어블 노드들 중 특정 베리어블 노드와 펑처링에 의해 업데이트된 체크 노드의 매칭이 집중되지 않고 분산 배치 되도록 펑처링을 수행하는 순서, 즉 펑처링 패턴을 결정하는 방법을 제시하고자 한다.When puncturing is performed on the parity region 102200 of the LDPC H-matrix, a particular versatile node among the versatile nodes included in the information region 102100 is intensively matched with check nodes affected by the puncturing. Can be. In this case, as described above, the decoding performance of the receiver may be degraded. Therefore, in the present invention, the order in which puncturing is performed so that matching between a specific versatile node and a check node updated by puncturing among the versatile nodes included in the information area 102100 is not centralized, that is, a puncturing pattern We will present a way to determine this.
도 10은 본 발명에 따른 펑처링 패턴을 결정하기 위한 값들을 도시한 테이블이다.10 is a table showing values for determining a puncturing pattern according to the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이 테이블의 상단은 정보 그룹을 나타내며 좌측은 펑처링 그룹을 나타낸다. 본 발명에서는 정보 영역(102100)에 포함된 베리어블 노드와 펑처링에 의해 업데이트되는 체크 노드의 매칭이 분산배치 되도록 펑처링 패턴을 구하기 위해 펑처링에 의해 업데이트된 체크 노드의 개수와 평균, 분산값을 각각의 펑처링 그룹과 정보 그룹별로 계산하고, 모든 정보 그룹에 대하여 가장 작은 분산값을 갖는 펑처링 그룹을 선택하는 것을 일 실시예로 할 수 있다.As shown in FIG. 10, the upper end of the table represents an information group and the left side represents a puncturing group. In the present invention, the number, average, and variance of the check nodes updated by puncturing to obtain a puncturing pattern such that matching between the versatile node included in the information area 102100 and the check node updated by the puncturing is distributed. May be calculated for each puncturing group and information group, and the puncturing group having the smallest variance value for all information groups may be selected.
또한 본 발명에서는 정보 그룹들에게 주는 영향이 가장 작은 펑처링 그룹을 첫 번째 펑처링을 수행할 그룹으로 선택하고, 두 번째 펑처링 그룹을 결정하기 위해 첫 번째 펑처링을 수행할 그룹을 제외한 나머지 펑처링 그룹들의 분산값을 계산하여 가장 작은 분산값을 가지는 펑처링 그룹을 두 번째 펑처링 그룹으로 결정하고, 이러한 과정을 반복 실시하여 펑처링 패턴을 결정하는 것을 일 실시예로 할 수 있다.In addition, in the present invention, the puncturing group having the least influence on the information groups is selected as the group to perform the first puncturing, and the rest of the puncturing group except the group to perform the first puncturing to determine the second puncturing group. In an embodiment, the puncturing group having the smallest dispersion value may be determined as the second puncturing group by calculating the variance of the processing groups, and the process may be repeated to determine the puncturing pattern.
구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.Specifically, it is as follows.
도 7에 도시된 바와 같이 정보 그룹 IG_0 내지 IG_3은 펑처링에 의해 업데이트된 체크 노드를 최대 24개까지 포함할 수 있지만, 정보 그룹 IG4 내지 IG8은 펑처링에 의해 업데이트된 체크 노드를 6개까지 포함할 수 있다. 따라서 펑처링 그룹이 펑처링되는 경우 각 펑처링 그룹이 정보 그룹 IG_0~IG_3에 주는 영향은 최소 1/24이 될 수 있으며, 정보 그룹 IG_4 내지 IG_8에 주는 영향은 1/6이 될 수 있다.As shown in FIG. 7, the information groups IG_0 to IG_3 may include up to 24 check nodes updated by puncturing, but the information groups IG4 to IG8 include up to six check nodes updated by puncturing. can do. Therefore, when the puncturing group is punctured, the influence of each puncturing group on the information groups IG_0 to IG_3 may be at least 1/24, and the influence on the information groups IG_4 to IG_8 may be 1/6.
따라서 도 10에 나타난 바와 같이 펑처링에 의해 정보 그룹들에 대하여 가장 작은 영향을 주는 펑처링 그룹은 G13과 G26이다. 펑처링 그룹 G13이 펑처링 되는 경우, 정보 그룹 IG_1, IG_2에만 각각 1/24만큼 영향을 미치며, 펑처링 그룹 G26이 펑처링 되는 경우 정보 그룹 IG_0, IG_1에만 각각 1/24만큼 영향을 미치기 때문이다. 따라서 펑처링 그룹 G13을 첫 번째 펑처링을 수행할 그룹으로 결정할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 10, the puncturing groups having the least influence on the information groups by puncturing are G13 and G26. This is because when the puncturing group G13 is punctured, it only affects the information groups IG_1 and IG_2 by 1/24, and when the puncturing group G26 is punctured, it affects the information groups IG_0 and IG_1 by 1/24, respectively. . Therefore, the puncturing group G13 may be determined as the group to perform the first puncturing.
펑처링 그룹 G13이 첫 번째로 펑처링 되는 경우 정보 그룹 IG_1와 IG_2는 펑처링에 의해 업데이트된 체크 노드에 의해 각각 1/24만큼 영향을 받는다. 이후, 펑처링 그룹 G13을 제외한 나머지 펑처링 그룹들이 펑처링 되면 각각의 정보 그룹에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고 그 중 정보 그룹에 미치는 영향의 분산값이 가장 작은 펑처링 그룹을 선택할 수 있다.When the puncturing group G13 is first punctured, the information groups IG_1 and IG_2 are each affected by 1/24 by the check nodes updated by the puncturing. Subsequently, when the puncturing groups other than the puncturing group G13 are punctured, it may be analyzed to affect how each information group is affected, and among them, the puncturing group having the smallest dispersion value of the influence on the information group may be selected.
예를 들어 펑처링 그룹 G0이 펑처링되는 경우, 정보 그룹 IG_1와 IG_3에는 각각 1/24만큼, 정보 그룹 IG_2에는 1/24만큼, 정보 그룹 IG_5에는 1/6만큼의 펑처링에 의한 영향을 미칠 수 있다. 펑처링 그룹 G5이 펑처링 된다면, 정보 그룹 IG_0, IG_1 및 IG_2에는 1/24만큼, 정보 그룹 IG_3에는 1/12만큼 영향을 미칠 수 있다.For example, when the puncturing group G0 is punctured, the puncturing group G0 is affected by 1/24 in the information group IG_1 and IG_3, 1/24 in the information group IG_2 and 1/6 in the information group IG_5. Can be. If the puncturing group G5 is punctured, it may affect the information groups IG_0, IG_1 and IG_2 by 1/24 and the information group IG_3 by 1/12.
도 10의 테이블에 도시된 바와 같이 펑처링 그룹 G5 및 G6의 분산값은 8.145*10^-4이므로 다른 펑처링 그룹보다는 분산값이 더 작음을 알 수 있다. 따라서 펑처링 그룹 G5와 G6 중 어느 하나를 두 번째 펑처링을 수행할 펑처링 그룹으로 선택할 수 있다. 이와 같은 과정을 반복 수행하여 마지막으로 펑처링될 펑처링 그룹까지 선택하여 펑처링 패턴을 결정할 수 있다.As shown in the table of FIG. 10, since the variance values of the puncturing groups G5 and G6 are 8.145 * 10 ^ -4, it can be seen that the variance value is smaller than that of other puncturing groups. Therefore, one of the puncturing groups G5 and G6 may be selected as the puncturing group to perform the second puncturing. By repeating this process, the puncturing pattern can be determined by selecting the puncturing group to be punctured last.
도 11은 본 발명에 따른 시그널링 정보 전송부의 일 실시예를 도시한 블록도이다.11 is a block diagram illustrating an embodiment of a signaling information transmitter according to the present invention.
본 발명은 OFDM 전송 시스템의 BICM (Bit Interleaver and Coded Modulation) 모듈 중 시그널링 정보 전송 부분에 포함되는 것을 일 실시예로 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the present invention may be included in a signaling information transmission part of a bit interleaver and coded modulation (BICM) module of an OFDM transmission system.
본 발명에서는 시그널링 정보 전송부가 시그널링 생성부(signaling generator)(111100), 제 1 FEC 인코딩부(first FEC encoding unit)(111110), 제 1 매핑부(first mapping unit)(111120), 제 2 FEC 인코딩부(second FEC encoding unit) (111210), 비트 인터리버(Bit interleaver)(111220), 디먹스부(demux unit)(111230) 및 제 2 매핑부(second mapping unit) (111240)을 포함하는 것을 일 실시예로 한다.In the present invention, the signaling information transmitter includes a signaling generator 111100, a first FEC encoding unit 111110, a first mapping unit 111120, and a second FEC encoding. One embodiment includes a second FEC encoding unit 111210, a bit interleaver 111220, a demux unit 111230, and a second mapping unit 111240. Yes.
시그널링 생성부(111100)는 시그널링 정보를 생성할 수 있다. 시그널링 정보는 정보 내용에 따라 프리-시그널링 정보(L1-pre signaling)와 포스트-시그널링 정보(L1-post signaling)을 포함할 수 있다. 프리-시그널링 정보는 포스트-시그널링 정보를 디코딩하는데 필요한 정보를 포함할 수 있으며, 포스트-시그널링 정보는 전송부에서 전송하고자 하는 데이터를 디코딩하는데 필요한 정보들을 포함할 수 있다. 프리-시그널링 정보는 전송 프레임의 가장 앞 부분에 포함되어 전송될 수 있으며, 포스트-시그널링 정보와 데이터는 프리-시그널링 정보 이후에 포함되어 전송될 수 있다.The signaling generator 111100 may generate signaling information. The signaling information may include pre-signaling information (L1-pre signaling) and post-signaling information (L1-post signaling) according to the information content. The pre-signaling information may include information necessary for decoding the post-signaling information, and the post-signaling information may include information necessary for decoding the data to be transmitted by the transmitter. The pre-signaling information may be included in the foremost part of the transmission frame and transmitted, and the post-signaling information and data may be included after the pre-signaling information and transmitted.
제 1 FEC 인코딩부(111110)에서는 프리-시그널링 정보에 대하여 FEC 코딩을 수행하고, 제 1 매핑부(111120)에서는 FEC 코딩된 프리-시그널링 정보를 성상도에 심볼 매핑시킬 수 있다. 시그널링 정보와 데이터를 제대로 디코딩하기 위해서는 프리-시그널링 정보를 정확하고 빠르게 디코딩할 필요가 있다. 따라서 본 발명에서는 프리-시그널링 정보의 빠른 디코딩을 위하여 비트 인터리버를 사용하지 않을 수 있으며, 높은 강건성(robustness)을 확보하기 위하여 복구 성능이 상대적으로 좋은 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조방식과 코드 레이트 1/4를 사용하여 전송하는 것을 일 실시예로 할 수 있다.The first FEC encoder 111110 may perform FEC coding on the pre-signaling information, and the first mapping unit 111120 may symbol-map the FEC coded pre-signaling information to constellations. In order to properly decode the signaling information and data, it is necessary to decode the pre-signaling information accurately and quickly. Therefore, in the present invention, a bit interleaver may not be used for fast decoding of pre-signaling information, and a binary phase shift keying (BPSK) modulation scheme and code rate 1 having good recovery performance in order to secure high robustness are obtained. Transmission using / 4 may be an example.
제 2 FEC 인코딩부(111210)에서는 포스트-시그널링 정보에 대하여 FEC 코딩을 수행하고, 비트 인터리버(111220)에서는 FEC 코딩된 포스트-시그널링 정보에 대해 비트 단위의 인터리빙을 수행할 수 있다. 디먹스부(111230)에서는 비트 단위로 인터리빙된 포스트-시그널링 정보를 셀 단위로 디먹싱을 수행하고, 제 2 매핑부(111240)은 셀 단위로 디먹싱된 포스트-시그널링 정보를 성상도에 심볼 매핑시킬 수 있다. The second FEC encoder 111210 may perform FEC coding on post-signaling information, and the bit interleaver 111220 may perform interleaving on a bit basis on the FEC-coded post-signaling information. The demux unit 111230 demuxes the interleaved post-signaling information in units of cells, and the second mapping unit 111240 symbol-maps the demuxed post-signaling information in units of cells to constellations. You can.
포스트-시그널링 정보량은 가변적이며 프리-시그널링 정보에 비해 많은 정보량을 가지고 있다. 프리-시그널링 정보는 포스트-시그널링 정보에 관련된 정보들을 포함하므로 프리-시그널링 정보를 먼저 디코딩한 후 포스트-시그널링 정보의 디코딩을 수행할 수 있다.The post-signaling information amount is variable and has a large amount of information compared to the pre-signaling information. Since the pre-signaling information includes information related to the post-signaling information, the pre-signaling information can be decoded first and then the decoding of the post-signaling information can be performed.
본 발명에서는 포스트-시그널링 정보를 전송하기 위해 경우에 따라 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM 중 어느 하나를 선택할 수 있으며 코드 레이트로 1/2을 사용할 수 있다. 다만 포스트-시그널링 정보는 서비스와 관련된 데이터를 디코딩하기 위한 정보를 포함하고 있으므로, 데이터보다 강건성이 유지되도록 전송되어야 한다. 본 발명에서는 데이터에 대해 16 QAM으로 전송하는 경우 포스트-시그널링 정보는 같은 채널에서 16 QAM보다 더 성능이 좋은 BPSK나 QPSK를 사용하여 전송하는 것을 일 실시예로 할 수 있다.In the present invention, one of BPSK, QPSK, 16QAM, and 64QAM may be selected according to a case to transmit post-signaling information, and 1/2 may be used as a code rate. However, since post-signaling information includes information for decoding data related to a service, it should be transmitted so as to be more robust than data. In the present invention, when transmitting data with 16 QAM, post-signaling information may be transmitted using BPSK or QPSK having better performance than 16 QAM in the same channel.
도 12는 본 발명에 따른 시그널링 정보의 구성 블록도이다.12 is a block diagram illustrating signaling information according to the present invention.
시그널링 정보는 프리-시그널링 정보와 포스트-시그널링 정보를 포함할 수 있으며, 포스트-시그널링 정보는 컨피규러블 블록(configurable block) 다이내믹 블록(dynamic block), 익스텐션 블록(extension block), CRC 블록(CRC block) 및 패딩 블록(padding block)를 포함할 수 있다. 프리-시그널링 정보의 크기는 고정되어 있으며 본 발명에서는 200비트의 크기인 것을 일 실시예로 한다. 포스트-시그널링 정보의 크기는 데이터 블록의 개수 등에 따라 가변적으로 될 수 있으며, 398 비트에서 18408 비트 사이의 크기인 것을 일 실시예로 할 수 있다.The signaling information may include pre-signaling information and post-signaling information. The post-signaling information may include a configurable block, a dynamic block, an extension block, and a CRC block. ) And a padding block. The size of the pre-signaling information is fixed and according to the embodiment of the present invention is 200 bits. The size of the post-signaling information may vary depending on the number of data blocks and the like, and may be a size between 398 and 18408 bits.
컨피규러블 블록은 하나의 전송 프레임 동안에 걸쳐 동일하게 적용될 수 있는 정보들을 포함할 수 있고, 다이내믹 블록은 현재 전송되고 있는 전송 프레임에 해당하는 특징적인 정보들을 포함할 수 있다. 익스텐션 블록은 포스트-시그널링 정보가 확장되는 경우 사용될 수 있으며, CRC 블록은 포스트-시그널링 정보의 에러정정을 위해 사용되는 정보들을 포함할 수 있으며 32비트 크기를 가질 수 있 다. 또한 패딩 블록은 포스트-시그널링 정보가 여러 개의 LDPC 블록들에 나뉘어 전송되는 경우, 각 LDPC 블록에 포함되는 정보의 크기를 동일하게 맞추기 위해 사용될 수 있으며 그 크기는 가변적이다. 가변적인 패딩 블록이 부가됨으로써 여러 개의 LDPC 블록에 나누어진 포스트-시그널링 정보 값들은 일정한 성능을 유지할 수 있다.The configurable block may include information that may be equally applied over one transmission frame, and the dynamic block may include characteristic information corresponding to the transmission frame currently being transmitted. The extension block may be used when the post-signaling information is extended, and the CRC block may include information used for error correction of the post-signaling information and may have a 32-bit size. In addition, when the post-signaling information is divided into several LDPC blocks and transmitted, the padding block may be used to equally size the information included in each LDPC block, and the size thereof is variable. By adding a variable padding block, post-signaling information values divided into several LDPC blocks can maintain constant performance.
포스트-시그널링 정보는 하나의 LDPC블록 내에 포함되어 전송될 수도 있고, 여러 개의 LDPC 블록에 나누어져 전송될 수도 있다. 따라서 전송부(101100)에서는 포스트-시그널링 정보를 여러 개의 LDPC 블록에 나누어 전송하는 경우에는 몇 개의 LDPC 블록들에 어떤 크기로 나누어 전송할 것인가를 결정해야 한다. 전송할 포스트-시그널링 정보의 크기(K_post_ex-pad)를 알고, 하나의 LDPC 블록을 통해 전송되는 LDPC 블록에 포함된 정보 영역(102100)의 크기(K_bch)를 알면, 포스트-시그널링 정보가 포함되어 전송될 LDPC 블록의 개수(N_post_FEC_Block)은 하기의 수학식 1을 통해 결정될 수 있다.Post-signaling information may be included in one LDPC block and transmitted, or may be divided into several LDPC blocks and transmitted. Therefore, in case of transmitting the post-signaling information to several LDPC blocks, the transmitter 101100 must determine how many LDPC blocks to divide and transmit to each LDPC block. If the size of the post-signaling information to be transmitted (K_post_ex-pad) is known and the size (K_bch) of the information area 102100 included in the LDPC block transmitted through one LDPC block is known, the post-signaling information is included and transmitted. The number N_post_FEC_Block of the LDPC blocks may be determined through Equation 1 below.
포스트-시그널링 정보가 다수개의 LDPC 블록에 같은 크기로 나누어질 수 있도록 부가되는 패딩 블록의 크기(K_L1_PADDING)는 하기의 수학식 2를 통해 결정될 수 있다.The size K_L1_PADDING of the padding block added so that post-signaling information may be divided into a plurality of LDPC blocks by the same size may be determined through Equation 2 below.
이후 전송될 포스트-시그널링 정보의 전체 크기(K_post)는 원래의 포스트-시그널링 정보의 크기에 패딩 블록의 크기를 더한 값이 되며 이는 다음과 같은 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.The total size of post-signaling information to be transmitted (K_post) is a value obtained by adding the size of the padding block to the size of the original post-signaling information, which can be expressed as Equation 3 below.
또한 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)는 전체 포스트-시그널링 정보의 크기(K_post)를 전송하기 위해 필요한 블록의 개수(N_post_FEC_Block)로 나눈 값이 되며 이는 다음과 같은 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.In addition, the size (K_sig) of the post-signaling information transmitted in one LDPC block is divided by the number of blocks (N_post_FEC_Block) required to transmit the size (K_post) of the entire post-signaling information. It can be expressed as 4.
위와 같은 수학식들을 이용하여 하나의 LDPC 블록에 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(Ksig)를 결정할 수 있다. 전송할 크기가 결정된 포스트-시그널링 정보를 효율적으로 전송하기 위해서는 상술한 쇼트닝 및 펑처링이 수행될 수 있다.The above equations may be used to determine the size (Ksig) of post-signaling information to be transmitted in one LDPC block. The above-mentioned shortening and puncturing may be performed to efficiently transmit post-signaling information having a determined size to be transmitted.
쇼트닝되는 비트수는 정해진 LDPC 블록의 정보 영역의 크기 (K_bch:16K, 이펙티브 코드 레이트가 4/9인 경우 K_bch=7032)에서 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기 (K_sig)를 뺀 값으로 표현할 수 있다. 펑처링되는 비트수(N_punc_temp)는 쇼트닝이 되는 비트수에“6/5”라는 상수 값을 곱하여 결정되며 이는 다음과 같은 수학식 5와 같이 표현될 수 있다.The number of bits to be shortened is the size of the post-signaling information to be transmitted through one LDPC block (K_sig) at the size of the information area of the determined LDPC block (K_bch: 16K, K_bch = 7032 when the effective code rate is 4/9). Can be expressed as a subtracted value. The number of punctured bits (N_punc_temp) is determined by multiplying the number of bits to be shortened by a constant value of "6/5", which can be expressed by Equation 5 below.
쇼트닝되는 비트수에“6/5”이라는 상수를 곱하는 이유는 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)에 따라 LDPC 코드 레이트(code rate)가 변화될 수 있기 때문이다.The reason why the number of bits to be shortened is multiplied by a constant of “6/5” is because the LDPC code rate may change according to the size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block.
상술한 바와 같이 코드 레이트는 LDPC 블록 전체의 크기와 정보의 크기(포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)의 비율로 결정될 수 있으므로, 가변적인 크기를 갖는 포스트-시그널링 정보에 펑처링을 수행하는 경우, 코드 레이트의 변화가 발생할 수 있다. 즉, 포스트-시그널링 정보의 크기에 따라 코드 레이트가 변화하여 포스트-시그널링 정보 전송의 성능 차이가 발생 할 수 있다.As described above, the code rate may be determined by a ratio between the size of the entire LDPC block and the size of information (the size of the post-signaling information (K_sig)). The code rate may change, that is, the code rate may change according to the size of the post-signaling information, resulting in a difference in performance of the post-signaling information transmission.
하지만 포스트-시그널링 정보는 데이터의 복구에 필요한 정보들을 포함하고 있으므로, 전송될 때에는 함께 전송되는 데이터보다 더 큰 강건성이 요구되지만, 이 경우에도 강건성은 일정한 정도로 유지되어야 한다.However, since the post-signaling information includes information necessary for the recovery of the data, when it is transmitted, more robustness is required than data transmitted together, but even in this case, robustness must be maintained to a certain degree.
따라서 하나의 LDPC 블록에 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)가 작은 경우 상대적으로 더 적은 개수의 비트들에 대해 펑처링을 수행함으로써 코드 레이트를 낮추되, 펑처링에 따른 디코딩 성능 감소가 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)에 상관없이 일정해지도록 조절할 필요가 있다. 이때 조절하기 위하여 사용되는 값이 상술한 “6/5”이 된다.Therefore, when the size of post-signaling information (K_sig) to be transmitted in one LDPC block is small, the code rate is lowered by puncturing for a relatively small number of bits, but the decoding performance decrease due to puncturing is reduced. Regardless of the size of the signaling information (K_sig) it needs to be adjusted to be constant. At this time, the value used to adjust is “6/5”.
쇼트닝 및 펑처링이 수행된 후 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(N_post_temp)는 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig), BCH 패리티 크기(K_bch_parity), 및 LDPC 패리티 크기(N_ldpc*(1-R_eff_16K_LDPC_1_2))를 더한 값에서 펑처링될 비트수(N_punc_temp)를 뺀 값이 될 수 있으며 이는 하기의 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.The size of post-signaling information to be transmitted (N_post_temp) after shortening and puncturing is performed is the size of post-signaling information (K_sig), BCH parity size (K_bch_parity), and LDPC parity size (N_ldpc). A value obtained by subtracting the number of bits to be punctured (N_punc_temp) from the value of * (1-R_eff_16K_LDPC_1_2)) may be expressed as Equation 6 below.
[규칙 제26조에 의한 보정 22.02.2011]
수학식에서 는 모듈레이션 오더(modulation order)이며, N_P2는 주어진 FFT(Fast Fourier Transform) 크기에 따른 심볼 개수이다. 최종적으로 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(N_post)는 모듈레이션 오더와 FFT 크기에 따른 심볼 개수에 맞추어 결정될 수 있다. [Revision 22.02.2011 under Rule 26]
In the equation Is a modulation order and N_P2 is the number of symbols according to a given fast fourier transform (FFT) size. The size N_post of the post-signaling information to be finally transmitted may be determined according to the number of symbols according to the modulation order and the FFT size.
수학식에서 는 모듈레이션 오더(modulation order)이며, N_P2는 주어진 FFT(Fast Fourier Transform) 크기에 따른 심볼 개수이다. 최종적으로 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(N_post)는 모듈레이션 오더와 FFT 크기에 따른 심볼 개수에 맞추어 결정될 수 있다. [Revision 22.02.2011 under Rule 26]
In the equation Is a modulation order and N_P2 is the number of symbols according to a given fast fourier transform (FFT) size. The size N_post of the post-signaling information to be finally transmitted may be determined according to the number of symbols according to the modulation order and the FFT size.
쇼트닝 및 펑처링이 수행된 후 전송될 포스트-시그널링 정보는 비트 인터리버(111220)를 통과한 후 전송되는데, 모듈레이션 오더가 BPSK, QPSK인 경우에는 비트 인터리버를 사용하지 않을 수 있다. 모듈레이션 오더가 16 QAM의 경우에는 쇼트닝 및 펑처링이 수행된 후 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(N_post_temp)는 8의 정수배, 64 QAM의 경우 12의 배수가 될 수 있다. 따라서 N_post_temp=1 인 경우 2를 사용하여 비트 인터리버의 열의 개수가 정수배가 될 수 있도록 N_post_temp의 크기를 조절할 수 있다.Post-signaling information to be transmitted after the shortening and puncturing is performed after passing through the bit interleaver 111220. If the modulation order is BPSK or QPSK, the bit interleaver may not be used. In the case where the modulation order is 16 QAM, the size (N_post_temp) of post-signaling information to be transmitted after shortening and puncturing is performed may be an integer multiple of 8 and a multiple of 12 in 64 QAM. Therefore, when N_post_temp = 1, the size of N_post_temp can be adjusted by using 2 so that the number of columns of the bit interleaver may be an integer multiple.
도 13은 본 발명에 따른 SNR(Signal to Noise Ratio) 대 BER(Bit Error Rate)을 성능을 나타내는 그래프이다.13 is a graph showing performance of Signal to Noise Ratio (SNR) versus Bit Error Rate (BER) according to the present invention.
도 13에 도시된 그래프는 16K에서 코드 레이트를 1/4로 유지하며, BPSK 변조 방식으로 전송하는 경우, 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)의 변화에 따른 SNR(Signal to Noise Ratio) 대 BER(Bit Error Rate)을 성능을 도시한 그래프이다.The graph shown in FIG. 13 maintains a code rate of 1/4 at 16K, and when transmitted in BPSK modulation, SNR (Signal) according to a change in the size (K_sig) of post-signaling information transmitted in one LDPC block to Noise Ratio) versus BER (Bit Error Rate).
도 13에 도시된 그래프와 같이 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)가 가장 작은 90 비트인 경우와 가장 큰 3072 비트의 경우를 비교해보자. BER이 10^-05인 경우 90비트 인 경우 SNR이 -3.8, 3072비트의 경우 SNR이 -6.7정도로 약 2.8dB정도의 차이가 나는 것을 알 수 있다.As shown in the graph of FIG. 13, the case where the size (K_sig) of the post-signaling information transmitted in one LDPC block is the smallest 90 bits and the largest 3072 bits will be compared. If the BER is 10 ^ -05, the SNR is -3.8 for 90 bits and the SNR is -6.7 for 3072 bits, which is about 2.8dB.
따라서 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig) 변화에 상관없이 일정한 성능을 유지하기 위해서는 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig) 변화에 관계없이 BER에 따른 SNR의 차이가 최소로 유지되어야 한다.Therefore, in order to maintain constant performance regardless of the change in the size of post-signaling information transmitted in one LDPC block (K_sig), regardless of the change in the size of the post-signaling information transmitted in one LDPC block (K_sig) according to BER The difference in SNR should be kept to a minimum.
최소의 성능 차이를 유지하기 위해서 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)가 작은 경우 펑처링될 비트수를 줄여 코드 레이트를 낮추어 줄 수 있다. 수학식 5에 도시된 바와 같이 펑처링될 비트수는 쇼트닝될 비트수, 즉 기 정해진 LDPC 블록의 정보 영역의 크기에서 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)를 뺀 값에 상수값을 곱하여 결정될 수 있다. 결국 펑처링될 비트수는 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)의 변화와 관계없이 상수값을 조절하여 조정될 수 있다. 이 상수값을 보상값(compensation value)라 호칭한다.In order to maintain a minimum performance difference, when the size of the post-signaling information transmitted in one LDPC block (K_sig) is small, the number of bits to be punctured may be reduced to reduce the code rate. As shown in Equation 5, the number of bits to be punctured is the number of bits to be shortened, that is, the size of the information area of the predetermined LDPC block minus the size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block. Can be determined by multiplying by a constant value. Eventually, the number of bits to be punctured can be adjusted by adjusting a constant value irrespective of a change in the size K_sig of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block. This constant value is called a compensation value.
도 14는 본 발명에 따른 보상값을 구하기 위한 변수들의 관계를 도시한 블록도이다.14 is a block diagram showing a relationship between variables for obtaining a compensation value according to the present invention.
도 14에 도시된 블록도는 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig), BCH 패리티 크기(K_bch_parity), LDPC 블록의 크기(N_LDPC)의 관계를 나타내고 있다.The block diagram shown in FIG. 14 illustrates the relationship between the size (K_sig), the BCH parity size (K_bch_parity), and the size of the LDPC block (N_LDPC) of post-signaling information transmitted in one LDPC block.
하기의 수학식 7은 코드 레이트 1/4(이펙티브 코드 레이트 1/5)를 이용하는 경우 보상값을 구하는 과정을 도시한 수식이다. 펑처링될 비트수(N_punc_temp)는 쇼트닝될 비트수에 보상값(X)를 곱한 값이 될 수 있다. Equation 7 below illustrates a process of obtaining a compensation value when using code rate 1/4 (effective code rate 1/5). The number of bits to be punctured (N_punc_temp) may be a value obtained by multiplying the number of bits to be shortened by a compensation value (X).
보상값(X)를 이용한 경우 최종 코드 레이트(R_eff_post)는 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)와 BCH 패리티 크기(K_bch_parity)의 합을 최종적으로 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(N_post)로 나눈 값이 될 수 있다.When the compensation value (X) is used, the final code rate (R_eff_post) is the sum of the size of the post-signaling information (K_sig) and the BCH parity size (K_bch_parity) transmitted in one LDPC block. It can be divided by the size (N_post).
최종적으로 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(N_post)는 LDPC블록의 크기(N_LDPC)에서 쇼트닝 비트 수(K_bch-K_sig)와 이에 따른 펑처링 비트수(X * (K_bch - K_sig))수를 뺀 값이 될 수 있다. 이를 계산하면, 보상값(X)이 4 일 때 R_eff_post는 1/5로 K_sig의 값의 변화에 관계없이 항상 이펙티브 코드 레이트 값인 1/5이 될 수 있다. 따라서 코드 레이트 1/4인 하나의 LDPC 블록에 전송되는 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)변화에 따른 성능 차를 줄이며 전송하고자 할 경우, 보상값(X)은 4보다 작은 값을 가져야 함을 알 수 있다.Finally, the size of post-signaling information (N_post) to be transmitted is obtained by subtracting the number of shortening bits (K_bch-K_sig) and the number of puncturing bits (X * (K_bch-K_sig)) from the size of the LDPC block (N_LDPC). This can be In this case, when the compensation value X is 4, R_eff_post may be 1/5, which is always 1/5, which is an effective code rate value regardless of a change in the value of K_sig. Therefore, it is understood that the compensation value (X) should have a value less than 4 when reducing and transmitting the performance difference caused by the change of the size (K_sig) of the post-signaling information transmitted in one LDPC block having a code rate of 1/4. Can be.
하기의 수학식 8은 이펙티브 코드 레이트가 1/5이고, 이를 위해 가변하는 코드 레이트를 가지는 시그널링 정보를 전송할 경우 최종적으로 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기 (N_post)를 구하는 과정을 나타내고 있다. Equation 8 below shows a process of obtaining a size (N_post) of post-signaling information to be finally transmitted when signaling information having a variable code rate having an effective code rate is 1/5.
결정된 보상값(X)을 수학식 8에 대입하여 쇼트닝될 비트 수(K_bch - K_sig)와 펑처링될 비트수(N_punc_temp)를 계산할 수 있으며, 이후 계산된 펑처링될 비트수(N_punc_temp)를 이용하여 최종적으로 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(N_post)는 하기의 수학식 9와 같이 표현될 수 있다.By substituting the determined compensation value X into Equation 8, the number of bits to be shortened (K_bch-K_sig) and the number of bits to be punctured (N_punc_temp) can be calculated and then the calculated number of bits to be punctured (N_punc_temp) is used. The size N_post of the post-signaling information to be finally transmitted may be expressed as in Equation 9 below.
수학식 9에서 는 모듈레이션 오더(modulation order)이며, N_P2는 주어진 FFT(Fast Fourier Transform) 크기에 따른 심볼 개수이다.In equation (9) Is a modulation order and N_P2 is the number of symbols according to a given fast fourier transform (FFT) size.
도면에 표시되지 않았으나 본 발명의 수신부(101300)는 BICM 디코더 (Bit Interleaved Coded Modulation decoder)를 포함할 수 있다. BICM 디코더는 프리-시그널링 정보 및 포스트-시그널링 정보를 디코딩하기 위한 것으로, 프리-시그널링 정보를 포스트-시그널링 정보보다 먼저 디코딩할 수 있다.Although not shown in the drawing, the receiver 101300 of the present invention may include a BICM decoder (Bit Interleaved Coded Modulation decoder). The BICM decoder is for decoding the pre-signaling information and the post-signaling information. The BICM decoder can decode the pre-signaling information before the post-signaling information.
프리-시그널링 정보가 디코딩되면 수신부(101300)에서는 디코딩된 프리-시그널링 정보로부터 포스트-시그널링 정보를 디코딩하기 위한 정보들을 추출할 수 있다. 포스트-시그널링 정보를 디코딩하기 위한 정보들은 포스트-시그널링 정보에서 CRC 블록와 패딩 블록을 제외한 나머지 정보 영역의 크기를 나타내는 L1_POST_INFO_SIZE 필드, 포스트-시그널링 정보의 시그널링 포맷을 나타내는 L1_MOD 필드 및 포스트-시그널링 정보의 코드 레이트를 나타내는 L1_COD 필드를 포함할 수 있다.When the pre-signaling information is decoded, the receiver 101300 may extract information for decoding the post-signaling information from the decoded pre-signaling information. Information for decoding the post-signaling information includes an L1_POST_INFO_SIZE field indicating the size of the information area except for the CRC block and the padding block in the post-signaling information, an L1_MOD field indicating the signaling format of the post-signaling information, and a code rate of the post-signaling information. It may include an L1_COD field.
포스트-시그널링 정보의 크기(K_post_ex-pad)는 L1_POST_INFOSIZE에 32비트의 CRC 필드를 부가한 것이므로, 수신부(101300)에서는 수학식 2를 이용하여 전송부(101100)에서 추가된 패딩의 개수와 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기 (K_sig)를 계산할 수 있다.Since the size of the post-signaling information (K_post_ex-pad) is a 32-bit CRC field added to L1_POST_INFOSIZE, the receiver 101300 uses Equation 2 in the number of paddings added by the transmitter 101100 and one LDPC. The size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through the block can be calculated.
또한 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기 (K_sig)를 알고 있으면, 수학식 8을 이용하여 펑처링될 비트수(N_punc_temp)를 계산할 수 있다. 이때 사용되는 보상값(X)는 전송부(101100)에서 기설정된 값이다. 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기 (K_sig)와 펑처링될 비트수(N_punc_temp)를 계산하면, L1_MOD 필드와 FFT 크기에 따른 N_P2 값을 이용하여 최종적으로 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(N_post)를 계산할 수 있다.In addition, if the size (K_sig) of the post-signaling information to be transmitted through one LDPC block is known, the number of bits (N_punc_temp) to be punctured may be calculated using Equation (8). The compensation value X used at this time is a value preset by the transmitter 101100. When the size of post-signaling information (K_sig) to be transmitted through one LDPC block and the number of bits (N_punc_temp) to be punctured are calculated, the post-signaling information to be finally transmitted using the L1_MOD field and the N_P2 value according to the FFT size The size of N_post can be calculated.
언쇼트닝 및 디펑처링부(101320)에서는 수학식들을 이용하여 쇼트닝될 비트수(K_bch-K_sig)와 펑처링될 비트수(N_LDPC*(1-R_eff_16K_LDPC_1_4)+(K_sig+K_bch_parity)-N_post))를 알 수 있다. 또한 언쇼트닝 및 디펑처링부(101320)에서는 본 발명에서 제시하는 펑처링 패턴을 사용하여 디펑처링을 수행할 수 있다.The unshortening and depuncturing unit 101320 knows the number of bits to be shortened (K_bch-K_sig) and the number of bits to be punctured (N_LDPC * (1-R_eff_16K_LDPC_1_4) + (K_sig + K_bch_parity) -N_post) using equations. Can be. In addition, the unshortening and depuncturing unit 101320 may perform depuncturing using the puncturing pattern proposed by the present invention.
도 15는 본 발명에 따른 보상값의 변화에 따른 코드 레이트의 변화를 도시한 그래프이다.15 is a graph illustrating a change in code rate according to a change in a compensation value according to the present invention.
도 15에 도시된 그래프는 보상값(X)을 3.5이상 4 이하의 사이 값으로 0.1만큼 변화시킬 때, 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기 (K_sig)에 따른 코드 레이트(R_eff_post)의 변화를 나타내고 있다. 그래프의 X축은 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)를, Y축은 코드 레이트(R_eff_post)를 나타낸다.The graph shown in FIG. 15 shows a code rate (R_eff_post) according to the size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block when the compensation value (X) is changed by 0.1 to a value between 3.5 and 4 or less. ) Is indicated. The X axis of the graph represents the size (K_sig) of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block, and the Y axis represents a code rate (R_eff_post).
보상값(X)이 4인 경우는 이펙티브 코드 레이트(R_eff_post)는 1/5(0.2)로 일정하지만, 보상값(X)이 4보다 작은 경우에는 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)가 작을수록 이펙티브 코드 레이트의 값이 작아질 수 있다.When the compensation value (X) is 4, the effective code rate (R_eff_post) is constant at 1/5 (0.2), but when the compensation value (X) is less than 4, post-signaling information to be transmitted through one LDPC block As the size K_sig is smaller, the value of the effective code rate may be smaller.
도 15에 도시된 바와 같이 보상값(X)이 3.5일 때, 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)가 500인 경우에는 R_eff_post가 0.15 미만으로 떨어지게 된다. 코드 레이트 값이 작을수록 오버헤드가 증가하여 전송 효율은 떨어지나 전송 성능은 향상된다. 따라서 정보량이 작은 시그널링 정보와 같은 경우 보상값을 변화시켜 쇼트닝 및 펑처링으로 인한 전송 성능 감소를 보완할 수 있다.As shown in FIG. 15, when the compensation value X is 3.5, when the size K_sig of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block is 500, R_eff_post drops to less than 0.15. Smaller code rate values increase overhead, resulting in lower transmission efficiency but higher transmission performance. Therefore, in case of signaling information having a small amount of information, a compensation value may be changed to compensate for a decrease in transmission performance due to shortening and puncturing.
도 16은 본 발명에 따른 시그널링 정보와 데이터의 모듈레이션 오더에 따른 SNR 크기를 도시한 표이다.16 is a table illustrating SNR size according to a modulation order of signaling information and data according to the present invention.
본 발명에서는 코드 레이트는 1/4(이펙티브 코드 레이트 1/5)이고, 코드 길이는 16200이고 FER(Frame Error Ratio)이 10^-04인 경우를 일 실시예로 할 수 있다.According to the present invention, the code rate is 1/4 (effective code rate 1/5), the code length is 16200, and the frame error ratio (FER) is 10 ^ -04.
도 16의 (a)는 본 발명에 따른 하나의 LDPC 블록을 통해 전송될 포스트-시그널링 정보의 크기(K_sig)가 312비트에서 3072비트 사이의 값을 가질 때, 보상값(X)을 3.5 이상 4 이하의 값으로 변화시키는 경우, 보상값에 따라 SNR 갭(Signal to Noise Ratio Gap)의 크기를 모듈레이션 오더별로 도시한 테이블이다.FIG. 16A illustrates a compensation value X of 3.5 or more when the size K_sig of post-signaling information to be transmitted through one LDPC block has a value between 312 and 3072 bits. When changing to the following values, it is a table showing the size of the SNR gap (Signal to Noise Ratio Gap) for each modulation order according to the compensation value.
SNR 갭의 크기가 작을수록 시그널링 정보의 크기 변화와 상관없이 일정한 강건성을 갖는 것을 의미하므로, 시그널링 정보 전송시 사용되는 모듈레이션 오더별로 가장 작은 크기의 SNR 값을 갖는 X 값을 보상값으로 선택하여 사용할 수 있다.As the size of the SNR gap is smaller, it means that the robustness is constant regardless of the change in the size of the signaling information. Therefore, an X value having the smallest SNR value for each modulation order used when transmitting the signaling information can be selected and used as a compensation value. have.
도 16의 (a)에 도시된 바와 같이 모듈레이션 오더가 BPSK와 QPSK인 경우 보상값(X)이 3.5~3.7 사이일 때 가장 작은 SNR 갭 값을 가질 수 있고, 모듈레이션 오더가 16 QAM인 경우 보상값(X)이 3.6~3.8 사이 값일 때 가장 작은 SNR 갭 값을 가지며, 모듈레이션 오더가 64QAM에서는 보상값(X)이 3.8~4.0 사이 값일 때, 가장 작은 SNR 갭 크기를 가짐을 알 수 있다. 또한 모든 모듈레이션 오더에 있어서 작은 SNR 갭의 크기를 가질 수 있도록 만족시키는 보상값(X)은 3.8이 될 수 있음을 알 수 있다.As shown in (a) of FIG. 16, when the modulation order is BPSK and QPSK, it may have the smallest SNR gap value when the compensation value X is between 3.5 and 3.7, and when the modulation order is 16 QAM. It can be seen that (X) has the smallest SNR gap value when the value is between 3.6 and 3.8, and the modulation order has the smallest SNR gap size when the compensation value (X) is between 3.8 and 4.0 when the modulation order is 64QAM. It can also be seen that the compensation value (X) that satisfies to have a small SNR gap size in all modulation orders can be 3.8.
도 16의 (b)는 서비스와 관련된 데이터를 전송하는 경우 모듈레이션 오더마다 SNR의 크기를 도시한 테이블이다.FIG. 16B is a table showing the size of the SNR for each modulation order when transmitting data related to a service.
상술한 바와 같이 시그널링 정보의 전송시, 데이터를 전송할 때보다 더 큰 강건성을 확보해야 하므로 데이터를 전송할 때 사용되는 모듈레이션 오더보다 낮은 모듈레이션 오더를 사용하여 전송할 수 있다. 본 발명에서는 데이터 전송 시 QPSK를 이용하는 경우 시그널링 전송 시에 BSPK를 이용하는 것을 일 실시예로 할 수 있다.As described above, when transmitting the signaling information, it is necessary to secure greater robustness than when transmitting data, and thus it may be transmitted using a modulation order lower than the modulation order used when transmitting data. In the present invention, when the QPSK is used for data transmission, the BSPK may be used for signaling transmission as an embodiment.
도 17은 본 발명에 따른 시그널링 정보의 크기 변화에 따른 SNR값 및 시그널링 정보의 크기 변화에 따른 SNR값을 도 16의 데이터의 SNR 값과 비교한 결과를 도시한 표이다.FIG. 17 is a table illustrating a result of comparing an SNR value according to a change in the size of signaling information and an SNR value according to a change in the size of signaling information with an SNR value of the data of FIG. 16.
본 발명에서는 코드 레이트는 1/4(이펙티브 코드 레이트 1/5)이고, 코드 길이는 16200이고 FER(Frame Error Ratio)이 10^-04인 경우를 일 실시예로 할 수 있다.According to the present invention, the code rate is 1/4 (effective code rate 1/5), the code length is 16200, and the frame error ratio (FER) is 10 ^ -04.
도 17의 (a)는 본 발명에 따른 시그널링 정보의 크기(K_sig)의 변화에 따라 주어진 보상값을 3.5이상 4이하의 사이 값으로 변화시키는 경우, 각각의 보상값에서 가장 성능이 나쁠 경우의 SNR 값을 도시한 일 실시예이다.FIG. 17 (a) shows the SNR of the case where the performance is the worst at each compensation value when a given compensation value is changed to a value between 3.5 and 4 according to a change in the size of signaling information K_sig according to the present invention. One embodiment shows the values.
도 17의 (b)는 본 발명에 따른 도 17의 (a)에 도시된 시그널링 정보의 SNR 값과 도 16의 (b)에 도시된 데이터의 SNR 값의 차이를 도시한 일 실시예이다. 상술한 바와 같이 시그널링 정보의 전송을 위해서는 데이터의 전송보다 더 큰 강건성이 요구된다.FIG. 17B is a diagram illustrating a difference between an SNR value of signaling information shown in FIG. 17A and an SNR value of data shown in FIG. 16B according to the present invention. As described above, transmission of signaling information requires greater robustness than transmission of data.
따라서 데이터가 QPSK로 전송되는 경우 시그널링 정보는 QPSK보다 모듈레이션 오더가 낮은 BPSK로 전송될 수 있으며, 데이터가 16QAM으로 전송되는 경우 시그널링 정보는 QPSK로 전송될 수 있다. 이 경우 데이터의 SNR 값과 시그널링 정보의 SNR값의 차이가 클수록 시그널링 정보의 전송에 필요한 더 큰 강건성이 확보됨을 의미한다.Therefore, when data is transmitted in QPSK, signaling information may be transmitted in BPSK having a modulation order lower than that of QPSK. In the case of data transmitted in 16QAM, signaling information may be transmitted in QPSK. In this case, the greater the difference between the SNR value of the data and the SNR value of the signaling information, the greater the robustness required for transmitting the signaling information.
도 17의 (b)에 도시된 바와 같이 시그널링 정보가 BPSK로 전송되는 경우, 보상값이 3.5일 때 데이터의 SNR 값과 시그널링 정보의 SNR값의 차이가 가장 크게 나타남을 알 수 있으며, QPSK로 전송되는 경우, 보상값이 3.5 일 때 데이터의 SNR 값과 시그널링 정보의 SNR값의 차이가 가장 크게 나타남을 알 수 있다. 또한 시그널링 정보가 16QAM로 전송되는 경우, 보상값이 3.5 및 3.6일 때 데이터의 SNR 값과 시그널링 정보의 SNR값의 차이가 가장 크게 나타남을 알 수 있고, 64QAM으로 전송되는 경우 보상값이 3.5부터 3.7일 때 데이터의 SNR 값과 시그널링 정보의 SNR값의 차이가 가장 크게 나타남을 알 수 있다.As shown in (b) of FIG. 17, when the signaling information is transmitted to the BPSK, when the compensation value is 3.5, it can be seen that the difference between the SNR value of the data and the SNR value of the signaling information is greatest and transmitted to the QPSK. When the compensation value is 3.5, it can be seen that the difference between the SNR value of the data and the SNR value of the signaling information is greatest. In addition, when the signaling information is transmitted in 16QAM, it can be seen that the difference between the SNR value of the data and the SNR value of the signaling information is greatest when the compensation values are 3.5 and 3.6. When the signaling information is transmitted by 64QAM, the compensation values are 3.5 to 3.7. In this case, it can be seen that the difference between the SNR value of the data and the SNR value of the signaling information is greatest.
도 16의 (a)와 도 17의 (b)를 종합하면 모듈레이션 오더에 관계없이 시그널링 정보의 크기에 따른 SNR 갭이 가장 작고, 데이터의 SNR과 시그널링 정보의 SNR의 차이가 가장 큰 경우인 3.8이 최적의 보상값이 될 수 있음을 알 수 있다.16 (a) and (b) of FIG. 16 show that the SNR gap according to the size of the signaling information is the smallest and the difference between the SNR of the data and the SNR of the signaling information is the largest regardless of the modulation order. It can be seen that it can be an optimal compensation value.
도 18은 본 발명에 따른 방송 신호 전송 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating an embodiment of a broadcast signal transmission method according to the present invention.
정보 생성부(101110)는 전송할 정보를 생성한다(S118100). 일 실시예로서 OFDM 방송 시스템에서 전송할 정보를 생성할 수 있으며, 정보는 상술한 바와 같이 서비스와 관련된 데이터 또는 데이터를 복호하기 위해 필요한 정보들을 포함하는 시그널링 정보를 포함할 수 있다. The information generator 101110 generates information to be transmitted (S118100). According to an embodiment, information to be transmitted may be generated in an OFDM broadcasting system, and the information may include signaling information including data related to a service or information necessary for decoding data as described above.
제로 패딩부(101120)은 생성된 정보에 대해 BCH 인코딩이 가능하도록 제로 패딩 정보를 삽입한다(S118200). 이때 삽입되는 제로 패딩의 위치는 쇼트닝 단계에서 이루어질 쇼트닝 패턴(shortening pattern)에 따라 결정될 수 있다.The zero padding unit 101120 inserts zero padding information to enable BCH encoding on the generated information (S118200). In this case, the position of the zero padding to be inserted may be determined according to a shortening pattern to be performed in the shortening step.
BCH 인코딩부(101130)는 제로 패딩 정보가 삽입된 정보에 대해 BCH 인코딩을 수행한다(S118300). BCH 인코딩부(101130)는 제로 패딩 정보가 삽입된 정보에 BCH 패리티 체크 비트들(BCH parity check bits)을 부가하여 LDPC 인코딩부(101140)로 전송할 수 있다.The BCH encoding unit 101130 performs BCH encoding on information in which zero padding information is inserted (S118300). The BCH encoder 101130 may add BCH parity check bits to the LDPC encoder 101140 by adding BCH parity check bits to information in which zero padding information is inserted.
LDPC 인코딩부(101140)는 수신한 BCH 인코딩이 수행된 정보에 대하여 LDPC 패리티들을 부가하여 LDPC 블록을 생성하고, 생성된 LDPC 블록 단위로 LDPC 인코딩을 수행할 수 있다(S118400). 이 경우 LDPC 블록은 정보가 포함되는 정보 영역(102100)과 LDPC 패리티들을 포함하는 패리티 영역(102200)을 포함할 수 있다.The LDPC encoder 101140 may generate an LDPC block by adding LDPC parities to the received BCH encoding information, and perform LDPC encoding on the basis of the generated LDPC block (S118400). In this case, the LDPC block may include an information region 102100 including information and a parity region 102200 including LDPC parities.
쇼트닝 및 펑처링부(101150)에서는 인코딩된 LDPC 블록에 대해 쇼트닝 및 펑처링을 수행할 수 있다. 쇼트닝은 LDPC 블록의 정보 영역(102100)에 대해 이루어지며, 이 경우 특정한 쇼트닝 패턴에 따라 수행된다(S118500). 또한 펑처링은 LDPC 블록의 패리티 영역(102200)에 대해 펑처링 패턴에 따라 이루어진다(S118600). 이 경우 펑처링 패턴은 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명에서 제시하는 펑처링 패턴인 것을 일 실시예로 할 수 있다.The shortening and puncturing unit 101150 may perform shortening and puncturing on the encoded LDPC block. The shortening is performed on the information area 102100 of the LDPC block, and in this case, the shortening is performed according to a specific shortening pattern (S118500). In addition, puncturing is performed according to the puncturing pattern for the parity region 102200 of the LDPC block (S118600). In this case, as illustrated in FIG. 9, the puncturing pattern may be a puncturing pattern proposed by the present invention.
도 19은 본 발명에 따른 방송 신호 수신 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.19 is a flowchart illustrating an embodiment of a broadcast signal receiving method according to the present invention.
OFDM 복조부(101310)는 수신한 정보를 OFDM 복조한다(S119100). OFDM 복조될 정보는 상술한 바와 같이 서비스와 관련된 데이터 또는 데이터를 복호하기 위해 필요한 정보들을 포함하는 시그널링 정보를 포함할 수 있다.The OFDM demodulator 101310 OFDM demodulates the received information (S119100). The information to be OFDM demodulated may include signaling information including data related to a service or information necessary for decoding data as described above.
언쇼트닝 및 디펑처링부 (101320)는 OFDM 복조된 정보에 대하여 전송부(101100)에서 기 정의한 쇼트닝 패턴에 따라 LLR(log-likelihood ratio) 연산에 따른 최대값을 정보 영역에 삽입하여 언쇼트닝을 수행할 수 있다(S119200). 또한 전송부(101100)에서 기 정의한 펑처링 패턴에 따라 펑처링이 수행된 패리티 영역에 언노운(unknown)에 해당하는 값('0';zero)을 대입하여 디펑처링을 수행할 수 있다(S119300).The unshortening and depuncturing unit 101320 performs unshortening by inserting a maximum value of a log-likelihood ratio (LLR) operation into the information area according to a shortening pattern defined by the transmitter 101100 with respect to the OFDM demodulated information. It may be (S119200). In addition, according to the puncturing pattern previously defined by the transmission unit 101100, de-punching may be performed by inserting a value ('0'; zero) corresponding to an unknown in the parity region where puncturing is performed (S119300). .
LDPC 디코딩부(101330)는 언쇼트닝 및 디펑처링된 정보에 대해 LDPC 디코딩을 수행할 수 있다(S119400).The LDPC decoding unit 101330 may perform LDPC decoding on the unshortened and depunctured information (S119400).
BCH 디코딩부(101340)는 LDPC 디코딩된 정보에 대해 BCH 디코딩을 수행할 수 있으며(S119500), 정보 추출부(101350)는 BCH 디코딩된 정보에 대하여 제로 패딩된 위치를 제외한 나머지 부분에서 수신하고자 하는 정보를 추출할 수 있다(S119600).The BCH decoding unit 101340 may perform BCH decoding on the LDPC decoded information (S119500), and the information extraction unit 101350 may receive information to be received in the remaining portions except for the zero-padded position with respect to the BCH decoded information. It may be extracted (S119600).
전술한 바와 같이, 상기 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서, 관련된 사항을 기술하였다.As described above, in the best mode for carrying out the invention, related matters have been described.
전술한 바와 같이, 본 발명은 디지털 방송 시스템에 전체적으로 또는 부분적으로 적용될 수 있다.As described above, the present invention may be applied in whole or in part to a digital broadcasting system.
Claims (14)
- 정보를 생성하는 단계;Generating information;상기 생성된 정보에 제로 패딩(Zero Padding)정보를 삽입하는 단계;Inserting zero padding information into the generated information;상기 제로 패딩 정보가 삽입된 정보에 대하여 BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) 인코딩을 수행하는 단계;Performing BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) encoding on the information into which the zero padding information is inserted;상기 BCH 인코딩된 정보에 대하여 LDPC (Low-density parity-check) 인코딩을 수행하는 단계로서, 상기 LDPC 인코딩된 정보는 정보 영역과 패리티 영역을 포함하는 LDPC 인코딩 수행단계;Performing low-density parity-check (LDPC) encoding on the BCH-encoded information, wherein the LDPC-encoded information includes an information region and a parity region;상기 LDPC 인코딩된 정보의 정보 영역에 포함된 '0'(zero)값을 제거하는 단계; 및Removing a zero value included in the information area of the LDPC encoded information; And상기 LDPC 인코딩된 정보의 패리티(parity)영역에 대하여 펑쳐링(pucturing)을 수행하는 단계를 포함하는 방송 신호 전송 방법.And performing puncturing on the parity region of the LDPC encoded information.
- 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,상기 LDPC 인코딩된 정보의 패리티 영역은, 복수 개의 펑쳐링 그룹들을 포함하는 방송 신호 전송 방법.The parity region of the LDPC encoded information includes a plurality of puncturing groups.
- 제 2 항에 있어서, The method of claim 2,상기 LDPC 인코딩된 정보의 정보 영역은, 복수 개의 정보 그룹들을 포함하는 방송 신호 전송 방법.The information area of the LDPC encoded information includes a plurality of information groups.
- 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein상기 LDPC 인코딩된 정보의 패리티 영역에 대하여 펑쳐링(pucturing)을 수행하는 단계는, 상기 복수 개의 정보 그룹들이 상기 펑처링에 의해 영향을 받는 정보들을 포함하는 경우, 상기 펑처링에 의해 영향을 받는 정보들이 분산 배치되도록 상기 복수 개의 펑처링 그룹들의 펑처링 순서를 결정하는 단계; 및Performing puncturing on the parity region of the LDPC encoded information may include: information affected by the puncturing when the plurality of information groups include information affected by the puncturing; Determining a puncturing order of the plurality of puncturing groups so that they are distributedly arranged; And상기 결정된 펑처링 순서에 의해 상기 복수 개의 펑처링 그룹들을 펑처링 하는 단계를 포함하는 방송 신호 전송 방법.Puncturing the plurality of puncturing groups according to the determined puncturing order.
- 제 1항에 있어서,The method of claim 1,상기 BCH 인코딩된 정보에 대하여 LDPC 인코딩을 수행하는 단계는, 상기 LDPC 인코딩을 수행하기 위한 코드 레이트를 결정하는 단계를 포함하는 방송 신호 전송 방법.And performing LDPC encoding on the BCH encoded information comprises determining a code rate for performing the LDPC encoding.
- 제 5 항에 있어서,The method of claim 5,상기 코드 레이트를 이용하여 보상값을 결정하고, 상기 결정된 보상값을 이용하여 상기 펑처링을 수행하기 위한 패리티 영역의 크기를 결정하는 단계 및Determining a compensation value using the code rate, and determining a size of a parity region for performing the puncturing using the determined compensation value;상기 결정된 보상값을 이용하여 상기 코드 레이트를 변화시키는 단계를 포함하는 방송 신호 전송 방법.And varying the code rate using the determined compensation value.
- 정보를 생성하는 정보 생성부;An information generator for generating information;상기 생성된 정보에 제로 패딩(Zero Padding)정보를 삽입하는 제로 패딩부;A zero padding unit inserting zero padding information into the generated information;상기 제로 패딩 정보가 삽입된 정보에 대하여 BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) 인코딩을 수행하는 BCH 인코딩부;A BCH encoding unit for performing BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) encoding on the information into which the zero padding information is inserted;상기 BCH 인코딩된 정보에 대하여 LDPC (Low-density parity-check) 인코딩을 수행하고, 상기 LDPC 인코딩된 정보는 정보 영역과 패리티 영역을 포함하는 LDPC 인코딩부;An LDPC encoding unit performing low-density parity-check (LDPC) encoding on the BCH-encoded information, wherein the LDPC-encoded information includes an information region and a parity region;상기 LDPC 인코딩된 정보의 정보 영역에 포함된 '0'(zero)을 제거하고,Remove '0' included in the information region of the LDPC encoded information,상기 LDPC 인코딩된 정보의 패리티(parity)영역에 대하여 펑쳐링(pucturing)을 수행하는 쇼트닝 및 펑처링부를 포함하는 방송 신호 전송 장치.And a shortening and puncturing unit for performing puncturing on the parity region of the LDPC encoded information.
- 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein상기 LDPC 인코딩된 정보의 패리티(parity)영역은, 복수 개의 펑쳐링 그룹들을 포함하는 방송 신호 전송 장치.The parity region of the LDPC encoded information includes a plurality of puncturing groups.
- 제 8 항에 있어서,The method of claim 8,상기 LDPC 인코딩된 정보의 정보 영역은, 복수 개의 정보 그룹들을 포함하는 정보 전송 장치.And the information region of the LDPC encoded information includes a plurality of information groups.
- 제 9 항에 있어서,The method of claim 9,상기 쇼트닝 및 펑처링부는, 상기 복수 개의 정보 그룹들이 상기 펑처링에 의해 영향을 받는 정보들을 포함하는 경우, 상기 펑처링에 의해 영향을 받는 정보들이 분산 배치 되도록 상기 복수 개의 펑처링 그룹들의 펑처링 순서를 결정하고,The shortening and puncturing unit, in the case where the plurality of information groups include information affected by the puncturing, puncturing order of the plurality of puncturing groups so that the information affected by the puncturing is distributedly arranged. To determine,상기 결정된 펑처링 순서에 의해 상기 복수 개의 펑처링 그룹들을 펑처링하는 방송 신호 전송 장치.And puncturing the plurality of puncturing groups according to the determined puncturing order.
- 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein상기 LDPC 인코더는 LDPC 인코딩을 수행하기 위한 코드 레이트를 결정하는 방송 신호 전송 장치.And the LDPC encoder determines a code rate for performing LDPC encoding.
- 제 11항에 있어서,The method of claim 11,상기 LDPC 인코더는 상기 코드 레이트를 이용하여 보상값을 결정하고, 상기 결정된 보상값을 이용하여 상기 펑처링을 수행하기 위한 패리티 영역의 크기를 결정하고, 상기 결정된 보상값을 이용하여 상기 코드 레이트를 변화시키는 방송 신호 전송 장치.The LDPC encoder determines a compensation value using the code rate, determines a size of a parity region for performing the puncturing using the determined compensation value, and changes the code rate using the determined compensation value. Broadcasting signal transmission apparatus.
- 정보 영역과 패리티 영역을 포함하는 정보를 OFDM 복조하는 단계;OFDM demodulating information including an information area and a parity area;상기 정보에 포함된 정보 영역에 대하여 언쇼트닝을 수행하고, 상기 정보에 포함된 패리티 영역에 대하여 디펑처링을 수행하는 단계;Performing unshortening on the information area included in the information, and performing depuncturing on the parity area included in the information;상기 언쇼트닝 및 디펑처링된 정보에 대하여 LDPC 디코딩을 수행하는 단계;Performing LDPC decoding on the unshortened and depunctured information;상기 LDPC 디코딩된 정보에 대하여 BCH 디코딩을 수행하는 단계; 및 Performing BCH decoding on the LDPC decoded information; And상기 BCH 디코딩된 정보에 포함된 정보를 추출하는 단계를 포함하는 방송 신호 수신 방법.And extracting information included in the BCH decoded information.
- 정보 영역과 패리티 영역을 포함하는 정보를 OFDM 복조하는 OFDM 복조부;An OFDM demodulator for OFDM demodulating information including an information area and a parity area;상기 정보에 포함된 정보 영역에 대하여 언쇼트닝을 수행하고, 상기 정보에 포함된 패리티 영역에 대하여 디펑처링을 수행하는 언쇼트닝 및 디펑처링부;An unshortening and depuncturing unit for performing unshortening on the information area included in the information and performing depuncturing on the parity area included in the information;상기 언쇼트닝 및 디펑처링된 정보에 대하여 LDPC 디코딩을 수행하는 LDPC 디코딩부;An LDPC decoding unit for performing LDPC decoding on the unshortened and depunctured information;상기 LDPC 디코딩된 정보에 대하여 BCH 디코딩을 수행하는 BCH 디코딩부; 및A BCH decoding unit for performing BCH decoding on the LDPC decoded information; And상기 BCH 디코딩된 정보에 포함된 정보를 추출하는 정보 추출부를 포함하는 방송 신호 수신 방법.And an information extraction unit for extracting information included in the BCH decoded information.
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