KR100317280B1 - 이동단말기에서의리드-솔로몬곱부호의오류정정장치및방법 - Google Patents

이동단말기에서의리드-솔로몬곱부호의오류정정장치및방법 Download PDF

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Abstract

이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법은 이동 단말기의 속력에 따라 적응적으로 오류 정정 및 검출 개수를 조절하여 적응적으로 복호화를 수행하도록 하기 위한 것으로서, 복조기를 구비한 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치에 있어서, 상기 복조기를 통해 복조된 신호의 속력을 검출한 후 기설정된 속력과 비교하여 에러 정정 및 에러 검출 개수의 변화값을 출력하는 서브-횡축 복호기와, 상기 복조기를 통해 복조된 신호를 상기 서브_횡축 복호기에서 출력된 속력에 따른 에러 정정 및 에러 검출 개수의 변화값에 따라 횡축 방향으로 복호화하는 횡축 복호기와, 상기 횡축 복호기에서 횡축 방향으로 복호화된 신호에 대하여 종축 방향으로 복호화하여 에러 정정을 수행한 후 데이터(Dout)를 출력하는 종축 복호기로 구성되는데 그 요지가 있다.

Description

이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법{apparatus and method for correcting error of reed-solomon product code in mobile terminal}
본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 특히 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법에 관한 것이다.
디지털 데이터를 전송하거나 저장 매체에 기록/재생하는 경우 오류율을 줄이기 위해서 리드-솔로몬 오류 정정 부호를 사용하는 경우가 많다.
예를 들어, 최근의 디지털 위성 방송이나 컴팩트 디스크(CD) 등에 리드-솔로몬 부호가 사용되고 있다.
이하, 종래 기술에 따른 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 종래 기술에 따른 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법에 적용되는 2차원 리스-솔로몬 곱부호의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 는 종래 기술에 따른 2차원 리드-솔로몬 곱부호의 일반적인 부호화에 대한 블럭 구성을 나타낸 도면으로서, 입력 데이터(Din)에 대하여 종축 방향으로부호화하는 종축 부호기(11)와, 상기 종축 부호기(11)에서 종축 방향으로 부호화된 입력 데이터(Din)에 대하여 횡축 방향으로 부호화하는 횡축 부호기(12)와, 상기 종축 및 횡축 부호기(11)(12)에서 종축 및 횡축 방향으로 부호화된 입력 데이터(Din)를 변조하여 안테나를 통해 송출하는 변조기(13)로 구성된다.
도 3 은 종래 기술에 따른 2차원 리드-솔로몬 곱부호의 일반적인 복호화에 대한 블럭 구성을 나타낸 도면으로서, 안테나를 통해 무선 채널로 수신되는 신호를 복조하는 복조기(21)와, 상기 복조기(21)를 통해 복조된 신호에 대하여 횡축 방향으로 복호화하는 횡축 복호기(22)와, 상기 횡축 복호기(22)에서 횡축 방향으로 복호화된 신호에 대하여 종축 방향으로 복호화하여 데이터(Dout)를 출력하는 횡축 복호기(23)로 구성된다.
도 4 는 이동 무선 환경에서 단말기의 속도 변화에 따른 수신 신호의 세기를 나타낸 도면이다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
종래 기술에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호는 도 1 에 도시된 바와 같은, 횡축 방향으로 k1 개의 정보심볼(1)에 대해 오류 정정을 하기 위한 n1-k1 개의 패리티심볼(1)을 추가하고, 종축 방향으로 k2 개의 정보심볼에 대해 오류 정정을 위한 n2-k2 개의 패리티심볼(2)을 추가한 형태로 구성된다.
즉, 2차원 리드-솔로몬 코드는 상기 정보심볼(1)에 패리티심볼(1, 2)을 덧붙인 것이다.
먼저, 종축 부호기(11)는 입력 데이터(Din)에 대하여 종축 방향으로 부호화하여 출력한다.
그러면 횡축 부호기(12)는 상기 종축 부호기(11)에서 종축 방향으로 부호화된 입력 데이터(Din)에 대하여 횡축 방향으로 부호화하여 출력한다.
이에 따라 변조기(13)는 상기 종축 및 횡축 부호기(11)(12)에서 종축 및 횡축 방향으로 부호화된 입력 데이터(Din)를 변조하여 안테나를 통해 송출한다.
한편, 도 3 에 도시된 바와 같이, 복조기(21)는 안테나를 통해 수신되는 신호를 복조하여 출력한다.
그러면 횡축 복호기(22)는 상기 복조기(21)에서 복조된 신호에 대하여 횡축 방향으로 복호화하여 출력한다.
즉 횡축 복호기(22)는 상기 복조기(21)에서 복조된 신호에 대하여 오프 정정 및 오류 검출을 하게 되는데, 전체 부호의 길이 n1, 정보 심벌의 길이 k1인 횡축 방향의 (n1, k1) 리드-솔로몬 부호에 대하여 오류 정정과 오류 검출은 ec+ed≤n1-k1이고, ec≤ed를 만족시키는 범위내에서 가능하다.
여기서 ec는 오류 정정 개수이고, ed는 오류 검출 개수이다.
예를 들어 횡축 부호로 (64, 60) 리드-솔로몬 부호를 사용하는 경우 횡축 복호기(22)에서는 ec와 ed값으로 (ec=0, ed=4), (ec=1, ed=3), (ec=2, ed=2)중 어느 하나의 값으로 선택할 수 있다.
여기서 횡축 복호기(22)에서의 오류 정정 개수 ec를 증가시키면 오류 검출개수 ed는 줄어듦을 알 수 있다.
만약 횡축 부호에서 발생한 심벌 오류의 개수를 Er이라고 정의하면 상기 횡축 복호기(22)에서의 동작은 하기한 수학식 1 내지 수학식 3에 도시된 바와 같이 일어난다.
Er≤ec : 오류 정정
ec<Er≤ed : 오류 검출
Er>ed : 오류 검출 또는 오류 정정
상기 수학식 2 및 수학식 3에 도시된 바와 같이 오류가 검출되면 횡축 복호기(22)는 해당되는 부호어(codeword)를 지운다.
이에 따라 종축 복호기(23)는 상기 횡축 복호기(22)에서 횡축 방향으로 복호화된 신호에 대하여 종축 방향으로 복호화하여 데이터(Dout)를 출력한다.
즉 종축 복호기(23)는 상기 횡축 복호기(22)에서 지워진 심볼을 정정하는 삭제 정정(erasure correction)을 수행한다.
이때 종축 복호기(23)에서는 하기한 수학식 4에 도시된 바와 같은 범위내에서 삭제 정정이 가능하다.
s≤n2-k2
여기서, s는 지워진 심볼의 개수이다.
그러나 종래 기술에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치에서는 리드-솔로몬 곱부호 복호화시 도 4 에 도시된 바와 같은 이동 단말기의 속력 변화가 고려되지 않았기 때문에 수신 신호의 세기에 따른 에러 검출 및 에러 정정시 시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 이동 단말기의 속력에 따라 적응적으로 오류 정정 및 검출 개수를 조절하여 적응적으로 복호화를 수행하도록 한 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법에 적용되는 2차원 리스-솔로몬 곱부호의 구조를 나타낸 도면이고,
도 2 는 종래 기술에 따른 2차원 리드-솔로몬 곱부호의 일반적인 부호화에 대한 블럭 구성을 나타낸 도면
도 3 은 종래 기술에 따른 2차원 리드-솔로몬 곱부호의 일반적인 복호화에 대한 블럭 구성을 나타낸 도면
도 4 는 이동 무선 환경에서 단말기의 속도 변화에 따른 수신 신호의 세기를 나타낸 도면
도 5 는 본 발명에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법에 적용되는 복호화기에 대한 블럭 구성을 나타낸 도면
도 6 은 도 5 의 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법을 나타낸 플로우 챠트
도 7 은 도 5 의 수신 신호의 세기에 따른 심볼 오류의 발생 구간을 나타낸 도면
도 8 은 도 5 의 횡축 복호기에서 복호화하기 전 고속 이동시 및 저속 이동시 복호 어레이에 저장된 심볼 오류 패턴의 일실시예를 나타낸 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 복조기 102 : 서브-횡축 복호기
103 : 횡축 복호기 104 : 종축 복호기
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치의 특징은, 복조기를 구비한 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치에 있어서, 상기 복조기를 통해 복조된 신호의 속력을 검출한 후 기설정된 속력과 비교하여 에러 정정 및 에러 검출 개수의 변화값을 출력하는 서브-횡축 복호기와, 상기 복조기를 통해 복조된 신호를 상기 서브_횡축 복호기에서 출력된 속력에 따른 에러 정정 및 에러 검출 개수의 변화값에 따라 횡축 방향으로 복호화하는 횡축 복호기와, 상기 횡축 복호기에서 횡축 방향으로 복호화된 신호에 대하여 종축 방향으로 복호화하여 에러 정정을 수행한 후 데이터(Dout)를 출력하는 종축 복호기를 포함하여 구성되는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정방법의 특징은, 이동 단말기의 속력을 전달받아 기설정된 속력과 비교하는 단계와, 상기 비교결과에 따라 에러 정정 개수(ec) 및 에러 검출 개수(ed)를 변화시켜 출력하는 단계로 이루어지는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정방법의 다른 특징은, 상기 출력단계가 상기 비교결과 기설정된 속력보다 증가하였다면 에러 정정 개수(ec)를 증가시키고 에러 검출 개수(ed)를 감소시키는 단계와, 상기 비교결과 기설정된 속력보다 감소하였다면 에러 정정 개수(ec)를 감소시키고 에러 검출 개수(ed)를 증가시키는 단계와, 상기 비교결과 기설정된 속력이라면 에러 정정 개수(ec) 및 에러 검출 개수(ed)를 현재 상태로 유지시키는 단계로 이루어지는데 있다.
이하, 본 발명에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5 는 본 발명에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치에 적용되는 복호화에 대한 블럭 구성을 나타낸 도면으로서, 안테나를 통해 무선 채널로 수신되는 신호를 복조하는 복조기(101)와, 상기 복조기(101)를 통해 복조된 신호의 속력을 검출한 후 기설정된 속력과 비교하여 에러 정정 및 에러 검출 개수의 변화값을 출력하는 서브-횡축 복호기(102)와, 상기 복조기(101)를 통해 복조된 신호를 상기 서브_횡축 복호기(102)에서 출력된 속력에 따른 에러 정정 및 에러 검출 개수의 변화값에 따라 횡축 방향으로 복호화하는 횡축 복호기(103)와, 상기 횡축 복호기(103)에서 횡축 방향으로 복호화된 신호에 대하여 종축 방향으로 복호화하여 에러 정정을 수행한 후 데이터(Dout)를 출력하는 종축 복호기(104)로 구성된다.
도 6 은 도 5 의 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
도 7 는 도 5 의 수신 신호의 세기에 따른 심볼 오류의 발생 구간을 나타낸 도면이고, 도 8 은 도 5 의 횡축 복호기에서 복호화하기 전 고속 이동시 및 저속 이동시 복호 어레이에 저장된 심볼 오류 패턴의 일실시예를 나타낸 도면이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전술한 도 2 에 도시된 바와 같이, 입력 데이터(Din)는 상기 종축 부호기(11)와 횡축 부호기(12)를 통해 종축 및 횡축 방향으로 부호화된 후 변조기(13)에서 소정 레벨로 변조되어 안테나를 통해 송출한다.
그러면 도 5 에 도시된 바와 같이, 복조기(101)는 안테나를 통해 수신되는 신호를 복조하여 출력한다.
이에 따라 서브-횡축 복호기(102)는 상기 복조기(101)를 통해 복조된 신호로부터 도 7 에 도시된 바와 같이 이동 단말기의 속력을 검출한 후 기설정된 속력과 비교하여 에러 정정 및 에러 검출 개수의 변화값을 출력한다.
여기서 상기 서브-횡축 복호기(102)는 상기 속력을 이동 단말기의 속력을 검출할 수 있는 장치로부터 전달받게 된다.
즉 서브-횡축 복호기(102)는 상기 장치로부터 이동 단말기의 속력을 전달받아 기설정된 속력과 비교하여 속력이 증가하였다면 ec를 증가시키고, ed를 감소시켜 횡축 복호기(103)로 출력한다(S1~S3)(S7).
상기 비교결과 속력이 증가하지 않았다면 서브-횡축 복호기(102)는 상기 전달된 속력이 기설정된 속력보다 감소했는지를 비교하여 감소했다면 ec를 감소시키고 ed를 증가시켜 횡축 복호기(103)로 출력한다(S4, S5, S7).
아울러 상기 비교결과 감소하지 않았다면 서브_횡축 복호기(102)는 현재의 ec, ed를 유지시켜 횡축 복호기(103)로 출력한다(S6, S7).
이에 따라 횡축 복호기(103)는 상기 서브-횡축 복호기(102)의 ec, ed의 변화값에 따라 상기 복조기(101)에서 복조된 신호의 도 8 에 도시된 바와 같은 고속 이동시 및 저속 이동시 복호 어레이에 저장된 심볼 오류 패턴을 횡축 복호화하여 출력한다.
즉 횡축 복호기(103)는 상기 서브-횡축 복호기(102)의 ec, ed의 변화값이 ec 증가, ed 감소라면 상기 복조기(101)의 신호에 대하여 횡축 방향으로 에러 정정 개수를 증가시키고 에러 검출 개수를 감소시켜 복호화를 수행하여 그 결과 신호를 출력한다.
아울러 횡축 복호기(103)는 상기 서브-횡축 복호기(102)의 ec, ed의 변화값이 ec 감소, ed 증가라면 상기 복조기(101)의 신호에 대하여 횡축 방향으로 에러정정 개수를 감소시키고 에러 검출 개수를 증가시켜 복호화를 수행하여 그 결과 신호를 출력한다.
그리고 횡축 복호기(103)는 상기 서브-횡축 복호기(102)의 ec, ed의 변화값이 ec, ed 유지라면 상기 복조기(101)의 신호에 대하여 횡축 방향으로 기설정된 에러 정정 개수 및 에러 검출 개수로 복호화를 수행하여 그 결과 신호를 출력한다.
예를 들어 횡축의 (n1, k1) 부호로 (64, 60) 리드-솔로몬 부호를 사용한다면 횡축 복호기(103)에서는 오류 정정 개수 ec, 오류 검출 개수 ed값은 (ec=0, ed=4), (ec=1, ed=3), (ec=2, ed=2) 중 하나의 값으로 선택된다.
만약 고속 이동시 횡축 복호기(103)에서 상기 서브-횡축 복호기(102)의 ec, ed변화값에 따라 ec, ed가 (ec=2, ed=2)로 변화되었다면 오류 정정을 2개, 오류 검출을 2개까지 할 수 있다.
따라서 도 8a 에 도시된 바와 같은 고속 이동시 오류 패턴은 횡축 부호에서 오류 개수 Er이 2개 이하이기 때문에 전술한 수학식 1로부터 횡축 복호기(103)는 모든 횡축 부호에 대하여 정정을 할 수 있다.
또한, ec, ed가 (ec=0, ed=4)로 변화되었다면 횡축 복호기(103)는 모든 횡축 부호어에 대하여 오류 검출이 가능하지만 상기 오류가 검출된 부호어를 지우기 때문에 6개의 부호어가 지워진다.
이때 지워진 부호어가 많을수록 종축 복호기(104)에서 종축 방향으로 복호화시 오버헤드(overhead)가 증가하고 복호화후의 오류 확률이 증가한다.
한편, 도 8b 에 도시된 바와 같은 저속 이동시 ec, ed가 (ec=2, ed=2)로 변화되었다면 횡축 부호에서 오류 개수 Er이 2개보다 크기 때문에 횡축 복호기(103)에서는 전술한 수학식 3으로부터 다른 부호로 정정되거나 오류 검출이 일어난다.
또한, ec, ed가 (ec=0, ed=4)로 변화되었다면 횡축 복호기(103)는 모든 횡축 부호어에 대하여 오류 검출이 가능하며 지워진 부호어의 개수는 3개가 된다.
이렇게 지워진 부호어는 수학식 4에 도시된 바와 같이 종축 부호기(104)에서 패리티 심볼 n2-k2가 3이상이면 모두 정정이 가능하다.
따라서 고속 이동시에는 오류 검출 개수 ed를 줄이고, 오류 정정 개수 ec를 늘이는 것이 바람직하며, 저속 이동시에는 ed를 늘이고 ec를 줄이는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치 및 방법은 이동 단말기의 속력에 따라 적응적으로 오류 정정 및 검출 개수를 조절하여 적응적으로 복호화를 수행하도록 함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 복조기를 구비한 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치에 있어서,
    상기 복조기를 통해 복조된 신호의 속력을 검출한 후 기설정된 속력과 비교하여 에러 정정 및 에러 검출 개수의 변화값을 출력하는 서브-횡축 복호기와;
    상기 복조기를 통해 복조된 신호를 상기 서브_횡축 복호기에서 출력된 속력에 따른 에러 정정 및 에러 검출 개수의 변화값에 따라 횡축 방향으로 복호화하는 횡축 복호기와;
    상기 횡축 복호기에서 횡축 방향으로 복호화된 신호에 대하여 종축 방향으로 복호화하여 에러 정정을 수행한 후 데이터(Dout)를 출력하는 종축 복호기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정장치.
  2. 이동 단말기의 속력을 전달받아 기설정된 속력과 비교하는 단계와;
    상기 비교결과에 따라 에러 정정 개수(ec) 및 에러 검출 개수(ed)를 변화시켜 출력하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력단계는
    상기 비교결과 기설정된 속력보다 증가하였다면 에러 정정 개수(ec)를 증가시키고 에러 검출 개수(ed)를 감소시키는 단계와;
    상기 비교결과 기설정된 속력보다 감소하였다면 에러 정정 개수(ec)를 감소시키고 에러 검출 개수(ed)를 증가시키는 단계와;
    상기 비교결과 기설정된 속력이라면 에러 정정 개수(ec) 및 에러 검출 개수(ed)를 현재 상태로 유지시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 이동 단말기에서의 리드-솔로몬 곱부호의 오류정정방법.
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