KR100404183B1 - 채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법 - Google Patents

채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차세대 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 광대역 코드 분할 다중 접속(이하, W-CDMA 라 약칭함) 방식을 이용하는 이동 통신 시스템의 코딩 및 역다중화 절차 중 채널 심볼 레이트를 최적의 수준으로 조정하는데 사용되는 채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 W-CDMA 방식을 이용하는 이동 통신 시스템의 코딩 및 역다중화 절차 중 채널 심볼 레이트를 최적의 수준으로 조정하기 위한 반복 알고리즘을 사용하여 상향 링크 및 하향 링크에서 채널화 코드에 대한 최적의 레이트 매칭 방법을 제공한다. 특히 입력 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요할 경우 이를 지원해 주는 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘을 제공하며, 터보 코드에 대한 새로운 반복 알고리즘을 제공한다.

Description

채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법{Rate matching method for channelization code}
본 발명은 차세대 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 W-CDMA 방식을 이용하는 이동 통신 시스템의 코딩 및 역다중화 절차 중 채널 심볼 레이트를 최적의 수준으로 조정하는데 사용되는 채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법에 관한 것이다.
최근 일본의 ARIB, 유럽의 ETSI, 미국의 T1, 한국의 TTA 및 일본의 TTC는 음성, 영상 및 데이터와 같은 멀티미디어를 서비스하는 기존 이동 통신 세계화 시스템(GSM : Global system for mobile communications)의 코어 네트워크와 무선 접속 기술을 기본으로 한 보다 진화된 차세대 이동 통신 시스템을 구상하였다.
진화된 차세대 이동 통신 시스템에 대한 기술적인 명세를 제시하기 위하여 이들은 공동 연구에 동의하였으며, 이를 위한 프로젝트를 3세대 공동 프로젝트(Third Generation Partnership Project ; 이하, 3GPP 라 약칭함)라 하였다.
3GPP는 크게 다음의 세 가지 기술 연구 영역을 포함한다.
첫 째, 3GPP 시스템 및 서비스 부문이다, 이는 3GPP 명세를 근거로 한 시스템의 구조 및 서비스 능력에 대한 연구를 하는 부문이다.
둘 째, 범지구 무선 접속 네트워크(UTRAN : Universal Terrestrial Radio Access Network)에 대한 연구 부문이다, 여기서 범지구 무선 접속 네트워크(UTRAN)는 주파수 분할 듀플렉스(FDD : Frequency Division Duplex) 모드에 따르는 W-CDMA와 시간 분할 듀플렉스(TDD : Time Division Duplex) 모드에 따르는 TD-CDMA를 적용한 무선 접속 네트워크(RAN : Radio Access Network)이다.
세 째, 2세대의 이동 통신 세계화 시스템(GSM)에서 진화되어 이동성 관리 및 전세계적 로밍(Global roaming)과 같은 3세대 네트워킹 능력을 갖는 코어 네트워크(Core network)에 대한 연구 부문이다.
상기한 3GPP의 기술 연구 부문들 중에서 범지구 무선 접속 네트워크(UTRAN)에 대한 연구 부문에서는 전송 채널(transport channel)과 물리 채널(physical channel)에 대한 정의 및 이에 대한 설명을 기술하고 있으며, 특히 S1 시리즈 중 S1.12에는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 모드에 따르는 역다중화(Demultiplexing), 채널 코딩(channel coding) 및 인터리빙(interleaving)에 대한 정의와 이에 대한 설명을 기술하고 있다.
여기서 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에 따른 상향 링크 및 하향 링크에서의 역다중화 및 채널 코딩에 대해 간단히 설명한다.
상향 링크에서는 먼저 동일한 서비스 품질(Quality of Service ; 이하, QoS 라 약칭함)의 전송 채널들이 다중화되며, 다중화된 동일한 QoS의 전송 채널들은 채널 코딩(Channel coding), 인터리빙(interleaving) 및 레이트 매칭(rate matching) 과정을 거치게 된다.
하향 링크에서도 다중화된 동일한 QoS의 전송 채널들은 먼저 채널 코딩(Channel coding)을 거친다. 그러나 상향 링크에서와 달리 레이트 매칭(rate matching) 이후 비연속 전송 표시 비트 삽입(insert of discontinuous transmission indication bits) 및 인터리빙(interleaving) 과정을 거치게 된다.
이 때 상기한 상향 링크 또는 하향 링크에서의 채널 코딩으로는 컨벌루션 코딩(Convolutional coding) 또는 터보 코딩(Turbo coding) 중 어느 하나를 사용하며, 그밖에도 서비스에 따라 특정 코딩이 사용되기도 한다.
상기한 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에 따른 상향 링크 또는 하향 링크에서의 코딩 및 다중화 절차 중 주목할 것은 레이트 매칭(Rate matching)이다.
이 레이트 매칭은 서로 다른 전송 채널에 대해 반복(repetition)과 펑쳐링(puncturing)을 적용하여 최적 수준의 채널 심볼 레이트로 조정하는 과정이다.
그러나 현재 W-CDMA 방식을 이용하는 이동 통신 시스템의 코딩 및 다중화 절차 중 채널 심볼 레이트를 최적의 수준으로 조정하는데 사용되는 반복 알고리즘은 아직까지 구체화되지 않고 있는 실정이다.
다시 말하자면, 채널 코딩에서 컨벌루션 코드를 사용할 경우 반복 알고리즘으로는 아래와 같이 현재 컨벌루션 코드에 대한 펑쳐링 알고리즘과 동일한 형태의 알고리즘을 적용되고 있다.
"=비트들의 집합
; 전체 반복 개수
; 레이트 매칭 블록의 입력 비트열 크기
; 반복된 후의 코드 심볼 개수
; 현재 반복 비율과 원하는 반복 비율간의 초기 오차, 하향 링크에서
; 현재 코드 심볼에 대한 인덱스
; 오차(e) 갱신
; 인덱스인 코드 심볼에 대해 반복 발생 여부 검사
; 오차(e) 갱신
; 다음 코드 심볼에 대한 인덱스
"
상기한 현재의 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘에 의하면, 최대로 입력 비트열 크기의 2배까지만 반복이 수행된다. 예로써 도 1 및 도 2의 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)으로 입력되는 비트열 크기가이고, 입력 비트열에 대해개만큼의 반복이 수행되어야 할 경우, 상기 반복 알고리즘에서는 "" 인 조건을 만족할 때만 비트열에 대한 반복 동작이 지원된다. 이는 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘이 펑쳐링 알고리즘과 동일한 형태의 알고리즘을 적용하고 있기 때문이다.
하지만 현재 W-CDMA 방식의 이용하는 차세대 이동 통신 시스템에서는 경우에 따라 입력 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요하게 된다. 이는 현재의 W-CDMA 방식에서 펑쳐링에 있어서는 레이트 매칭 블록으로 입력되는 비트열에 대해 최대 20％까지 가능하도록 규정하고 있지만, 반복에 있어서는 제한을 두지 않고 있기 때문이다.
따라서 현재 제안되고 있는 반복 알고리즘의 수정이 불가피한 실정이다.
더욱이 채널 코딩에서 터보 코드를 사용할 경우에 대해서는 정확한 반복 알고리즘이 제시되고 있지 않다.
본 발명의 목적을 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, W-CDMA 방식을 이용하는 이동 통신 시스템의 코딩 및 다중화 절차 중 채널 심볼 레이트를 최적의 수준으로 조정하기 위한 반복 알고리즘을 사용하여 상향 링크 및 하향 링크에서 채널화 코드에 대한 최적의 레이트 매칭 방법을 제공하는데 있다.
특히 입력 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요할 경우 이를 지원해 주는 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘을 제공하며, 터보 코드에 대한 새로운 반복 알고리즘을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법의 특징은, 소정의 비트열이 스위칭되어 입력되는 하나 또는 그 이상의 레이트 매칭 블록이 구비된 이동 통신 시스템에 있어서, a.채널 코딩 후 특정 레이트 매칭 블록에서 요구되는 전체 반복 비트 중 입력되는 비트열 크기의 정수배에 해당되는 코드 비트수 만큼 반복하는 단계와, b.이후 나머지 반복 코드 비트수 만큼 더 반복하는 단계가 포함되어 이루어진다.
바람직하게는, 상기 b 단계가 상기 특정 레이트 매칭 블록에 입력되는 비트열에서, 상기 나머지 코드 비트수에 대한 입력 비트열 크기의 비율로 산출되는 평균 거리에 위치한 코드 비트가 더 반복된다.
또한, 상기 b 단계는, 상기 요구되는 전체 반복 비트수가 상기 입력되는 비트열 크기를 초과하는 경우에 수행된다.
특히 본 발명에 따른 터보 코드에 대한 레이트 매칭 방법의 특징은, 다수의 레이트 매칭 블록과, 소정의 비트열을 스위칭하여 상기 각 레이트 매칭 블록에 전달하는 디멀티플렉싱부가 구비된 이동 통신 시스템에 있어서, a.상기 디멀티플렉싱부가 터보 코딩된 비트열을 각 레이트 매칭 블록으로 스위칭 시키는 단계와, b.상기 스위칭에 의해 입력된 각 비트열들에 대해 해당 레이트 매칭 블록에서 요구되는 전체 반복 비트수가 입력되는 비트열 크기보다 큰 경우, 상기 각 레이트 매칭 블록의 반복 루프 횟수를 결정하는 단계와, c.상기 결정된 반복 루프 횟수에 따라 상기 요구되는 전체 반복 비트 중 입력되는 비트열 크기의 정수배에 해당되는 코드 비트수 만큼 반복하는 단계와, d.이후 나머지 반복 코드 비트수 만큼 더 반복하는 단계가 포함되어 이루어진다.
도 1은 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에 따른 하향 링크에서의 레이트 매칭 블록(RMB)을 나타낸 블록구성도.
도 2는 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에 따른 상향 링크에서의 레이트 매칭 블록(RMB)을 나타낸 블록구성도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1,10 : 채널 코딩부 2,13 : 디멀티플렉싱부
3,14 : 제1 레이트 매칭 블록(RMB1) 4,15 : 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)
5,16 : 제3 레이트 매칭 블록(RMB3) 11 : 인터리버
12 : 무선 프레임 분할부(Radio frame segmentation)
이하 본 발명에 따른 채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법의 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에서는 최적의 레이트 매칭을 위한 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘과 터보 코드에 대한 반복 알고리즘을 제시한다.
이러한 각 반복 알고리즘의 설명에 앞서 현재 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에서 사용되는 1/3 부호율의 채널화 코드에 대한 상향 링크 및 하향 링크의 레이트 매칭 블록(RMB : : Rate Matching Block)을 간단히 설명한다.
도 1은 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에 따른 하향 링크에서의 레이트 매칭 블록(RMB)을 나타낸 블록구성도이며, 도 2는 3GPP 무선 접속 네트워크(RAN) 규격에 따른 상향 링크에서의 레이트 매칭 블록(RMB)을 나타낸 블록구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 각 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5,14,15,16)은 1/3 부호율의 채널화 코드, 즉 터보 코드 및 컨벌루션 코드에 대해 동일하게 적용된다.
채널 코딩부(channel coding)(1,10)의 출력 비트열들은 디멀티플렉싱부(2,13)에서 역다중화되어 각 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5,14,15,16)으로 입력된다.
채널 코딩부(1,10)에서는 컨벌루션 코딩(Convolutional coding) 또는 터보 코딩(Turbo coding) 중 어느 하나를 사용하는데, 이 때는 사용되는 채널화 코드에 따라 디멀티플렉싱부(2,13)의 역다중화가 달라진다.
즉 터보 코딩된 출력 비트열은 시스티메틱 비트열(x), 제1 패리티 비트열(y), 제2 패리티 비트열(z)로 분기되는데, 이는 출력 비트열의 각 코드 심볼을 구성하는 세 개의 코드 비트가 서로 다른 중요도를 갖기 때문이며, 이를 위해 디멀티플렉싱부(2,13)는 서로 다른 중요도를 갖는 코드 비트들을 코드 심볼 단위로 교대로 스위칭하여 해당 비트열(x,y,z)들이 차례로 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5 또는14,15,16)에 입력되도록 한다.
반면에 컨벌루션 코딩된 출력 비트열에 대해서는 각 심볼을 구성하는 세 개의 코드 비트가 동일한 중요도를 갖는다는 가정이 수반되므로, 디멀티플렉싱부(2,13)는 코드 비트들을 코드 심볼 단위로 교대로 스위칭하지 않고, 특정 레이트 매칭 블록(RMB)에 모든 비트열이 입력되도록 한다.
이와 같이 디멀티플렉싱부(2,13)로부터 입력되는 비트열들에 대해 각 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5,14,15,16)에서는 레이트 매칭을 위한 펑쳐링 또는 반복 절차가 수행된다.
이 때 각 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5,14,15,16)은 입력 비트열의 크기와, 펑쳐링 또는 반복되는 코드 비트량에 따라 그 동작이 결정되는데, 이를 위해 여러 파라미터들이 사용된다.
예로써, 도 1의 각 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5)에서 1/3 터보 코드에 대한 펑쳐링 절차가 수행된다면, 사용되는 파라미터로는 각 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5)의 입력 비트열의 크기를 나타내는 "Nc"와, 각 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5)에서 펑쳐링되는 코드 비트량을 나타내는 "P"가 있다. 이 때는 시스티메틱 비트열들(x)에 대한 펑쳐링이 배제되어야 하기 때문에 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3)에서 "P"값은 "0"이 되며, 각각의 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)(4)과 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5)에서는 전체 펑쳐링되는 코드 비트량이 "P"일 때 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)(4)과 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5)에서 펑쳐링되는 각 코드 비트량은와이다.
또다른 예로써, 도 1의 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3)에서 1/3 컨벌루션 코드에 대한 펑쳐링 절차가 수행된다면, 디멀티플렉싱부(2,13)의 스위칭이 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3)에 고정되어 있으므로, 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)에서는 전체 펑쳐링되는 코드 비트량을 나타내는 파라미터 "P"를 사용하여 레이트 매칭을 수행한다.
다음은 상기한 도 1 및 도 2를 참조하여, 각 레이트 매칭 블록(RMB)에 적용되는 컨벌루션 코드 및 터보 코드에 대한 각 반복 알고리즘에 대해 설명한다.
기존에는 특정 레이트 매칭 블록(RMB)에 적용되는 1/3 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘이 1/3 컨벌루션 코드에 대한 펑쳐링 알고리즘과 동일한 형태로 사용되었기 때문에, 최대로 입력 비트열 크기의 2배까지만 반복이 수행되었다.
그러나 본 발명에서는 특정 레이트 매칭 블록(RMB)에 입력되는 비트열 크기(N)보다 반복되는 코드 비트수(P)가 큰 경우, 즉 특정 레이트 매칭 블록(RMB)에 입력되는 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요한 경우에 대한 반복 알고리즘을 제안한다.
다음은 특정 레이트 매칭 블록(RMB)에 입력되는 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요한 경우에 있어서 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘을 설명한다.
우선 플래그 파라미터 ""를 다음 식 1과 같이 정의한다.
상기한 식 1에서는 반복되어야 할 코드 비트수를 나타내며,은 특정 레이트 매칭 블록(RMB)에 입력되는 비트열 크기를 나타낸다.
이에 따라 본 발명에 따른 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘에서 잔여 반복 코드 비트수를 나타내는 파라미터을 다음 식 2와 같이 정의한다.
여기서 만약 ""일 때는, ""이고 ""이 된다. 그러나 ""일 때는, ""는 1이상의 값을 가지게 된다.
이렇게 ""이고, 도 1 및 도 2에 도시된 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)으로 비트열이 입력된다면, 먼저 입력 비트열은의 값만큼 반복된다. 이후 파라미터가 반복되어야 할 전체 코드 비트수()에서의 값만큼 반복하고 남은 코드 비트수이므로, 상기 입력 비트열을의 값만큼 반복한 후의 코드 비트수만큼 더 반복이 수행된다.
이와 같은 본 발명에 따른 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘이 수행되지 위해서는 우선 사용되는 각 인터리버의 열별로 초기 오차값을 구해야 한다. 이 초기 오차값을 구하기 위해서는 각 비트열에 대한 인터리버 메모리 열에 적용할 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산한다. 쉬프팅 파라미터 S(k)는 파라미터을 이용하여 계산한다.
컨벌루션 코드에 대한 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산하기 위한 기본 전제는 아래와 같으며, 그 다음 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산하기 위한 알고리즘을 나타내었다.
첫 째,첫 번째 인터리버의 열 개수
둘 째,레이트 매칭 블록(RMB)의 입력 비트열 크기
셋 째,레이트 매칭블록(RMB)에서 반복되어야 한 코드 비트수
네 째,
다섯 째,
여섯 째,;는 코드 심볼 단위의 평균 반복 거리, 여기서는를 넘지 않는 최대 정수값이다.
상기한 기본 전제로부터가 산출되며, 이 산출된값으로부터 각 열에 적용할 초기 오차값을 구하기 위한 알고리즘은 다음과 같다.
"
"
상기한 알고리즘에서 ""는 같은 열에서 계속 반복이 이루어지는 것을 방지하기 위한 것으로, ""는와의 최대 공약수를 나타낸다. 또한 ""는 사용되는 각 인터리버의 인터리빙 패턴을 나타내며, 마지막 식 ""은 인터리버의 각 열별 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산하기 위한 식이다. 여기서는보다 큰 최소 정수값이다.
상기한 알고리즘에 의해 각 열별로 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산한 후 이로부터 구해진 초기 오차값을 사용하여 다음의 반복 알고리즘을 수행한다.
수행되는 반복 알고리즘은 정해진 특정 레이트 매칭 블록(RMB)에서 레이트 매칭을 위한 것이다.
"=비트들의 집합
; 반복될 전체 코드 비트수
레이트 매칭 블록(RMB)의 입력 비트열 크기
; 현재 반복 비율과 원하는 반복비율간의 초기 오차, 하향 링크에서
; 현재 코드 심볼에 대한 인덱스
; 오차(e) 갱신
; 인덱스인 코드 심볼에 대해 반복 발생 여부 검사
; 오차(e) 갱신
; 다음 코드 심볼에 대한 인덱스
"
지금까지 설명된 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘을 이용하여, 도 1 및도 2의 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)의 입력 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요한 경우에 대한 일 예를 든다.
상기 본 발명에 따른 반복 알고리즘에서 반복될 전체 코드 비트수이고, 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)의 입력 비트열 크기이면,인 경우이므로 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)의 입력 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요한 경우이다.
이 때, 상기한 식 1에 의해이 되고, 이로부터이 된다. 결국이 된다.
결국 상기한 반복 알고리즘에서 이러한 파라미터값들을 이용하면, 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)으로 입력되는 비트열은의 값만큼 1회 반복된 후 파라미터이므로 1비트만큼 반복이 더 수행된다.
이 때에 의해 더 반복되는 1비트는 각 인터리버의 각 열별로 계산된 쉬프팅 파라미터 S(k)에 의해 결정된다.
다음은 도 1 및 도 2에 도시된 각 레이트 매칭 블록들(RMB)로 입력되는 터보 코드에 대한 비트열들의 반복 알고리즘을 설명한다.
앞에서도 언급했듯이 터보 코드에 대한 펑쳐링 알고리즘에서는 좋은 성능을 발휘할 수 있도록 시스티메틱 비트열들(x)에 대한 펑쳐링이 배제되어야 하고, 제1 패리티 비트열(y)과 제2 패리티 비트열(z)들에 대해서만 펑쳐링 한다.
그러나 이와 비슷한 목적으로 레이트 매칭을 위한 반복 알고리즘에서 시스티메틱 비트열(x)만을 반복한다면 큰 성능 향상을 보이지 못하는 경우도 생긴다. 다시 말하자면 전체 비트열들이 균일한 전력을 가질 때 좋은 성능을 발휘하는 경우가 있을 수 있는데, 이에 비해 시스티메틱 비트열(x)만을 반복한다면 제1 패리티 비트열 및 제2 패리티 비트열의 전력에 비해 시스티메틱 비트열의 전력이 상대적으로 큰 값을 갖게 되기 때문에 반드시 좋은 성능이 발휘된다고 볼 수 없다.
따라서, 시스티메틱 비트열(x)만을 반복하는 알고리즘 이외에도 터보 코드에 대한 여러 반복 알고리즘을 생각할 수 있다.
본 발명에서는 이하 터보 코드에 대한 반복 알고리즘의 적용 예들을 제안하며, 이를 설명하기 위해 도 1 및 도 2를 참조한다.
첫 번째 터보 코드에 대한 반복 알고리즘 적용 예는, 기존의 컨벌루션 코드에 대한 반복 알고리즘을 그대로 사용하는 것이다. 이 경우에는 컨벌루션 코딩된 출력 비트열에 대해 디멀티플렉싱부(2,13)가 각 심볼을 구성하는 세 개의 코드 비트들을 모두 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)에 입력되도록 한 후 현재 컨벌루션 코드에 대한 펑쳐링 알고리즘과 동일한 형태의 반복 알고리즘으로 동작시킨다.
다음 표 1은 상기한 첫 번째 터보 코드에 대한 반복 알고리즘 적용 예에서 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)에 사용되는 파라미터들을 나타낸 것이다.
RMB1('x') RMB2('y') RMB3('z')
(a,b) (2,1) (1,1) (2,1)
각 RMB의 반복 코드 비트량 P 0 0
입력 비트열 크기 N 0 0
상기한 표 1에서 파라미터 "(a,b)"는 반복되는 코드 비트의 위치를 조정하는데 사용된다.
두 번째 터보 코드에 대한 반복 알고리즘 적용 예는, 터보 코드에 대한 펑쳐링 알고리즘과 유사한 형태의 반복 알고리즘을 사용하는 것이다. 이 경우에는 디멀티플렉싱부(2,13)가 터보 코딩된 출력 비트열을 코드 심볼 단위로 교대로 스위칭하여 시스티메틱 비트열(x), 제1 패리티 비트열(y), 제2 패리티 비트열(z)들이 차례로 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5 또는14,15,16)에 입력되도록 한다. 이때 시스티메틱 비트열들(x)에 대한 반복은 배제하고, 각각의 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)(4,15)과 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5,16)에서 전체 반복되는 코드 비트량이 "P"일 때 각각 P/2 코드 비트만큼씩 반복하거나, 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)(4,15)에서코드 비트만큼을 반복하고 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5,16)에서코드 비트만큼을 반복한다.
다음 표 2는 상기한 두 번째 터보 코드에 대한 반복 알고리즘 적용 예에서 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)(4,15)과 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5,16)에 사용되는 파라미터들을 나타낸 것이다.
RMB1('x') RMB2('y') RMB3('z')
(a,b) (2,1) (1,1) (2,1)
각 RMB의 반복 코드 비트량 0
입력 비트열 크기
세 번째 터보 코드에 대한 반복 알고리즘 적용 예도 또한 터보 코드에 대한 펑쳐링 알고리즘과 유사한 형태의 반복 알고리즘을 사용하는 것이다. 이 경우에도 상기한 두 번째 적용 예와 마찬가지로 디멀티플렉싱부(2,13)가 터보 코딩된 출력 비트열을 코드 심볼 단위로 교대로 스위칭하여 시스티메틱 비트열(x), 제1 패리티 비트열(y), 제2 패리티 비트열(z)들이 차례로 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5 또는14,15,16)에 입력되도록 한다. 그러나 이때는 시스티메틱 비트열들(x)에 대한 반복은 배제하지 않고, 전체 반복되는 코드 비트량이 "P"일 때 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)과 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5,16)에서 각각 P/2 코드 비트만큼씩 반복하거나, 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)에서코드 비트만큼을 반복하고 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5,16)에서코드 비트만큼을 반복한다.
다음 표 3은 상기한 세 번째 터보 코드에 대한 반복 알고리즘 적용 예에서 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)과 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5,16)에 사용되는 파라미터들을 나타낸 것이다.
RMB1('x') RMB2('y') RMB3('z')
(a,b) (2,1) (1,1) (2,1)
각 RMB의 반복 코드 비트량 0
입력 비트열 크기
네 번째 터보 코드에 대한 반복 알고리즘 적용 예도 또한 터보 코드에 대한 펑쳐링 알고리즘과 유사한 형태의 반복 알고리즘을 사용하는 것이다. 이 경우에도 상기한 두 번째, 세 번째 적용 예와 마찬가지로 디멀티플렉싱부(2,13)가 터보 코딩된 출력 비트열을 코드 심볼 단위로 교대로 스위칭하여 시스티메틱 비트열(x), 제1 패리티 비트열(y), 제2 패리티 비트열(z)들이 차례로 레이트 매칭 블록(RMB)(3,4,5 또는14,15,16)에 입력되도록 한다. 그러나 이때는 전체 반복되는 코드 비트량이 "P"일 때, 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)과 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)(4,15)과 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5,16)에서 각각 P/3 코드 비트만큼씩 반복한다.
그런데 네 번째 터보 코드에 대한 반복 알고리즘 적용 예에서는, 각 레이트 매칭 블록(RMB)으로 입력되는 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요할 경우에 만약 반복될 전체 코드 비트량이 "P"가 3의 배수값을 갖지 않으면 문제가 생긴다.
따라서 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)과 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)(4,15)과 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5,16)에서 사용되는 새로운 파라미터의 정의가 필요하며, 그에 따른 반복 알고리즘도 필요하다. 이를 위해 본 발명에서는 다음과 같은 터보 코드에 반복 알고리즘에 적용될 파라미터들을 제시하며, 그 파라미터를 사용한 반복 알고리즘을 또한 제시한다.
본 발명에서 새롭게 제시한 파라미터들은 각 레이트 매칭 블록(RMB)으로 입력되는 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요할 경우에 적용 가능하도록 계산된 파라미터들이다. 다음에 나타내는 파라미터 계산 절차에서는 첫 번째 인터리버의 열 개수이고,는 사용되는 각 인터리버의 인터리빙 패턴을 나타낸다.
다음 파라미터 계산 절차에는 먼저 각 인터리버의 열당 반복 개수를 나타내는 파라미터 "△Nij"과, 각 인터리버의 열당 비트수를 나타내는 파라미터 Nij가 사용되며, 이들 두 파라미터에 의해 각 레이트 매칭 블록(RMB)에서의 반복 알고리즘 루프 횟수가 결정된다.
"; 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)의 반복 루프 횟수
; 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)의 반복 루프 횟수
; 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)의 반복 루프 횟수
; 각 RMB의 입력 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요할 경우에 대한 플래그 파라미터.
"
상기한 파라미터 계산 절차에 대해 예를 들면, 각 인터리버의 열당 비트수가 8이고, 각 인터리버의 열당 반복 개수가 5일 경우 일 때, "Nij=8"이고 "△Nij=5"이다.
따라서, 각 레이트 매칭 블록(RMB1,RMB2,RMB3)의 반복 루프 횟수는 각각 ""이고, ""이며, 마지막 레이트 매칭 블록(RMB3)도 또한 ""이 된다.
이 때에 이들 값들을 대입하면,이 되어 만족하므로, ""이 된다.
결국 "= 1 + 1 = 2"이므로, 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)에서는 두 번의 반복 루프가 돈다.
또한 "= 1 + 1 = 2"이므로, 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)에서도 두 번의 반복 루프가 돈다.
마지막 "= 1"이므로, 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)에서는 한 번의 반복 루프가 돈다.
상기 파라미터 계산 절차에 대해 또다른 예를 들면, 각 인터리버의 열당 비트수가 7이고, 각 인터리버의 열당 반복 개수가 8일 경우 일 때, "Nij=7"이고 "△Nij=8"이다.
따라서, 각 레이트 매칭 블록(RMB1,RMB2,RMB3)의 반복 루프 횟수는 각각 ""이고, ""이며, 마지막 레이트 매칭 블록(RMB3)도 또한 ""이 된다.
이 때에 이들 값들을 대입하면,이 되어 ""이 될 조건을 만족시키지 못한다.
이에 따라 ""에 의해 플래그 파라미터의 값을 계산한다.
결국 ""이다.
이에 따라 ""이 된다.
이렇게 계산된 파라미터를 사용하여, 잔여 반복 코드 비트수 만큼 반복된다.
다음은 본 발명에 따른 터보 코드에 대한 각 레이트 매칭 블록(RMB)의 반복 알고리즘에 사용될 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산하는 절차를 설명한다.
첫 번째, 시스티메틱 비트열(x)에 대한 쉬프팅 파라미터를 계산하는 절차를 설명한다.
먼저 코드 심볼 단위의 평균 반복 거리를 나타내는 파라미터를 다음 식 3에 의해 산출한다.
, 는 를 넘지 않는 최대 정수값
이후 상기한 식 3에 의해 산출된값을 다음 알고리즘에 사용하여 각 열에 적용할 초기 오차값을 구한다.
"
"
두 번째, 제1 패리티 비트열(y)에 대한 쉬프팅 파라미터를 계산하는 절차를 설명한다.
먼저 코드 심볼 단위의 평균 반복 거리를 나타내는 파라미터를 다음 식 4에 의해 산출한다.
, 는 를 넘지 않는 최대 정수값
이후 상기한 식 4에 의해 산출된값을 다음 알고리즘에 사용하여 각 열에 적용할 초기 오차값을 구한다.
"
"
세 번째, 제2 패리티 비트열(z)에 대한 쉬프팅 파라미터를 계산하는 절차를 설명한다.
먼저 코드 심볼 단위의 평균 반복 거리를 나타내는 파라미터를 다음 식 5에 의해 산출한다.
, 는 를 넘지 않는 최대 정수값
이후 상기한 식 5에 의해 산출된값을 다음 알고리즘에 사용하여 각 열에 적용할 초기 오차값을 구한다.
"
"
상기한 시스티메틱 비트열(x), 제1 패리티 비트열(y) 및 제2 패리티 비트열(z)에 대한 쉬프팅 파라미터를 계산하는 절차 중 초기 오차값을 구하기 위한 각 알고리즘에서 ""는 같은 열에서 계속 반복이 이루어지는 것을 방지하기 위한 것으로, ""는와의 최대 공약수를 나타낸다. 또한 "", "" 및 ""는 사용되는 각 인터리버의 인터리빙 패턴을 나타내며, 각 알고리즘의 마지막 식 "", "" 및 "", 은 인터리버의 각 열별 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산하기 위한 식이다.
상기한 알고리즘에 의해 각 열별로 쉬프팅 파라미터 S(k)를 계산한 후 이로부터 구해진 초기 오차값을 사용하여 다음 나타낼 반복 알고리즘을 수행한다.
각 레이트 매칭 블록(RMB)에서 수행되는 반복 알고리즘은 정해진 특정 레이트 매칭 블록(RMB)에서 레이트 매칭을 위한 것이다.
"
; 현재 코드 심볼에 대한 인덱스
; 오차(e) 갱신
; 인덱스인 코드 심볼에 대해 반복 발생 여부 검사
; 오차(e) 갱신
; 다음 코드 심볼에 대한 인덱스
"
다음 표 4는 상기한 네 번째 터보 코드에 대한 반복 알고리즘 적용 예에서 제1 레이트 매칭 블록(RMB1)(3,14)과 제2 레이트 매칭 블록(RMB2)(4,15)과 제3 레이트 매칭 블록(RMB3)(5,16)에 사용되는 파라미터들을 나타낸 것이다.
RMB1('x') RMB2('y') RMB3('z')
(a,b) (2,1) (1,1) (2,1)
각 RMB의 반복 코드 비트량
입력 비트열 크기
이상에서 설명된 본 발명에 따른 채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법에 의하면, 레이트 매칭 블록(RMB)의 입력 비트열 크기의 2배 이상이 되도록 반복이 필요할 경우에도 제안된 컨벌루션 코드 및 터보 코드에 대한 반복 알고리즘을 사용함으로써 보다 좋은 성능이 보장된다.
결국 상향 링크 및 하향 링크에서 컨벌루션 코드와 터보 코드에 대한 채널 심볼 레이트를 최적의 수준으로 조정해 준다는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 소정의 비트열이 디멀티플렉싱되어 입력되는 하나 또는 그 이상의 레이트 매칭 블록이 구비된 이동 통신 시스템에 있어서,
    채널 코딩에 따른 디멀티플렉싱 후 특정 레이트 매칭 블록에서 요구되는 전체반복비트수(P)가 상기 특정 레이트 매칭 블록으로 입력되는 비트열의 크기(N) 보다 큰 경우, 상기 전체반복비트수(P)를 상기 입력되는 비트열의 크기(N)로 나눈 몫에 해당하는 코드 비트 수만큼 반복을 실시하는 제 1 단계와,
    상기 전체반복비트수(P)중 나머지에 해당하는 반복 코드 비트수(P')가 있는 경우, 상기 나머지에 해당하는 반복 코드 비트수(P')를 이용하여 반복을 실시하는 제 2 단계가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계는,
    상기 특정 레이트 매칭 블록에 입력되는 비트열에서, 상기 나머지에 해당하는 반복 코드 비트수에 대한 입력 비트열 크기의 비율로 산출되는 평균 거리에 위치한 코드 비트가 더 반복되는 것을 특징으로 하는 채널화 코드에 대한 레이트 매칭 방법.
  3. 삭제
  4. 다수의 레이트 매칭 블록과, 소정의 비트열을 디멀티플렉싱하여 상기 각 레이트 매칭 블록에 전달하는 디멀티플렉싱부가 구비된 이동 통신용 시스템에 있어서,
    상기 디멀티플렉싱부가 터보 코딩된 비트열을 상기 각 레이트 매칭 블록으로 디멀티플렉싱시키는 제 1 단계와,
    상기 디멀티플렉싱에 의해 입력된 각 비트열에 대한 상기 각 레이트 매칭 블록의 반복 비트수를 요구되는 전체 반복비트수에 상응하는 한도에서 가변적으로 결정하는 제 2 단계와,
    상기 각 레이트 매칭 블록에서 상기 결정된 반복 비트수가 상기 입력 비트열보다 큰 경우, 상기 결정된 반복 비트수를 상기 입력 비트열로 나눈 몫에 해당하는 만큼 상기 입력 비트열에 대해 반복을 실시하는 제 3 단계와,
    상기 반복후 남은 반복 코드 비트수를 이용하여 반복을 실시하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터보 코드에 대한 레이트 매칭 방법.
  5. 제 4항에 있어서 , 상기 가변적으로 결정하는 단계는
    상기 레이트 매칭 블록을 선택하여 사용하는 수에 따라 상기 반복 비트수를 결정하는 것을 특징으로 하는 터보 코드 레이트 매칭 방법
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