KR0141199B1 - 길쌈 부호를 이용한 디지탈 통신방법 및 그 장치 - Google Patents

길쌈 부호를 이용한 디지탈 통신방법 및 그 장치

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KR0141199B1
KR0141199B1 KR1019940009535A KR19940009535A KR0141199B1 KR 0141199 B1 KR0141199 B1 KR 0141199B1 KR 1019940009535 A KR1019940009535 A KR 1019940009535A KR 19940009535 A KR19940009535 A KR 19940009535A KR 0141199 B1 KR0141199 B1 KR 0141199B1
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Abstract

본 발명에 의한 랜덤화방법 및 이에 따른 디지탈 통신장치에서는 송신단에 입력되는 디지탈 데이타에 길쌈 부호의 특성을 이용하여 무질서도를 제공함으로써 'ALL ZERO'(0000....)나 'ALL ONE'계열(1111....)로 입력되는 디지탈 데이터에 대해서도 하나의 상태에 머무르는 것을 방지하여 수신단에서 정확한 타이밍 복구가 이루어 지도록 한 잇점이 있다.

Description

길쌈 부호를 이용한 디지탈 통신방법 및 그 장치
제1도는 종래의 디지탈 통신장치를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
제2도는 본 발명을 이용한 디지탈 통신장치의 일실시예에 따른 블럭도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11:스크램블러 12:길쌈 부호화기
13:코드워드 교환부 14:인터리이버
15:변조기 16:채널
17:복조기 18:디인터리이버
19:코드워드 역교환부 20:길쌈 복호화기
21:디스크램블러
본 발명은 디지탈 통신장치에 관한 것으로서, 특히 길쌈 부호(Convolutional Code)의 특성을 이용한 랜덤화방법 및 이에 따른 디지탈 통신장치에 관한 것이다.
일반적으로 송신단에서 채널을 통해 디지탈신호를 전송할 때 기상의 급격한 변화와 채널상에서 부과되는 잡음의 영향 등에 의해 수신단에서는 원래의 신호와는 다른 신호를 수신할 수 있다. 이를 신호의 에러라 하며 이러한 에러를 정정하기 위하여 디지탈 통신장치에서는 에러정정부호를 사용하여 부호화를 행하게 된다.
채널 부호화는 블럭 부호와 길쌈 부호로 크게 나누어지며, 블럭 부호는 선형 부호와 순회 부호로 분리된다. 블럭 부호와 길쌈 부호의 근본적인 차이는 기억장치의 유무에 있다. 즉, 블럭 부호의 부호기인 경우에는 정보계열을 k비트씩 일정한 길이의 블럭단위로 자른 블럭정보를 길이가 동일한 n비트의 코드워드로 부호화하므로 무기억장치로 간주된다.
반면, 길쌈 부호의 부호기인 경우에는 블럭단위로 부호화가 실행되나 n비트로 구성된 코드워드가 k비트로 구성된 현재의 정보블럭에 의존할 뿐만 아니라 과거의 정보블럭의 영향을 받으므로 기억장치로 간주된다.
이와 같은 부호기에 의해 발생된 부호어를 구속장(constraint length)이 nN비트인 (n, k) 길쌈 부호라고 한다. 즉, 길쌈 부호는 부호기에 N단의 기억장치가 있는 것으로서, 선형 블록부호에 비해 다소 복잡한 구조를 갖기 때문에 부호해석에 어려움이 있으나 에러정정능력이 매우 우수한 특징을 갖는다.
제1도에는 종래의 디지탈 통신장치를 개략적으로 나타낸 블럭도가 도시되어 있다.
제1도를 참조하면, 송신단은ㄴ 스크램블러(scrambler;1), 길쌈 부호화기(2), 인터리이버(interleaver;3)와 변조기(4)로 구성되고, 수신단은 복조기(6), 디인터리이버(deinterleaver;7), 길쌈 복호화기(8)와 디스크램블러(descrambler;9)로 구성된다.
우선, 송신단에 대하여 설명하면, 스크램블러(1)는 수신단에서의 타이밍 복구를 위해 입력단을 통해 입력되는 디지탈 데이타에 충분한 무질서도(randomness)를 제공하기 위하여 사용한다.
길쌈 부호화기(2)는 N단의 지연소자 예컨대 쉬프트 레지스터와 출력을 주사하는 스위치로 구성되어, 스크램블러(1)에서 출력되는 디지탈 데이타를 길쌈 부호를 사용하여 부호화한다.
인터리이버(3)는 길쌈 부호화기(2)에서 부호화되어 출력되는 디지탈 데이타에 발생하는 군집에러(burst error)를 랜덤에러(random error)형태로 분산시키기 위한 것이다.
변조기(4)는 인터리이버(3)에서 출력되는 디지탈 데이타를 전송 채널(5)을 통해 수신단으로 전송하기에 적합한 형태로 변조한다.
한편, 수신단에서는 송신단에서와 역순으로 복조기(6)에서 전송 채널(5)을 통해 전송되는 디지탈 데이타를 복조하고, 디인터리이버(7)는 복조기(6)에서 출력되는 디지탈 데이타를 디인터리이빙하여 길쌈 복호기(8)로 인가한다.
길쌈 복호기(8)에서는 디인터리이버(7)에서 출력되는 디지탈 데이타를 복호하고, 복호결과에 따라서 디인터리이버(7)에서 어긋난 동기를 바로 잡는다. 길쌈 복호기에서는 비터비(Viterbi) 알고리즘에 위한 최우복호법(Maximum Likelihood Decoding)이 많이 사용된다. 최우복호법은 트렐리스(Trellis) 상태도에서 수신데이타계열 r과 해밍(Hamming) 거리가 가장 작은 경로를 탐색하는 복호법이다.
디스크램블러(9)는 길쌈 복호기(8)에서 복호되어 출력되는 디지탈 데이타에 대하여 스크램블러(1)의 역동작을 행하여 출력단으로 디지탈 데이타를 출력한다.
그러나 상술한 종래의 디지탈 통신장치에서는 길쌈 부호화기(2)의 전단에 스크램블러(1)가 위치하고 있어서 입력되는 대부분의 디지탈 데이타에 충분한 무질서도를 부여할 수 있지만 입력되는 디지탈 데이타가 'ALL ZERO'계열 즉 '0000....'등과 같이 특별한 경우에 대해서는 하나의 상태로 수렴하는 것을 방지해 주지 못하고 있다. 이로 인해 수신단에서의 타이밍 복구에 치명적인 동작 오류를 야기시킬 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 송신단에 입력되는 디지탈 데이타에 길쌈 부호의 특성을 이용하여 무질서도를 제공하기 위한 랜덤화방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 길쌈 부호를 이용한 랜덤화방법에 따른 디지탈 통신장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 랜덤화방법은 길쌈 부호화 결과에 따라 디지탈 데이타의 코드워드를 선택적으로 교환함으로써 상기 디지탈 데이타를 랜덤화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스크램블러, 길쌈 부호화기, 인터리이버와 변조기로 구성되는 송신단과, 복조기, 디인터리이버, 길쌈 복호화기와 디스크램블러로 구성되는 수신단을 구비한 디지탈 통신장치에 있어서, 상기 송신단의 길쌈 부호화기와 인터리이버 사이에 위치하며, 상기 길쌈 부호화기에서 출력되는 디지탈 데이타의 코드워드를 소정의 제어신호에 의해 교환하거나 통과시키기 위한 코드워드 교환부; 및 상기 수신단의 디인터리이버와 길쌈 복호화기 사이에 위치하며, 상기 제어신호에 의해 상기 코드워드 교환부의 역과정을 수행하기 위한 코드워드 역교환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명에 의한 길쌈 부호를 이용한 디지탈 통신장치의 일실시예에 따른 블럭도이다.
제2도에 도시도니 블럭도의 구성은, 크게 스크램블러(11), 길쌈 부호화기(12), 코드워드(codeword) 교환부(13), 인터리이버(14)와 변조기(15)로 구성되는 송신단과, 복조기(17), 디인터리이버(18), 코드워드 역교환부(19), 길쌈 복호화기(20)와 디스크램블러(21)로 구성되는 수신단으로 이루어진다.
그러면 제2도에 도시된 본 발명에 의한 디지탈 통신장치의 동작을 설명하기로 한다.
우선, 송신단에 있어서 스크램블러(11), 길쌈 부호화기(12), 인터이리버(14)와 변조기(15)와, 수신단에 있어서 복조기(17), 디인터리이버(18), 길쌈 복호화기(20)와 디스크램블러(21)는 제1도에 도시된 종래의 디지탈 통신장치와 동일하게 동작하므로 여기서는 동작설명을 생략하기로 하고, 코드워드 교환부(13)와 코드워드 역교환부(19)에 대하여 설명하기로 한다.
코드워드 교환부(13)에서는 송신단으로 입력되는 디지탈 데이타가 'ALL ZERO'(0000....) 계열일 때 수렴되는 길쌈 부호와, 'ALL ONE'계열(1111....)일 때 수렴되는 길쌈 부호를 제어신호에 의해 교환하거나 통과시킨다. 이때 제어신호는 인터리이버(14)와 동기데이타와 연동될 수 있다.
한편, 코드워드 역교환부(19)는 코드워드 교환부(13)의 역과정을 수행하는 것으로서, 제어신호에 따라 코드워드 역교환과정을 수행하거나 통과시킨다. 이때 제어신호는 디인터리이버(18)와 길쌈 복호화기)20)로부터 결정된 동기데이타와 연동될 수 있다.
코드워드 교환부(13)와 길쌈 부호의 연관관계에 대하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 송신단으로 입력되는 디지탈 데이타가 'ALL ZERO'(0000....) 계열일 때 수렴되는 길쌈 부호를 'Z'라 하고, 'ALL ONE' 계열(1111....)일 때 수렴되는 길쌈 부호를 '0'이라 하자.
길쌈 부호화기(12)로 'ALL ZERO'(0000....)계열의 디지탈 데이타가 입력되는 경우 일정 샘플 이후에는 수렴된 코드워드 'Z'가 계속 출력된다. 코드워드 교환부(13)에서는 제어신호(여기서는 '1100'의 주기적인 신호라고 가정한다.)에 의해서 교환여부가 결정되고, 'ALL ZERO'(0000....) 계열의 디지탈 데이타에 대한 코드워드 교환부(13)의 출력은 길쌈 부호기(12)의 출력('ZZZZ....')과는 달리 ('ZZOOZZOO....')가 된다.
길쌈 부호화기(12)로 'ALL ONE'(1111....)계열의 디지탈 데이타가 입력되는 경우 일정 샘플 이후에는 수렴된 코드워드 '0'가 계속 출력된다. 코드워드 교환부(13)에서는 제어신호에 의해서 교환여부가 결정되고, 'ALL ONE'(1111....) 계열의 디지탈 데이타에 대한 코드워드 교환부(13)의 출력은 길쌈 부호기(12)의 출력('0000....')과는 달리 ('OOZZOOZZ....')가 된다.
한편, 길쌈 부호화기(12)의 출력이 ('ZZOOZZOO....')등과 같은 경우 코드워드 교환부(13)는 제어신호에 의해 그대로 인터리이버(14)로 통과시키도록 한다.
즉, 'ALL ZERO'(0000....) 계열 또는 'ALL ONE' 계열(1111....)의 디지탈 데이타에 대하여 코드워드 계열을 선택적으로 교환함으로써 수신단의 타임이 복구를 위한 무질서도를 더해 주게 된다.
그리고, 코드워드 교환부(13)에서 사용되는 제어신호를 인터리이버(14)의 동기데이타와 연동시키게 되면, 수신단의 디인터리이버(18)에서 동기데이타를 추출한 후 코드워드 역교환부(19)에서 제어신호로 연동하여 시용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 랜덤화방법 및 이에 따른 디지탈 통신장치에서는 송신단에 입력되는 디지탈 데이타에 길쌈 부호의 특성을 이용하여 무질서도를 제공함으로써 'ALL ZERO' 계열이나 'ALL ONE' 계열로 입력되는 디지탈 데이터에 대해서도 하나의 상태에 머무르는 것을 방지하여 수신단에서 정확한 타이밍 복구가 이루어 지도록 한 잇점이 있다.

Claims (5)

  1. 입력단을 통해 입력되는 디지탈 데이타에 무질서도를 제공하기 위하여 스크램블링하는 단계; 상기 스크램블링된 디지탈 데이타를 길쌈 부호를 사용하여 부호화하는 단계; 및 상기 부호화된 디지탈 데이타를 변조하여 전송 채널을 통해 수신단으로 전송하는 단계를 구비하는 길쌈부호를 이용한 디지탈 통신방법에 있어서, 상기 부호화단계는 상기 길쌈 부호화되는 디지탈 데이타가 'ALL ZERO' 계열일 때 수렴되는 길쌈 부호와, 'ALL ONE' 계열일 때 수렴되는 길쌈 부호 사이에서 코드워드 교환이 이루어지는 단계를 더 구비하여, 길쌈 부호화 결과에 따라 디지탈 데이타의 코드워드를 선택적으로 교환함으로써 상기 디지탈 데이타를 랜덤화시키는 것을 특징으로 하는 디지탈 통신방법.
  2. 스크램블러, 길쌈 부호화기, 인터리이버와 변조기로 구성되는 송신단과, 복조기, 디인터리이버, 길쌈 복호화기와 디스크램블러로 구성되는 수신단을 구비한 디지탈 통신장치에 있어서, 상기 송신단의 길쌈 부호화기와 인터리이버 사이에 위치하며, 상기 길쌈 부호화기에서 출력되는 디지탈 데이타의 코드워드를 소정의 제어신호에 의해 교환하거나 통과시키기 위한 코드워드 교환부; 및 상기 수신단의 디인터리이버와 길쌈 복호화기 사이에 위치하며, 상기 제어신호에 의해 상기 코드워드 교환부의 역과정을 수행하기 위한 코드워드 역교환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 통신장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 코드워드 교환부에서는 상기 길쌈 부호화기에 입력되는 디지탈 데이타가 'ALL ZERO' 계열일 때 수렴되는 길쌈 부호와, 'ALL ONE' 계열일 때 수렴되는 길쌈 부호 사이에서 코드워드 교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지탈 통신장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 코드워드 교환부에서 상기 길쌈 부호화기의 출력데이타의 코드워드 교환여부는 상기 제어신호에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 디지탈 통신장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제어신호를 상기 송신단에서 상기 인터리이버의 동기데이타와 연동시켜서 사용할 경우, 상기 수신단에서 상기 디인터리이버의 동기데이타와 연동시켜서 사용하는 것을 특징으로 하는 디지탈 통신장치.
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