KR100362562B1 - 무선통신시스템에서의부호화장치 - 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.

Description

무선통신시스템에서의 부호화 장치

본 발명은 무선통신시스템에서 부호화 장치에 관한 것으로, 특히 입력되는 데이터를 랜덤하게 인터리빙 하는 부호화 장치에 관한 것이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

따라서 본 발명의 목적은 입력되는 심볼의 인터리빙을 의사부호에 의해 할당되는 임의의 어드레스에 저장하여 완전한 난수성을 가지는 랜덤 인터리버를 적어도 포함하는 부호화 장치를 제공함에 있다.

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.

도 1a는 종래의 무선통신시스템에서 블록 인터리버를 사용하는 부호화 장치의 구조를 나타낸 도면.

도 1b는 종래의 무선통신시스템에서 블록 디인터리버를 사용하는 복호화 장치의 구조를 나타낸 도면.

도 2a는 도 1a의 블록 인터리버에서 부호화 데이터의 기록방식을 나타낸 도면.

도 2b는 도 1b의 블록 디인터리버에서 부호화 데이터의 읽기방식을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 랜덤 인터리버를 사용하는 부호화 장치의 구조를 나타낸 도면.

도 4는 도 3의 랜덤 인터리버의 상세 구조를 나타낸 도면.

도 5는 랜덤 인터리버에 의해 인터리빙된 데이터를 도 4의 메모리에 저장하기 위한 파형도를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따라 PN 초기 데이터에서 랜덤하게 어드레스를 발생시키는 방법을 나타낸 도면.

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.

도 3은 본 발명에 따른 랜덤 인터리버를 사용하는 부호화 장치의 구조를 나타낸 도면이다.

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.

도 4는 도 3의 랜덤 인터리버 110의 상세 구조를 나타낸 도면이다.

이하 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 랜덤 인터리버(110)를 포함하는 부호화 장치에 대해서 상세히 설명한다.

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.

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.

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.

Claims (2)

1. 무선통신시스템에서의 부호화 장치에 있어서,

   입력 데이터를 코딩하는 제1 채널 부호기와,

   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 이루어지는 랜덤 인터리버와,

   상기 랜덤 인터리버에서 출력되는 데이터를 코딩하는 제2채널 부호기로 이루어짐을 특징으로 하는 부호화 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기신호가 로우 신호임을 특징으로 하는 부호화 장치.