KR100290928B1 - Apparatus and Method of Supporting Variable Branch Metric of Viterbi Decoder in Communication System - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device and a method for serving variable branch metric of viterbi decoder are provided to calculate branch metric by changing only contents of branch lookup table without changing a hardware even in changing of channel characteristics by providing variability in making branch metric. CONSTITUTION: A device for serving variable branch metric of viterbi decoder comprises a branch lookup table(31), a branch lookup table controller(32), and an accumulator(33). The branch lookup table stores corresponding distance calculated from outside depending on channel characteristics. The branch lookup table controller initializes the branch lookup table depending on the calculated corresponding distance, and outputs the stored corresponding distance of the branch lookup table upon inputting soft decision symbol and hypothesis. The accumulator adds corresponding distance outputted from the branch lookup table depending to code rate to make branch metric.

Description

비터비 디코더의 가변 브렌치 메트릭 지원 장치 및 방법{Apparatus and Method of Supporting Variable Branch Metric of Viterbi Decoder in Communication System}Apparatus and Method of Supporting Variable Branch Metric of Viterbi Decoder in Communication System}

본 발명은 비터비 디코더의 브렌치 메트릭에 관한 것으로, 특히 코드 분할 다중 접속 이동 통신 시스템에 적당하도록 룩업 테이블을 이용하여 다양한 채널 특성을 지원할 수 있도록한 비터비 디코더의 가변 브렌치 메트릭 지원 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a branch metric of a Viterbi decoder, and more particularly, to an apparatus and method for supporting a variable branch metric of a Viterbi decoder capable of supporting various channel characteristics by using a lookup table to be suitable for a code division multiple access mobile communication system. will be.

도 1은 종래의 유클리트의 디스턴스(euclidean distance)를 이용하여 브렌치 메트릭(branch metric)을 계산하는 회로도이다.1 is a circuit diagram for calculating a branch metric using a Euclidean distance of a conventional Euclidean.

상기 회로도는 감산기(11)와 곱셈기(12) 그리고 누산기(13)가 순차적으로 구성되어 있는 구조로 되어있다.The circuit diagram has a structure in which a subtractor 11, a multiplier 12, and an accumulator 13 are sequentially configured.

또한 도 2도 종래의 멘하탄 디스턴스(manhattan distance)를 이용하여 브렌치 메트릭(branch metric)을 계산하는 회로다.FIG. 2 is also a circuit for calculating a branch metric using a conventional Manhattan distance.

상기의 회로도 또한 감산기(21)와 절대치 계산기(22) 그리고 누산기(23)가 순차적으로 연결되어 있는 구조로 되어있다.The circuit diagram also has a structure in which the subtractor 21, the absolute value calculator 22, and the accumulator 23 are sequentially connected.

유클리트 디스턴스(Euclidean distance(De))는Euclidean distance (De)

De =(S - E)2De = (S-E) 2

의 수식으로 구성되며 여기서Consisting of formulas where

S는 수신된 심볼(received soft decision symbol)을S is a received soft decision symbol

E는 가설(hypothesis)를 의미한다.E stands for hypothesis.

유클리트 디스턴스(Euclidean distance(De))를 이용한 브렌치 메트릭(branch metric)은 코드율(code rate)이 1/2일 경우에는 두 개의 연속된 디스턴스(distance)를 더하면 되고, 코드율(code rate)가 1/3 일 경우에는 세 개의 연속된 디스턴스(distance)를 더하면 된다.The branch metric using Euclidean distance (De) can be added by adding two consecutive distances when the code rate is 1/2. Is 1/3, then add three consecutive distances.

도 1에서 동작 방법을 상세히 살펴보면, 감산기(11)는 수신된 심볼(received soft decision symbol)과 가설(hypothesis)에 대하여 (S - E)를 계산하며, 제곱기(12)는 감산기(11)의 결과를 받아서 (S -E)2을 계산한다. 누산기(13)는 코드율(code rate)가 1/2일 경우에는 제곱기의 결과 두 개를 더하고, 코드율(code rate)가 1/3일 경우에는 제곱기의 결과 세 개를 더하여 브렌치 메트릭(branch metric)을 계산한다.Looking at the operation method in FIG. 1, the subtractor 11 calculates (S − E) for the received soft decision symbol and hypothesis, and the squarer 12 determines the subtractor 11. Take the result and calculate (S -E) 2. The accumulator 13 adds two results of the squarer when the code rate is 1/2, and adds three results of the squarer when the code rate is 1/3 to add a branch metric. (branch metric)

멘하탄 디스턴스(Manhattan distance(Dm))는Manhattan distance (Dm)

Dm = ??S -E??Dm = ?? S -E ??

의 수식으로 구성되며 여기서Consisting of formulas where

S는 수신된 심볼(received soft decision symbol)을 E는 가설(hypothesis)를 의미한다.S denotes a received soft decision symbol and E denotes a hypothesis.

도 2에서 멘하탄 디스턴스(Manhattan distance(Dm))를 이용한 브렌치 메트릭(branch metric) 계산기의 동작방법을 상세히 살펴보면 다음과 같다.Referring to Figure 2 in detail the operation of the branch metric (branch metric) calculator using a Manhattan distance (Dm) as follows.

감산기(21)에서 (S - E)를 계산하며, 절대치 계산기(22)는 감산기(21)의 결과를 받아서 ??S - E??를 계산한다.The subtractor 21 calculates (S-E), and the absolute value calculator 22 receives the result of the subtractor 21 and calculates ?? S-E ??.

누산기(23)은 코드율(code rate)에 따라서 절대치 계산기의 결과를 더하여 branch metric을 계산한다.The accumulator 23 calculates the branch metric by adding the result of the absolute value calculator according to the code rate.

이러한 종래기술에서는 branch metric을 계산하는데 있어서 채널의 특성에 맞는 distance를 이용하여 branch metric을 계산하기 때문에, 채널의 특성이 바뀔 경우에 branch metric을 적절하게 계산하지 못하는 문제점이 있다.In the related art, since the branch metric is calculated by using a distance suitable for the characteristic of the channel in calculating the branch metric, there is a problem in that the branch metric cannot be properly calculated when the characteristic of the channel is changed.

본 발명은 상기에 기술한바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 코드 분할 다중 접속 이동 통신 시스템에 적당하도록 룩업 테이블을 이용하여 다양한 채널 특성을 지원할 수 있도록 브렌치 메트릭 테이블을 가변 시키도록 한 비터비 디코더의 가변 브렌치 메트릭 지원 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and the branch metric table is varied to support various channel characteristics by using a lookup table to be suitable for a code division multiple access mobile communication system. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for supporting a variable branch metric of a Viterbi decoder.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 채널의 특성에 따라 외부에서 계산된 해당 디스턴스를 저장하는 브렌치 룩업 테이블과, 상기 외부에서 계산된 해당 디스턴스에 따라 상기 브렌치 룩업 테이블을 초기화하고, 심볼과 가설이 입력되면 상기 브렌치 룩업 테이블의 저장된 해당 디스턴스를 출력시키는 브렌치 룩업 테이블 제어기와, 상기 브렌치 룩업 테이블에서 출력되는 해당 디스턴스를 값을 코드율에 해당하는 만큼 가산하여 브렌치 메트릭을 만드는 누산기를 포함하여 구성된다According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a branch lookup table for storing the distance calculated externally according to the characteristics of the channel, and initializes the branch lookup table according to the corresponding distance calculated externally; A branch lookup table controller for outputting a stored distance of the branch lookup table when a symbol and a hypothesis are input, and an accumulator for generating a branch metric by adding a value corresponding to a code rate to the distance output from the branch lookup table. It is comprised including

그리고 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 브렌치 룩업 테이블 제어기의 초기화 요구에 의해 브렌치 룩업 테이블을 초기화하고 채널 특성에 따른 외부에서 계산된 해당 디스턴스를 저장하는 단계, 수신된 심볼과 가설이 상기 브렌치 룩업 테이블 제어기로 입력되는 단계, 상기 브렌치 룩업 테이블 제어기의 출력신호에 따라 상기 브렌치 룩업 테이블의 저장된 해당되는 디스턴스를 출력하는 단계, 상기 디스턴스 값을 코드율에 해당하는 만큼 가산하여 브렌치 메트릭을 만드는 단계로 이루어진다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, the step of initializing the branch lookup table according to the initialization request of the branch lookup table controller and storing the corresponding distance calculated in accordance with the channel characteristics, Inputting a symbol and a hypothesis to the branch lookup table controller, outputting a stored corresponding distance of the branch lookup table according to an output signal of the branch lookup table controller, and adding the distance value by a code rate Creating a branch metric

도 1은 종래의 유클리트 디스턴스를 이용한 브렌치 메트릭의 계산 블록도.1 is a calculation block diagram of a branch metric using a conventional Euclid distance.

도 2는 종래의 맨하탄 디스턴스를 이용한 브렌치 메트릭의 계산 블록도.Figure 2 is a block diagram of a branch metric calculation using a conventional Manhattan distance.

도 3은 본 발명에 따른 가변 브렌치 메트릭의 블록도.3 is a block diagram of a variable branch metric in accordance with the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 가변 브렌치 메트릭의 순서도.4 is a flow chart of a variable branch metric in accordance with the present invention.

본 발명인 비터비 디코더의 가변 브렌치 메트릭 지원 방법을 가변 브렌지 메트릭 구성도인 도 3을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.A method of supporting the variable branch metric of the Viterbi decoder according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3, which is a variable branch metric configuration diagram.

본 발명의 브렌치 메트릭 장치는 외부에서 계산된 디스턴스(distance)를 저장하는 브렌치 룩업 테이블(31), 브렌치 룩업 테이블에서 나오는 디스턴스(distance)를 더하여 브렌치 메트릭을 계산하는 누산기(33), 룩업 테이블을 초기화하고 수신된 심볼(received soft decision symbol)과 가설(hypothesis)에 해당하는 디스턴스(distance)를 출력하는 룩업 테이블 제어기(32)로 구성된다.The branch metric apparatus of the present invention initializes a lookup table by adding a branch lookup table 31 that stores an externally calculated distance, a distance from the branch lookup table, and an accumulator 33 that calculates a branch metric. And a lookup table controller 32 that outputs a distance corresponding to a received soft decision symbol and a hypothesis.

이동 통신 시스템에서 비터비 디코더는 수신된 신호의 에러를 정정하고 디코딩하는 역할을 수행한다.In a mobile communication system, a Viterbi decoder serves to correct and decode an error of a received signal.

컨벌루션 엔코딩(Convolution encoding) 된 수신된 심볼(received soft decision symbol)을 디코딩할 때 유클리던스 디스턴스나 맨하탄 디스턴스등을 이용한 브렌치 메트릭을 계산하며, 이 브렌치 메트릭이 디코딩에 사용된다.When decoding a convolutionally encoded received soft decision symbol, a branch metric is calculated using Euclidean distance, Manhattan distance, etc., which is used for decoding.

예를 들면, 가우시안 채널(gaussian channel)에 대한 컨버루션 디코딩은 유클리트 디스턴스 측정(measure)이 적절하고, 또 최대 가능성 시퀴엔스 평가 균일화(maximun likelihood sequence estimation equalization) 이나 선형 또는 비선형 균일화(equalization)에 의한 컨벌루션 디코딩에는 맨하탄 디스턴스 측정(measure)이 적절하다.For example, convolutional decoding on a Gaussian channel may be appropriate for Euclidean distance measurements, and for maximum likelihood sequence estimation equalization or linear or nonlinear equalization. Manhattan distance measurements are appropriate for convolutional decoding.

본 발명에는 채널(channel)의 특성이 바뀔 경우에 적절한 브렌치 메트릭(branch metric)을 계산하지 못하는 기존 방법의 단점을 극복하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to overcome the shortcomings of existing methods that fail to calculate the appropriate branch metric when the characteristics of the channel change.

채널의 특성을 고려하기 위하여, 채널의 특성에 맞는 적절한 디스턴스(distance)를 미리 계산하여 룩업 테이블에 저장하고 수신된 심볼(receved soft decision symbol)과 가설에 해당하는 디스턴스를 읽어서 더하면 브렌치 메트릭(branch metric)이 계산된다.In order to take into account the characteristics of the channel, the appropriate distances for the characteristics of the channel are precomputed, stored in the lookup table, and read and added to the received soft decision symbol and the distance corresponding to the hypothesis. ) Is calculated.

채널의 특성이 바뀔 경우에는 채널의 특성에 맞는 디스턴스 계산방법을 선택하여 외부에서 디스턴스를 계산하여 브렌치 룩업 테이블만 다시 초기화를 하면 채널의 특성에 맞는 브렌치 메트릭(branch metric)을 계산할 수 있다.When the characteristics of the channel are changed, a distance metric suitable for the characteristics of the channel may be selected to calculate the distance from the outside, and the branch lookup table may be reinitialized to calculate a branch metric suitable for the characteristics of the channel.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 비터비 디코더의 가변 브렌치 메트릭 지원 방법의 동작을 도 4와 함게 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation of the variable branch metric support method of the Viterbi decoder according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 4 as follows.

채널의 특성에 따라서 외부에서 계산된 디스턴스(distance)를 받으면, 룩업 테이블 제어기(32)가 이 디스턴스(distance)로 룩업 테이블(31)을 초기화 시킨다.Upon receiving an externally calculated distance according to the characteristics of the channel, the lookup table controller 32 initializes the lookup table 31 with this distance.

룩업 테이블(31)이 초기화되고 나서 수신된 심볼(soft decision symbol)과 가설(hypothesis)가 들어오면, 제어기가 룩업 테이블에서 여기에 해당하는 디스턴스(distance)를 읽어서 누산기(33)로 보낸다. 그러면 누산기가 코드율(code rate)에 해당하는 만큼 연속적으로 가산하여 브렌치 메트릭을 만들어 낸다.After the lookup table 31 is initialized and a received soft decision symbol and hypothesis are input, the controller reads the corresponding distance from the lookup table and sends it to the accumulator 33. The accumulator then adds continuously as much as the code rate to produce the branch metric.

브렌치 메트릭을 만드는데 가변성을 두어서 채널의 특성이 바뀌어도 하드웨어를 변경하지 않고 브렌치 룩업 테이블의 내용만 변경해서 브랜치 메트릭을 계산할 수 있는 장점이 있다.The advantage is that branch metrics can be created so that branch metrics can be calculated by changing only the contents of the branch lookup table without changing the hardware even if the characteristics of the channel change.

Claims (2)

채널의 특성에 따라 외부에서 계산된 해당 디스턴스를 저장하는 브렌치 룩업 테이블과;A branch lookup table for storing the corresponding distance calculated externally according to the characteristics of the channel; 상기 외부에서 계산된 해당 디스턴스에 따라 상기 브렌치 룩업 테이블을 초기화하고, 심볼과 가설이 입력되면 상기 브렌치 룩업 테이블의 저장된 해당 디스턴스를 출력시키는 브렌치 룩업 테이블 제어기와;A branch lookup table controller for initializing the branch lookup table according to the externally calculated corresponding distance, and outputting a stored distance of the branch lookup table when a symbol and a hypothesis are input; 상기 브렌치 룩업 테이블에서 출력되는 해당 디스턴스를 값을 코드율에 해당하는 만큼 가산하여 브렌치 메트릭을 만드는 누산기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 비터비 디코더의 가변 브렌치 메트릭 지원 장치.And an accumulator for adding branch distances output from the branch lookup table by a value corresponding to a code rate to create a branch metric. 브렌치 룩업 테이블 제어기의 초기화 요구에 의해 브렌치 룩업 테이블을 초기화하고 채널 특성에 따른 외부에서 계산된 해당 디스턴스를 저장하는 단계;Initializing the branch lookup table according to an initialization request of the branch lookup table controller and storing a corresponding distance calculated externally according to channel characteristics; 수신된 심볼과 가설이 상기 브렌치 룩업 테이블 제어기로 입력되는 단계;Receiving the received symbols and hypotheses into the branch lookup table controller; 상기 브렌치 룩업 테이블 제어기의 출력신호에 따라 상기 브렌치 룩업 테이블의 저장된 해당되는 디스턴스를 출력하는 단계;Outputting a stored corresponding distance of the branch lookup table according to an output signal of the branch lookup table controller; 상기 디스턴스 값을 코드율에 해당하는 만큼 가산하여 브렌치 메트릭을 만드는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비터비 디코더의 가변 브렌치 메트릭 지원 방법.And adding a distance value corresponding to a code rate to create a branch metric.
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