KR0154801B1 - Path metric increasing rate monitor - Google Patents
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Abstract
이 발명은 디지탈 통신 시스템의 수신단에 적용되는 경로 메트릭 증가율 측정기(Path metric increasing rate monitor)에 관한 것으로서, 수신된 데이타의 경로 메트릭을 입력받아, 쉬프트 레지스터, 최소치 계산부, 산술논리유니트 및 누산기를 통해 경로 메트릭의 증가율을 측정하며, 비교로직을 상기 누산기 후단에 구비하고 소정의 임계값으로 상기 누산기의 출력값과 비교함으로써 수신 데이타가 유효한지를 판단할 수 있도록 하는 경로 메트릭 증가율 측정기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a path metric increasing rate monitor applied to a receiving end of a digital communication system, and receives a path metric of received data through a shift register, a minimum calculation unit, an arithmetic logic unit, and an accumulator. A path metric increase rate measuring device for measuring an increase rate of a path metric, and having a comparison logic at the rear end of the accumulator and comparing the output value of the accumulator with a predetermined threshold value to determine whether the received data is valid.
Description
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기의 하드웨어 구성도이고,1 is a hardware diagram of a path metric growth rate meter according to an embodiment of the present invention.
제2도는 상기 제1도에 도시된 최소치 계산기의 상세 구성도이고,2 is a detailed block diagram of the minimum calculator shown in FIG.
제3도는 이 발명의 다른 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기의 하드웨어 구성도이고,3 is a hardware diagram of a path metric growth rate measuring instrument according to another embodiment of the present invention,
제4도는 상기 제3도에 도시된 최소치 계산기 및 최대치 계산기의 상세 구성도이다.4 is a detailed configuration diagram of the minimum calculator and the maximum calculator shown in FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11, 17 : 레지스터 12, 13 : 쉬프트 레지스터11, 17: register 12, 13: shift register
14, 15, 16 : 최소치 계산기 18 : 산술논리유니트14, 15, 16: Minimum Calculator 18: Arithmetic Logic Unit
19 : 누산기19: Accumulator
이 발명은 경로 메트릭 증가율 측정기(Path metric increasing rate monitor)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 디지탈 통신 시스템의 수신단에 적용되어 수신된 데이타의 경로 메트릭의 증가율을 측정함으로써 수신 데이타가 유효한지를 판단할 수 있도록 하는 경로 메트릭 증가율 측정기에 관한 것이다.The present invention relates to a path metric increasing rate monitor. More specifically, the present invention is applied to a receiving end of a digital communication system so as to determine whether the received data is valid by measuring an increase rate of a path metric of the received data. It relates to a path metric growth rate meter.
고도로 발달된 정보화 사회에서는 효율적이고 신속하며 신뢰할 수 있는 정보 전달 시스템이 절대적으로 요망된다. 이를 위해서는 컴퓨터가 개입된 다양한 통신 수단과 획기적인 기술 혁신을 바탕으로 한 개선된 통신계의 재정비가 요구된다.In a highly developed information society, an efficient, fast and reliable information delivery system is absolutely required. This requires the restructuring of an improved communication system based on a variety of computer-involved communication means and groundbreaking technological innovations.
그런데, 통신계에서는 전송로(channel)상의 잡음(noise)으로 인한 오류의 발생이 피할 수 없는 문제 중의 하나이며, 이러한 오류의 발생은 정확한 정보의 전송을 어렵게 한다.However, in the communication system, the occurrence of an error due to noise on a channel is one of inevitable problems, and the occurrence of such an error makes it difficult to transmit accurate information.
상기한 오류 발생의 문제점을 극복하고 정보전달을 효과적으로 수행하기 위하여, 송신측에서 정보를 부호화한 후 송신하고 수신측에서는 전송로상에서 발생한 오류를 효율적으로 정정할 수 있도록 하는 기법이 발달되어 왔다.In order to overcome the above-mentioned problem of error occurrence and to effectively carry out information transfer, a technique has been developed for transmitting and encoding information at a transmitting side and efficiently correcting an error occurring at a transmitting side at a receiving side.
이와 함께, 오류정정을 효과적으로 수행하기 위한 다양한 부호들이 등장하였는데, 이들은 크게 블럭부호(block code)와 길쌈부호(convolutional code)로 나뉘어진다.Along with this, various codes for effectively performing error correction have emerged, which are largely divided into block codes and convolutional codes.
블럭부호는 정보 계열을 k비트씩 일정한 길이의 블럭 단위로 잘라 똑같은 길이의 n비트 부호어로 단순 부호화하여 생성되는 것인 반면에, 길쌈부호의 경우에는 블럭 단위로 부호화는 실행되지만 과거의 정보 블록이 현재의 정보블럭에 영향을 미치는 특징이 있다.A block code is generated by simply encoding an information sequence by a unit of a block of a predetermined length by k bits, and simply encoding n-bit codewords of the same length. In the case of convolutional code, encoding is performed in units of blocks. There is a characteristic that affects the current information block.
다시 말해서, 길쌈부호의 부호기는 기억장치(memory device)를 포함하고 있다. 따라서, 길쌈부호는 블럭부호에 비해 복잡한 구조를 가지지만 오류정정능력은 매우 우수하다.In other words, the encoder of the convolutional code includes a memory device. Therefore, the convolutional code has a complicated structure compared to the block code, but the error correction capability is very good.
길쌈부호의 복호법은 크게 구분하여 임계복호법(threshold decoding), 순차복호법(sequential decoding), 및 최우복호법(maximum likelihood decoding) 등이 있다.Decoding methods of convolutional codes are broadly classified into threshold decoding, sequential decoding, and maximum likelihood decoding.
임계복호법은 1963년 마시(Massey)에 의해 고안된 것으로 순회복호의 복호방법 중 하나인 다수결논리 복호법과 원리적으로 같다. 이 복호법은 간단한 것이 특징이며, 대수적으로 취급할 수 있어서 블럭부호의 경우와 비슷하다.The critical decoding method was devised by Massey in 1963 and is basically the same as the majority decision logic decoding method, which is one of the decoding methods of circuit decoding. This decoding method is characterized by its simplicity and can be handled algebraically, similar to the case of block code.
1961년 파노(Fano)가 제안한 파노 알고리즘에 의한 순차복호법은 복호에 소요되는 계산횟수가 확률변수(random variable)라는 확률과정 복호법 최우복호법과 유사하다.The sequential decoding method by the Pano algorithm proposed by Fano in 1961 is similar to the stochastic process decoding method, which is the random variable, in which the number of calculations required for decoding is a random variable.
그리고, 1967년 비터비(Viterbi)가 발표한 비터비 알고리즘에 입각한 최우복호법은 위상학적 구조를 갖는 가장 가까운 경로를 결정하는 기법인데, 수신 계열에 해밍(Hamming)거리가 가장 가까운 경로를 탐색하는 복호법이기 때문에 가능성이 희박한 경로는 없애면서 가능한 간단하게 경로의 탐색을 수행하는 방법이다.Based on the Viterbi algorithm published by Viterbi in 1967, the maximum likelihood decoding method is to determine the path closest to the topological structure, and to search for the path with the nearest Hamming distance to the receiver. It is a method of performing the path search as simply as possible while eliminating the path that is unlikely because of the decoding method.
비터비 알고리즘에서 부호화에 필요한 자연소자 또는 기억소자의 갯수를 k라 할때, 각 시점에서 2의 k승만큼의 생존경로가 존재하며 이들 생존경로의 확률값을 계산상 편리한 상대적 값으로 표시한 것을 경로 메트릭(path metric)이라고 한다. 여기서, k+1을 구속장(constraint length)이라고 한다.In the Viterbi algorithm, when the number of natural elements or memory elements required for encoding is k, there are survival paths of k powers of 2 at each time point, and the probability values of these survival paths are expressed as relative values that are convenient for calculation. This is called a path metric. Here, k + 1 is called a constraint length.
각 시점 t에서 이 경로 메트릭 값들에 브랜치 메트릭(branch metric)이라고 하는 음이 아닌 수들이 더해지며, 따라서 경로 메트릭 값들은 시간에 따라 증가한다.At each time point t these non-negative numbers, called branch metrics, are added to these path metric values, so the path metric values increase with time.
특히, 입력이 길쌈부호된 코드가 아니거나 전송상의 오류가 매우 많을때 빠른 속도로 증가하는 특징이 있다.In particular, it is characterized by a rapid increase when the input is not a convolutional code or when there are many transmission errors.
한편, 비터비 디코더는 여러가지의 모호함(ambiguity)을 풀어야 할때가 있다. 전송방식이 쿼드러춰 위상전이키잉(QPSK : Quandrature Phase Shift Keying) 방식이거나 쿼드러춰 진폭변조(QAM : Quadrature Amplitude Modulation) 방식일 경우, 들어오는 입력데이타에 반π 위상모호함(half-pi phase ambiguity)이 있다.On the other hand, there are times when a Viterbi decoder must solve various ambiguities. When the transmission method is quadrature phase shift keying (QPSK) or quadrature amplitude modulation (QAM), there is a half-pi phase ambiguity on the incoming input data. .
예를 들어, 비터비 디코더의 앞단에 콘벌루션 디인터리버(Convolutional Deinterleaver)가 쓰일 경우 어떤 비트가 콘벌루션 디인터리버의 어떤 피포(FIFO : First-In First-Out)가 버퍼(buffer)로 가야하는가 하는 모호함이 있다. 만약, 데이타가 직렬로 들어올 경우에는 어느 비트들이 묶여 길쌈부호를 나타내는지 찾아야 한다.For example, if the convolutional deinterleaver is used in front of the Viterbi decoder, which bits should go to the buffer (FIFO: First-In First-Out). There is ambiguity. If the data is coming in serial, we need to find out which bits represent the convolutional code.
또한, 유효전송률을 높이기 위해 몇개의 비트를 삭제하도록 하는 기능이 구비되어 있을 경우, 어느 위치의 데이타가 삭제되었는지 찾아내야 한다.In addition, when a function of deleting some bits is provided to increase the effective transmission rate, it is necessary to find out where the data is deleted.
이러한 모호함들을 풀기 위해서는 비터비 디코더에서 입력데이타가 유효한지 결정하여 입력데이타가 유효하지 않을 경우에는 다른 입력데이타를 받아들여 다시 시도해야 한다. 동일한 과정을 입력데이타가 유효하다고 판단될때까지 반복한다.To resolve these ambiguities, the Viterbi decoder determines whether the input data is valid, and if the input data is invalid, accept another input data and try again. The same process is repeated until the input data is determined to be valid.
입력데이타가 유효한지를 결정하는 방법에는 여러가지가 있다.There are several ways to determine whether input data is valid.
그 중 하나는 비트에러율(BER : Bit Error Rate)을 측정하는 방법이며, 비트에러율이 너무 크면 입력에 오류가 있는 것으로 판단된다. 이 방법에 따르면, 복호된 출력데이타를 저장된 원래의 입력데이타와 비교해야 하므로 비터비 디코더의 복호지연이 상당히 길다. 이에 따라, 상기 방법은 빠른 동기상태를 맞추는데는 적합하지 못하다.One of them is a method of measuring a bit error rate (BER). If the bit error rate is too large, it is determined that there is an error in the input. According to this method, the decoding delay of the Viterbi decoder is considerably long because the decoded output data must be compared with the stored original input data. Thus, the method is not suitable for achieving fast synchronization.
또 한가지 널리 쓰이는 방법은 경로 메트릭이 증가하는 속도를 측정하는 것이다. 경로 메트릭이 너무 빠르게 증가하면, 즉 어느 일정 기간동안의 증가폭이 주어진 임계치를 넘으면, 입력데이타에 오류가 있는 것으로 판단된다. 여기서, 경로 메트릭 값들은 각 경로들에 유효한 데이타가 존재할 상대적인 확률값이며, 이중 가장 확률이 높은 경로가 선택되어 이를 이용하여 복호동작이 수행된다.Another popular method is to measure the rate at which the path metric is increasing. If the path metric increases too quickly, that is, if the increase over a certain period exceeds a given threshold, it is determined that there is an error in the input data. Here, the path metric values are relative probability values in which valid data exists in each path, and a path having the highest probability is selected and a decoding operation is performed using the path.
따라서, 경로 메트릭 값이 작은 경로가 유효한 데이타가 존재할 확률이 크다고 가정할때, 가장 작은 경로 메트릭 값을 갖는 경로만이 의미가 있다.Therefore, assuming that a path having a small path metric value has a high probability of valid data, only a path having the smallest path metric value is meaningful.
수신된 신호가 길쌈부호에 의해 부호화되어 있고 전혀 오류가 없다고 가정하면, 경로 메트릭의 최소값은 증가하지 않는다. 오류가 약간 있을 경우에는 최소값은 아주 천천히 증가하게 된다.Assuming that the received signal is encoded by convolutional code and there is no error at all, the minimum value of the path metric does not increase. If there is some error, the minimum value will increase very slowly.
그리고, 길쌈부호에 의해 부호화되지 않았거나 오류가 아주 많이 있을 경우에는 빠른 속도로 증가한다. 이 방법을 사용할 경우, 구속장이 k+1일때 2의 k승만큼의 경로 메트릭 값을 비교하여 최소값을 뽑아내야 하며, 이를 한 클럭(clock)에 처리해야 한다면 상당히 많고 빠른 비교로직이 필요하게 된다.And, if it is not encoded by convolutional code or there is too much error, it increases rapidly. Using this method, we need to compare the path metric values by k powers of 2 when the constraint is k + 1 to extract the minimum value, and if we need to process it in one clock, we need a lot of fast logic.
또한, 대용량 집적회로(VLSI : Very Large Scaled Integrated circuit)의 구현에서 로직보다 더 중요한 것이 상호연결(interconnection)이며, 이처럼 여러개의 값을 한 클럭에 비교하려면 상당한 양의 상호연결이 필요하게 된다.In addition, interconnection is more important than logic in the implementation of very large scaled integrated circuits (VLSIs), and a significant amount of interconnection is required to compare multiple values to one clock.
이에 따라, 수신데이타가 유효한지를 판별하는 복호기에서는 경로 메트릭의 증가율 측정이 간단한 회로에 의해 수행될 것이 요청되고 있다.Accordingly, in the decoder for determining whether the received data is valid, the increase rate of the path metric is required to be performed by a simple circuit.
이 발명은 상기한 바와 같은 종래의 기술적 배경하에 안출된 것으로서, 주기적으로 입력된 경로 메트릭 데이타 중에서 소정 갯수 단위로 최소값을 결정하고 상기 최소값과 한 단계 이전의 최소값간에 차이값을 계산한 후 누적함으로써 경로 메트릭의 증가율을 외부에 출력하기 위한 경로 메트릭 증가율 측정기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made under the conventional technical background as described above, and determines a minimum value in a predetermined number of units of periodically input path metric data, calculates a difference value between the minimum value and the minimum value one step before, and accumulates the path. An object of the present invention is to provide a path metric increase rate measuring instrument for outputting the increase rate of the metric to the outside.
이 발명의 또다른 목적은 주기적으로 입력되는 경로 메트릭 데이타 중 일부의 값만 비교하여 근사 최소값을 결정하고, 상기 근사 최소값의 증가율을 외부에 출력하기 위한 경로 메트릭 증가율 측정기를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a path metric increase rate measuring device for determining an approximate minimum value by comparing only some values of periodically input path metric data, and outputting an increase rate of the approximate minimum value to the outside.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 주기적으로 공급되는 경로 메트릭 데이타들을 소정 길이의 묶음으로 구분하고, 각 구분된 묶음에 속하는 경로 메트릭 데이타를 하나씩 순차적으로 제공하는 쉬프트 레지스터부와 ;As a means for achieving the above object, the configuration of the present invention comprises: a shift register unit for dividing periodically supplied route metric data into bundles of a predetermined length, and sequentially providing one route metric data belonging to each divided bundle one by one; ;
상기 쉬프트 레지스터부에서 제공되는 각 묶음의 경로 메트릭 데이타 중 최소치를 결정하여 순차적으로 제공하는 최소치 계산부와 ;A minimum value calculator for determining a minimum value among path metric data of each bundle provided by the shift register unit and sequentially providing the minimum value;
한 단계 전상기 최소치 계산부에서 출력된 데이타를 저장하는 레지스터와 ;A register for storing data output from the minimum value calculating unit in one step;
상기 최소치 계산부에서 제공된 최소치와 상기 레지스터에 저장된 최소치간의 차이값을 계산하여 계산하기 위하여, 상기 두 최소치 간의 감산 연산을 수행하는 상술논리유니트와 ;A detailed logic unit for performing a subtraction operation between the two minimum values to calculate and calculate a difference value between the minimum value provided by the minimum value calculator and the minimum value stored in the register;
상기 산술논리유니트의 연산 결과로 얻어지는 두 최소치간의 차이값을 누적하여 합산하는 누산기를 포함하여 이루어진다.And an accumulator for accumulating and summing difference values between two minimum values obtained as a result of the operation of the arithmetic logic unit.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은,As a means for achieving the above another object, the configuration of the present invention,
소정 수의 경로 메트릭 데이타를 저장하며, 주기적으로 리프레쉬되는 레지스터와 ;A register for storing a predetermined number of path metric data and refreshed periodically;
상기 레지스터의 소정 위치에 저장된 두 경로 메트릭 데이타 중 최소치를 결정하는 최소치 계산기와 ;A minimum calculator for determining a minimum of two path metric data stored at a predetermined position of the register;
상기 최소치 계산기에서 결정된 최소치와 한 단계 이전의 최대치 중에 크기가 더 큰 데이타를 결정하여 이를 출력하는 최대치 계산기와 ;A maximum value calculator which determines a data having a larger size among the minimum value determined by the minimum value calculator and a maximum value one step before, and outputs the larger data;
상기 최대치 계산기에서 출력된 데이타의 비트변환을 카운트하여 상기 레지스터의 리프레쉬 주기와 동일하게 카운트된 값을 외부에 제공하는 카운터를 포함하여 이루어진다.And a counter for counting the bit conversion of the data output from the maximum calculator and providing the counted value to the outside in the same manner as the refresh period of the register.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기의 하드웨어 구성도이고,1 is a hardware diagram of a path metric growth rate meter according to an embodiment of the present invention.
제2도는 상기 제1도에 도시된 최소치 계산기의 상세 구성도이고,2 is a detailed block diagram of the minimum calculator shown in FIG.
제3도는 이 발명의 다른 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기의 하드웨어 구성도이고,3 is a hardware diagram of a path metric growth rate measuring instrument according to another embodiment of the present invention,
제4도는 상기 제3도에 도시된 최소치 계산기 및 최대치 계산기의 상세 구성도이다.4 is a detailed configuration diagram of the minimum calculator and the maximum calculator shown in FIG.
먼저, 제1도 및 제2도를 참조하여 이 발명의 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기를 설명한다.First, a path metric increase rate measuring device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
제1도에 도시된 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기는, 소정 바이트의 기억공간을 가지는 레지스터(11)와 ; 상기 레지스터(11)의 각 바이트와 일대일로 대응하는 소정 바이트를 가지는 두개의 쉬프트 레지스터(Shift Resistor)(12,13)와 ; 상기 각 쉬프트 레지스터(12,13)에서 출력되는 데이타와 피드백된 출력 데이타를 받아들이도록 연결된 제1 및 제2최소치 계산기(14,15)와 ; 상기 제1 및 제2최소치 계산기(14,15)의 출력데이타를 받아들이도록 연결된 제3최소치 계산기(16)와 ; 상기 제3최소치 계산기(16)의 출력데이타를 저장하는 레지스터(17)와 ; 상기 제3최소치 계산기(16)의 출력데이타와 레지스터(17)에 저장된 데이타를 받아들이도록 연결된 산술논리유니트(ALU : Arithmatic Logic Unit)(18)와 ; 상기 산술논리유니트(18)의 출력데이타를 받아들이도록 연결된 누산기(Accumulator)(19)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a path metric increase rate measuring device according to an embodiment of the present invention includes a register 11 having a predetermined byte of storage space; Two shift registers 12 and 13 having predetermined bytes corresponding one-to-one with each byte of the register 11; First and second minimum calculators (14,15) coupled to receive data output from the respective shift registers (12, 13) and feedback output data; A third minimum calculator 16 coupled to receive output data of the first and second minimum calculators 14 and 15; A register (17) for storing output data of the third minimum calculator (16); An Arithmatic Logic Unit (ALU) 18 coupled to receive the output data of the third minimum calculator 16 and the data stored in the register 17; And an accumulator 19 connected to receive the output data of the arithmetic logic unit 18.
상기한 이 발명의 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기에서 레지스터(111)는 8바이트(byte)이고, 두개의 쉬프트 레지스터(12,13)는 4바이트이며, 레지스터(17)는 1바이트로 구성하였으나, 이 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않으며, 필요에 따라 레지스터(11,17) 및 쉬프트 레지스터(12,13)의 바이트 수는 증감이 가능하다. 상기 레지스터(11,17) 및 쉬프트 레지스터(12,13)는 바이트 단위로 경로 메트릭 데이타를 저장하지만, 비트단위 또는 소정 수의 비트단위로 구성하는 것도 가능하다.In the path metric growth rate meter according to the embodiment of the present invention, the register 111 is 8 bytes, the two shift registers 12 and 13 are 4 bytes, and the register 17 is configured to 1 byte. However, the technical scope of the present invention is not limited thereto, and the number of bytes of the registers 11 and 17 and the shift registers 12 and 13 can be increased or decreased as necessary. The registers 11 and 17 and the shift registers 12 and 13 store the path metric data in bytes, but may be configured in bits or in a predetermined number of bits.
한편, 상기 제1∼제3최소치 계산기(14∼16)의 상세한 하드웨어 구조는 모두 동일하며, 제1최소치 계산기(14)의 상세한 구성은 제2도에 도시되어 있다.On the other hand, the detailed hardware structures of the first to third minimum calculators 14 to 16 are the same, and the detailed configuration of the first minimum calculator 14 is shown in FIG.
제2도에 도시된 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기에 적용된 제1최소치 계산기(14)는, 두 입력데이타(In1,In2)를 받아들이도록 연결된 비교기(141)와 ; 두 입력데이타(In1,In2)를 받아들이는 한편 상기 비교기(141)의 출력신호가 선택단에 입력되도록 연결된 멀티플렉스(142)와 ; 상기 멀티플렉스(142)의 출력데이타를 저장하기 위한 기억공간을 구비한 레지스터(143)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the first minimum calculator 14 applied to the path metric increase rate measuring instrument according to an embodiment of the present invention includes: a comparator 141 connected to receive two input data In1 and In2; A multiplex 142 connected to receive two input data In1 and In2 while inputting an output signal of the comparator 141 to a selection terminal; And a register 143 having a storage space for storing output data of the multiplex 142.
다음으로, 상기 제1도 및 제2도에 도시된 구성을 참조하여 이 발명의 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기의 동작을 설명한다.Next, the operation of the path metric increase rate measuring device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the configuration shown in FIGS. 1 and 2.
전원이 인가되어 회로의 동작이 시작되면, 8바이트의 레지스터(11)에 저장된 데이타가 일정한 주기마다 각 쉬프트 레지스터(12,13)로 전이한다. 이때, 레지스터(11)의 각 바이트는 각 쉬프트 레지스터(12,13)의 바이트와 대응한다.When the power is applied and the operation of the circuit starts, the data stored in the 8-byte register 11 is transferred to each shift register 12, 13 at regular intervals. At this time, each byte of the register 11 corresponds to a byte of each of the shift registers 12 and 13.
각 쉬프트 레지스터(12,13)는 공급되고 있는 클럭에 대응하여 데이타를 쉬프트시키며, 각 쉬프트 레지스터(12,13)의 최종 바이트는 데이타는 제1최소치 계산기(14) 및 제2최소치 계산기(15)에 입력된다.Each shift register 12, 13 shifts data in response to a clock being supplied, and the last byte of each shift register 12, 13 is the first minimum value calculator 14 and the second minimum value calculator 15. Is entered.
상기 제1 및 제2최소치 계산기(14,15)는 최소치 계산기(14,15)의 출력데이타를 받아들이는 한편, 상기 각 최소치 계산기(14,15)의 한 단계 전의 출력데이타가 피드백 입력된다.The first and second minimum value calculators 14 and 15 accept the output data of the minimum value calculators 14 and 15, while the output data of one step before each minimum value calculator 14 and 15 is fed back.
각 최소치 계산기(14,15)는 두 입력 중 더 작은 데이타를 출력하며, 그 상세한 동작은 제2도에 도시된 제1최소치 계산기(14)를 참조하여 설명한다.Each minimum calculator 14, 15 outputs the smaller data of the two inputs, the detailed operation of which will be described with reference to the first minimum calculator 14 shown in FIG.
두 입력(In1,In2)은 제1최소치 계산기(14)의 비교기(141) 및 멀티플렉스(142)에 입력된다.비교기(141)에서는 두 입력의 크기가 비교되며, 두 입력(In1,In2) 중 하나(In1)가 다른 하나(In2)보다 작을 경우에는 하이레벨('1')이 멀티플렉스(142)에 출력되고, 그렇지 않을 경우에는 로우레벨('0')이 멀티플렉스(142)에 출력된다.The two inputs In1 and In2 are input to the comparator 141 and the multiplex 142 of the first minimum calculator 14. In the comparator 141, the sizes of the two inputs are compared, and the two inputs In1 and In2 are compared. If one (In1) is smaller than the other (In2), the high level ('1') is output to the multiplex 142, otherwise the low level ('0') is output to the multiplex (142). Is output.
멀티플렉스(142)에서는 상기 비교기(141)의 출력이 하이레벨('1')일 경우에 입력(In1)이 선택되어 출력되며, 비교기(141)의 출력이 로우레벨('0')일 경우에는 입력(In2)이 선택되어 출력된다.In the multiplex 142, when the output of the comparator 141 is at the high level ('1'), the input In1 is selected and outputted, and when the output of the comparator 141 is at the low level ('0'). An input In2 is selected and output.
멀티플렉스(142)의 출력데이타는 레지스터(143)에 저장되며, 레지스터(143)의 데이타는 제3최소치 계산기(16)에 제공된다. 제2최소치 계산기(15)와 제3최소치 계산기(16)도 제3최소치 비교기와 마찬가지로 동작한다.The output data of multiplex 142 is stored in register 143, and the data in register 143 is provided to third minimum calculator 16. The second minimum value calculator 15 and the third minimum value calculator 16 operate similarly to the third minimum value comparator.
따라서, 제3최소치 계산기(16)에서는 각 쉬프트 레지스터(12,13)에서 출력된 값과 한 단계 전의 최소치 중 가장 작은 값이 출력된다.Therefore, the third minimum value calculator 16 outputs the smallest value among the values output from the shift registers 12 and 13 and the minimum value one step earlier.
제3최소치 계산기(16)의 출력데이타는 레지스터(17)와 산술논리유니트(18)에 동시에 입력되며, 이때 레지스터(17)에는 한 단계전의 최소치가 저장되어 있다.The output data of the third minimum calculator 16 is simultaneously input to the register 17 and the arithmetic logic unit 18. At this time, the minimum value one step before is stored in the register 17.
이에 따라, 산술논리유니트(18)에서는 제3최소치 계산기(16)에서 출력된 현재의 최소치와 레지스터(17)에 저장되어 있던 한 단계전의 최소치가 입력되며, 두 입력에 대한 감산 연산이 수행된다. 또한, 레지스터(17)는 제3최소치 계산기(16)에서 출력된 새로운 최소치로 업데이트(update) 된다.Accordingly, in the arithmetic logic unit 18, the current minimum value output from the third minimum calculator 16 and the minimum value one step before stored in the register 17 are inputted, and a subtraction operation is performed on the two inputs. In addition, the register 17 is updated to a new minimum value output from the third minimum calculator 16.
산술논리유니트(18)에서 얻어진 두 최소치 간의 차이값은 누산기(19)에 출력되며, 누산기(19)에서는 산술논리유니트(18)에서 출력된 값들이 누적되어 저장된다. 상기 누산기(19)의 값은 경로 메트릭 데이타의 증가율을 나타낸다.The difference value between the two minimum values obtained in the arithmetic logic unit 18 is output to the accumulator 19, and in the accumulator 19, the values output from the arithmetic logic unit 18 are accumulated and stored. The value of the accumulator 19 represents the rate of increase of the route metric data.
한편, 상기 누산기(19)에서 얻어진 경로 메트릭 데이타의 증가율로부터 수신된 데이타가 유효한지를 판별하기 위하여, 상기한 누산기(19)에는 비교로직이 연결될 수 있다.On the other hand, a comparative logic may be connected to the accumulator 19 to determine whether the received data is valid from the increase rate of the path metric data obtained by the accumulator 19.
이러한 비교로직에는 수신데이타의 유효성 여부를 판별하기 위한 임계값이 제공되며, 비교로직에서는 누산기(19)의 출력값과 임계값이 비교되어 수신데이타가 유효한지가 결정될 수 있다.The comparison logic is provided with a threshold value for determining whether the reception data is valid, and in the comparison logic, the output value of the accumulator 19 and the threshold value are compared to determine whether the reception data is valid.
또한, 레지스터(17)의 값은 쉬프트 레지스터(12,13)에 저장된 경로 메트릭 데이타 중 현재까지의 최소값이며, 상기 레지스터(17)의 값은 산술논리유니트(18)에 제공되는 한편, 비터비 복호를 위해 외부에 제공될 수 있다.In addition, the value of the register 17 is the minimum value so far of the path metric data stored in the shift registers 12 and 13, and the value of the register 17 is provided to the arithmetic logic unit 18, while the Viterbi decoding Can be provided externally for.
다음으로, 제3도 및 제4도를 참조하여 이 발명의 다른 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기를 설명한다.Next, a path metric increase rate measuring device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
이 발명의 다른 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기는 이 발명의 실시예와 달리 경로 메트릭 데이타의 일부를 비교하여 근사 최소값을 계산하고, 이로 부터 경로 메트릭 데이타의 증가율을 측정하기 위한 것이다.Unlike the embodiment of the present invention, the path metric increase rate measuring device according to another embodiment of the present invention compares a part of the path metric data to calculate an approximate minimum value, and thereby measures the increase rate of the path metric data.
특히, 이 발명의 다른 실시예는 경로 메트릭 데이타들이 서로 많은 차이가 나지 않는 것을 이용한 것이다.In particular, another embodiment of this invention utilizes that the route metric data does not differ much from each other.
먼저, 이 발명의 다른 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기의 원리를 설명한다.First, the principle of the path metric increase rate measuring instrument according to another embodiment of the present invention will be described.
시점 t에서 i번째 레지스터에 저장되어 있는 경로 메트릭 데이타의 함수를 PMi(t)라 하고, 시점 t에서 모든 경로 메트릭 데이타를 비교했을때의 최소값을 min_i{PMi(t)}라고 가정한다.The function of the path metric data stored in the i th register at time t is assumed to be PMi (t), and the minimum value when all path metric data is compared at time t is min_i {PMi (t)}.
이때, 시점 t에서 임의의 j번째 레지스터의 경로 메트릭 함수 PMj(t)는 아래와 같이 경계가 주어져 있다.At this time, the path metric function PMj (t) of the arbitrary j th register at time t is bounded as follows.
여기서, 구속장 k+1이고 브랜치 메트릭의 값이 최대 D일 경우, C는 kD보다 크지 않다. 이 발명에서 얻으려고 하는 값은 min_i{PMi(t)}이며, PMj(t)를 그 근사값으로 사용할 수 있다.Here, if the constraint k + 1 and the value of the branch metric is the maximum D, then C is not greater than kD. The value to be obtained in this invention is min_i {PMi (t)}, and PMj (t) can be used as an approximation.
그러나, 경로 메트릭 데이타가 저장되어 있는 레지스터의 값들은 시간에 따라 다른 경로를 나타내기 때문에 연속적으로 증가하지 않으며, 따라서 이 값을 그대로 측정하여 경로 메트릭이 증가하는 속도를 재는 것은 바람직하지 않다.However, the values of the registers that store the path metric data do not increase continuously because they represent different paths over time, so it is not desirable to measure this value as it is and measure the rate at which the path metric increases.
시점 t에서 그때까지 저장되어 있던 j번째 레지스터의 경로 메트릭 데이타들의 최대값을 max_(s≤t){PMj(s)}라 할때, 이는 다음과 같은 성질을 가지게 된다.If the maximum value of the path metric data of the j-th register stored up to that time at time t is max_ (s≤t) {PMj (s)}, it has the following properties.
및 And
따라서,therefore,
로 표현될 수 있으므로, 이를 min_i{PMi(t)}의 근사치로 사용할 수 있다. 또한, Since it can be expressed as, it can be used as an approximation of min_i {PMi (t)}. Also,
이므로,는 일정하게 증가한다.Because of, Increases constantly.
결국의 근사값이 될 수 있으며, 약간의 오차를 가지지만 오차는 경계가 정해져 있고, 경로 메트릭의 증가율은 근사값의 비트변환을 체크함으로써 쉽게 측정될 수 있다.finally It can be an approximation of, with some errors, but the error is bounded, and the rate of increase of the path metric can be easily measured by checking the bit transform of the approximation.
또한, 하나의 경로 메트릭을 이용하는 대신 몇개의 경로 메트릭을 이용한다면, 좀 더 정확한 근사값을 얻을 수 있다.In addition, if several path metrics are used instead of one path metric, a more accurate approximation can be obtained.
max_(s≤t){min{PMj1(s)}, PMj2(s), …}}는 경로 메트릭을 적당히 선택할 경우 좀 더 타이트(tight)한 경계조건을 가지게 되며, 비교적 작은 하드웨어 복잡도를 가지면서 경로 메트릭 데이타의 증가율을 측정할 수 있도록 한다.max_ (s≤t) {min {PMj1 (s)}, PMj2 (s),... }} Has a tighter boundary condition if the path metric is properly selected, and can measure the growth rate of the path metric data with a relatively small hardware complexity.
상기한 바와 같은 원리를 따르는 경로 메트릭 증가율 측정기를 설명한다.A path metric growth rate meter following the principle described above is described.
제3도에 도시된 바와 같이, 이 발명의 다른 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기는, 소정 바이트의 기억공간을 가지는 레지스터(20)와 ; 상기 레지스터(20)의 미리 정의된 두 바이트의 데이타를 받아들이도록 연결된 최소치 계산기(22)와 ; 상기 최소치 계산기(22)의 출력데이타와 한 단계 이전의 최대치 데이타를 피드백으로 받아들이도록 연결된 최대치 계산기(24)와 ; 상기 최대치 계산기(24)의 출력데이타를 받아들이도록 연결된 카운터(26)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the path metric increase rate measuring device according to another embodiment of the present invention includes a register 20 having a predetermined byte of storage space; A minimum calculator 22 coupled to receive two predefined bytes of data in the register 20; A maximum value calculator 24 connected to receive the output data of the minimum value calculator 22 and the maximum value data before one step as feedback; And a counter 26 connected to receive the output data of the maximum calculator 24.
상기한 이 발명의 다른 실시예에 따른 경로 메트릭 증가율 측정기에서 최소치 계산기(22)는 제4a도에 상세히 도시되어 있고, 최대치 계산기(24)는 제4b도에 상세히 도시되어 있다.The minimum calculator 22 is shown in detail in FIG. 4A and the maximum calculator 24 in detail in FIG. 4B in the path metric growth rate meter according to another embodiment of this invention described above.
제4a도에 도시된 최소치 계산기(22)는 이 발명의 실시예에 따른 최소치 계산기(14,15,16)와 그 구성 및 동작이 동일하다.The minimum calculator 22 shown in FIG. 4A is identical in configuration and operation to the minimum calculators 14, 15 and 16 according to the embodiment of the present invention.
제4b도에 도시된 최대치 비교기(24)도 상기 최소치 계산기(22)와 구성요소는 동일하다. 다만, 비교기(241)의 동작에 있어서, 두 입력(In1,In2) 중 입력(In2)이 더 클경우에 하이레벨('1')이 출력되며, 멀티플렉스(242)는 비교기(241)에서 출력되는 하이레벨('1')에 따라 크기가 더 큰 입력을 선택하여 출력한다.The maximum comparator 24 shown in FIG. 4B also has the same components as the minimum calculator 22. However, in the operation of the comparator 241, when the input In2 of the two inputs In1 and In2 is larger, the high level '1' is output, and the multiplex 242 is output from the comparator 241. According to the output high level ('1'), select the larger input and output.
즉, 비교기(241)는 두 입력 중 미리 정의된 한쪽이 더 크면 하이레벨을 출력하고, 멀티플렉스(241)는 비교기(241)의 출력이 하이레벨이면 상기 미리 정의된 한쪽의 입력을 선택하여 출력한다.That is, the comparator 241 outputs a high level when the predefined one of the two inputs is larger, and the multiplex 241 selects and outputs the predefined one input when the output of the comparator 241 is high level. do.
다음으로, 제3도를 참조하여 경로 메트릭의 증가율 측정기의 동작을 설명한다.Next, referring to FIG. 3, the operation of the increase rate measuring instrument of the path metric will be described.
전원이 인가되어 회로의 동작이 시작되면, 레지스터(20)의 임의의 두 바이트에 저장된 데이타가 최소치 계산기(22)에 입력된다.When power is applied and operation of the circuit starts, data stored in any two bytes of the register 20 is input to the minimum calculator 22.
최소치 계산기(22)에서는 두 입력 중 더 작은 값을 결정하여 최대치 계산기(24)에 출력하며, 최대치 계산기(24)에는 상기 최소치 계산기(22)의 출력데이타와 피드백된 한 단계 전의 최대치가 입력된다.The minimum value calculator 22 determines the smaller value of the two inputs and outputs the smaller value to the maximum value calculator 24. The maximum value calculator 24 inputs the output data of the minimum value calculator 22 and the maximum value before the fed back step.
최대치 계산기(24)에서는 두 입력 중 크기가 더 큰 값이 결정되며, 결정된 값은 카운터(26)에 출력된다.The maximum calculator 24 determines the value of the larger of the two inputs, and the determined value is output to the counter 26.
카운터(26)의 입력데이타의 비트변환(bit conversion) 횟수가 카운트되며, 이 카운트 값은 외부에 제공된다.The number of bit conversions of the input data of the counter 26 is counted, and this count value is provided externally.
한편, 수신된 데이타가 유효한지 판단하기 위하여, 상기 카운터(26) 뒤에 소정의 임계값을 가지는 비교로직이 부가될 수 있으며, 비교로직에 의해 카운트 값과 임계값이 비교된다. 상기 비교동작에 의해 수신된 데이타가 유효한지 판단된다.On the other hand, in order to determine whether the received data is valid, a comparison logic having a predetermined threshold value may be added after the counter 26, and the count value and the threshold value are compared by the comparison logic. It is determined whether the data received by the comparison operation is valid.
한편, 경로 메트릭 증가율의 오차는 어느 정도 무시하더라도 상기 카운터(26)에서의 처리속도를 높일 필요가 있을 경우에는, 최대치 계산기(24)에서 출력되는 데이타의 소정 비트 이하는 무시하고 소정 비트 이후의 데이타에 대해 비트변환 횟수를 카운트하도록 할 수 있다. 이렇게 구성하면, 처리 속도가 증가될 뿐만 아니라 하드웨어 구성도 더 간단해진다.On the other hand, even if the error of the path metric increase rate is negligible to some extent, when it is necessary to increase the processing speed at the counter 26, a predetermined bit or less of data output from the maximum calculator 24 is ignored and the data after the predetermined bit is ignored. The number of bit conversions can be counted for. This configuration not only increases the processing speed but also makes the hardware configuration simpler.
이상에서와 이 발명의 실시예에 따르면, 소정 주기마다 경로 메트릭 데이타들을 받아들이고, 받아들여진 경로 메트릭 데이타를 소정 바이트씩 비교하여 각각의 최소값을 구하고, 구해진 최소값의 차이를 누적함으로써 경로 메트릭의 증가율을 측정할 수 있다.As described above and according to the embodiment of the present invention, the path metric data is received at predetermined intervals, the received path metric data is compared by a predetermined byte, and the minimum value is obtained, and the increase rate of the path metric is measured by accumulating the difference between the obtained minimum values. can do.
이 발명의 다른 실시예에 따르면, 입력되는 여러 경로 메트릭 데이타들 중 그 각각의 소정 바이트만 읽어들여, 읽어들여진 데이타의 최소값 및 그 최소값 중의 최대값을 차례로 구하고, 구해진 최대값의 비트변환 횟수를 카운트함으로써 경로 메트릭의 증가율을 측정할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, only a predetermined byte of each of the various path metric data inputs is read, the minimum value of the read data and the maximum value of the minimum value are sequentially obtained, and the number of bit conversions of the obtained maximum value is counted. As a result, the rate of increase of the route metric can be measured.
또한, 이 발명의 실시예 및 다른 실시예에 따르면, 경로 메트릭의 증가율로부터 수신된 데이타가 유효한지를 판단할 수 있다.In addition, according to embodiments of the present invention and other embodiments, it is possible to determine whether the received data is valid from the rate of increase of the route metric.
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