KR100294404B1 - Apparatus for variably controling decoding bit in receiver of cdma mobile communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코드분할다중처리 이동통신시스템 수신기의 복호기에 관한 것으로, 특히 수신 채널 열화 상태에 따라 복호 비트를 가변하여 복호하는 복호 비트 가변장치에 관한 것이다. 이러한 본원 발명은, 코드분할다중처리 이동통신시스템의 수신기에 있어서, 파일럿 심볼을 이용하여 수신데이터의 소정의 구간에 대한 채널 에러 추정치를 출력하는 채널 추정기와, 상기 채널 에러 추정치를 입력받아 상기 관찰구간에 대한 채널의 신뢰계수를 발생시키는 신뢰계수 발생기와, 상기 신뢰계수에 따라 복호 비트를 가변적으로 결정하는 가변 복호 비트 결정기와, 상기 결정된 복호 비트에 따라 채널 디코딩을 하는 채널 디코더로 이루어짐을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a decoder of a code division multiple processing mobile communication system receiver, and more particularly, to a decoding bit variable apparatus for varying and decoding a decoding bit according to a reception channel degradation state. The present invention provides a channel estimator for outputting a channel error estimate for a predetermined section of received data using a pilot symbol in a receiver of a code division multiple processing mobile communication system, and receives the channel error estimate and the observation section. A confidence coefficient generator for generating a confidence coefficient of a channel for the variable, a variable decoding bit determiner for variably determining a decoding bit according to the confidence coefficient, and a channel decoder for channel decoding according to the determined decoding bit. .
Description
본 발명은 코드분할다중처리 이동통신시스템 수신기의 복호기에 관한 것으로, 특히 수신 채널 열화 상태에 따라 복호 비트를 가변하여 복호하는 복호 비트가변장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a decoder of a code division multiple processing mobile communication system receiver, and more particularly, to a decoding bit variable device that decodes and decodes a decoding bit according to a reception channel degradation state.
일반적으로 코드분할다중처리(CDMA) 이동통신시스템 송신기는 채널 부호기(Forward Error Correction Encoder: FEC Encoder) 부분에서 리드 솔로몬 엔코더(Reed Solomon Encoder: RS Encoder), 인터리버(interleaver), 비터비 엔코더(Viterbi Encoder)/터보 엔코더(Tubor Encoder)를 사용하여 데이터를 부호화 하여 전송한다. 이때 수신기는 상기 부호화되어 전송된 데이터를 원상의 데이터로 복원하기 위하여 리드 솔로몬 디코더, 디인터리버, 비터비 디코더/터보 디코더를 사용한다.In general, a code division multiple processing (CDMA) mobile communication system transmitter has a Reed Solomon Encoder (RS Encoder), an interleaver, and a Viterbi Encoder in the Forward Error Correction Encoder (FEC Encoder). / Encode data using Turbo Encoder and transmit it. In this case, the receiver uses a Reed Solomon decoder, a deinterleaver, a Viterbi decoder / turbo decoder to restore the encoded and transmitted data to the original data.
도1은 일반적인 코드분할다중처리 이동통신시스템 수신기의 블록 구성도로서, 이하 도1을 참조하여 설명한다.1 is a block diagram of a general code division multiple processing mobile communication system receiver, which will be described with reference to FIG.
도1에서 참조된 부호 110은 핑거이다. 상기 핑거 110은 수신기 내부에 다수 개 존재하며, 각각의 핑거 110은 서로 다른 채널을 가진다. 통상 상기 핑거(110)는 채널의 열화를 보상하기 위해 역확산기(111)와 파일럿 심볼 추출기(113), 채널 추정기(115) 및 채널 보상기(117)로 구성된다. 상기 역확산기(111)는 송신 시 PN코드 등에 의해 확산된 수신데이터를 입력받고 확산 이전의 데이터로 변환하기 위해 역확산하여 출력한다. 파일럿 심볼 추출기(113)는 상기 역확산기(111)에서 출력된 수신데이터를 입력받고, 상기 수신데이터에 포함되어 있는 파일럿 심볼을 추출한다. 상기 파일럿 심볼 추출기(113)에서 추출된 파일럿 심볼은 채널 추정기(115)로 입력하고, 파일럿 심볼이 추출된 수신데이터는 채널 보상기(117)로 입력한다. 채널 추정기(115)는 상기 파일럿 심볼을 입력받아 채널의 상태를 검사하여 채널 보상 신호를 출력한다. 채널 보상기(117)는 상기 수신데이터를 입력받고, 상기 채널 추정기(115)로부터 채널 보상 신호를 입력받아 수신데이터의 열화를 보상하여 출력한다. 상기 채널 보상기(117)에서 출력된 수신데이터는 가산기(119)에서 다른 핑거(110)에서 보상되어 출력되는 수신데이터와 가산되어 출력된다. 결정기(121)는 상기 가산기(119)에서 출력되는 수신데이터를 복호하기 위한 연판정 복호 비트를 결정하고, 상기 수신데이터와 함께 채널 디코더(123)로 출력한다. 결정기(121)는 고정 연판정 복호 비트로서, 통상 연판정 복호 비트는 3비트(23레벨)를 사용한다. 채널 디코더(123)는 RS 디코더, 디인터리버, 비터비 디코더/터보 디코더로 구성되며, 상기 결정된 연판정 복호 비트에 의해 수신데이터를 복호하여 출력한다.Reference numeral 110 in FIG. 1 is a finger. There are a plurality of fingers 110 inside the receiver, and each finger 110 has a different channel. Typically, the finger 110 includes a despreader 111, a pilot symbol extractor 113, a channel estimator 115, and a channel compensator 117 to compensate for channel degradation. The despreader 111 receives the received data spread by the PN code or the like during transmission and despreads and outputs the converted data to convert the data before spreading. The pilot symbol extractor 113 receives the received data output from the despreader 111 and extracts a pilot symbol included in the received data. The pilot symbol extracted by the pilot symbol extractor 113 is input to the channel estimator 115, and the received data from which the pilot symbol is extracted is input to the channel compensator 117. The channel estimator 115 receives the pilot symbol and checks the state of the channel and outputs a channel compensation signal. The channel compensator 117 receives the received data, receives a channel compensation signal from the channel estimator 115, compensates for the deterioration of the received data, and outputs the compensation. The received data output from the channel compensator 117 is added to the received data compensated by the other finger 110 and output from the adder 119. The determiner 121 determines a soft decision decoding bit for decoding the received data output from the adder 119 and outputs the decoded bit to the channel decoder 123 together with the received data. The determinator 121 is a fixed soft decision decoding bit, and in general, the soft decision decoding bit uses 3 bits (2 3 levels). The channel decoder 123 is composed of an RS decoder, a deinterleaver, a Viterbi decoder / turbo decoder, and decodes and outputs received data by the determined soft decision decoding bit.
이와 같이 종래의 송수신기의 경우 채널 부호기의 경우 채널 부호기의 경우에는 비터비 엔코더 또는 터보 인코더 등의 구성이 전체 송신기 구현상에서 차지하는 하드웨어의 복잡도 또는 계산량은 간단하다. 그러나 이러한 부호기를 거쳐 송신된 데이터는 다중 경로 등으로 인해 수신기에서는 열화된 데이터가 수신되므로 수신데이터의 열화를 복원하기 위해서는 많은 계산량을 필요로하게 된다. 따라서 하드웨어의 구현상의 복잡도 및 계산량에 따른 전력과 계산 시간이 많이 소요되게 된다. 더구나 복호 비터 결정기의 연판정 복호 비트가 고정되어 있으므로 채널 환경이 좋은 경우에도 필요없는 양자화 레벨을 둠으로써 불필요한 하드웨어상의 복잡도와 계산량을 가지므로써 불필요한 전력소모와 계산시간을 가지는 문제점이 있었다.As described above, in the case of the conventional transceiver, in the case of the channel encoder, in the case of the channel encoder, the complexity of the hardware or the amount of calculation that the configuration of the Viterbi encoder or the turbo encoder occupies in the entire transmitter implementation is simple. However, since the data transmitted through the encoder is deteriorated by the receiver due to the multipath, a large amount of computation is required to restore the deterioration of the received data. Therefore, power and calculation time are required according to the complexity of the hardware implementation and the calculation amount. In addition, since the soft decision decoding bits of the decoded beater determiner are fixed, there is a problem of unnecessary power consumption and computation time by having unnecessary hardware complexity and computational amount by providing unnecessary quantization levels even in a good channel environment.
또한 종래의 채널 복호기의 경우 잡음에 대한 영향도 더 많이 받아 코딩 이득도 떨어지는 문제점을 갖는다.In addition, the conventional channel decoder has a problem that the coding gain is also lowered due to more influence on noise.
따라서 본 발명의 목적은 수신 채널의 상태를 판단하여 수신데이터의 열화를 보상해주는 채널 추정기의 출력 값을 이용하여 채널 신뢰계수를 발생시키고 상기 신뢰계수에 따라 복호 비트를 가변적으로 결정하여 채널 디코딩을 수행하는 코드분할다중처리 이동통신시스템 수신기의 복호 비트 결정장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to generate a channel confidence coefficient using an output value of a channel estimator that compensates for deterioration of received data by determining a state of a reception channel, and performs channel decoding by variably determining a decoding bit according to the confidence coefficient. The present invention provides a decoding bit determining apparatus of a receiver for a code division multiple processing mobile communication system.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 코드분할다중처리 이동통신시스템의 수신기에 있어서, 파일럿 심볼을 이용하여 수신데이터의 소정의 구간에 대한 채널 에러 추정치를 출력하는 채널 추정기와, 상기 채널 에러 추정치를 입력받아 상기 관찰구간에 대한 채널의 신뢰계수를 발생시키는 신뢰계수 발생기와, 상기 신뢰계수에 따라 복호 비트를 가변적으로 결정하는 가변 복호 비트 결정기와, 상기 결정된 복호 비트에 따라 채널 디코딩을 하는 채널 디코더로 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a channel estimator for outputting a channel error estimate for a predetermined section of received data using a pilot symbol in a receiver of a code division multiple processing mobile communication system. A confidence coefficient generator that receives the input and generates a confidence coefficient of the channel for the observation interval, a variable decoding bit determiner that variably determines a decoding bit according to the confidence coefficient, and a channel decoder that performs channel decoding according to the determined decoding bit. Characterized in that made.
도1은 일반적인 코드분할다중처리 이동통신시스템 수신기의 블록 구성도.1 is a block diagram of a typical code division multiple processing mobile communication system receiver.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 코드분할다중처리 이동통신시스템 수신기의 블록 구성도.2 is a block diagram of a receiver of a code division multiple processing mobile communication system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도3은 본 발명에 적용되는 채널 추정기 개념도를 나타낸 도면.3 is a conceptual diagram illustrating a channel estimator applied to the present invention.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 신뢰계수 발생기와 가변 복호 비트 결정기의 블록 구성도.4 is a block diagram of a confidence coefficient generator and a variable decoding bit determiner according to an embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 레벨 최적화기와 레벨 선택기의 블록 구성도.5 is a block diagram illustrating a level optimizer and a level selector according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 코드분할이동통신시스템에서 복호 비트 가변장치를 가지는 수신기의 블록 구성도로서, 이하 도2를 참조하여 상세히 설명한다.2 is a block diagram of a receiver having a decoding bit variable apparatus in a code division mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
파일럿 심볼 추출기(113)에서 파일럿 심볼이 추출되어 채널 추정기(115)로 입력하면, 상기 채널 추정기(115)는 상기 파일럿 심볼을 이용하여 채널 에러 추정치 h(n)를 출력한다. 본 발명에서 채널 추정기(115)는 통상 가중치 평균 채널 에러 추정방법 또는 선형 보간 채널 에러 추정방법을 사용하여 채널 상태를 추정할 수 있으며, 상기 두가지 방법을 동시에 사용하여 채널 상태를 추정할 수 있다. 상기 채널 에러 추정치는 채널 보상기(117)와 본 발명에 따른 신뢰계수 발생기(125)로 입력한다. 신뢰계수 발생기(125)는 상기 채널 에러 추정치를 입력받아 채널 신뢰계수를 생성하여 출력한다. 상기 신뢰계수는 이하 <수학식 1>에 의해 계산된다.When a pilot symbol is extracted from the pilot symbol extractor 113 and input to the channel estimator 115, the channel estimator 115 outputs a channel error estimate h (n) using the pilot symbol. In the present invention, the channel estimator 115 may estimate the channel state by using a weighted average channel error estimation method or a linear interpolation channel error estimation method, and may estimate the channel state by using both methods simultaneously. The channel error estimate is input to the channel compensator 117 and the confidence coefficient generator 125 according to the present invention. The confidence coefficient generator 125 receives the channel error estimate and generates and outputs a channel confidence coefficient. The confidence coefficient is calculated by Equation 1 below.
상기 αTF(n)는 신뢰계수이고, n_finger는 핑거 개수이고, m_slot은 관찰구간의 슬롯 개수이다.Α TF (n) is a confidence coefficient, n_finger is the number of fingers, and m_slot is the number of slots in the observation section.
가변 복호 비트 결정기(127)는 상기 신뢰계수에 대한 복호비트 레벨 테이블을 가지고 있으며, 상기 신뢰계수 발생기(125)로부터 신뢰계수 입력 시 상기 테이블을 검색하여 상기 신뢰계수에 해당하는 연판정 복호비트 레벨을 결정하고, 가산기(119)에서 출력되는 수신데이터와 함께 채널 디코더(123)로 출력한다. 채널 디코더(123)는 상기 연판정 복호 비트에 따라 상기 수신데이터를 복호하여 원상의 데이터를 출력한다.The variable decoding bit determiner 127 has a decoding bit level table for the confidence coefficient, and when the confidence coefficient is input from the confidence coefficient generator 125, the variable decoding bit determiner 127 determines a soft decision decoding bit level corresponding to the confidence coefficient. The control unit 200 outputs the received data output from the adder 119 to the channel decoder 123. The channel decoder 123 decodes the received data according to the soft decision decoding bit and outputs original data.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 신뢰계수 발생기(125)와 가변 복호 비트 결정기(127)의 블록 구성도이고, 도5는 본 발명의 실시 예에 따른 레벨 최적화기(135)와 레벨 선택기(137)의 블록 구성도이다.4 is a block diagram illustrating a reliability coefficient generator 125 and a variable decoding bit determiner 127 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a level optimizer 135 and a level selector according to an embodiment of the present invention. 137) is a block diagram.
이하 상기 도4와 도5를 참조하여 본 발명에 따른 복호 비트 가변장치의 동작을 설명한다.4 and 5, the operation of the decoding bit variable apparatus according to the present invention will be described.
상기 신뢰계수 발생기(125)는 관찰구간 지시기(131)와 채널 특성 신뢰계수 발생기(133)로 구성된다. 채널 에러를 추정하기 위해 핑거는 관찰되는 수신데이터의 관찰 구간이 지정되어야 한다. 상기 채널 추정기(115)에서 출력되는 채널 에러 추정치는 상기 관찰구간에 대해서 출력되는 것이므로 신뢰계수를 발생하기 위해서 신뢰계수 발생기(125) 또한 상기 관찰 구간을 알고 있어야 한다. 상기 관찰 구간 지시기(131)는 상기 채널 에러를 추정하기 위한 수신데이터의 관찰구간 및 상기 채널 특성 신뢰계수 발생기(133)에 알려주기 위해 관찰구간 지시값을 출력한다.The confidence coefficient generator 125 includes an observation section indicator 131 and a channel characteristic confidence coefficient generator 133. In order to estimate the channel error, the finger should be assigned an observation interval of observed received data. Since the channel error estimate output from the channel estimator 115 is output for the observation interval, the confidence coefficient generator 125 also needs to know the observation interval in order to generate a confidence coefficient. The observation section indicator 131 outputs an observation section indication value to inform the observation section of the received data for estimating the channel error and the channel characteristic confidence coefficient generator 133.
채널 특성 신뢰계수 발생기(133)는 상기 관찰구간 지시값과 상기 채널 추정기(115)에서 출력되는 채널 에러 추정치를 입력받아 상기 <수학식 1>에 의해 신뢰계수(αTF)를 생성하여 출력한다.(단, 초기 첫 번째 관찰구간동안에는 일반적인 채널 디코더(123) 입력 복호 비트 레벨인 4비트로 할당한 후에 관찰 구간동안 채널 신뢰 계수를 발생시킨다.)The channel characteristic confidence coefficient generator 133 receives the observation interval indication value and the channel error estimate output from the channel estimator 115, and generates and outputs a confidence coefficient α TF by Equation 1. (However, during the initial first observation interval, the channel decoder 123 generates a channel confidence coefficient during the observation interval after allocating 4 bits, which is a general channel decoder 123 input decoding bit level.
가변 복호 비트 결정기(127)는 상기 가변되는 신뢰계수의 일정 범위에 대한복호 비트 레벨 테이블을 가지고 있으며, 상기 신뢰계수 입력 시 도5에서와 같이 해당하는 복호 비트 레벨을 출력하는 레벨 최적화기(135)와, 복호 비트 레벨에 따른 복호 비트 테이블을 가지고 있으며, 상기 복호 비트 레벨 입력 시 상기 복호 비트 레벨에 따른 복호 비트를 결정하여 출력하는 레벨 선택기(137)로 구성된다. 상기 복호 비트 레벨에 따른 복호비트 테이블은 입력될 수 있는 채널의 신뢰계수들에 대한 복호비트 레벨값들을 갖는다. 통상적인 경우의 신뢰계수가 1이라면 이때 복호비트 레벨은 8이된다. 그리고 상기 복호비트 레벨 값 8을 입력받은 레벨 선택기(137)는 8=23이므로 상기 복호비트 레벨 값 8에 대한 복호비트 3을 출력한다.The variable decoding bit determiner 127 has a decoding bit level table for a predetermined range of the variable reliability coefficient, and outputs a corresponding decoding bit level as shown in FIG. 5 when the confidence coefficient is input. And a level selector 137 having a decoding bit table according to the decoding bit level, and determining and outputting the decoding bit according to the decoding bit level when the decoding bit level is input. The decoding bit table according to the decoding bit level has decoding bit level values for confidence coefficients of a channel that can be input. If the confidence coefficient in the normal case is 1, then the decoding bit level is 8. The level selector 137 receiving the decoding bit level value 8 outputs decoding bit 3 with respect to the decoding bit level value 8 since 8 = 2 3 .
상기 레벨 선택기(137)에서 결정된 복호 비트는 상기 관찰구간 지시기(131)에서 주어진 관찰구간의 수신데이터에 적용되는 것이 아니라 상기 관찰구간 다음의 관찰구간의 수신데이터에서 적용되어 복호된다.The decoding bit determined by the level selector 137 is not applied to the received data of the observation section given by the observation section indicator 131 but is applied and decoded in the received data of the observation section following the observation section.
상기한 바와 같이 본 발명은 수신 채널의 상태를 판단하여 데이터의 열화량을 보상해주는 채널 에러 추정치를 이용하여 연판정 복호 비트를 가변시키므로서 하드웨어의 복잡도를 줄이고, 계산량을 줄일 수 있으므로 전력 낭비를 줄일 수 있으며 코딩 이득을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention reduces the complexity of the hardware and reduces the computation amount by varying the soft decision decoding bit using a channel error estimate that determines the state of the receiving channel to compensate for the deterioration of data. And there is an advantage to improve the coding gain.
Claims (5)
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