JP3359913B1 - 移動通信システムの直列鎖状コンボルーション符号化器に使用するためのインタリーバ及びそのインタリービング方法 - Google Patents

移動通信システムの直列鎖状コンボルーション符号化器に使用するためのインタリーバ及びそのインタリービング方法

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Abstract

【要約】 直列鎖状コンボルーションコード(SCCC)符号化器の
ためのインタリーバが開示されている。インタリーバ
は、m個の行領域とn個の列領域を有するメモリを含
み、メモリは前記領域内に直列に入力するシンボルを貯
蔵する。インタリーバは前記m個の行領域中の一つをラ
ンダム選択し、各ランダム選択された行領域に貯蔵され
たシンボルのうちに一つをランダム選択する方式にイン
タリービングされたシンボルを発生する。直列鎖状コン
ボルーションコード(SCCC)符号化器はインタリーバ
からインタリービングされたシンボルを符号化する構成
符号化器を含む。構成符号化器は符号化されたコードの
実効自由距離を有する。本発明によると、前記直列に入
力するシンボルの数をkとする時、前記m個の行領域と
前記n個の列領域を有するメモリはm×n≧k領域を有
し、前記mは前記実効自由距離より大きいことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は移動通信システムの
符号化/復号化装置に関するものであり、特に直列鎖状
コンボルーションコード(SCCC)を使用する符号化器
のためのインタリービング装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的にW−CDMA(Wideband Code D
ivision Multiple Access)方式やCDMA2000のよ
うな方式の通信システムでは、低いビットエラー率(B
ER:Bit Error Rate、例えば、BERが10-4〜10-6ほど)
のデータ伝送が要求され、衛星システムでのデータ伝送
などのように信号対雑音比(SNR:Signal to Noise R
atio)が低い状況ではデータの高い信頼性が要求され
る。このような要求を満足させるために大部分の移動通
信システムでは、順方向エラー訂正(FEC:Forward E
rror Correction)方式の並列鎖状コンボルーションコー
ド(Parallel Concatenated Convolution Code:以下、
“PCCC”)、またはターボコード(turbo code)を使
用して、有線または無線に伝送されるディジタル情報を
符号化(coding)及び複号化(decoding)処理するようにな
る。前記PCCCは既存のコンボルーション符号に比べ
て性能の改善、特にSNRが低いところでの性能は非常
に優れている。従って、このようなPCCCは現在のI
MT2000システムのデータ通信のためのFEC方式
に採択され、活発に研究されている趨勢にある。
【0003】前記PCCCの性能は受信端でSISO(S
oft-In-Soft-Out)を利用した反復的複号により決定され
るが、前記PCCCを使用する符号化器(以下、“PC
CC符号化器”)は基本的に二つの並列構成符号化器(Co
mponent Coder)と、これを連結するターボインタリーバ
によりその特性が決定される。前記構成符号化器では通
常循環システム符号(RSC:Recursive Systematic Co
de)を使用する。このようなPCCCは既存のコンボル
ーション符号と比較した時、PCCCの自由長さ(dfre
e:distance of free)を大幅改善させる効果がある。
【0004】一方、二つ以上の誤り訂正符号を互いに直
接連結することにより獲得される誤り訂正符号は、非常
に低いBERが要求されるシステムで主に使用されてき
た。例えば、現在進行中であるUMTS(Universal Mob
ile telecommunication System)標準案の候補中に、要
求されるBERが10-7以下である場合には、直列鎖状
コンボルーションコード(SCCC:Serially Concaten
ated Convolu tion Code)を使用すべきである。
【0005】図1はSCCCを使用する符号化装置の構
成を示す図であり、ここでは構成符号化器(component e
ncoder)のステート(state)が4であるSCCC符号化器
の構成を示している。
【0006】前記図1を参照すると、SCCC符号化器
は二つの構成符号化器10、40と、これを直列連結す
るインタリーバ30を含む。このようなSCCC符号化
器の性能は構成符号化器10、40の性能、内部インタ
リーバ30の特性により決定される。もし、PCCC符
号化器のように構成符号化器が設定されれば、全体SC
CC符号化器のディフリー(dfree)は内部インタリーバ
30の特性により決定され、これはSCCC符号化器の
全体性能を決定する。即ち、構成符号化器10、40が
与えられば、インタリーバ30のみが全体システムの性
能を決定する重要な要素になる。
【0007】前記図1で外部符号化器(Outer Encoder)
10に入力される情報データU0は符号化された後、マ
ルチプレクサ50で二つのビットストリーム(bit strea
m)が一つの直列ビットストリームに変換された後、穿孔
器20を通じて2/3である外部コードC0を生成す
る。このように生成された外部コードC0はSCCCイ
ンタリーバ30を通じて内部符号化器(Inner Encoder)
40に入力される。これをUiとすると、Uiはレートが
1/2である内部符号40により符号化されCiを生成
した後、さらにマルチプレクサ60で二つのビットスト
リームが一つの直列ビットストリームに変換された後、
チャネルに伝送される。
【0008】それにも関わらず、既存にはSCCC符号
化器のインタリーバとして一番単純な形態であるブロッ
クインタリーバ(Block Interleaver)やPN(Pseudo Noi
se)インタリーバのみを使用した。これはSCCC符号
化器の性能がインタリーバの性能には大いに依存しない
との仮定下に成されたものである。即ち、後続する符号
化器のため先行する符号の距離(distance)やランダム化
(random ization)のみ成されれば、性能が保障される
と仮定したものである。従って、連接する二つの符号化
器に構成されたSCCC符号化器の性能を最適化するた
めに、ランダム化特性と共に距離特性を同時に考慮すべ
きであるにも関わらず、既存にはこのような点を見過ご
したものである。言い換えれば、連続的に誤りが発生し
たコードシンボル(code symbol)の距離を維持し、同時
にランダムな特性のコードシンボルが伝達されることに
より、後続する複号化器でこのような誤りを十分に訂正
できるようにする特性を見過ごしたものである。
【0009】従って、SCCC符号化器の性能を最適化
するためには、上述した二つの特性、即ち、距離特性と
ランダム特性を同時に満足するSCCCインタリーバを
設計する必要がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
はSCCC符号化器の性能を最適化するSCCCインタ
リービング装置及び方法を提供することにある。
【0011】本発明の他の目的は構成符号化器の距離特
性及びランダム特性を同時に満足させるSCCCインタ
リービング装置及び方法を提供することにある。
【0012】本発明のさらに他の目的は構成符号化器の
距離特性及びランダム特性を満足させ、かつ低複雑度を
保障するSCCCインタリービング装置及び方法を提供
することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明による直列鎖状コンボルーション符号化
器は、m個の行領域とn個の列領域を有するメモリを含
み、直列に入力するシンボルを前記メモリに貯蔵し、前
記m個の行領域をランダム選択し、各ランダム選択され
た行領域に貯蔵されたシンボル中に一つをランダム選択
する方式にインタリービングされたシンボルを発生する
インタリーバと、前記インタリーバから前記インタリー
ビングされたシンボルを符号化し、符号化されたコード
の実効自由距離を有する符号化器を含む。本発明による
と、前記直列に入力するシンボルの数をkとする時、前
記m個の行領域と前記n個の列領域を有するメモリはm
×n≧k領域を設け、前記mは前記実効自由距離より大
きいことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施形態
を添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明にお
いて、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した
公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【0015】図2は本発明によるSCCCインタリーバ
の構成を示した図であり、このインタリーバはSCCC
符号化器の内部のインタリーバを構成するものである。
即ち、前記SCCCインタリーバは図1に示されたよう
に構成符号化器10、40の間に設けられたインタリー
バ30を具現するものである。
【0016】前記図2を参照すると、パラメータ設定部
(parameter setup unit)100は与えられたインタリー
バの大きさ(interleaver size)から2次元(dimension)
アレイ(array)の行(Row)と列(Column)及びSCCCイン
タリーバのパラメータを設定する。例えば、PNシフト
レジスタ(PNSR)を使用する場合は、初期シード(see
d)及び生成多項式(generation polynomial)を設定し、
線形循環方程式(linear recursive equation)を使用す
る場合には、初期値及び素数(prime number)を設定す
る。この時、設定される具体的な変数は下記六つの実施
例で提示する。アドレス生成器110は各行でのインタ
リービング規則(rule)、またはベースランダムアドレス
(base random address)P(r、k)を生成する。行選択器
(row selector)120はそれぞれの行(またはグループ)
をマルチプレキシングする。アドレス組合せ部130は
アドレス生成器110の出力と行選択器120の出力を
組み合わせて、実際インタリービングされるデータのア
ドレスを生成する。アドレス穿孔器(address puncturin
g unit)140は予め設定されたインタリーバの大きさ
を超過する無効アドレス(invalid address)を除去す
る。制御部150は上述した構成要素を制御する。前記
アドレス穿孔器140から出力されるアドレスは図1の
第1構成符号化器10から出力される符号化データスト
リームをインタリービングさせるためのアドレス、即
ち、貯蔵された符号化データストリームを読出するため
のアドレスとして使用される。
【0017】今、インタリーバの大きさNが決定される
と、これによって行(Row)、列(Column)、行選択規則、
アドレス生成のためのパラメータなどをパラメータ設定
部100が決定する。次いで、クロック(clock)ごとに
行rが行選択部120により選択され、その行でのラン
ダムアドレス(random address)であるP(r、k)がアド
レス生成器110により生成される。アドレス組合せ部
130はrとP(r、K)を組み合わせて、実際インタリ
ービング動作のためのアドレスを発生する。このように
発生されたアドレスが無効アドレス(invalid address)
である場合、アドレス穿孔器140は前記無効アドレス
を削除、または穿孔(deletion、またはpuncturing)す
る。このような過程は全体N個のアドレスを発生するま
で反復される。
【0018】以下、本発明によるSCCCインタリーバ
を具体的に説明する。先ず、下記では本発明によるSC
CCインタリーバが2−D(two-dimensional)SCCC
インタリーバに具現されることを説明する。その後、2
−D SCCCインタリーバが六つの実施例に具現され
得ることを説明する。次いで、本発明による2−D S
CCCインタリーバが既存のブロックインタリーバや1
−D(first dimension)インタリーバに比べて、ビット
エラー率/フレームエラー率(BER/FER:Bit Err
or Rate/Frame Error Rate)の性能を非常に向上させる
ことを説明する。
【0019】2−D SCCCインタリーバ 本発明による2−D SCCCインタリーバは入力デー
タの大きさが与えられた場合、図3のような動作を遂行
する。即ち、入力データの大きさがNに設定された場
合、図3のようにRow×Colの2−Dアレイに、左
から右、上から下の順序にマッピング(mapping)する。
クロックごとに行選択規則により一つの行が選択され、
選択された行では与えられたインタリービング規則によ
りアドレスを一つずつ生成する。前記行選択規則はすべ
ての行が一度選択された後、さらに行を選択することに
より全体アドレスを生成する。この時、Row×Col
≧Nであり、前記行の数はSCCC符号化器の内部符号
化器の実効自由距離dfreeより大きな数に決定される。
【0020】前記図3を参照すると、各行では、インタ
リービング規則(interleaving rule)によりアドレスが
生成され、実施例のようにPNSRや線形循環方程式を
使用するP(r、k)によりランダムアドレスが生成され
る。P(r、k)は一般的なアドレスマッピング関数で
ある(r行でk番目)。この時、r番目行でk番目に読
み出されるアドレスはP(r、k)になる。行の選択動作
は行マルチプレキシング規則(row multiplexing rul
e)、またはグループマルチプレキシング規則(group mul
tiplexing rule)による。このような規則によると、行
クロック(Row clock)ごとにそれぞれの行は一度のみ選
択される。このように各行に対してランダムアドレスを
生成し、マルチプレキシング規則により行を選択するこ
とはRow×Col≧Nである場合、二つ以上の無効ア
ドレスが連続的に穿孔(puncturing)されることを防止す
るためである。
【0021】このように本発明による2−D SCCC
インタリーバは大きさがNである1−Dデータを大きさ
がRow×Colである2−Dアレイにマッピングした
後、クロックごとに行選択の規則により一つの行を選択
し、選択された行に対しては与えられたインタリービン
グ規則P(r、k)によりアドレスを一つずつ生成するこ
とにより全体アドレスを生成する。
【0022】本発明による2−D SCCCインタリー
バで遂行される動作は下記のようである。
【0023】第1過程(step 1)では、インタリーバの大
きさNに該当する変数である行(Row)、列(Col)、インタ
リービング規則P(r、k)及びP(r、k)の種類によるパ
ラメータを設定(parameter setup)する。このような過
程は図2のパラメータ設定部100により遂行される。
【0024】第2過程(step 2)では、クロックごとに行
を選択し、選択された行でP(r、k)を利用してアドレ
スを生成する。このような過程は行マルチプレキシング
(row multiplexing)、アドレス生成(address generatio
n)及びアドレス組合せ(address combination)の段階に
区分され得る。前記行マルチプレキシングの動作は図2
の行選択器120により遂行され、アドレス生成の動作
は図2のアドレス生成器110により遂行され、アドレ
ス組合せの動作はアドレス組合せ部130により遂行さ
れる。
【0025】第3過程(step 3)では、発生されたアドレ
スが有効アドレスであるかを検査し、無効アドレスであ
る場合にはアドレスを出力せず、そうでなければ読み出
しアドレス(read address)を出力する。このような過程
をアドレス穿孔(address puncturing)と言い、図2のア
ドレス穿孔器140により遂行される。読み出しアドレ
スを出力した後、次のクロックでは前記2過程及び第3
過程を遂行する。参考的に、アドレス穿孔方式には明示
的(explicit)アドレス穿孔のようにアドレスを生成した
後、穿孔する方式と、黙示的(implicit)アドレス穿孔の
ように無効アドレスを予め検出(detection)して除去す
る二つの方式がある。前記二つの方式の差は1番目の方
式は一つのクロックを使用するが、2番目の方式はクロ
ックの使用なし無効であるアドレスを除去するものであ
る。概念的には、明示的、黙示的アドレス穿孔は同一で
あるが、具現上の差が発生され得る。
【0026】上述した第1乃至第3過程は図2の制御部
150により制御され、この時の処理手順は図4に示し
たような流れに従う。
【0027】図4は本発明による2−D SCCCイン
タリーバにより遂行される動作を示す流れ図(flow char
t)である。
【0028】前記図4の410過程が上述した第1過程
に該当する。図4の420、430、440過程が上述
した第2過程に該当する。図4の450、460過程が
上述した第3過程に該当する。図4の470過程は全体
インタリーバの大きさN個だけアドレスが出力されたか
を判断する過程であり、480過程はN個のアドレスが
出力されない場合に他のアドレスを発生させるためkを
増加させる過程である。
【0029】前記図4を参照すると、410段階で図2
のパラメータ設定部100は与えられたインタリーバの
大きさNに該当する変数、即ち、行の数、列の数及びイ
ンタリービング規則P(r、k)を設定する。この時、イ
ンタリービング規則P(r、k)の種類により設定される
パラメータには差があり得る。420段階で行選択器1
20はクロックごとに行を選択する。430段階でアド
レス生成器110は前記設定されたインタリービング規
則P(r、k)により選択された行でのランダムアドレス
を生成する。440段階でアドレス組合せ部130はア
ドレス生成器110の出力と行選択器120の出力を組
み合わせて、出力アドレスを発生する。この時、アドレ
ス組合せ部130は行選択器120の出力を上位ビット
に、アドレス生成器110の出力を下位ビットに組み合
わせて出力アドレスを発生する。450段階でアドレス
穿孔器140は前記発生された出力アドレスが有効アド
レスであるを検査する。前記発生されたアドレスが有効
アドレスである場合、即ち、前記発生された出力アドレ
スがインタリーバの大きさNより小さいである場合に、
アドレス穿孔器140は460段階で前記発生された出
力アドレスをそのまま出力する。前記460段階を遂行
した以後には470段階で全体インタリーバの大きさN
だけアドレスが出力されたかをK値と比較して判断す
る。N個のアドレスが出力されない場合には480段階
でさらに他のアドレスを発生させるためKを一つ増加さ
せ、420段階に進行する。前記470段階及び480
段階の動作は制御器150により制御される。
【0030】これとは異なり、前記発生された出力アド
レスが無効アドレスである場合、即ち、前記発生された
出力アドレスがインタリーバの大きさNより小さくない
場合に、アドレス穿孔器140は前記発生された出力ア
ドレスを出力しない。即ち、前記発生された出力アドレ
スが有効アドレスではない場合には460段階乃至48
0段階の動作を遂行せず、すぐに420段階に進行す
る。
【0031】2−D SCCCインタリーバの特性 本発明によるインタリーバは2−D SCCCインタリ
ーバに具現されることが望ましい。下記ではこのような
2−D SCCCインタリーバが雑音により発生された
エラー成分を含むデータに対してエラー訂正を行する動
作を説明する。即ち、本発明による2−D SCCCイ
ンタリーバがより効率的にエラー訂正を遂行することが
できるとの事実が説明される。下記の説明では説明の便
宜のため、4×8の大きさ、即ち、行が4であり、列が
8である場合のインタリーバに対して説明する。従っ
て、無効アドレス穿孔は存在しないと仮定する。また伝
送されたシンボル(symbol)が‘0ベクトル’(zero vect
or)であると仮定する。従って、下記で‘0’は正常的
に伝送されたシンボルを、‘1’はシンボルエラー(sym
bol error)が発生されたことを示す。
【0032】図6は本発明によるSCCC復号化器の構
成を示した図である。復号化器は内部復号化器(SISO In
ner Decoder)610、外部復号化器(SISO Outer Decode
r)640、SCCCインタリーバ630、SCCCディ
インタリーバ620に構成されている。この時、複号は
内部/外部順に反復的に遂行される。
【0033】前記図6を参照すると、SISO内部復号
化器610の入力ポートと出力ポートのλ(Ci、I)と
λ(Ci、O)のそれぞれは、Iが二番目変数である場合は
制限されない(unconstrained)LLR(Log likelihood R
atio)を示し、Oが二番目変数である場合はコード制限
された(code-constrained)LLRを示す。また1番目変
数Uは符号化器の情報シンボルを示し、Cはコードシン
ボルを示す。また上付きoは外部符号化器によるもので
あることを示し、上付きiは内部符号化器によるもので
あることを示す。
【0034】SISO内部復号化器610は復調器(sof
t demodulator)から入力されるソフト入力と以前外部復
号化器640の複号過程で獲得された外部からの(Extri
n sic)情報λ(Ui、I)を受けて複号を遂行した後、次
の外部復号化器640の複号のための新たなLLRを生
成してディインタリーバ620に伝達する。ただ、ここ
で、λ(Ui、I)は初期にゼロ(0)に設定される。前記デ
ィインタリーバ620により手順が変わったλ(C0、I)
はSISO外部復号化器640により複号化され、改善
されたLLRであるλ(U0、O)と、λ(C0、O)を出力
する。λ(U0、O)は情報データを決定するための出力
値DECISIONに使用され、λ(C0、O)は継続的
な反復複号過程のためSCCCインタリーバ630に伝
達され、さらに元のシーケンスに配置される。
【0035】下記<表1>は図6のSCCC内部複号化
器(inner decoder)610により複号化(decoding)され
た結果を示したものであり、‘1’が存在するところは
エラー訂正に失敗した位置である。望ましいインタリー
ビング規則は下記<表1>のように連続的に発生したエ
ラーをインタリービングすることにより、後続する外部
複号化器(outer decoder)640がその発生エラーを訂
正し易くように、各データ入力がdfree以上に分散され
るように決定すべきである。これは、内部復号後の伝送
時に発生するバーストエラーを意味する。
【0036】
【表1】
【0037】前記<表1>で左から右の方向はデータを
インタリービングメモリ(図6のインタリーバ630の
内部に含まれるが、図示せず)に書き込む方向を示し、
上から下の方向はインタリービングメモリに貯蔵された
データを読み出す方向を示す。前記<表1>を参照する
と、データストリームには“11111”、“11
1”、“11”のように連続的にエラーが発生したこと
が分かる。このようにデータに含まれたエラーを訂正す
るため、本発明による2−D SCCCインタリーバは
下記<表2>のように各行に対してインタリービング規
則を適用する。
【0038】下記<表2>を参照すると、1番目行に対
しては{0、5、7、6、8、4、2、1、3、9}の
インタリービング規則が適用され、2番目行に対しては
{1、9、3、6、5、2、7、4、0、8}のインタ
リービング規則が適用される。3番目行に対しては
{7、6、0、5、2、9、4、1、8、3}のインタ
リービング規則が適用され、4番目行に対しては{4、
8、1、5、7、0、6、3、9、2}のインタリービ
ング規則が適用される。下記<表2>の各列の数、また
は行内の位置はその行で読み出されるデータのシーケン
スを示す。例えば、1番目行で1番目に読み出される位
置は1番目列のデータ(‘0’)であり、その行で二番目
に読み出される位置は8番目列のデータ(‘1’)であ
る。一つのデータ位置はクロックごとに一つの列から読
み出され、次のデータ位置は次のクロックの次の列から
読み出される。また、各行はクロックごとに一度ずつ選
択されるので、実際与えられた行でのデータは4クロッ
クごとにその行での手順に読み出される。
【0039】
【表2】
【0040】また、本発明による2−D SCCCイン
タリーバは行(またはグループ)マルチプレキシング(ま
たは選択)規則を適用する。この時、行選択規則はビッ
ト反転行マルチプレキシング規則(bit reversal row mu
ltiplexing rule)={0、2、1、3}に仮定する。こ
こで、ビット反転行マルチプレキシング規則とは各行の
2進ビット値を反転させ、そのビット反転された結果値
の手順に従って行を選択することを意味する。即ち、4
行の2進ビット値は{00、01、10、11}=
{0、1、2、3}の手順を有するが、この2進ビット
値を反転させると{00、10、01、11}={0、
2、1、3}の値が求められる。このように求められた
結果によると、各行は{0、2、1、3}の手順に選択
されるようになる。
【0041】このようなビット反転行マルチプレキシン
グ規則により各行を選択し、選択された行に対して固有
なインタリービング規則を適用すると、下記<表3>の
ようにエラーパターン(error pattern)が変わるように
なる。
【0042】
【表3】
【0043】上述したインタリービング規則を適用する
と、<表3>で、1番目行の始めの4ビット(1列〜4
列)“0、1、0、0”は前記行マルチフレッシング規
則(例えば、{0、2、1、3})により行を選択する
ことにより獲得され、各行内の前記位置は各行(例え
ば、表2の1番目行、即ち行0{0、5、7、6、8、
4、2、1、3、9})に対するインタリービング規則
により獲得される。<表1>の0及び1値はそれぞれエ
ラーないデータとエラーあるデータを示しているのに注
意すべきである。
【0044】前記<表3>の1番目行、1番目列または
位置の値(“0”)は、<表1>の1番目行(行マルチ
プレキシング規則に従って、行0)と1番目位置(イン
タリービング規則に従って、<表2>で‘0’の位置)
から得られる。<表3>の1番目行、2番目列または位
置の値は、<表1>の3番目行(行マルチプレキシング
規則に従って、行2)と3番目位置(<表2>の3番目
行の‘0’の位置)から得られる。<表3>の1番目
行、3番目列または位置の値は、<表1>の2番目行
(行マルチプレキシング規則に従って、行1)と9番目位
置(<表2>の2番目行の‘0’の位置)から得られ
る。<表3>の1番目行、4番目列または位置の値は、
<表1>の4番目行(行マルチプレキシング規則に従っ
て、行3)と6番目位置(<表2>の4番目行の‘0’
の位置)から得られる。<表3>の初めの4個の値の結
果は0、1、0、0である。
【0045】初めの4個の値が獲得された後、行マルチ
プレクシング規則{0、2、1、3}がさらに始まる。
今度は、データの位置は<表2>の‘1’の位置により
決定される。前記<表3>の1番目行、5番目列または
位置の値は、<表1>の1番目行(行マルチプレキシン
グ規則に従って、行0)と8番目位置(<表2>の1番
目行の‘1’の位置)から得られる。<表3>の1番目
行、6番目列または位置の値は、<表1>の3番目行
(行マルチプレキシング規則に従って、行2)と8番目位
置(<表2>の3番目行の‘1’の位置)から得られ
る。<表3>の1番目行、7番目列または位置の値は、
<表1>の2番目行(行マルチプレキシング規則に従っ
て、行1)と1番目位置(<表2>の2番目行の‘1’
の位置)から得られる。<表3>の1番目行、8番目列
または位置の値は、<表1>の4番目行(行マルチプレ
キシング規則に従って、行3)と3番目位置(<表2>
の4番目行の‘1’の位置)から得られる。<表3>の
1番目行の5〜8番目列の4ビットの結果は1、0、
0、0である。
【0046】前記4個の値が獲得された後、行マルチプ
レクシング規則{0、2、1、3}がさらに反復され
る。今度は、データの位置は<表2>の‘2’の位置に
より決定される。前記<表3>の1番目行、9番目列ま
たは位置の値は、<表1>の1番目行(行マルチプレキ
シング規則に従って、行0)と7番目位置(<表2>の
1番目行の‘2’の位置)から得られる。<表3>の1
番目行、10番目列または位置の値は、<表1>の3番
目行(行マルチプレキシング規則に従って、行2)と5番
目位置(<表2>の3番目行の‘2’の位置)から得ら
れる。<表3>の2番目行、1番目列または位置の値
は、<表1>の2番目行(行マルチプレキシング規則に
従って、行1)と6番目位置(<表2>の2番目行の
‘2’の位置)から得られる。<表3>の2番目行、2
番目列または位置の値は、<表1>の4番目行(行マル
チプレキシング規則に従って、行3)と10番目位置
(<表2>の4番目行の‘2’の位置)から得られる。
<表3>の1番目行の9〜10番目列と2番目行の1〜
2番目列の4ビットの結果は1、0、0、0である。
【0047】次の4個の値も同一な方式に獲得され、デ
ータの位置は<表2>の3の位置により決定される。前
記<表3>の2番目行、3番目位置の値は、<表1>の
1番目行(行0)と9番目位置(<表2>の1番目行の
‘3’の位置)から得られる。<表3>の2番目行、4
番目位置の値は、<表1>の3番目行(行2)と10番目
位置(<表2>の3番目行の‘3’の位置)から得られ
る。<表3>の2番目行、5番目位置の値は、<表1>
の2番目行(行1)と3番目位置(<表2>の2番目行の
‘3’の位置)から得られる。<表3>の2番目行、6
番目位置の値は、<表1>の4番目行(行3)と8番目位
置(<表2>の4番目行の‘3’の位置)から得られ
る。<表3>の2番目行の3〜6番目列の4ビットの結
果は1、0、0、0である。
【0048】上述したように、前記パターンは反復され
る。次の値は、<表2>の4番目行の4の位置により決
定される。前記<表3>の2番目行、7番目位置の値
は、<表1>の1番目行(行0)と6番目位置から得られ
る。<表3>の2番目行、8番目位置の値は、<表1>
の3番目行(行2)と7番目位置から得られる。<表3>
の2番目行、9番目位置の値は、<表1>の2番目行
(行1)と8番目位置から得られる。<表3>の2番目
行、10番目位置の値は、<表1>の4番目行(行3)と
8番目位置から得られる。<表3>の2番目行の7〜1
0番目列の4ビットの結果は1、0、0、0である。次
の値は、<表2>の4番目行の5の位置により決定され
る。前記<表3>の3番目行、1番目位置の値は、<表
1>の1番目行(行0)と2番目位置から得られる。<表
3>の3番目行、2番目位置の値は、<表1>の3番目
行(行2)と4番目位置から得られる。<表3>の3番目
行、3番目位置の値は、<表1>の2番目行(行1)と5
番目位置から得られる。<表3>の3番目行、4番目位
置の値は、<表1>の4番目行(行3)と4番目位置から
得られる。<表3>の3番目行の1〜4番目列の4ビッ
トの結果は0、0、0、1である。
【0049】次の値は、<表2>の4番目行の6の位置
により決定される。前記<表3>の3番目行、5番目位
置の値は、<表1>の1番目行(行0)と4番目位置から
得られる。<表3>の3番目行、6番目位置の値は、<
表1>の3番目行(行2)と2番目位置から得られる。<
表3>の3番目行、7番目位置の値は、<表1>の2番
目行(行1)と4番目位置から得られる。<表3>の3番
目行、8番目位置の値は、<表1>の4番目行(行3)と
7番目位置から得られる。<表3>の3番目行の5〜8
番目列の4ビットの結果は0、1、0、0である。次の
値は、<表2>の4番目行の7の位置により決定され
る。前記<表3>の3番目行、9番目位置の値は、<表
1>の1番目行(行0)と3番目位置から得られる。<表
3>の3番目行、10番目位置の値は、<表1>の3番
目行(行2)と1番目位置から得られる。<表3>の4番
目行、1番目位置の値は、<表1>の2番目行(行1)と
7番目位置から得られる。<表3>の4番目行、2番目
位置の値は、<表1>の4番目行(行3)と5番目位置か
ら得られる。<表3>の3番目行の9〜10番目列と4
番目行の1〜2番目列の4ビットの結果は0、1、0、
1である。
【0050】次の値は、<表2>の4番目行の8の位置
により決定される。前記<表3>の4番目行、3番目位
置の値は、<表1>の1番目行(行0)と5番目位置から
得られる。<表3>の4番目行、4番目位置の値は、<
表1>の3番目行(行2)と9番目位置から得られる。<
表3>の4番目行、5番目位置の値は、<表1>の2番
目行(行1)と10番目位置から得られる。<表3>の4
番目行、6番目位置の値は、<表1>の4番目行(行3)
と2番目位置から得られる。<表3>の4番目行の3〜
6番目列の4ビットの結果は0、0、0、0である。次
の値は、<表2>の4番目行の9の位置により決定され
る。前記<表3>の4番目行、7番目位置の値は、<表
1>の1番目行(行0)と10番目位置から得られる。<
表3>の4番目行、8番目位置の値は、<表1>の3番
目行(行2)と6番目位置から得られる。<表3>の4番
目行、9番目位置の値は、<表1>の2番目行(行1)と
2番目位置から得られる。<表3>の4番目行、10番
目位置の値は、<表1>の4番目行(行3)と9番目位置
から得られる。<表3>の4番目行の7〜10番目列の
4ビットの結果は1、0、0、0である。
【0051】前記<表3>に示したようなエラーパター
ンと、前記<表1>に示したようなインタリービング前
のエラーパターンを比較すると、本発明による2−D
SCCCインタリーバにより連続的に発生したエラーが
相当に分散されたことが分かる。これは行の数を4に維
持することにより、インタリービングされた後の隣接す
るビット間の距離が最小4以上になるようにすることに
ある。このように分散されたエラーは後続する複号化器
により訂正される確率が高くなる。
【0052】結論的に、本発明によるインタリーバは距
離特性(distance property)を得るために2−D SCC
Cインタリーバを使用しており、それぞれの行でのラン
ダム特性(random property)を維持するため各行でラン
ダムアドレスを生成している。
【0053】行マルチプレキシング(row multiplexing) 上述したように本発明による2−D SCCCインタリ
ーバは、インタリービングされた後、隣接したビット間
の距離を維持するために行マルチプレキシング規則(row
multiplexing rule)、またはグループマルチフレッシ
ング規則(group multiplexing rule)に従って行を選択
する。即ち、順次的に行を選択することより、一定な距
離(distance)を維持するための規則(rule)を使用して行
マルチプレキシングを遂行するものである。このような
行マルチプレキシング規則は行の数が2の累乗に表現さ
れる場合と、表現されない場合に区分され適用され得
る。
【0054】1.行の数が2の累乗に表現される場合 行の数が2の累乗である8(=23)である場合には下記
<表4>のようにすべての行の2進値をビット反転さ
せ、そのビット反転された値の手順通り行を選択する。
即ち、0〜7の行の2進値{000、001、010、
011、100、101、110、111}をビット反
転させると、{000、100、010、110、00
1、101、011、111}={0、4、2、6、1、
5、3、7}の値が求められる。従って、下記<表4>
のように{0、4、2、6、1、5、3、7}の手順通り
行が選択される。
【0055】
【表4】
【0056】2.行の数が2の累乗ではない場合 この場合には二つの方法が使用され得る。第1方法は、
行の数が2の累乗に表現されない場合にテーブルルック
アップ(Table look up)方式を使用する。例えば、行の
数が7である場合には{0、4、1、5、2、6、3}の
手順に行を選択するようにルックアップテーブルを具現
する。
【0057】第2方法は、行の数が2の累乗に表現され
ない場合にビット反転マルチプレキシングを使用する。
この方法において、前記ビット反転マルチプレキシング
は行の値より大きいか、同じである2の累乗の数のう
ち、最小値を利用して遂行される。この時、該当されな
い行は削除する。例えば、行の数が7である場合、行の
値より大きいか、同じである2の累乗の数のうち、最小
値は8である。そのため行の数が8である場合にビット
反転方式を使用すると、{0、4、2、6、1、5、
3、7}の行選択手順が生成される。この中でグループ
7を削除すると、{0、4、2、6、1、5、3}の行選
択手順が決定されるが、この手順を7個の行に対する選
択手順に決定する。
【0058】行の数の選択 2−D SCCCインタリーバを設計することにおい
て、行の数の選択はインタリーバ全体の性能に影響を及
ぼす。一般的にインタリーバの大きさをNとすると、行
の数がsqrt(N)に近接するほど距離特性は増加するが、
各行でのランダム特性は減少する傾向がある。例えば、
行の数を非常に大きくする場合、ランダムアドレス生成
のためPNシフトレジスタを使用すると、プリミティブ
多項式(primitive polynomial)の次数(order)が低下さ
れる場合がある。他の例として、行を‘1’にする場合
はランダム特性を確保するため距離特性を犠牲した場合
として、1−Dランダムアドレス生成器の性能のみが示
されるようになる。即ち、行の選択は距離特性とランダ
ム特性間のトレードオプ(trade-off)をもたらすので、
これらの特性が適切に均衡を有するように行を選択しな
ければ、SCCC全体の性能を向上させることができな
い。
【0059】またSCCCを使用する場合、受信端で内
部複号化器(inner decoder)がエラーを訂正できない場
合、残存エラーを外部、または内部複号化器がいくら効
率的に訂正するかによって性能が決定される。上述した
ように、もし、エラーが連続的に発生したパターンが存
在する場合、これを適切な距離以上に分散させると、後
続する複号化器によりエラーが訂正される確率は高くな
る。そのため二つの隣接したエラービット間の距離がイ
ンタリービング/ディインタリービング後、構成符号化
器の自由距離dfree以上になると、その後のエラービッ
トは大部分訂正される。
【0060】従って、図1に示したように4ステートS
CCC符号化器の場合、縦断(termination)された構成
符号化器のdfreeは5程度であるので、行の数を5より
大きな値中の2の累乗に表現される8(23)や16(24)
に選択すると、距離特性とランダム特性の最適の均衡を
維持するようになる。しかし、行の数を32に増加させ
ると、距離特性は増加するが、ランダム特性は減少する
ようになる。
【0061】図10は図1の構成符号化器10、40の
トレリス(trellis)構造を示したものである。トレリス
上の括弧外の数は情報ビットであり、括弧内の数はコー
ドワードである。構成符号化器は構造的符号化器である
ので、情報ビットと1番目コードは常に一同である。最
適の行の数を決定するために、図1及び図10を参照し
て符号化器の特性を説明する。
【0062】図1で外部符号化器(Outer encoder)10
は通常RSCを使用するので、最小の外部符号(outer c
ode)のウェイト(weight)を有するための入力(input)は
ゼロステート(STATE 0;zero state)から始めてさらに
ゼロステート(zero state)に戻す ...000|10
1|0000...のような入力シーケンス(input sequ
ence)である。このような入力(input)の外部符号(outer
code)はウェイト(weight)が5である ...000|
11011|0000...である符号(code)であり、
これが次段の内部符号(inner encoder)10の入力シー
ケンス(input sequence)になる。即ち、内部符号化器(i
nner encoder)10の実際dfreeはウェイト(weight)が
2である入力(input)が入力される5ではなく、入力パ
ターン(input pattern) ...000|11011|0
00...がさらにゼロステート(zero state)に戻す
...000|1101101|000...が内部符
号化器(inner encoder)10に入力される時、決定され
る値である。ここで、最後の01は ...000|1
1011|000...がゼロステート(zero state)に
戻すためのエラー(error)発生である。前記エラーは送
信チャネルの雑音(noise)により生成される。このよう
な入力(input)に該当する符号(code)は ...000|
11|10|01|10|11|01|10|000...に
なり、この符号(code)のウェイト(weight)は9である。
従って、内部符号化器(inner encoder)のコード間実効
自由距離(effective dfree)、または有効最小距離(effe
ctive minimum distance)は9になる。これはインタリ
ーバ(interleaver)の行の数が9より大きくなければな
らないことを意味する。即ち、Row>9であり、ビッ
ト反転行マルチプレキシング(bit reversal row multip
lexing)規則を使用する場合、最適の行(Row)の数は
9より大きな2の累乗である16であることが分かる。
【0063】下記<表5>はSCCCインタリーバの大
きさが512から8192間の値であり、PNシフトレ
ジスタがランダムアドレスを発生するために使用される
場合に決定され得るパラメータを示す。
【0064】
【表5】
【0065】ランダムアドレス生成及び0アドレス追加 各行でのランダムアドレスを生成、即ち、ランダムイン
タリービング規則であるP(r、k)を決定する代表的な
方式にはPNシフトレジスタ(SR:shift Register)
(以下、“PNSR”)を使用するか、線形循環方程式(l
inear recursive equation)を使用する方式がある。
【0066】PNSRを使用する場合には、列(Column)
値が与えられると、それに該当するプリミティブ多項式
(primitive polynomial)を選択し、PNSRに初期シー
ド(initial seed)値を設定する。この時、発生されるア
ドレスはPNSRのステートを利用する。これとは別
に、線形循環方程式を使用する場合には、列値が与えら
れると初期値を設定した後、反復数学式によりアドレス
を発生する。このような二つの実施例の具体的な説明は
後述される。このような二つの実施例において、P(r、
k)は一般的に‘0’アドレスを発生させないので、こ
れを解決するため、‘0’アドレスが与えられたランダ
ムシーケンス(random sequen ce)に追加して‘0’追
加されたランダムシーケンス(augmented random seque
nce)を使用する。即ち、予め設定された時点に、例え
ば各行の1番目のクロックには必ず0番目に該当するア
ドレスを選択するようにする。そのようにすることによ
り各行のすべてのアドレスをアクセス(access)すること
ができる。
【0067】図7は本発明による0追加ランダムアドレ
ス生成器(0 augmented random address generator)の
構成を示す図である。
【0068】前記図7を参照すると、0アドレス選択器
(またはマルチプレクサ)720は、選択信号(0/1)の
値に従って、ランダムアドレス生成器710の出力と、
0アドレスを選択する。この時、マルチプレクサ720
から出力されたランダムアドレスは0アドレスを含む。
ただ図7での0アドレスは各行ごとに1回のみ選択され
るべきである。
【0069】1.PNSRを使用してランダムアドレス
を生成する方式 PNSRは1個や2個、または行の数だけ使用すること
ができる。即ち、一つ、または二つのPNSRを使用し
て各行に対するランダムアドレスを生成するか、行の数
だけのPNSRを使用して各行に対するランダムアドレ
スを生成することができる。
【0070】実施例1:一つのPNSRを全体行のイン
タリービングのため使用する場合 実施例1では一つのPNSRを使用して全体アドレスを
生成する。アドレスはPNSRのステートに獲得され
る。このような場合、PNSRの一周期が終了した後、
アドレスの発生パターンは同じようになるが、選択され
た行が変わることにより絶対的なアドレスは変わるよう
になる。
【0071】例えば、インタリーバの大きさN=102
4である場合に、行(Row)、列(Col)、PNSRの大きさ
(MPNSR)及び行マルチプレキシング規則は下記のように
決定され得る。 Row=16[0、1、2、…、15] Col=64 MPNSR=6(プリミティブ多項式の次数)、 行マルチプレキシング規則={0、8、4、12、2、
10、6、14、1、9、5、13、3、11、7、1
5}
【0072】実施例2:二つの相異なるPNSRを使用
する場合 実施例2では偶数行(0、2、4、6、8、10、1
2、14、…)に対しては第1PNSRであるPNSRe
を使用し、奇数行(1、3、5、7、9、11、13、
15、…)に対しては第2PNSRであるPNSRoを使
用する。このようにする理由は二つの相異なる特性のP
Nシーケンスを使用することによりランダム特性を向上
させようとすることにある。
【0073】例えば、インタリーバの大きさN=102
4の場合に、行(Row)、列(Col)、PNSRの大きさ(M
PNSRe、MPNSRo)及び行マルチプレキシング規則は次の
ように決定され得る。 Row=16[0、1、2、…、15] Col=64 MPNSRe=6(偶数行のプリミティブ多項式の次数)、 MPNSRo=6(奇数行のプリミティブ多項式の次数)、 行マルチプレキシング規則={0、8、4、12、2、
10、6、14、1、9、5、13、3、11、7、1
5}
【0074】実施例3:各行に対して相異なるPNSR
を使用する場合 実施例3は実施例2を一般化した場合として、ランダム
特性をより向上させるため、各行ごとに相異なるPNS
Rを使用する。各行ごとに独立的なPNSRを有してい
るので、実施例1に比べては(行数−1)個だけ多いPN
SRが使用される。従って、実施例1に比べて複雑度は
増加する。
【0075】2.線形循環方程式(Linear recursive eq
uation)を使用してランダムアドレスを生成する方式 実施例4 実施例1のように、一つの線形循環方程式のみを使用す
る場合である。c(j)=[c(j−1)×p]%Rowのよ
うな線形循環方程式が使用され得る。この時、Rowと
pは素数(prime numbers)である。ここで、c(j)は各
行でクロックごとに生成されるアドレスを示し、c(0)
の値は変数初期化過程で設定される。
【0076】実施例5 実施例2のように、二つの相異なる線形循環方程式を使
用する場合である。即ち、偶数行と奇数行に従って下記
の二つの式のうち、一つが選択的に使用され得る。例え
ば、偶数行に対してはce(j)=[c(j−1)×p]%Ro
wが使用され、奇数行に対してはco(j)=[c(j−1)
×p]%Rowが使用され得る。この時、Row、p及
びqは素数(prime numbers)である。前記実施例4のよ
うにce(0)及びco(0)の値は変数初期化過程で設定さ
れる。
【0077】実施例6 実施例3のように各行ごとに相異なる線形循環方程式を
使用する場合である。
【0078】図8は本発明による実施例の一般化された
形態の構造を示したものである。
【0079】前記図8を参照すると、R個のランダムア
ドレス生成器800〜803と、行マルチプレキシング
アドレス生成器810と、制御ブロック830と、前記
制御ブロック830の出力信号により一つのランダムア
ドレス生成器を選択する選択器820と、選択されたラ
ンダムアドレス生成器でのアドレスと行マルチプレキシ
ングアドレスを組み合わせてデータの実際アドレスを生
成するアドレス組合せ部840とからなる。
【0080】クロックごとに行マルチプレキシングアド
レス生成器810は一つの行アドレスrを生成し、制御
ブロック830は前記生成された行アドレスrに対して
行選択制御関数f(r)を利用して、R個のランダムアド
レス生成器800〜803のうち、一つが選択されるよ
うに選択器820を制御する。アドレス組合せ部840
は前記選択器820により選択されたランダムアドレス
と、行アドレスr値を組み合わせて、データのアドレス
を出力するようになる。この時、アドレス組合せ部84
0はmビットの行アドレスを上位ビットに、nビットの
ランダムアドレスを下位ビットに組み合わせて、(m+
n)ビットの出力アドレスを生成する。
【0081】実施例1及び4の場合、f(r)=定数(con
stant)であり、ただ一つのランダムアドレス生成器が使
用されることを意味する。この実施例に適用されるイン
タリーバは図9Aのように構成される。
【0082】図9Aを参照すると、クロックごとに行マ
ルチプレキシングアドレス生成器912はmビットの行
アドレスrを生成する。ランダムアドレス生成器910
はすべての行に対して同一に設定された規則によってn
ビットのランダムアドレスを生成する。アドレス組合せ
部840は前記行マルチプレキシングアドレス生成器9
12により生成されたmビットの行アドレスを上位ビッ
トに、前記ランダムアドレス生成器910により生成さ
れたnビットのランダムアドレスを下位ビットに組み合
わせて、(m+n)ビットの出力アドレスを生成する。
【0083】実施例2及び5の場合、f(r)=r%2で
あり、この実施例に適用されるインタリーバは図9Bの
ように構成される。ここで、f(r)=r%2はrを2に
除算した余りを求める演算、即ち、モジューロ(modulo)
2演算である。
【0084】図9Bを参照すると、クロックごとに行マ
ルチプレキシングアドレス生成器924はmビットの行
アドレスrを生成する。偶数行ランダムアドレス生成器
920は偶数行に対して同一に設定された規則により、
nビットのランダムアドレスを生成する。奇数行ランダ
ムアドレス生成器922は奇数行に対して同一に設定さ
れた規則により、nビットのランダムアドレスを生成す
る。制御ブロック928は行マルチプレキシングアドレ
ス生成器924により行アドレスの値rの生成に応答し
てf(r)=r%2演算を遂行し、その遂行結果に従って
マルチプレクサ(または選択器)926を制御する。前記
マルチプレクサ926は前記制御ブロック928により
制御され、偶数行ランダムアドレス生成器920及び奇
数行ランダムアドレス生成器922により生成されたラ
ンダムアドレスを選択的に出力する。即ち、前記マルチ
プレクサ926は偶数行に対しては偶数行ランダムアド
レス生成器920により生成されたランダムアドレスを
出力し、奇数行に対しては奇数行ランダムアドレス生成
器922により生成されたランダムアドレスを出力す
る。アドレス組合せ部840は前記行マルチプレキシン
グアドレス生成器924により生成されたmビットの行
アドレスを上位ビットに、前記マルチプレクサ926に
より選択されたnビットのランダムアドレスを下位ビッ
トに組み合わせて、(m+n)ビットの出力アドレスを生
成する。
【0085】実施例3及び6の場合、f(r)=rであ
り、この実施例に適用されるインタリーバは図9Cのよ
うに構成される。
【0086】図9Cを参照すると、クロックごとに行マ
ルチプレキシングアドレス生成器940はmビットの行
アドレスrを生成する。多数のランダムアドレス生成器
930〜933のそれぞれは該当する各行に対して設定
された規則に従ってnビットのランダムアドレスを生成
する。例えば、ランダムアドレス生成器930は0番目
行に対して設定された規則に従って、nビットのランダ
ムアドレスを生成し、ランダムアドレス生成器931は
1番目行に対して設定された規則により、nビットのラ
ンダムアドレスを生成し、ランダムアドレス生成器93
2は2番目行に対して設定された規則によりnビットの
ランダムアドレスを生成し、ランダムアドレス生成器9
33は(R−1)番目行に対して設定された規則により、
nビットのランダムアドレスを生成する。マルチプレク
サ950はR個の行が順次的に選択される時、選択され
た行に対応するランダムアドレス生成器を選択すること
により、前記対応するランダムアドレス生成器により生
成されたnビットのランダムアドレスがアドレス組合せ
部840に入力されるようにする。アドレス組合せ部8
40は前記行マルチプレキシングアドレス生成器940
により生成されたmビットの行アドレスを上位ビット
に、前記マルチプレクサ950により選択されたnビッ
トのランダムアドレスを下位ビットに組み合わせて、
(m+n)ビットの出力アドレスを生成する。
【0087】従って、行選択制御関数f(r)の適切な決
定により、多様な種類のインタリーバを具現することが
できる。
【0088】前記実施例で上述した方式は、それぞれの
行でのアドレス生成方式は相異であるが、基本的概念は
同一である。即ち、2−D SCCCインタリーバの行
マルチプレキシングを使用して距離特性を増加させ、各
行でのアドレスをランダムに生成してランダム特性を維
持するためのものである。下記<表7A>乃至<表9B
>は前記実施例により生成されるアドレスの一例を示し
ている。アドレス生成を説明することにおいて、行マル
チプレキシングはすでに{0、2、1、3}の手順に遂行
されたと仮定する。
【0089】実施例1及び実施例4 Row×Col=4×8であり、P(r、k) address=
{3、7、6、1、4、2、5}と仮定する。先ず、下記
<表7A>のように1番目列にあるデータを読み出す。
<表7A>及び<表7B>は各行に対するビット反転が
実行されたことを示したものである。元の行は表の1番
目行に示したように0→2→1→3の手順に遂行され
る。即ち、それぞれの行での‘0’アドレスがアクセス
される。次に、下記<表7B>のようにアドレスをアク
セスする。下記<表7B>の括弧外の数は各行での相対
的アドレスを、括弧内の数はアドレスアクセス手順を示
す。従って、下記<表7A>及び<表7B>は時間イン
デックス(time index)に見られる。
【0090】
【表7】
【0091】上述したように、実施例1及び実施例4で
はすべての行に対して同一なランダムアドレス生成規則
が適用される。前記<表7B>を参照すると、アドレス
生成規則{3、7、6、1、4、2、5}が各行に順次的
に適用される。アドレスアクセス手順0→1→2→3は
各行での1番目アドレスである‘0’が選択される。即
ち、1番目アドレスとして1番目行の‘0’アドレスが
選択され、二番目アドレスとしては二番目行の‘0’ア
ドレスが選択され、三番目アドレスとして3番目行の
‘0’アドレスが選択され、四番目アドレスとして四番
目行の‘0’アドレスが選択される。
【0092】4から31までのアドレスアクセス手順は
前記アドレス生成規則{3、7、6、1、4、2、5}が
適用される。そのため、4番目のアドレスとしては1番
目行の‘3’アドレスが選択され、5番目のアドレスと
して2番目行の‘7’アドレスが選択され、6番目のア
ドレスとしては3番目行の‘6’アドレスが選択され、
7番目アドレスとして4番目行の‘1’アドレスが選択
される。8番目アドレスとして1番目行の‘4’アドレ
スが選択され、9番目のアドレスとして2番目行の
‘2’アドレスが選択され、10番目のアドレスとして
3番目行の‘5’アドレスが選択される。その他の11
番目アドレスから31番目アドレスを求める過程も上述
したように各行が順次的に選択されつつ、選択された各
行に対して順次的に{3、7、6、1、4、2、5}のア
ドレス生成規則が適用される。
【0093】実施例2及び実施例5 Row×Col=4×8であり、Pe(r、k)address=
{3、7、6、1、4、2、5}、Po(r、k)address=
{6、7、3、1、5、2、4}と仮定する。先ず、下記
<表8A>のように1番目列にあるデータが読み出され
る。即ち、それぞれの行での‘0’アドレスがアクセス
される。下記<表8A>及び<表8B>で1番目及び2
番目行は偶数(even)行を、3番目及び4番目行は奇数(o
dd)行を示す。前記上位二つの行はPe(r、k)によりア
ドレスがアクセスされ、下位二つの行はPo(r、k)に
よりアドレスがアクセスされる。次に、下記<表8B>
に示したようにアドレスをアクセスする。下記<表8A
>及び<表8B>で、括弧外の数は各行での相対的アド
レスを示し、括弧内の数はアドレスアクセス手順を示
す。従って、下記<表8A>及び<表8B>は時間イン
デックス(time index)に見られる。
【0094】
【表8】
【0095】上述したように実施例2及び実施例5では
偶数行に対しては偶数行ランダムアドレス生成規則が適
用され、奇数行に対しては奇数行ランダムアドレス生成
規則が適用される。前記<表8B>を参照すると、ビッ
ト反転行選択規則により行が選択されるので、1番目行
(‘0’行)と2番目行(‘1’行)に対しては偶数行ラン
ダムアドレス生成規則{3、7、6、1、4、2、5}が
適用され、3番目行( ‘2'行)と4番目行(‘3’行)に
対しては奇数行ランダムアドレス生成規則{6、7、
3、1、5、2、4}が適用される。アドレスアクセス
手順0→1→2→3は各行での1番目アドレスである
‘0’が選択される。即ち、1番目アドレスとしては1
番目行の‘0’アドレスが選択され、2番目アドレスと
しては2番目行の‘0’アドレスが選択され、3番目ア
ドレスとしては3番目行の‘0’アドレスが選択され、
4番目アドレスとしては4番目行の‘0’アドレスが選
択される。
【0096】4から31までのアドレスアクセス手順は
偶数行に対してはアドレス生成規則{3、7、6、1、
4、2、5}が適用され、奇数行に対してはアドレス生
成規則{6、7、3、1、5、2、4}が適用される。そ
のため4番目のアドレスとしては1番目行の‘3’アド
レスが選択され、5番目のアドレスとしては2番目行の
‘7’アドレスが選択され、6番目アドレスとしては3
番目行の‘6’アドレスが選択され、7番目アドレスと
しては4番目行の‘7’アドレスが選択される。8番目
のアドレスとしては1番目行の‘6’アドレスが選択さ
れ、9番目のアドレスとしては2番目行の‘1’アドレ
スが選択され、10番目アドレスとしては3番目行の
‘3’アドレスが選択され、11番目アドレスとしては
4番目行の‘3’アドレスが選択される。その他の12
番目アドレスから31番目アドレスを求める過程も上述
したように各行が順次的に選択されつつ、選択された各
行に対して{3、7、6、1、4、2、5}、または
{6、7、3、1、5、2、4}のアドレス生成規則が適
用される。
【0097】実施例3及び実施例6 Row×Col=4×8であり、P(0、k)address=
{3、7、6、1、4、2、5}、P(1、k)address=
{6、7、3、1、5、2、4}、P(2、k)address=
{1、7、3、6、4、5、2}、P(3、k)address=
{7、3、6、1、2、5、4}と仮定する。下記<表9
A>に示したように1番目列にあるデータを読み出す。
即ち、それぞれの行での‘0’アドレスがアクセスされ
る。次に、下記<表9B>に示したようにアドレスをア
クセスする。それぞれの行にはその行でのP(r、k)が
別に存在する。括弧外の数は各行での相対的アドレスを
示し、括弧内の数はアドレスアクセス手順を示す。従っ
て、下記<表9A>及び<表9B>は時間インデックス
(time index)に見られる。
【0098】
【表9】
【0099】上述したように実施例3及び実施例6では
各行に対して固有なランダムアドレス生成規則が適用さ
れる。前記<表9B>を参照すると、アドレスアクセス
手順0→1→2→3は各行での1番目アドレスである
‘0’が選択される。即ち、1番目アドレスとしては1
番目行の‘0’アドレスが選択され、2番目アドレスと
しては2番目行の‘0’アドレスが選択され、3番目ア
ドレスとしては3番目行の‘0’アドレスが選択され、
4番目アドレスとしては4番目行の‘0’アドレスが選
択される。
【0100】4から31までのアドレスアクセス手順は
各行に対して固有なランダムアドレス生成規則が適用さ
れる。1番目行に対しては{3、7、6、1、4、2、
5}のランダムアドレス生成規則が適用され、2番目行
に対しては{6、7、3、1、5、2、4}のランダムア
ドレス生成規則が適用され、3番目行に対しては{1、
7、3、6、4、5、2}のランダムアドレス生成規則
が適用され、4番目行に対しては{7、3、6、1、
2、5、4}のランダムアドレス生成規則が適用され
る。そのため、4番目のアドレスとしては1番目行の
‘3’アドレスが選択され、5番目アドレスとしては2
番目行の‘6’アドレスが選択され、6番目アドレスと
しては3番目行の‘1’アドレスが選択され、7番目ア
ドレスとしては4番目行の‘7’アドレスが選択され
る。8番目アドレスとしては1番目行の‘7’アドレス
が選択され、9番目アドレスとしては2番目行の‘7’
アドレスが選択され、10番目アドレスとしては3番目
行の‘7’アドレスが選択され、11番目アドレスとし
ては4番目行の‘3’アドレスが選択される。その他の
12番目から31番目アドレスを求める過程も上述した
ように各行が順次的に選択されつつ、選択された各行に
対して固有なアドレス生成規則が適用される。
【0101】2−D SCCCインタリーバの性能比較 本発明の実施例によるSCCCインタリーバの性能と既
存のSCCCインタリーバの性能を比較すると、図5A
及び図5Bのようである。この時、五つのSCCCイン
タリーバの性能を比較するために設定したシミュレーシ
ョンパラメータ(simulation parameter)は下記のようで
ある。 − 符号化器(Encoder):4ステートSCCCインタリー
バ − 情報の大きさ(Information size):640 − 符号率(Code rate):R=1/3(outer code rate=2
/3、inner code rate=1/2) − インタリーバの大きさ(Interleaver size):(640
+2)×3/2=963 ここで、インタリーバの大きさを求めることにおいて、
2は外部符号化器をゼロタミネーション(zero terminat
ion)するためのテールビット(tail bit)の数であり、3
/2は外部符号率(outer code rate)の逆数である。 − チャネル(Channel):AWGN(Additive White Gaus
sian Noise) − 復号化器(Decoder):Log MAP(Maximum A Pos
teriori)SISO(soft-input-soft-output)decoding a
lgorithm − インタリーバ(Interleaver) ■ 既存:ブロックインタリーバ(Blockinterleaver) ■ 既存:1−D PNインタリーバ ■ 実施例1:2−D PNインタリーバ with1PNS
R ■ 実施例2:2−D PNインタリーバ with2PNS
R ■ 実施例3:2−D PNインタリーバ with16PN
SR
【0102】前記図5A及び図5BはSNR(Signal-to
-Noise ratio)によるBER/FER(Bit Error Rate/F
rame Error Rate)の性能を示した図であり、特に、既存
のブロックインタリーバ及び1−D PNインタリーバ
と、本発明の各実施例による2−D SCCCインタリ
ーバの性能を比較した図である。前記図5A及び5Bか
ら分かるように、本発明の各実施例による2−D SC
CCインタリーバはブロックインタリーバ及び1−D
PNインタリーバに比べてBER/FER性能が非常に
向上する。
【0103】先ず、図5Aを参照して、BERの観点か
らみると、実施例1、2、3の場合、互いに類似な性能
を有する。特に、要求されるBERの性能が10-5では
三つの実施例がほぼ同一な性能を有する。前記すべての
実施例において、1−D PNインタリーバ及びブロッ
クインタリーバに比べて非常に優れたBER性能が示さ
れる。図5Bに示したように、FERの観点でも同一に
示される。図5Bを参照すると、三つの実施例の性能は
ほぼ同一であり、1−D PNインタリーバ及びブロッ
クインタリーバの性能は1.5dBでそれぞれ10倍と
100倍ほど劣化を有することが分かる。
【0104】
【発明の効果】上述したように本発明はSCCCを誤り
訂正符号に使用する場合、SCCCの内部インタリーバ
の設計において、最適の性能と具現上の低複雑度を保障
する利点がある。また、既存のブロックインタリーバ及
び1−D PNインタリーバに比べてBER/FERの
性能を非常に向上させる利点がある。
【0105】以上、本発明の特定の実施例を参照して説
明したが、各種の変形が前記の特許請求の範囲により決
められる本発明の思想及び範囲を逸脱しない限り、当該
技術分野における通常の知識を持つ者により可能なのは
明らかである。 図面の簡単な説明
【図1】 本発明が適用される直列鎖状コンボルーショ
ン符号化器の構成を示す図である。
【図2】 本発明によるSCCCインタリーバの構成を
示す図である。
【図3】 本発明によるSCCCインタリーバが2−D
SCCCインタリーバに具現されることを説明するた
めの図である。
【図4】 本発明による2−D SCCCインタリーバ
による動作の処理流れ図である。
【図5】 本発明によるSCCCインタリーバの性能と
既存のSCCCインタリーバの性能を対比的に示す図で
ある。
【図6】 本発明によるSCCC複号化器の構成を示す
図である。
【図7】 本発明による0追加ランダムアドレス生成器
の構成を示す図である。
【図8】 本発明によるSCCCインタリーバの構成を
示す図である。
【図9】 本発明によるSCCCインタリーバの構成を
示す図である。
【図10】 図1に示した構成符号化器のトレリス(tre
llis)構造を示す図である。
【符号の説明】
構成符号化器 10、40 穿孔器 20 インタリーバ 30 マルチプレクサ 60 パラメータ設定部 100 アドレス生成器 110 行選択器 120 アドレス組合せ部 130 アドレス穿孔器 140 制御部 150 内部復号化器 610 SCCCディインタリーバ 620 SCCCインタリーバ 630 外部復号化器 640 ランダムアドレス生成器 710 0アドレス選択器 720 アドレス組合せ部 840 ランダムアドレス生成器 910 行マルチプレキシングアドレス生成器 912 偶数行ランダムアドレス生成器 920 奇数行ランダムアドレス生成器 922 行マルチプレキシングアドレス生成器 924 マルチプレクサ 926 制御ブロック 928 ランダムアドレス生成器 930〜933 行マルチプレキシングアドレス生成器 940 マルチプレクサ 950
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミン−ゴー・キム 大韓民国・キョンギ−ド・442−470・ス ウォン−シ・パルタル−グ・ヨウントン −ドン・973−3 (72)発明者 ヨン−ホワン・リー 大韓民国・キョンギ−ド・463−010・ソ ンナム−シ・プンタン−グ・チョンジャ −ドン・237−7 (72)発明者 セ−ヒョン・キム 大韓民国・ソウル・138−172・ソンパ− グ・ソンパ・2−ドン(番地なし)・ミ スン・エーピーティ・#2−902 (56)参考文献 国際公開99/25069(WO,A1) Benedetto,S.;Mont orsi,G.,Unveiling turbo codes:some r esults on parallel concatennated cod es,1995 IEEE Interna tional Symposium o n Information Theo ry,1995,Proceeding s.,1995年,p.32 Benedetto,S.;Mont orsi,G.,Unveiling Turbo Codes:Some R esults on Parallel Concatenated Codi ng Schemes,IEEE Tr ansactions on Info rmation Theory,1996 年,VOL.42,NO.2,MARC H,p.409−428 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 13/00 G06F 11/10 330 H04L 1/00

Claims (36)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力情報を符号化し、実効自由距離を有
    する直列に符号化されたシンボルを出力する第1符号化
    器と、 m個の行領域とn個の列領域を有するメモリを含み、直
    列に符号化されたシンボルを前記メモリに貯蔵し、前記
    m個の行領域をランダム選択し、各ランダム選択された
    行領域に貯蔵されたシンボル中の一つをランダム選択す
    る方式にインタリービングされたシンボルを発生するイ
    ンタリーバと、 前記インタリーバから前記インタリービングされたシン
    ボルを符号化する第2符号化器とを含む符号化器におい
    て、 前記直列に入力するシンボルの数をkとする時、前記m
    個の行領域と前記n個の列領域を有するメモリはm×n
    ≧k領域を備え、前記mは前記実効自由距離より大きい
    ことを特徴とする符号化器。
  2. 【請求項2】 入力情報を符号化し、符号化されたシン
    ボルストリームを出力する第1符号化器と、前記シンボ
    ルストリームをインタリービングするインタリーバと、
    前記インタリービングされたシンボルストリームを符号
    化する第2符号化器を含む直列鎖状コンボルーション符
    号化器において、 前記インタリーバは、 前記インタリーバの大きさに対応して設定された数の行
    を選択する行選択部と、 前記インタリーバの大きさに対応して設定された数の列
    をランダム化するためのアドレスを生成するアドレス生
    成部と、 前記行選択部の出力と前記アドレス生成部の出力を組み
    合わせて、組み合わせた結果を符号化されたデータスト
    リームをインタリービングするためのアドレスとして発
    生するアドレス組合せ部とを含むことを特徴とする前記
    インタリーバ。
  3. 【請求項3】 前記アドレス生成部は、前記すべての行
    の列をランダム化させるためのPNシーケンスを発生す
    る一つのPNシフトレジスタである請求項2に記載の前
    記インタリーバ。
  4. 【請求項4】 前記アドレス生成部は、前記行中の奇数
    行の列をランダム化させるためのPNシーケンスを発生
    する第1PNシフトレジスタと、 前記行中の偶数行の列をランダム化させるためのPNシ
    ーケンスを発生する第2PNシフトレジスタとを含む請
    求項2に記載の前記インタリーバ。
  5. 【請求項5】 前記アドレス生成部は、前記すべての行
    の列をそれぞれランダム化させるため、相異なる特性の
    PNシーケンスを発生する複数のPNシフトレジスタを
    含む請求項2に記載の前記インタリーバ。
  6. 【請求項6】 前記列の数は2n(n=整数)に設定され
    る請求項3に記載の前記インタリーバ。
  7. 【請求項7】 前記列の数を2n(n=整数)に設定する
    ため一つのアドレスを追加する請求項6に記載の前記イ
    ンタリーバ。
  8. 【請求項8】 前記アドレス生成部は、前記すべての行
    の列をランダム化させるために一つの線形循環方程式を
    使用する請求項2に記載の前記インタリーバ。
  9. 【請求項9】 前記アドレス生成部は、前記行中の奇数
    行の列をランダム化させるために第1線形循環方程式を
    使用し、偶数行の列をランダム化させるために第2線形
    循環方程式を使用する請求項2に記載の前記インタリー
    バ。
  10. 【請求項10】 前記アドレス生成部は、前記すべての
    行の列をそれぞれPNランダム化させるために相異なる
    特性の線形循環方程式を使用する請求項2に記載の前記
    インタリーバ。
  11. 【請求項11】 前記列の数は2n(n=整数)に設定さ
    れる請求項8に記載の前記インタリーバ。
  12. 【請求項12】 前記列の数を2n(n=整数)に設定す
    るために一つのアドレスを追加する請求項11に記載の
    前記インタリーバ。
  13. 【請求項13】前記行の数は2n(n=整数)に設定され
    る請求項2に記載の前記インタリーバ。
  14. 【請求項14】 前記行の数は8、16または32であ
    る請求項13に記載の前記インタリーバ。
  15. 【請求項15】 前記行の数は前記実効自由距離より大
    きな整数に設定されて、前記第1符号化器の符号化され
    たシンボルストリームの二つの符号化されたシンボルは
    前記実効自由距離を有する請求項2に記載の前記インタ
    リーバ。
  16. 【請求項16】 前記行の数は前記実効自由距離より大
    きな整数中で2n(n=整数)に該当する数に設定され
    て、前記第1符号化器の符号化されたシンボルストリー
    ムの二つの符号化されたシンボルは前記実効自由距離を
    有する請求項2に記載の前記インタリーバ。
  17. 【請求項17】 前記各行を示す各ビット値をビット反
    転させ、そのビット反転された値の手順に従って行を選
    択する請求項2に記載の前記インタリーバ。
  18. 【請求項18】 入力情報を符号化し、符号化されたシ
    ンボルストリームを出力する第1符号化器と、前記シン
    ボルストリームをインタリービングするインタリーバ
    と、前記インタリービングされたシンボルストリームを
    符号化する第2符号化器を含む直列鎖状コンボルーショ
    ン符号化器において、 前記インタリービング方法は、 前記インタリーバの大きさに対応して設定された数の行
    を選択する過程と、 前記インタリーバの大きさに対応して設定された数の列
    をランダム化するためのアドレスを生成する過程と、 前記選択された行と前記生成されたアドレスを組み合わ
    せて、組み合わせた結果を符号化されたデータストリー
    ムをインタリービングするためのアドレスとして発生す
    る過程とを含むことを特徴とする前記インタリービング
    方法。
  19. 【請求項19】 前記すべての行の列を一つのPNシー
    ケンスによりランダム化する請求項18に記載の前記イ
    ンタリービング方法。
  20. 【請求項20】 前記行中に奇数行の列を第1PNシー
    ケンスを使用してランダム化させ、前記行中に偶数行の
    列を第2PNをシーケンスを使用してランダム化させる
    請求項18に記載の前記インタリービング方法。
  21. 【請求項21】 前記すべての行の列を相異なる特性の
    PNシーケンスを使用してそれぞれランダム化させる請
    求項18に記載の前記インタリービング方法。
  22. 【請求項22】 前記列の数は2n(n=整数)に設定さ
    れる請求項19に記載の前記インタリービング方法。
  23. 【請求項23】 前記列の数を2n(n=整数)に設定す
    るために一つのアドレスを追加する請求項22に記載の
    前記インタリービング方法。
  24. 【請求項24】 前記すべての行の列を一つの線形循環
    方程式を使用してランダム化させる請求項18に記載の
    前記インタリービング方法。
  25. 【請求項25】 前記列の数は2n(n=整数)に設定さ
    れる請求項24に記載の前記インタリービング方法。
  26. 【請求項26】 前記列の数を2n(n=整数)に設定す
    るために一つのアドレスを追加する請求項25に記載の
    前記インタリービング方法。
  27. 【請求項27】 前記行中の奇数行の列と偶数行の列を
    それぞれランダム化させるために、相異なる2個の線形
    循環方程式を使用する請求項18に記載の前記インタリ
    ービング方法。
  28. 【請求項28】 前記すべての行の列をランダム化させ
    るために、複数の線形循環方程式を使用する請求項18
    に記載の前記インタリービング方法。
  29. 【請求項29】 前記行の数は2n(n=整数)に設定さ
    れる請求項18に記載の前記インタリービング方法。
  30. 【請求項30】 前記行の数は8、16または32であ
    る請求項29に記載の前記インタリービング方法。
  31. 【請求項31】 前記行の数は前記実効自由距離より大
    きな整数に設定され、前記第1符号化器の符号化された
    シンボルストリームの二つの符号化されたシンボルは前
    記実効自由距離を有する請求項18に記載の前記インタ
    リービング方法。
  32. 【請求項32】 前記行の数は前記実効自由距離より大
    きな整数中で2n(n=整数)に該当される数に設定さ
    れ、前記第1符号化器の符号化されたシンボルストリー
    ムの二つの符号化されたシンボルは前記実効自由距離を
    有する請求項18に記載の前記インタリービング方法。
  33. 【請求項33】 前記各行を示す各ビット値をビット反
    転させ、そのビット反転された値の手順に従って行を選
    択する請求項18に記載の前記インタリービング方法。
  34. 【請求項34】 予め設定された大きさの入力情報を符
    号化し、第1シンボルストリームを出力し、前記第1シ
    ンボルストリームの二つの符号化されたシンボルは実効
    自由距離を有する第1符号化器と、 大きさがNである入力情報として第1シンボルストリー
    ムを特定行と列に書き込み、前記特定行と列からシンボ
    ルストリームを読み出して、インタリービングされたシ
    ンボルストリームを出力し、前記読み出し過程はクロッ
    クごとに行選択規則により一つの行を選択し、選択され
    た行では与えられたインタリービング規則により列アド
    レスを生成し、前記選択及び生成を反復して全体アドレ
    スを生成するインタリーバと、 前記インタリービングされたシンボルストリームを符号
    化する第2符号化器とを含む直列鎖状コンボルーション
    符号化器。
  35. 【請求項35】 前記行の数は前記実効自由距離より大
    きな数である請求項34に記載の直列鎖状コンボルーシ
    ョン符号化器。
  36. 【請求項36】 前記行の数は2n(n=整数)である請
    求項35に記載の直列鎖状コンボルーション符号化器。
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