KR100212854B1

KR100212854B1 - 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치

Info

Publication number: KR100212854B1
Application number: KR1019970011850A
Authority: KR
Inventors: 제갈헌
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1999-08-02
Also published as: GB9806819D0; GB2325596B; KR19980075608A; US6035428A; JPH10285054A; GB2325596A

Abstract

본 발명은 트렐리스 디코더(TCM decoder)에 관한 것으로, 심볼단위로 인트라세그먼트 인터리빙된 데이터를 트렐리스 디코딩하여 복원된 심볼을 디인터리빙 처리하고 바이트단위로 출력하는 트렐리스 디코더의 디인터리빙 및 출력 처리 장치에 관한 것으로서, a비트 심볼을 입력받아 소정 클럭동안 저장한 후, b비트 출력 데이터 크기로 변환하여 출력하는 데이터 저장 수단(70)과; M 심볼 디인터리빙을 수행하기 위해서 상기 데이터 저장 수단(70)의 입력 순서를 제어하는 입력 제어 수단(72); 및 상기 데이터 저장 수단(70)의 출력 데이터를 선택하여 외부 장치로 출력하는 출력 제어 수단(74)으로 구성되어 있으며, 상기 데이터 저장 수단(70)은 M 개의 b비트 레지스터단으로 구성된 2개의 메모리 그룹을 두어, 어느 한 그룹이 복원 심볼을 저장하는 동안, 다른 한 그룹은 저장된 복원 심볼을 b비트 단위로 출력하도록 하였으며, 이 때 M 개의 레지스터단을 순차적으로 한번에 하나씩 인에이블 시키므로써 저장된 복원 심볼은 디인터리빙된 데이터들이 된다. 또한, 동기 신호를 고려하여 각 구성요소들이 실제 유효한 데이터만을 처리하도록 제어 하였으며, 현재 TCM 디코더로부터 출력되는 데이터의 상황을 알려주는 플래그 신호를 제공하므로써, 출력된 데이터 및 신호를 다음 외부 장치에서 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치

본 발명은 트렐리스 부호화 변조(TCM : Trellis code modualtion)기법에 의해 전송된 신호를 복호화시키는 트렐리스 디코더(TCM decoder)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 심볼단위로 인트라세그먼트 인터리빙된 데이터를 트렐리스 디코딩하여 복원된 심볼을 디인터리빙 처리하고 바이트단위로 출력하는 트렐리스 디코더의 디인터리빙 및 출력 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 트렐리스 부호화 변조(Trellis code modualtion: 이하 TCM이라 함)기법은 대역폭이 제한된 전송로(bandwidth-limited channel)에서 높은 부호화 이득(coding gain)을 얻기 위한 채널 부호화 기법으로서, 부호화 기술과 변조 기술을 결합하여 구현된다. TCM은 대역폭을 변화시키지 않고서도 부호화되지 않은 기존의 변조기법에 비해 전력상의 상당한 이득을 얻을 수 있으며, TCM 구조는 유한한 상태를 갖는 부호기(encoder)와 비이진 변조기(non-binary modulator)로 구성되어진다. 수신기 측에서, 노이즈(noise)가 섞인 수신 신호는 연판정(soft-decision)에 의한 최우복호법(maximum likelihood decoding)을 수행하는 디코더를 이용하여 복호화된다. 이러한 TCM은 부호화되지 않은 변조기법과 비교하여 백색 가우시안 잡음(AWGN:Additive White Gaussian Nosie)이 있는 디지털 신호 전송 환경에서 3∼6㏈ 이상의 전력상 이득을 얻을 수 있다고 알려져 있다. 특히, TCM의 장점은 이러한 전력상의 이득이 대역폭의 확장이나 다른 에러 정정 부호의 경우처럼 유효 정보율를 감소시키므로써 얻어지는 것이 아니라는 데 있다. 여기서 트렐리스(trellis)라는 용어는 이진 길쌈 부호(convoultion)의 상태도인 트렐리스 다이어그램(trellis diagram)과 비슷한 상태를 갖는 상태 천이도에 의해 TCM 부호어를 나타낼수 있기 때문에 사용되고 있다. 그리고, TCM 부호와 길쌈 부호의 차이점은 TCM 부호어는 길쌈 부호어를 비이진 변조시켜 임의 크기를 갖는 신호집합으로 확장시켰다는 점이다.

TCM이 갖는 이러한 부호화의 이득 때문에 수신 데이터 검출의 복잡성에도 불고하고 현재 많이 이용되고 있으며, 그 이용 범위가 크게 늘어나고 있다. 그 이용분야의 하나로 고화질 TV(High Definition television : 이하, HDTV라함)의 전송 시스템을 들 수 있다.

한편, 데이터의 신뢰성을 높이기 위해 서로 다른 두개의 부호기를 연결시켜 연속적으로 부호화를 수행하는 연결(연속) 부호화(concatenated coding) 기법에 있어서, 내부 부호어(inner coder)는 부호화된 변조 부호를 생성하는 잘 알려진 길쌈 부호어나 TCM 부호어가 사용되고 있으며, 비터비 알고리즘(Viterbi algorithm)을 적용한 디코더로 복호화를 수행하게 된다. 외부 부호어(outer coder)는 T개의 에러 정정 능력을 갖는 리드 솔로몬 부호어(Reed-Solomon code)를 들 수 있다. 외부 디코더(outer decoder)에서는 내부 디코더(inner decoder)에서 정정하지 못한 에러를 다시 정정하여 통상적으로 에러 레이트(error rate)가 거의 0이 되도록 에러를 제거한다. 이러한 연결 코딩 기법은 하나의 코딩 기법을 사용하는 것보다 하드웨어적으로 덜 복잡하면서도 좋은 성능을 구현할 수 있는 장점을 가지고 있다.

TCM 신호의 복호를 위해서는 비터비 알고리즘(Viterbi algorithm)이 사용되는데, 비터비 알고리즘은 이미 언급한 최우복호법(maximum likelihood decoding)을 수행하고 트렐리스 다이어그램(trellis diagram)를 사용하여 필요한 계산량을 줄이는 알고리즘이다. 이 알고리즘은 각 상태에 입력되는 경로들과 수신 신호와의 유사성 비교를 통해서 하나의 스테이트(state)에 하나의 생존 경로(survivor path)만을 존재하게 한다. 이러한 과정은 트렐리스 다이어그램의 시간에 따른 각 단에서 반복된다. 따라서, 비터비 알고리즘이 요구하는 계산량은 전송 부호열의 길이에 좌우되는 것이 아나라 상태 수(state number)에 의해 의존하게 된다.

이어서, 도 1은 비터비 알고리즘을 적용한 트렐리스 디코더의 구성도로서, 트렐리스 디코더는 브랜치 메트릭 계산부(branch metric calculation unit(BMU):11)와, 가산 비교 선택부(add comparator select unit(ACS):12), 경로 메트릭 네트워크(path metric network(PMN):13) 및, 생존자 메모리부(survivor memory unit(SMU):14)로 구성되어 있다.

여기서 메트릭(metric)이란, 수신 신호와 대응하는 브랜치에서의 코드간 거리를 계산한 값으로서, 이 거리가 신호 판별의 기준이 되는 것이다. 메트릭은 경판정(hard-decision) 복호의 경우에는 해밍 거리(Hamming distance)가 되고, 연판정(soft-decision)의 경우에는 유클리드 거리(Euclidean distance)가 된다.

상기 브랜치 메트릭 계산부(BMU:11)는 수신 심볼을 입력받아 각 스테이트를 지나는 경로와 수신 심볼 사이의 거리를 계산하고, 그 결과인 브랜치 메트릭(BMt)을 상기 가산 비교 선택부(ACS:12)로 제공한다. 상기 가산 비교 선택부(ACS:12)는 매 시간(t) 마다 각 스테이트 S_j(t)에 입력되는 경로 중에서 최소 경로 메트릭을 갖는 경로를 선택하는 역할을 하는 것으로서, 상기 브랜치 메트릭 계산부(BMU:11)로부터 제공된 다수개의 브랜치 메트릭(BM(t))과 상기 경로 메트릭 네트워크(PMN:13)로부터 제공된 이전 경로 메트릭(PM(t-1))을 더하여 가산하고(즉, 이전 경로 메트릭에다가 현재 스테이트에서 머지(merge)된 다수개의 브랜치 메트릭을 축척시킴), 현재 스테이트에서의 축적된 다수개의 경로 메트릭을 비교하여, 그 중에서 작은 값을 갖는 경로 메트릭을 선택한다. 이렇게 선택된 경로 메트릭은 상기 경로 메트릭 네트워크(PMN:13)로 제공되며, 선택된 경로를 역추적하기 위한 정보가 상기 생존자 메모리부(SMU:14)로 제공된다. 상기 생존자 메모리부(SMU:14)는 복호를 위해 역추적하는 생존 경로의 길이 즉, 디코딩 깊이(decoding depth) 만큼 생존 경로 정보를 유지하고 있으며, 역추적 알고리즘(traceback algorithm)에 따라 역추적하여 최종 복원된 심볼을 출력한다.

이러한 구조를 갖는 트렐리스 디코더의 예로 미국내 HDTV 규격을 제정하기 위해 결성된 Grand Alliance(GA)에서 제안한 GA HDTV 수신 시스템의 트렐리스 디코더를 들 수 있다.

GA HDTV 전송 시스템에서는 데이터를 8레벨 VSB 모드에서 트렐리스 부호하여 프레임 단위로 전송하도록 하였다. 도 2에서 보인 GA HDTV 시스템의 프레임 구조를 참조하면, 하나의 프레임(Frame)은 두개의 필드(Field)로 구성되어 있고, 한 필드(Field)는 313개의 세그먼트(Segment)로 이루어진다. 각 세그먼트(Segment)는 4심볼의 세그먼트 동기 신호(Segment Sync)와 828개의 데이터+에러정정 심볼(Data +FEC)로 구성되어 있고, 각 필드의 첫번째 세그먼트는 필드 동기 신호(Field Sync)에 할당되어 있다.

송신 신호가 생성되는 과정은 랜덤화된 신호를 리드-솔로몬 부호화하고, 이를 인터리빙한 후에 다시 트렐리스 부호화하고, 여기에 세그먼트 동기 신호(Segment Sync)와 필드 동기 신호(Field Sync)를 삽입한다. 그리고나서 파일럿 신호를 삽입한 다음 VSB변조를 하여 캐리어에 실어서 전송하게 된다.

여기서, 도 3은 GA 8레벨 VSB 모드의 트렐리스 부호 블록에 대한 구성도로서, 전부호화기(Pre_coder:30)와, 트렐리스 부호화기(Trellis Encoder:32) 및, 8레벨 심볼 매퍼(8-level symbol mapper:34)로 구성되어 있다.

상위 입력 비트(X1)는 상기 전부호화기(30)를 통해 12심볼 지연된 이전 비트와 배타 논리합 하여 중간 출력 비트(Y1)로 되고, 상기 중간 출력 비트(Y1)은 트렐리스 부호화기(32)에서는 부호화되지 않고 그대로, 상기 8레벨 심볼 매퍼(34)의 입력 비트(Z2)로 출력된다. 하위 입력 비트(X0)는 상기 트렐리스 부호화기(32)에서 부호율

길쌈부호화되어, 상기 8레벨 심볼 매퍼(24)의 입력 비트(Z1, Z0)로 출력된다. 이렇게 부호율

의 트렐리스 부호화기를 통해 얻어진 부호어(Z2,Z1,Z0)는 상기 8레벨 심볼 매퍼(34)에서 8레벨 심볼(R : -7,-5,-3,-1,-1,+3,+5,+7)로 변환되어 8레벨 VSB 변조 신호로 전송되는 것이다.

한편, 트렐리스 부호화는 백색 가우시안 잡음(AWGN)에 강한 성질을 가지나, 군집에러는 약하므로 도 3의 트렐리스 부호 블록 12개를 병렬로 배치하여 입력 심볼들을 순차적으로 부호기에 인가하여 12심볼 인트라세그먼트 인터리빙(intrasegment interleaving) 처리를 하였으며, 이를 도 4에 도시하였다.

도 4에서 보는 바와 같이, 외부에서 인터리빙되어 바이트 단위로 입력되는 데이터를 심볼 단위(2비트씩 : X1,X0)로 출력하는 입력 스위치(40)와, 상기 입력 스위치(40)의 출력을 순서대로 입력받는 상기 도 3의 전부호화기(30)와 트렐리스 부호화기(32)로 구성된 12개의 트렐리스 부호 블록(E1∼E12) 및, 상기 12개의 트렐리스 부호 블록(E1∼E12)로부터 출력되는 부호어를 입력 받아 순서대로 상기 도 3의 8레벨 심볼 매퍼(34)로 출력하는 출력 스위치(42)로 구성되어 있다. 상기 입력 스위치(40)와 상기 출력 스위치(42)는 서로 동기되어 동작되는 것을 주의 해야 한다.

그리고, 도 5는 GA HDTV 수신 시스템에서의 트렐리스 부호 디인터리버에 대한 구성도로서, 트렐리스 부호 디인터리버에서는 송신측에서의 TCM 부호어가 12심볼 단위로 인터리빙되었기 때문에 수신측에서는 트렐리스 디코더 12개(D1∼D12)가 병렬로 구현되어 디인터리빙을 수행하도록 해야한다. 따라서, 각 트렐리스 디코더는 입력 심볼열중 매 12번째 심볼을 입력으로 받아 디인터리빙하면서 복호화를 수행하였다.

한편, TCM 디코딩의 경로는 NTSC 간섭 제거 필터의 사용유무에 따라 두가지 경로를 갖게 되는 데, 이를 도 6에 도시하였다. 도 6를 참조하면, 수신 심볼을 복원하는 데 있어서, NTSC 간섭 제거 필터를 사용하지 않으면 8 스테이트 모드 복호를 하는 가우시안(AWGN) 채널용 최적 트렐리스 디코더(65)를 사용하면 되고, 만일, NTSC 간섭 제거 필터(61)를 통과한 신호는 필터의 전달함수 특성상 입력 레벨이 8레벨에서 15레벨로 변환되므로 이에 적합한 16 스테이트 모드 복호를 하는 부분응답 채널용 트렐리스 디코더(63)를 사용해야 한다.

이와 같이 종래의 트렐리스 디코더에서는 NTSC 간섭 제거 필터의 사용유무에 따라 8 스테이트 모드 최적 트렐리스 디코더(65)와 16스테이트 모드 부분응답 트렐리스 디코더(63)를 별도로 구비하여 면적이 증가되는 문제점이 있었다.

한편, 상기 도 5와 같이, 12개의 동일한 트렐리스 디코더(D1∼D12)를 사용하여 디인터리빙 및 트렐리스 복호화를 수행하는 경우 12 심볼클럭마다 하나의 디코더만 동작하고, 나머지 11개의 디코더는 동작하지 않는다. 즉, 수신기에서 사용되는 12개의 복호기는 매 입력시마다 동시에 동작하지 않으므로 1개의 디코더를 12 심볼 단위로 시분할하여 공유할 수 있음을 의미한다. 물론, 12개 트렐리스 디코더를 사용하는 경우에는 동일한 디코더를 반복적으로 구현하면 되므로 설계가 용이하나, 면적 증가를 피할 수 없다. 1개의 디코더는 보다 구현하기 어렵긴 하나, 면적 이득을 얻을 수 있다.

여기서, 1개의 디코더로 구현할 경우에는 12심볼 인트라세그먼트 인터리빙처리된 데이터를 디인터리빙 처리하여 출력해주는 장치가 필요하다. 또한, 트렐리스 디코더 내부에서는 심볼 단위로 2비트씩 처리하지만 트렐리스 디코더의 외부장치에서는 입·출력 데이터를 8비트(1바이트)씩 처리하기 때문에 데이터 크기를 변환 시켜주어야만 한다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 필요성을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 트렐리스 복원된 심볼을 디인터리빙 처리함과 동시에, 데이터 크기를 외부장치에 적합하도록 변환시켜 출력 처리하는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 트렐리스 디코더의 생존 메모리부로부터 출력된 최종 복원된 심볼을 입력받아 소정 클럭동안 저장한 후, 출력 데이터 크기로 변환하여 출력하는 데이터 저장부와; 디인터리빙을 수행하기 위해서 상기 데이터 저장부로의 입력 순서를 제어하는 입력 제어부 및; 상기 데이터 저장부로부터의 출력 순서를 제어하는 출력 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 비터비 알고리즘을 적용한 일반적인 트렐리스 디코더의 구성도,

도 2는 GA(Grand Alliance) HDTV(High Definition Television) 전송 시스템에서의 데이터 단위 프레임 구조도,

도 3은 GA HDTV 송신 시스템에서의 8 레벨 잔류 측파대 트렐리스 부호 블록에 대한 구성도,

도 4는 도 3을 이용하여 세그먼트내 인터리빙을 수행하는 트렐리스 부호 인터리버에 대한 구성도,

도 5는 GA HDTV 수신 시스템에서의 트렐리스 부호 디인터리버에 대한 구성도,

도 6은 NTSC 간섭 제거 필터의 사용유무에 따른 트렐리스 디코더에 대한 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 복원된 심볼을 디인터리빙 및 출력 처리하는 장치에 대한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

70 : 데이터 저장부 70-1 : 제 1 메모리 그룹

70-2 : 제 2 메모리 그룹 SF1∼SF24 : 직렬 입력 병렬 출력 시프트 레지스터

72 : 입력 제어부 74 : 출력 제어부 (24입력 멀티플렉서)

76 : 제 1 플래그 발생부 78 : 제 2 플래그 발생부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 자세히 설명하고자 한다. 본 명세서에서는 GA HDTV 전송 규격에 적합한 트렐리스 디코더를 예시하여 설명하고자 한다. GA HDTV 전송 규격은 군집에러에 대한 강인성을 향상시키기 위해 인터세그먼트 인터리빙(intersegment interleaving)과, 인트라세그먼트 인터리빙(intrasegment interleaving)을 수행하고 있다. 상기 인터세그먼트 인터리빙은 트렐리스 부호화하기 전에 외부의 인터리버를 통해 바이트(8비트)단위로 데이터 프레임의 1/3깊이로 수행된다. 그리고, 상기 인트라세그먼트 인터리빙은 도 4 에서 보여주는 바와 같이 12개의 트렐리스 인코더를 통해 12심볼(1심볼=2비트) 간격으로 수행된다. 즉, 인터세그먼트 인터리빙된 데이터가 12개의 트렐리스 인코더로 입력되어 인트라세그먼트 인터리빙 및 인코딩되는 것이다.

따라서, 수신측에서는 트렐리스 디코더를 통해 트렐리스 디코딩과 동시에 인트라세그먼트 디인터리빙을 수행하여야 한다. 이때, 트렐리스 디코더는 심볼단위(2비트)로 처리하고, 외부의 인터세그먼트 디인터리버는 바이트 단위(8비트)로 처리하기 때문에 트렐리스 디코더에서는 매 클럭마다 생존자 메모리부(SMU)로부터 2비트로 구성된 심볼 단위의 데이터를 받아서 인트라세그먼트 디인터리빙(intrasegment deinterleaving)을 하여 바이트 단위(8비트)로 출력을 내보내야 한다. 즉, 4클럭마다 1바이트씩 내보내고, 인트라세그먼트 디인터리빙을 하는 규칙은 인트라세그먼트 인터리빙의 역으로 진행하면 되는 것이다.

이어서, 도 7은 본 발명에 따라 복원된 심볼을 디인터리빙 및 출력 처리하는 장치에 대한 구성도로서, 본 발명은 데이터 저장부(70)와, 입력 제어부(72), 출력 제어부(74), 제 1 플래그 발생부(76) 및, 제 2 플래그 발생부(78)로 구성되어 있다.

상기 데이터 저장부(70)는 2개의 메모리 그룹(70-1, 70-2)으로 구성되어 있고, 각 메모리 그룹은 12개의 8비트 직렬입력 병렬출력 시프트 레지스터(SF1∼SF12, SF13∼SF24)로 구성되어 있다. 데이터 저장부(70)에서는 트렐리스 디코더의 생존자 메모리부(SMU)로부터 출력된 최종 복원된 심볼 2비트를 입력받아 소정 클럭동안 저장한 후, 8비트 출력 데이터 크기로 변환하여 출력한다.

상기 입력 제어부(72)는 디인터리빙을 수행하기 위해서 C12 카운팅 신호와 C2 카운팅 신호 및, outena 신호를 이용하여, 상기 데이터 저장부(70)의 각각의 시프트 레지스터(SF1∼SF24)를 인에이블 시키기 위한 인에이블 제어신호(ENA1∼ENA24)를 발생시킨다.

상기 출력 제어부(74)는 C96 카운팅 신호에 의해 상기 데이터 저장부(70)의 24개 레지스터(SF1∼SF24)중 하나를 선택하여 그 레지스터에 저장된 8비트 출력 데이터(DATA_OUT)를 출력한다.

여기서, 상기 C12 카운팅 신호는 12클럭을 주기로 0,1,2,…,11을 카운팅하는 12 카운터에의해 발생되는 신호이며, 상기 데이터 저장부(70)의 한 메모리그룹에 속해있는 12개 레지스터중에서 몇번째 레지스터에 데이터를 입력할 것인지를 결정해 주는 역할을 한다. 상기 12 카운터는 디인터리빙 및 출력 처리부로 처음으로 유효한 데이터가 입력되는 순간 카운팅을 시작한다. 그리고, 매 클럭마다 심볼 단위로 입력된 데이터는 매 클럭마다 다른 레지스터에 저장되며, 12를 주기로 하여 동일한 레지스터에 저장되도록 한다.

상기 C2 카운팅 신호는 96클럭을 주기로 48클럭마다 0,1을 카운팅하는 2카운터에 의해 발생되는 신호이며, 상기 데이터 저장부(70)의 두 메모리 그룹중 어느 하나를 선택하는 역할을 한다. 이것은 두 그룹중 어느 한 그룹에서 저장된 데이터를 출력하는 동안 다른 한 그룹은 입력 데이터를 저장하도록 하여 연속적인 입출력이 가능하도록 하기 위함이다.

상기 outena 신호는 처음으로 유효한 데이터가 입력되는 순간부터 상기 디인터리빙 및 출력 장치를 인에이블 시키기 위한 제어 신호이다.

상기 C96 카운팅 신호는 96클럭을 주기로 카운팅하는 96 카운터에 의해 발생되는 신호이며, 상기 데이터 저장부(70)의 한 메모리 그룹중 몇번째 레지스터에 저장된 데이터를 출력할 것인지를 선택하는 역할을 한다. 상기 96 카운터는 상기 디인터리빙 및 출력 처리 장치에서 첫번째 데이터를 출력할 때에 카운팅을 시작하며,그 카운팅 신호에 따라 4클럭마다 한개의 레지스터가 선택되어 1바이트씩 출력되는 것이며, 상기 96 카운터는 필요에 따라 세그먼트 동기 신호를 출력하는 4클럭 동안 카운팅을 멈춘다.

이제, 상기 데이터 저장부(70)에서 입력 데이터를 저장하는 과정은 다음과 같다.

두 메모리 그룹중에서 우선적으로 제 1 메모리 그룹(70-1)부터 저장을 시작한다고 하면, 제 1 인에이블 신호부터 제 12 인에이블 신호(ENA 1∼ENA 12)에 의해 제 1 시프트 레지스터부터 제 12 시프트 레지스터(SF1∼SF12)가 각각 동작하게 된다. 각 인에이블 신호는 12 클럭마다 한번씩 '1'이 되며, 인에이블 신호가 '1'이 될때 한 심볼의 복원 데이터를 입력 받아 저장한다. 각 인에이블 신호가 4번씩 이에이블 되었을 때 즉, 48 클럭 후에 비로소 12개 레지스터에 1바이트 씩의 유효한 데이터가 저장된다. 이렇게 1 그룹의 모든 레지스터에 데이터가 저장되고 난 후 제 2 메모리 그룹(70-2)의 12개 레지스터에 대한 제 13 인에이블 신호부터 제 24 인에이블 신호(ENA13∼ENA24)가 12 클럭마다 한번씩 '1'이 되고, 48클럭 동안 데이터를 저장한다. 이렇게 각 레지스터에 저장된 복원 심볼은 디인터리빙 처리된 1바이트로 출력되는 것이다.

디인터리빙 처리된 데이터임을 설명하기 위해 우선, 인트라세그먼트 인터리빙 처리된 데이터 스트림을 하기 표 1 과 같이 세그먼트단위로 나타내었다.

[표 1]

#세그먼트	그룹 1	그룹 2	…	그룹 69
1	d1,d2, d3 … d12	d1,d2, d3 … d12	…	d1,d2, d3 … d12
2	d5,d6, d7 … d4	d5,d6, d7 … d4	…	d5,d6, d7 … d4
3	d9,d10,d11… d8	d9,d10,d11… d8	…	d9,d10,d11… d8

상기 표 1에서 각 그룹은 12 심볼 인트라세그먼트 인터리빙처리되므로 12심볼단위로 구분한 것이며, 각 데이터에 붙은 인덱스는 도 4의 트렐리스 부호 블록의 인덱스와 동일하다. 즉, d1 은 제 1 트렐리스 부호블록(E1)으로부터 출력된 데이터이고, d2는 제 2 트렐리스 부호블록(E2)로부터 출력된 데이터이다. 트렐리스 부호블록의 출력 데이터 스트림은 3 세그먼트 주기로 반복되어진다. 예를 들어, 세그먼트 #2 는 제 5 트렐리스 부호블록(E5)로부터 출력된 데이터 d5를 시작으로하여 d6,d7,… 순서대로 출력되고, 세그먼트 #3 은 제 9 트렐리스 부호블록(E9)으로부터 출력된 데이터 d9부터 출력되는데, 이것은 세그먼트 동기 신호 4심볼이 입력되는 동안에도 인터리버의 스위치가 동작하고 있기 때문이다.

이제, TCM 디코더를 통해 상기 표 1과 동일한 순서대로 심볼 단위로 복원된 데이터 스트림은 데이터 저장부에서 디인터리빙 처리되고, 1바이트 단위로 변환되어 최종 출력하게 된다. 예를 들어 세그먼트 #1에 대한 복원 심볼 스트림이 출력되면, 제 1 레지스터(SF1)에는 d1,d1,d1,d1, 제 2 레지스터(SF2)에는 d2,d2,d2,d2, …… , 제 12 레지스터(SF12)에는 d12,d12,d12,d12 가 각각 저장되어 동일한 인코더에서 부호화된 심볼끼리 1바이트를 형성함을 알 수 있다.

상기 인에이블 신호의 발생을 살펴보면, 인에이블 신호는 프레임의 각 필드마다 세그먼트 동기 신호 + 필드 동기 신호로 이루어진 첫번째 세그먼트(#0)가 입력되는 동안 레지스터는 디스에이블 되어야 하기 때문에 인에이블 신호는 모두 '로우'값을 갖는다. 각 필드의 유효한 데이터를 포함하는 두번째 세그먼트 부터 마지막 세그먼트(#1∼#831)의 세그먼트 동기 신호가 입력되는 4클럭 동안 상기 2 카운터는 카운팅을 멈추지만 12카운터는 카운팅을 멈추지 않는다. 이것은 송신측의 인터리버가 세그먼트 동기 신호가 입력되는 동안에도 스위칭을 계속하기 때문이며 상기 12카운터에 의해 12클럭 주기로 인에이블 신호를 하나씩 발생시켜야 한다.

이렇게 하여 상기 데이터 저장부(70)에는 48클럭동안 한 메모리 그룹에 데이터가 모두 입력되어 다음 메모리 그룹에 저장이 시작되면, 이들 저장된 데이터를 바이트 단위로 출력한다. 즉, 상기 시프트 레지스터는 입력 심볼을 직렬로 입력 받아 시프팅 시키면서 4클럭동안 저장된 4심볼인 1바이트 데이터를 병렬 출력하는 것이다.

이어서, 상기 데이터 저장부(70)의 각 레지스터의 출력은 상기 출력 제어부(74)를 통해 4클럭 마다 1개의 레지스터를 선택하여 출력하게 된다. 상기 출력 제어부(74)는 24 입력 멀티플렉서(MUX 24:1)를 이용하고, 상기 멀티플렉서의 선택 제어 신호(SEL)는 상기 96 카운터의 C96 카운팅 신호를 이용하여 발생시킨다. 상기 멀티플렉서를 통한 출력은 상기 96 카운터에 의해 4클럭마다 24개의 레지스터중 하나가 선택되어 이루어지며, 출력이 시작되는 시점은 두 메모리 그룹중에서 출력하고자 하는 그룹이 아닌 다른 메모리 그룹에 한 심볼이 저장된 후 두번째 심볼이 저장되는 순간 출력이 시작된다. 이렇게 하는 이유는 세그먼트 동기 신호(segment sync)가 입력 되는 동안에는 레지스터에 저장하는 것을 멈추기 때문에 세그먼트 동기 신호가 입력된 후 다음 유효한 데이터를 저장하는 작업이 4클럭 뒤쳐지게 된다. 따라서, 1클럭의 여유를 두고 출력하여 데이터가 제대로 출력될 수 있도록 하는 것이다.

이때, 뒤져있는 4클럭은 세그먼트 동기 신호가 그대로 출력되는 4클럭 동안 보상된다. 이것을 위해서 96 카운터는 세그먼트 동기 신호가 입력되는 동안에 카운팅을 멈추는 것이 아니라, 각 세그먼트의 유효한 데이터가 모두 출력되고 난 뒤, 다음 세그먼트 동기 신호가 출력되어야 하는 4클럭 동안에 카운팅을 멈추어야 한다. 또한, 96 카운터가 카운팅을 시작하는 시점은 각 필드마다 첫번째 복원 심볼이 출력되어 나오는 순간 시작하도록 해야 한다.

한편, TCM 디코더의 외부 연결 장치(예를 들어, 인터세그먼트 디인터리빙 수행하는 디인터리버, 리드 솔로몬 디코더등)로 TCM 디코더로부터 현재 출력되는 데이터 및 신호의 발생 조건을 알려주기 위해서 여러가지 플래그 신호(flag signal)를 발생시켜주는 회로가 필요하다.

상기 제 1 플래그 발생부(76)에서는 상기 시스템 인에이블 신호(SENA)와 모드 선택 신호(FENA)를 입력 받고, 세그먼트 길이 832 심볼을 카운팅하는 832 카운팅 신호와, 필드 길이 313 세그먼트를 카운팅하는 313 카운팅 신호를 입력받아 세그먼트 동기 신호(segment sync)가 출력되고 있음을 알려주는 SFLAG 신호를 발생시킨다. 상기 SFLAG 신호는 각 세그먼트의 세금먼트 동기 신호가 출력되는 시간 동안만 '1'값을 갖고, 그외는 항상 '0'값을 갖는다.

상기 제 2 플래그 발생부(78)에서는 상기 시스템 인에이블 신호(SYSENA)와, 모드 선택 신호(FENA) 및, beena 신호, C832 카운팅 신호 및 C96 카운팅 신호를 입력 받아 유효한 복원 데이터가 출력되고 있음을 알려주는 FLAG 신호를 발생시킨다. 상기 FLAG 신호는 실제 유효한 데이터가 출력될 때만 '1'값을 갖는다.

상기 beena 신호는 맨 처음 필드에서 실제 데이터가 출력되기 전에 상기 FLAG 신호가 '1'이 되지 않도록 해주는 데 필요한 제어 신호로서, 처음으로 실제 데이터가 출력되기 까지 전 단계 (예를 들어, 생존자 메모리부에서 디코딩 깊이까지 역추적 하는데 소요되는 시간)에서 소비되는 시간이 고려되어야만 한다.

여기서, 주의 할 것은 상기 FLAG 신호는 다음에 연결된 리드 솔로몬 디코더에서의 사용을 위해 각 필드의 첫번째 세그먼트를 제외한 나머지 세그먼트 동기 신호가 출력되어야 하는 4클럭 중에서 첫번째 클럭 동안에도 '1'값을 갖지만, 실제 유효한 데이터가 출력되는 것은 아니다.

상기 본 발명은 트렐리스 디코더, 비터비 디코더 등 인터리빙 디인터리빙 처리를 수행해야하는 디코더에 적용 될 수 있으며, 데이터의 입출력 비트수가 동일하지 않을 경우 데이터 크기를 변환해 주어야 할 경우 실시 될 수도 있다.

본 명세서에서는 본 발명을 특정한 실시예들과 관련하여서만 설명하였으나, 당업자들은 다음의 청구항들에서 정의된 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 수정할 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 트렐리스 디코더의 디인터리빙 및 출력 처리 장치는 복원된 2비트 심볼을 인트라세그먼트 디인터리빙 처리하고 8비트 데이터로 변환시켜 출력하였으며, 또한, 동기 신호를 고려하여 현재 TCM 디코더로부터 출력되는 데이터의 상황을 알려주는 플래그 신호를 제공하므로써, TCM 디코더로부터 출력된 데이터 및 신호를 다음 단의 외부 장치에서 사용할 수 있도록 하는 는 효과가 있다.

Claims

M개의 트렐리스 인코더를 통해 M심볼 인트라세그먼트 인터리빙처리되어 트렐리스 부호된 신호 스트림 di ( 1≤i≤M : 제 i 트렐리스 인코더로부터 출력된 데이터를 구별하기 위한 인덱스)을 심볼 단위(1심볼= a 비트)로 복호화하여 복원된 a 비트 심볼을 디인터리빙 처리 및 b비트 데이터 크기로 변환하여 출력하는 데 있어서,

a비트 심볼을 입력받아 소정 클럭동안 저장한 후, b비트 출력 데이터 크기로 변환하여 출력하는 데이터 저장 수단(70)과;

상기 데이터 저장 수단(70)으로의 입력 순서를 제어하는 입력 제어 수단(72); 및

상기 데이터 저장 수단(70)으로부터의 출력 순서를 제어하는 출력 제어 수단(74)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 a와 b는 서로 다른 양의 정수 인것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 데이터 저장 수단(70)은 M개의 시프트 레지스터(SF1∼SF12)단으로 구성되어 있으면서, 임의의 한 클럭동안 1개 시프트 레지스터단만이 인에이블 상태이고, 나머지 시프트 레지스터단는 디스인에이블 상태로 되는 제 1 메모리 그룹(70-1)과;

M개의 시프트 레지스터(SF13∼SF24)단으로 구성되어 있으면서, 임의의 한 클럭동안 1개의 시프트 레지스터만이 인에이블 상태이고, 나머지 시프트 레지스터는 디스에이블 상태로 되는 제 2 메모리 그룹(70-2)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 제 1 메모리 그룹(70-1)과 상기 제 2 메모리 그룹(70-2)의 입출력 동작은, 어느 한 그룹이 데이터를 입력받아 저장하는 동안, 다른 한 그룹은 저장된 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치,
제 3 항에 있어서, 상기시프트 레지스터는 a 비트 단위로 입력받아 시프팅하여 b 비트 단위로 출력하는 직렬-입력 병렬-출력 b 비트 레지스터인 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 입력 제어 수단(72)은 M 심볼 디인터리리빙을 수행하기 위해서 C12 신호와 C2 신호를 이용하여 상기 데이터 저장 수단(70)의 각각의 시프트 레지스터(SF1∼SF24)의 인에이블 신호(ENA1∼ENA24)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 각 메모리 그룹의 M개의 시프트 레지스터는 T(=2M×b/a)클럭 동안 M클럭 주기로 한번씩 인에이블 되어서, a 비트 심볼을 순차적으로 입력받아 메모리 그룹의 모든 M 개의 레지스터에 데이터가 저장된 후, 각 레지스터의 값을 병렬 출력하는 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 출력 제어 수단(74)은 제어 신호(C96)에 따라 데이터가 저장된 메모리 그룹에서의 각 레지스터의 출력을 b/a 클럭 마다 1개의 레지스터를 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 각 레지스터의 내용은 동일한 인코더로부터 출력된부호어들에 대한 복원 심볼들의 모임인 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 C12 신호는 M클럭을 주기로 카운팅하여 매 클럭마다 발생하는 신호인 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 C2 신호는 T(= 2M×b/a) 클럭을 주기로 카운팅 하여여 T/2 클럭번째 마다 서로 다른 레벨을 갖는 신호인 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더에서의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 제어 신호(C96)는 T(=2M×b/a)클럭을 주기로하여 매 b/a 클럭마다 카운팅하여 2M개의 레지스터의 내용을 하나씩 선택하도록 발생되는 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 1 항에 있어서, TCM 디코더로부터 출력되는 데이터 및 신호의 발생 조건을 외부연결 장치로 알려주는 플래그 신호를 발생시키는 회로가 추가되는 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 플래그 발생 회로는 세그먼트 동기 신호가 출력되고 있음을 알려주는 SFLAG 신호를 발생시키는 제 1 플래그 발생 수단(76)과;

유효한 복원 데이터가 출력되고 있음을 알려주는 FLAG 신호를 발생시키는 제 2 플래그 발생 수단(78)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 트렐리스 디코더의 디인터리빙 및 출력 처리 장치.