KR100362562B1 - Encoding Device in Wireless Communication System - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 부호화 장치에 관한 것으로, 특히 난수적으로 데이터를 인터리빙하는 부호화 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 부호화 장치는, 입력되는 데이터를 코딩하는 제1채널 부호기와, 상기 데이터를 시스템과 자신만이 알고 있는 PN 초기 데이터에 의해 랜덤하게 순서를 바꾸어 출력하는 랜덤 인터리버와, 상기 랜덤 인터리버에서 출력되는 데이터를 코딩하는 제2채널 부호기로 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to an encoding device in a wireless communication system, and more particularly to an encoding device for interleaving data randomly. The encoding apparatus according to the present invention includes a first channel encoder for coding input data, a random interleaver for randomly outputting the data by PN initial data known only to the system, and the random interleaver. Characterized in that the second channel encoder for coding the data output from.

Description

무선통신시스템에서의 부호화 장치Encoding Device in Wireless Communication System

본 발명은 무선통신시스템에서 부호화 장치에 관한 것으로, 특히 입력되는 데이터를 랜덤하게 인터리빙 하는 부호화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an encoding apparatus in a wireless communication system, and more particularly, to an encoding apparatus for randomly interleaving input data.

일반적으로 종래 부호화 장치는 무선통신로 상에서 데이터의 손실이 생겨도 원래의 데이터를 복원할 수 있도록 그 데이터의 상관(Correlation) 요인을 줄여서 송신한다. 특히, 상기 상관 요인을 줄이는 것은 부호화 장치의 인터리버에서 실행되고, 이러한 인터리버로는 통상 블록 인터리버가 사용되고 있다.In general, the conventional encoding apparatus reduces and transmits a correlation factor of data so that the original data can be restored even if data loss occurs on a wireless communication path. In particular, the correlation factor is reduced in the interleaver of the encoding apparatus, and a block interleaver is usually used as the interleaver.

도 1a,b는 종래의 무선통신시스템에서 블록 인터리버를 사용하는 직렬 쇄상 순환 구조적 부호화 장치 및 복호화 장치의 구조를 나타낸 도면이다. 그리고 도 2a는 도 1a의 블록 인터리버에서 인터리빙 하는 방법을 나타내고 있으며, 도 2b에서는 디인터리빙하는 방법을 나타내고 있다.1A and 1B are diagrams illustrating the structures of a serial chain cyclic structural encoding apparatus and a decoding apparatus using a block interleaver in a conventional wireless communication system. FIG. 2A illustrates a method of interleaving in the block interleaver of FIG. 1A, and FIG. 2B illustrates a method of deinterleaving.

이하 도 1a와 도 2a를 참조하여 설명하면, 채널 부호기 10은 입력되는 데이터를 부호화 및 천공하여 심볼로 출력한다. 이때 입력되는 데이터는 복수의 다른 비트 레이트(Bit Rate)를 갖는 데이터이다. 반복기(Symblo Repetition Part) 20은 상기 부호화된 데이터, 즉 심볼을 입력받아 다른 레이트를 갖는 심볼들을 동일한 심볼 레이트를 갖도록 반복하여 출력한다. 인터리버(Interleaver) 30은 상기 반복기 20의 출력을 인터리빙 하여 출력한다. 상기 인터리버 30은 심볼간의 상관 요소를 제거 및 줄이기 위한 것으로 종래에는 통상 블록 인터리버(Block Interleaver)를 사용해 왔다. 상기 블록 인터리버 30은 도 2에서와 같이 (N, M)에 블록 크기를가진다. 블록 인터리버 30에서의 인터리빙 방법은 (N, M)의 블록 크기를 가지는 램에 도2에서 나타낸 바와 같이 기록 모드(Write Mode)에서 입력되는 심볼을 상단부터 좌에서 우로 순차적으로 기록한다. 그리고 읽기 모드(Read Mode)에서 좌측부터 상에서 하로 읽어들여 출력하게 된다. 이렇게 함으로써 입력된 심볼간의 상관 요소를 줄일 수 있다.Hereinafter, referring to FIGS. 1A and 2A, the channel encoder 10 encodes, punctures, and outputs input data as symbols. At this time, the input data is data having a plurality of different bit rates. The symbol repetition part 20 receives the encoded data, that is, the symbols, and repeatedly outputs the symbols having different rates to have the same symbol rate. An interleaver 30 interleaves and outputs the output of the iterator 20. The interleaver 30 removes and reduces correlation elements between symbols, and has conventionally used a block interleaver. The block interleaver 30 has a block size at (N, M) as shown in FIG. In the interleaving method of the block interleaver 30, a symbol input in the write mode is sequentially written from the top to the left to the RAM having a block size of (N, M) as shown in FIG. And it reads from top to bottom in read mode and outputs it. This reduces the correlation between the input symbols.

이렇게 인터리빙된 심볼은 도 1b에 도시된 수신측의 복호와 장치의 디인터리버 40에 의해 상관 요소를 갖는 심볼들로 디인터리빙 된다. 상기 디인터리빙 방법은 도 2b에서 나타내고 있으며, 상기 인터리빙 방법과 반대로 기록 모드에서 좌측부터 상에서 하로 순차적으로 기록하고, 읽기 모드에서 상단부터 좌에서 우로 순차적으로 읽어들여 상관 요소를 갖는 심볼들로 출력한다. 이렇게 상관 요소를 갖는 심볼들은 채널 복호기 50으로 입력하고, 상기 채널 복호기 50에 의해 원래의 데이터로 복호된다.The interleaved symbols are deinterleaved into symbols having a correlation element by the decoding of the receiver shown in FIG. 1B and the deinterleaver 40 of the apparatus. The deinterleaving method is shown in FIG. 2B. In contrast to the interleaving method, the deinterleaving method writes sequentially from the left to the top in the recording mode, and sequentially reads from the top to the left to the right in the read mode, and outputs the symbols having correlation elements. The symbols having the correlation elements are inputted to the channel decoder 50 and decoded into the original data by the channel decoder 50.

블록 인터리버 30은 종래의 쇄상 부호(Concatenated Code)에서의 컨벌루션 인코더(Convolutional Encoder)가 지닌 메모리의 특성 때문에 이를 제거하기 위한 방법으로서 사용되었으나, 블록 크기(N, M)에 의해서 결정되는 주기성을 가짐으로써 다음과 같은 문제점이 갖는다.The block interleaver 30 has been used as a method for eliminating the memory due to the characteristics of the convolutional encoder in the conventional concatenated code, but has a periodicity determined by the block size (N, M). The following problems exist.

블록 인터리버는 블록 크기(N, M)에 의해 결정되는 주기성을 가짐으로써 완전한 난수적인 인터리빙을 구현할 수 없다. 따라서 터보 코드(Turbo Code)와 같이 인터액티브 디코딩(Interactive Decoding)을 사용하는 쇄상 부호일 경우, 블록 인터리버는 심볼간의 상호 상관 요소에 의해 디코더에 잘못된 정보를 방출하는 문제점이 있다.The block interleaver has a periodicity determined by the block size (N, M), and thus cannot implement full random interleaving. Therefore, in the case of a convolutional code using interactive decoding such as a turbo code, a block interleaver has a problem in that incorrect information is emitted to a decoder by cross-correlation elements between symbols.

따라서 본 발명의 목적은 입력되는 심볼의 인터리빙을 의사부호에 의해 할당되는 임의의 어드레스에 저장하여 완전한 난수성을 가지는 랜덤 인터리버를 적어도 포함하는 부호화 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an encoding apparatus including at least a random interleaver having complete randomness by storing interleaving of input symbols at an arbitrary address assigned by a pseudo code.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 부호화 장치에 있어서, 시스템과 자기 자신만이 알고 있는 PN 초기 데이터를 저장하는 메모리와, M비트의 데이터를 버퍼링 하는 2^M버퍼와, 상기 PN 초기 데이터를 리드하여 버퍼링 하는 의사 부호 초기 데이터 버퍼와, 소정의 어드레스를 버퍼링 하는 어드레스 레지스터와, 소정의 신호를 입력받아 상기 버퍼링된 PN 초기 데이터를 랜덤하게 순서를 바꾸어 생성된 어드레스를 상기 어드레스 레지스터에 버퍼링 하는 의사 부호 발생기와, 데이터 발생 시 리셋 신호를 상기 의사 부호 발생기로 인가하고 소정의 지연시간 후에 클럭과신호를 출력하는 인터리버 제어부와, 상기 데이터와 어드레스를 입력받고, 상기신호가 입력하면 상기 어드레스에 상기 데이터를 라이트하며, 토글된신호를 입력받아 데이터를 직렬로 출력하는 인터리버 데이터 저장부로 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an encoding apparatus comprising: a memory for storing PN initial data known only to the system and itself, a ^2M buffer for buffering M bits of data, and the PN initial data Buffering the generated address in a pseudo-signal initial data buffer for reading and buffering, an address register for buffering a predetermined address, a predetermined signal, and randomly ordering the buffered PN initial data in the address register. A pseudo code generator and a reset signal are applied to the pseudo code generator when data is generated, and a clock and An interleaver control unit for outputting a signal, the data and an address; When the signal is input, the data is written to the address, and toggled The interleaver data storage unit receives a signal and outputs data in series.

도 1a는 종래의 무선통신시스템에서 블록 인터리버를 사용하는 부호화 장치의 구조를 나타낸 도면.1A is a diagram illustrating a structure of an encoding apparatus using a block interleaver in a conventional wireless communication system.

도 1b는 종래의 무선통신시스템에서 블록 디인터리버를 사용하는 복호화 장치의 구조를 나타낸 도면.1B is a diagram illustrating a structure of a decoding apparatus using a block deinterleaver in a conventional wireless communication system.

도 2a는 도 1a의 블록 인터리버에서 부호화 데이터의 기록방식을 나타낸 도면.FIG. 2A is a diagram showing a method of recording coded data in the block interleaver of FIG. 1A; FIG.

도 2b는 도 1b의 블록 디인터리버에서 부호화 데이터의 읽기방식을 나타낸 도면.FIG. 2B is a diagram illustrating a method of reading encoded data in the block deinterleaver of FIG. 1B. FIG.

도 3은 본 발명에 따른 랜덤 인터리버를 사용하는 부호화 장치의 구조를 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a structure of an encoding apparatus using a random interleaver according to the present invention.

도 4는 도 3의 랜덤 인터리버의 상세 구조를 나타낸 도면.4 illustrates a detailed structure of the random interleaver of FIG. 3.

도 5는 랜덤 인터리버에 의해 인터리빙된 데이터를 도 4의 메모리에 저장하기 위한 파형도를 나타낸 도면.5 is a waveform diagram for storing data interleaved by a random interleaver in the memory of FIG. 4; FIG.

도 6은 본 발명에 따라 PN 초기 데이터에서 랜덤하게 어드레스를 발생시키는 방법을 나타낸 도면.6 illustrates a method for randomly generating an address from PN initial data according to the present invention.

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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명에 따른 랜덤 인터리버를 사용하는 부호화 장치의 구조를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a structure of an encoding apparatus using a random interleaver according to the present invention.

도 3에서 채널 부호기 120과 채널 부호기 130 사이에 랜덤 인터리버(Interleaver) 110이 연결되며, 상기 채널 부호기 120 및 130은 상기 컨벌루션 코드를 사용할 수 있다. 또한 상기 랜덤 인터리버 110은 정보 비트의 프레임 길이 M과 동일한 크기를 가진다. 상기 랜덤 인터리버 110은 의사 시퀀스(Pseudo-Noise Sequence)에 의해서 상기 채널 부호기 130에 입력되는 정보 비트의 순서를 바꿈으로써 정보 비트들 사이의 상관(Correlation) 요소를 줄여주게 된다.In FIG. 3, a random interleaver 110 is connected between the channel encoder 120 and the channel encoder 130, and the channel encoders 120 and 130 may use the convolution code. In addition, the random interleaver 110 has the same size as the frame length M of the information bits. The random interleaver 110 reduces the correlation element between the information bits by changing the order of the information bits input to the channel encoder 130 by a pseudo-noise sequence.

도 4는 도 3의 랜덤 인터리버 110의 상세 구조를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a detailed structure of the random interleaver 110 of FIG. 3.

이하 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 랜덤 인터리버(110)를 포함하는 부호화 장치에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, an encoding apparatus including a random interleaver 110 according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 4에서, 인터리버 제어부 140은 클럭, 리셋 신호,신호를 출력하여 랜덤 인터리빙의 전반적인 동작을 제어한다. 메모리 150은 시스템과 자신(랜덤 인터리빙을 수행하는 무선통신단말기)만이 알고 있는 PN 초기 데이터를 저장하고 있다. 상기 PN 초기 데이터는 사전에 결정되는 값으로 M비트의 '10000000… ~111111111…'이다. 2^M버퍼 111은 2^Mbits로 구성된 직렬 입력-직렬 출력(Serial In-Serial Out: SISO) 버퍼로서, 입력되는 정보 비트의 프레임 2^M비트를 저장한다. PN 초기 데이터 버퍼 115는 데이터 발생 시 상기 인터리버 제어부 140에 의해 상기 메모리 150에 저장되어 있는 PN 초기 데이터를 버퍼링 한다. 이때, 버퍼링되는 상기 PN 초기 데이터는 상기 '10000000… ~ 11111111' 중 하나 이다. PN 발생기 114는 상기 PN 초기 데이터 버퍼 115로부터 PN 초기 데이터를 입력받고, 상기 인터리버 제어부 140으로부터 리셋(Reset) 신호가 입력하면 도 6에서와 같이 상기 PN 초기 데이터를 난수적으로 순서를 바꾸어 임의의 어드레스를 발생시킨다. 어드레스 레지스터 113은 상기 PN 발생기 114에서 발생된 어드레스를 저장하고, 상기 인터리버 제어부 140으로 제공한다. 인터리버 데이터 저장부 112는 상기 2^M버퍼 111로부터 데이터 입력 시 상기 인터리버 제어부 140으로부터 클럭(Clock)과 리드/라이트 신호가 입력되면 상기 2^M버퍼 111에서 입력되는 데이터를 상기 어드레스 레지스터 113에서 출력되는 어드레스에 저장한다. 그리고 상기 인터리버 데이터 저장부 112는 상기 2^M버퍼 111에 있는 2^M의 데이터가 PN 발생기 114에 의해 난수적으로 발생하는 어드레스에 저장되면 상기 인터리버 제어부 140으로부터 리드 신호를 입력받아 직렬(Serial)로 리드하여 출력한다.In FIG. 4, the interleaver control unit 140 includes a clock, a reset signal, Outputs a signal to control the overall operation of random interleaving. The memory 150 stores PN initial data known only to the system and itself (a wireless communication terminal performing random interleaving). The PN initial data is a predetermined value. ... 'to be. 2 ^M buffer 111 is a serial input composed of 2 ^M bits - serial output: as (Serial In-Serial Out SISO) buffer, and stores the frame 2 ^M bits of the input information bits. The PN initial data buffer 115 buffers the PN initial data stored in the memory 150 by the interleaver controller 140 when data is generated. At this time, the buffered PN initial data is' 10000000... It is one of '11111111'. When the PN generator 114 receives the PN initial data from the PN initial data buffer 115 and a reset signal is input from the interleaver control unit 140, the PN generator 114 randomly changes the PN initial data as shown in FIG. Generates. The address register 113 stores the address generated by the PN generator 114 and provides the address to the interleaver controller 140. Interleaver data storage unit 112 is a clock (Clock) and the read / when the write signal is inputted output data input from the 2 ^M buffer 111 at the address register 113 the address from the second interleaver controller 140 when data input from the ^M buffers 111 Store in When the ^2M data in the ^2M buffer 111 is stored at an address randomly generated by the PN generator 114, the interleaver data storage 112 receives a read signal from the interleaver control unit 140 and reads the data in serial. To print.

이를 도 5에서 나타낸 파형도를 참조하여 설명하면, 데이터 발생 시 상기 데이터는 2^M버퍼 111에 직렬로 입력되어 버퍼링 한다. 이때, 인터리버 제어부 140은 메모리 150으로부터 PN 초기 데이터를 리드하여 PN 초기 데이터 버퍼 115에 버퍼링시킨다. 상기 PN 초기 데이터가 버퍼링되면 상기 인터리버 제어부 140은 도 5에 나타난 바와 같이 리셋 신호(Reset)를 PN 발생기 114로 인가한다. 이때 PN 발생기 114는 상기 PN 초기 데이터 버퍼 114에 버퍼링된 PN 초기 데이터를 랜덤하게 순서를 바꾸어 어드레스를 생성하고 이를 어드레스 레지스터 113에 저장한다. 상기 랜덤하게 생성된 어드레스를 어드레스 레지스터 113에 저장 시 소정의 지연시간이 발생한다. 상기 어드레스 레지스터 113는 상기 지연시간 후에 상기 어드레스를 인터리버 데이터 저장부 112로 제공한다. 상기 리셋 신호 발생 후 상기 지연시간만큼 지난 후에 인터리버 제어부 140은 로우(Low) 신호인신호를 인터리버 데이터 저장부 112로 인가하여, 상기 어드레스 레지스터 113에서 제공되는 어드레스에 상기 2^M버퍼 111에서 출력하는 데이터를 라이트(Write)한다. 상기 2^M버퍼 111에서 버퍼링된 모든 데이터가 인터리버 데이터 저장부 112에 랜덤하게 저장되면 리셋 신호는 다시 로우 액티브되고, 소정의 지연시간 후에신호가 하이(High)로 토글되어 상기 인터리버 데이터 저장부 112로 입력되면 상기 랜덤하게 저장된 데이터를 직렬로 순차작으로 리드(Read)하여 데이터를 출력한다.This will be described with reference to the waveform diagram shown in FIG. 5. When data is generated, the data is serially input to the ^2M buffer 111 and buffered. At this time, the interleaver controller 140 reads PN initial data from the memory 150 and buffers the PN initial data buffer 115. When the PN initial data is buffered, the interleaver controller 140 applies a reset signal Reset to the PN generator 114 as shown in FIG. 5. At this time, the PN generator 114 randomly changes the PN initial data buffered in the PN initial data buffer 114 to generate an address and stores the address in the address register 113. A predetermined delay occurs when the randomly generated address is stored in the address register 113. The address register 113 provides the address to the interleaver data storage 112 after the delay time. After the reset signal is generated, the interleaver controller 140 is a low signal after the delay time. A signal is applied to the interleaver data storage 112 to write data output from the ^2M buffer 111 to the address provided by the address register 113. When all data buffered in the ^2M buffer 111 are randomly stored in the interleaver data storage 112, the reset signal is again low active, and after a predetermined delay time. When the signal is toggled high and input to the interleaver data storage 112, the randomly stored data is sequentially read in series to output data.

상기한 바와 같이 본 발명은 의사 부호 시퀀스가 지닌 높은 자기 상관 특성으로 인해 낮은 심볼간의 상관을 보상할 수 있는 이점이 있다. 특히, 어드레싱 방법에서 여러 가지 맵핑을 사용함으로써 사용하는 터보 코드의 기하학에 따른 성능을 보다 효율적으로 개선할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention has an advantage of compensating the correlation between low symbols due to the high autocorrelation property of the pseudo code sequence. In particular, by using various mappings in the addressing method, there is an advantage that the performance according to the geometry of the turbo code to be used can be improved more efficiently.

Claims (2)

무선통신시스템에서의 부호화 장치에 있어서,An encoding apparatus in a wireless communication system, 입력 데이터를 코딩하는 제1 채널 부호기와,A first channel encoder for coding the input data, 시스템과 자기 자신만이 알고 있는 PN 초기 데이터를 저장하는 메모리와,Memory for storing PN initial data that only the system and itself know, M비트의 데이터를 버퍼링 하는 2^M버퍼와, 상기 PN 초기 데이터를 리드하여 버퍼링 하는 의사 부호 초기 데이터 버퍼와, 소정의 어드레스를 버퍼링 하는 어드레스 레지스터와, 소정의 신호를 입력받아 상기 버퍼링된 PN 초기 데이터를 랜덤하게 순서를 바꾸어 생성된 어드레스를 상기 어드레스 레지스터에 버퍼링 하는 의사 부호 발생기와, 데이터 발생 시 리셋 신호를 상기 의사 부호 발생기로 인가하고 소정의 지연시간 후에 클럭과신호를 출력하는 인터리버 제어부와, 상기 데이터와 어드레스를 입력받고, 상기신호가 입력하면 상기 어드레스에 상기 데이터를 라이트하며, 토글된신호를 입력받아 데이터를 직렬로 출력하는 인터리버 데이터 저장부로 이루어지는 랜덤 인터리버와,And 2 ^M buffer for buffering the data of M bits, the PN and pseudo-code the initial data buffer for the initial data read by buffering, and an address register for buffering the predetermined address, PN initial data by receiving a predetermined signal the buffers And a pseudo code generator for randomly reordering the generated addresses into the address register, and applying a reset signal to the pseudo code generator when data is generated. An interleaver control unit for outputting a signal, the data and an address; When the signal is input, the data is written to the address, and toggled A random interleaver configured to receive a signal and output data in series; 상기 랜덤 인터리버에서 출력되는 데이터를 코딩하는 제2채널 부호기로 이루어짐을 특징으로 하는 부호화 장치.And a second channel encoder for coding data output from the random interleaver. 제1항에 있어서, 상기신호가 로우 신호임을 특징으로 하는 부호화 장치.The method of claim 1, wherein And a signal is a low signal.