KR100318912B1

KR100318912B1 - 이동통신시스템에서 구성복호기의 상태값 정규화 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100318912B1
Application number: KR1019990015223A
Authority: KR
Inventors: 이영환; 김민구; 김병조
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2002-01-04
Also published as: JP2002543733A; AU4435500A; BR0009998A; CA2369313A1; EP1173932A1; CN1152479C; CN1348635A; CA2369313C; RU2226033C2; EP1173932A4; AU756612B2; WO2000067386A1; US6912257B1; KR20000067422A

Abstract

본 발명은 이동통신시스템의 반복 복호화 방식을 이용하는 반복복호기 및 복호방법에 관한 것으로, 특히 반복복호기의 구성복호기에서 누적되는 상태값의 오버 플로우를 방지하기 위해 상기 각 누적된 상태값들이 모두 일정 기준값을 초과하면 소정의 값을 빼서 일정 수준의 상태값으로 정규화하여 출력하는 이동통신시스템 구성복호기의 상태값 정규화 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

이동통신시스템에서 구성복호기의 상태값 정규화 장치 및 방법 {METHOD AND APPARATUS FOR STATE VALUE NORMALIZATION OF COMPONENT DECODER IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신시스템의 반복 복호화 방식을 이용하는 반복복호기 및 복호방법에 관한 것으로, 특히 반복복호기의 구성복호기에서 누적되는 상태값을 정규화하여 출력하는 이동통신시스템 구성복호기의 상태값 정규화 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 IMT-2000시스템(CDMA2000), UMTS(UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 등과 같은 이동통신시스템은 반복 복호(Iterative Decoding) 방식의 터보코드를 사용하고 있으며, 쇄상 컨벌루셔널 코드, 쇄상 블록 코드 또는 프로덕트(Product) 코드를 사용하는 딥 스페이스 통신시스템, 위성통신시스템 등도 반복 복호 방식을 사용하고 있다. 이 분야는 오류정정부호의 코드의 연판정(Soft Decision), 최적 수행(Optimal Performance) 등에 관련된 분야이다.

도1은 일반적인 두 개의 구성복호기를 구비하는 반복복호기의 블록 구성도를 나타낸 도면으로서, 이하 도1을 참조하여 반복복호기의 구성 및 동작을 설명한다.

제1구성복호기(101)는 시스템메틱(Systematic) 정보인 부호어(Xk)와, 패리티 정보인 리던던시(Yk) 중 디먹스(107)를 통해 해당 리던던시(Y1k)를 입력받고, 소정의 추가정보를 입력받아 복호를 수행하여 1차 복호된 부호어(Xk)와 상기 복호된 결과에 대한 정보인 추가정보(Extrinsic Information)를 출력한다. 인터리버(103)는 상기 1차복호된 부호어(Xk)를 인터리빙하여 출력한다. 제2구성복호기(105)는 상기 인터리버 (103)에서 출력하는 1차 복호된 부호어(Xk)와 제1구성복호기(101)에서 출력된 추가정보와 상기 리던던시(Yk) 중 디먹스(107)를 통해 해당 리던던시(Y2k)를 입력받아 상기 부호어(Xk)를 복호하여 2차 복호된 부호어(Xk)를 디인터리버(111)를 통해 출력한다. 또한 상기 제2구성복호기(105)는 상기 복호된 결과에 대한 정보인 추가정보를 디인터리버(109)를 통해 상기 제1구성복호기(101)의 입력단으로 출력한다.

상기 구성복호기는 브랜치 메트릭 계산을 수행하는 브랜치 메트릭 계산부(Branch Metric Calculation: BMC)와 각 상태에서의 메트릭 계산 및 비교를 수행하여 에러가 작은 경로를 선택하는 가산비교선택부(Add & Compare & Selection: ACS)로 구성된다.

일반적으로 이와 같이 반복 복호를 수행하는 복호기의 경우 이하 <수학식 1>에 의해 상태값(Metric Value: Mt)을 계산한다.

M_t: t 시간에 대한 계산된 메트릭

u_t: 부호어 비트에 대한 코드워드

X_t,j: 리던던시에 대한 코드워드

y_t,j: 채널로부터 수신된 값

Lc : 채널 신뢰 값

L_(ut): t 시간에 대한 선행 신뢰 값

상기 <수학식 1>에서 보이는 바와 같이 상태값 Mt는 값이 계속해서 두 번째, 세 번째, 네 번째 항에 의해서 누적이 된다. 이와 같이 상태값이 누적됨으로써 오버플로우가 발생한다. 따라서 하드웨어로 구현할 때에 이 값들은 어느 일정 범위내의 값을 가져야 오버플로우(Overflow)의 문제없이 구현을 할 수 있다. 그러나 기본적으로 반복복호기에서는 디코딩 수행(BER/FER)을 개선하기 위해 반복복호 해야 함으로서 각 상태에 해당하는 상태값이 하드웨어 구현 시 고려하고 있는 일정 범위내를 벗어날 정도로 그 값이 계속해서 커지게 된다. 이렇게 되면 하드웨어 구현은 불가능하게 된다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신시스템 구성복호기에서 각 현재 상태의 누적된 상태값들이 모두 일정 기준값을 초과하면 소정의 값을 빼서 일정 수준으로 정규화하여 출력하는 이동통신시스템 구성복호기의 상태값 정규화 장치 및 방법을 제공함에 있다.본 발명의 다른 목적은 이동통신시스템의 구성복호기에서 상태값이 일정 기준값을 넘을 경우 소정의 정규화 값으로 정규화하는 이동통신시스템의 구성복호기의 상태값 정규화 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 둘 이상의 구성복호기들이 직렬쇄상구조로 연결되어 반복 복호 방식에 의해 복호하는 이동통신시스템 반복복호기의 구성복호기에 있어서, 현재 상태에서 다음 상태로 천이하는 각 상태의 상태값을 검출하고, 상기 각 상태의 상태값이 일정 기준값을 초과하면 상기 상태값을 소정의 값으로 빼서 정규화시킨 다음, 상기 상태값을 다음 상태로 천이시킴을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 적어도 둘 이상의 구성복호기들이 직렬쇄상구조로 연결되어 반복 복호 방식에 의해 복호하는 이동통신시스템 구성복호기의 상태값 정규화 방법에 있어서, 다수의 현재 상태 각각의 누적 상태값을 검출하는 과정과, 상기 검출된 현재 상태의 모든 누적 상태값이 미리 설정된 기준값을 초과하는지를 검사하는 과정과, 상기 모든 누적 상태값이 미리 설정된 기준값을 초과하면 각각의 누적 상태값에서 소정 값을 빼서 누적 상태값을 정규화시킨 다음, 정상 동작을 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

도1은 일반적인 두 개의 구성복호기를 구비하는 반복복호기의 블록 구성을 나타낸 도면.

도2는 본 발명의 실시 예에 따른 적용되는 구성복호기의 블록 구성을 나타낸 도면.

도3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 상태값 정규화 장치를 가지는 가산비교선택부의 구성을 나타낸 도면.

도4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 상태값 정규화 방법을 나타낸 도면.

도5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 상태값 정규화 방법을 나타낸 흐름도.

도6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 상태값 정규화 장치를 가지는 가산비교선택부의 구성을 나타낸 도면.

도7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 상태값 정규화 방법을 나타낸 도면.

도8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 상태값 정규화 방법을 나타낸 흐름도.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도2는 본 발명의 실시 예에 따른 구성복호기의 구성을 나타낸 도면이다. 이하 도2를 참조하여 설명한다.본 발명에 따른 구성복호기는 브랜치 메트릭 계산부(113)와 정규화부(115)로 구성된다. 상기 브랜치 메트릭 계산부(113)는 추가정보와 부호어와 리던던시를 입력받아 브랜치 메트릭 계산을 수행하여 정규화부(115)로 출력한다. 정규화부(115)는 상기 브랜치 메트릭 계산부(113)로부터 생존 경로 메트릭 값과 경쟁 경로 메트릭 값을 입력받고 상기 생존 경로 메트릭 값과 경쟁 경로 메트리 값을 가산·비교·선택을 수행하여 출력한다. 또한 상기 정규화부(115)는 상기 생존 경로 메트릭 값 또는 경쟁 경로 메트릭 값의 상태값들이 소정 기준값을 초과하면 이를 소정의 값으로 감산하여 정규화시키는 기능을 수행한다.

본 발명의 실시 예에 따라 누적 상태값을 표준화시키기 위한 방법에는 두가지 방법이 있다. 첫 번째는 누적된 생존 경로 메트릭 값을 이용하는 것이고, 두 번째는 누적된 경쟁 경로 메트릭 값을 이용하는 것이다.

우선 첫 번째 방법을 도3을 참조하여 설명하면, 상기 도3은 본 발명의 제1실시 예에 따라 구속장(K)이 3인 경우의 정규화부(115)의 구성도를 나타낸 도면이고, 도4는 상기 도3에 따른 상태값들을 나타낸 도면이다. 본 발명에 따른 상태값 정규화 장치의 구성 및 동작을 도3 및 도4를 참조하여 설명한다.

구속장 K=3 인 경우 메모리 수는 2가되고 상태수는 4가된다. 상기 각 상태에는 생존 경로 메트릭 값(Survive Path Metric Value: 이하 'sur'이라 함)과 경쟁 경로 메트릭 값(Competitor Path Metric Value: 이하 'cpt'라 함)이 있다. 상기 현재 상태의 생존 경로 메트릭 값들과 경쟁 경로 메트릭 값들은 각각의 해당 감산기(301)로 입력한다. 비교기(117)는 상기 각 현재 상태들의 sur를 각각 검출한다. 상기 sur이 검출되면 비교기(117)는 검출된 각각의 sur 중 가장 작은 sur 값(이하 'sur_MIN'이라 함)을 찾고, 찾아진 sur_MIN값을 상기 모든 감산기(301)로 출력한다. 이때 상기 sur_MIN값이 일정 기준값을 넘었을 경우에만 감산을 수행할 수도 있다. 이는 상태값들이 작음에도 불구하고 수행되는 과정을 피하고자 할 경우 사용될 수 있다. 감산기(301)는 해당 sur과 sur_MIN를 입력받아 상기 sur에서 sur_MIN를 감산하여 정규화된 상태값을 출력한다. 도4a에서 sur 값 중 가장 작은 상태의 sur는 상태 S1의 sur값이다. 각 상태의 sur값을 sur_MIN로 감산하면, 도4b와 같이 각 상태의 sur값이 감소함을 알 수 있다.

도5는 상기 첫 번째 방법에 의한 누적 상태값 정규화 방법을 도시한 도면이다.

이하 도5를 참조하여 설명하면, 우선 비교기(117)는 401단계에서 4개의 현재 상태에 대한 sur 상태값을 각각 검출한다. 상기 sur 상태값들이 검출하면 비교기(117)는 403단계에서 상기 sur 상태값들 중 가장 작은 sur 상태값인 sur_MIN를 검출한다. 상기 401단계와 403단계에서 sur 상태값과 sur_MIN상태값이 검출되면 비교기(1170)는 405단계로 진행하여 상기 모든 sur 상태값들로부터 sur_MIN를 감산하여 정규화한 다음, 407단게에서 정상적인 가산, 비교, 선택의 동작을 수행한다.

이하 두 번째 방법을 도6 내지 도8을 참조하여 설명한다.

도6은 본 발명의 두 번째 방법에 따른 정규화부(115)의 구성을 나타낸 도면이다. 본 발명의 제2실시 예에 따른 정규화부(115)의 구성을 설명한다. 상기 제2실시 예를 설명함에 있어서 상기 제1실시 예와 동일하게 구속장이 3인 경우를 예를 들어 설명한다.

현재 상태의 sur 상태값 및 cpt 상태값들은 각각의 해당 감산기(301)로 입력한다. 비교기(303)는 상기 상태값들 중 cpt 상태값을 모니터링 하여 다음 상태로 진행하는 cpt 상태값들을 검출한다. 상기 cpt가 검출되면 비교기(303)는 cpt 상태값의 최소값(이하 'cpt_MIN'라 함)을 검출한다. 상기 cpt 상태값 중 cpt_MIN가 검출되면 비교기(303)는 상기 cpt_MIN가 소정 기준값(Threshold) 이상인지를 검사하고, 검사결과 상기 소정 기준값 이상이면 실험치에 의해 구해진 일정 레벨(이하 '정규화값'이라 함)을 상기 감산기(301)들로 출력하여 상기 모든 상태값(sur 상태값 및 cpt 상태값)을 상기 정규화값으로 감산하여 정규화된 상태값을 해당 다음 상태로 출력한다. 도7에서는 기준값이 -64이고, 정규화값이 -64인 경우의 정규화 과정을 나타내고 있다. 여기서 sur 상태값들이 일정 레벨까지 정규화되었음을 알 수 있다.

도8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 정규화 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하 도8을 참조하여 설명하면, 우선 501단계에서 비교기(303)는 상태 각각의 누적 cpt 상태값들을 검출한다. 상기 상태 각각의 누적 cpt 상태값들이 검출되면 비교기(303)는 502단계로 진행하여 상기 cpt 상태값들 중 cpt_MIN를 검출한다. 상기 cpt_MIN이 검출되면 비교기(303)는 503단계에서 상기 cpt_MIN가 미리 설정된 기준값 이상인지를 판단한다. 판단 결과 cpt_MIN가 기준값 이상이라면 비교기(303)는 505단계로 진행하여 미리 설정된 정규화값을 상기 감산기(301)들로 출력하여 모든 상태값(sur 상태값 및 cpt 상태값)을 정규화값으로 감산하여 정규화된 상태값들을 다음 상태로 출력한다. 그런 다음 507단계에서 일반적인 가산·비교·선택의 동작을 수행한다. 그러나 상기 503단계의 판단에서 cpt_MIN가 미리 설정된 기준값 미만이라면 비교기(303)는 동작하지 않고, 507단계로 진행하여 일반적인 가산·비교·선택의 동작을 수행한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 복호를 위해 수행되는 누적 상태값을 정규화시킴으로써 오버플로우에 의한 에러를 없앨 수 있으며, 메모리를 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.또한, 상기 경쟁경로 상태값을 기준으로 정규화를 수행함으로써 경쟁경로 값의 언더 플로우를 고려하여 경쟁경로 상태값을 정규화할 수 있는 이점이 있다.

Claims

적어도 하나의 생존 경로 메트릭 값과 경쟁 경로 메트릭 값을 가지는 복수개의 메트릭값들을 사용하는 적어도 둘 이상의 구성복호기들이 직렬쇄상구조로 연결되어 반복 복호 방식에 의해 복호하는 이동통신시스템 반복복호기에 있어서,

상기 메트릭 값들 중 최소 메트릭 값을 검출하고, 상기 검출된 최소 메트릭이 기준값을 초과했을 때 미리 결정된 정규화 값을 출력하는 비교기와,

상기 메트릭 값들 각각을 상기 정규화 값으로 감산하여 출력하는 감산기들로 이루어짐을 특징으로 하는 복호기의 상태값 정규화 장치.
삭제
적어도 하나의 생존 경로 메트릭 값과 경쟁 경로 메트릭 값을 가지는 복수개의 메트릭 값들을 사용하고 적어도 둘 이상의 구성복호기들이 직렬쇄상구조로 연결되어 반복 복호 방식에 의해 복호하는 이동통신시스템 반복복호기에 있어서

상기 메트릭 값들 중 경쟁 경로 메트릭들을 검출하고, 상기 검출된 생존 경로 메트릭들 중 최소 경쟁 경로 메트릭을 검출하고, 상기 검출된 최소 경쟁 경로 메트릭이 미리 설정된 기준값보다 클 때 상기 미리 설정된 정규화 값을 출력하는 비교기와,

상기 메트릭 값들 각각을 상기 정규화 값으로 감산하여 출력하는 감산기들로 이루어짐을 특징으로 하는 복호기의 상태값 정규화 장치.
삭제
제3항에 있어서, 상기 기준 상태값이 -64임을 특징으로 하는 이동통신시스템 구성복호기의 정규화장치.
제3항에 있어서, 상기 기준값이 -64임을 특징으로 하는 이동통신시스템 구성복호기의 정규화장치.
적어도 하나의 생존 경로 메트릭 값과 경쟁 경로 메트릭 값을 가지는 복수개의 메트릭 값들을 사용하고 적어도 둘 이상의 구성복호기들이 직렬쇄상구조로 연결되어 반복 복호 방식에 의해 복호하는 이동통신시스템 반복복호기에 있어서,

상기 메트릭 값들 중 최소 메트릭 값을 검출하는 과정과,

상기 검출된 최소 메트릭 값이 미리 결정된 기준값보다 큰지를 판단하는 과정과,

상기 최소 메트릭 값이 상기 기준값보다 클 때 미리 결정된 정규화값으로 상기 메트릭 값들을 감산하여 정규화하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
적어도 하나의 생존 경로 메트릭 값과 경쟁 경로 메트릭 값을 가지는 복수개의 메트릭 값들을 사용하고 적어도 둘 이상의 구성복호기들이 직렬쇄상구조로 연결되어 반복 복호 방식에 의해 복호하는 이동통신시스템 반복복호기에 있어서,

상기 메트릭 값들로부터 경쟁 경로 메트릭들을 검출하는 과정과,

상기 검출된 경쟁 경로 메트릭들로부터 최소 경쟁 경로 메트릭을 검출하는 과정과,

상기 검출된 최소 경쟁 경로 메트릭이 미리 결정된 기준값보다 큰지를 결정하는 과정과,

상기 최소 경쟁 경로 메트릭이 상기 기준값을 초과했을 때 미리 결정된 정규화값으로 상기 메트릭을 감산하여 상기 메트릭 값들을 정규화하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 기준값이 -64임을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 정규화값이 -64임을 특징으로 하는 방법.
적어도 하나의 생존 경로 메트릭 값과 경쟁 경로 메트릭 값을 가지는 복수개의 메트릭 값들을 사용하고 적어도 둘 이상의 구성복호기들이 직렬쇄상구조로 연결되어 반복 복호 방식에 의해 복호하는 이동통신시스템 반복복호기에 있어서,

상기 메트릭 값들로부터 생존 경로 메트릭들을 검출하는 과정과,

상기 검출된 생존 경로 메트릭들로부터 최소 경쟁 경로 메트릭을 검출하는 과정과,

상기 검출된 최소 생존 경로 메트릭이 기준값보다 큰지를 결정하는 과정과,

상기 최소 생존 경로 메트릭이 상기 기준값을 초과했을 때 상기 일정 정규화 값으로 상기 메트릭 값들을 감산하여 상기 메트릭 값들을 정규화하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 정규화 값이 -64임을 특징으로 하는 방법.