KR100431386B1 - 복호화 장치, 이를 포함한 이동국 장치 및 기지국 장치, 및 복호화 처리 방법 - Google Patents

복호화 장치, 이를 포함한 이동국 장치 및 기지국 장치, 및 복호화 처리 방법 Download PDF

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Abstract

펑춰링부(102)에서, 입력 메모리(201)가 펑춰링부(102)로 입력된 데이터를 일시적으로 저장하고, 제어부(202)가 가산할 데이터를 판별하고, 스위치(203)가 제어부(202)의 제어에 따라 가산할 데이터를 선택하고, 가산부(204)가 스위치(203)에 의해 선택된 데이터(즉, 송신기 측에서 반복된 데이터)를 가산하고, 출력 메모리(205)가 펑춰링부(102)로부터 출력된 데이터를 일시적으로 저장한다.

Description

복호화 장치, 이를 포함한 이동국 장치 및 기지국 장치, 및 복호화 처리 방법{METHOD AND APPARATUS FOR DECODING}
제 3 세대의 이동체 무선 통신 시스템에서는 송수신 데이터의 부호화·복호화 처리시에 레이트 매칭 처리가 행해지는 경우가 있다. 레이트 매칭 처리란 송신기 측에서 부호화된 데이터를 프레임 길이로 조절하기 위해서, 데이터의 비트수를 증가 또는 감소시키고, 수신기 측에서, 송신기 측에서 증가된 분량 만큼 비트수를 감소, 또는, 송신기 측에서 감소된 분량 만큼 비트수를 증가시키는 처리이다. 또, 이하의 설명에서는 송신기 측에서 데이터의 비트수를 증가시키는 처리를 "반복(repetition)"이라고 하고, 송신기 측에서의 반복에 대하여 수신기 측에서 데이터의 비트수를 감소시키는 처리를 "펑춰링(puncturing)"이라고 한다.
이하, 도 1을 이용하여 송신기 측에서 반복된 데이터가 수신기 측에서 펑춰링되는 모양을 나타낸다. 도 1은 수신기 측에서의 종래의 펑춰링 방법을 나타내는 도면이다.
지금, 도 1의 상부에 도시하는 바와 같이, 송신기 측에서 오류 정정 부호화후의 데이터열이 {d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8}의 8비트 데이터열이라고 하자. 또한, 1 프레임당 비트수는 12비트로 한다.
송신기 측은 소정의 알고리즘에 따라서, 레이트 매칭 후 프레임내의 에너지 증가가 균등하게 되도록 반복을 행한다. 따라서, d1, d3, d5, d7이 반복되고, 반복 후의 데이터열은, 도 1의 상부에 도시하는 바와 같이, {d1, d1, d2, d3, d3, d4, d5, d5, d6, d7, d7, d8}로 된다. 이 반복 후의 데이터를 보면, 연속하는 임의의 3비트 중에는 두 개의 증가된 비트와 하나의 증가되지 않는 비트가 존재하고 있어, 데이터열 내에서 에너지 증가의 분포가 균등하게 되어 있는 것을 알 수 있다.
한편, 수신기 측에서는, 송신기 측에서 반복된 데이터에 대해, 도 1의 하부에 도시하는 바와 같이 하여 펑춰링이 행해진다. 즉, 수신기 측에서 복조된 데이터열이, 도 1의 하부에 도시하는 바와 같이, {d1, d1, d2, d3, d3, d4, d5, d5, d6, d7, d7, d8}로 되었다고 하면, 펑춰링 후의 데이터열은, 도 1의 하부에 도시하는 바와 같이, {d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8}로 된다.
그러나, 수신기 측에서의 상기 종래의 펑춰링 방법에서는, 도 1의 하부에 도시된 것으로부터 알 수 있듯이, 송신기 측에서 반복된 데이터(도 1에 나타낸 예에서는, d1, d3, d5, d7)를 폐기함으로써 펑춰링이 행해진다.
본 발명은 복호화 장치 및 복호화 처리 방법에 관한 것이다.
도 1은 수신기 측에서의 종래의 펑춰링 방법을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 복호화 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 복호화 장치의 펑춰링부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 복호화 장치가 실행하는 펑춰링 동작을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 복호화 장치의 펑춰링부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블록도,
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 복호화 장치의 펑춰링부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블록도이다.
본 발명의 목적은 수신기 측에서의 펑춰링시에, 종래에는 폐기하고 있었던데이터를 유효하게 이용함으로써, 오류 정정 복호의 효과를 증대시킬 수 있는 복호화 장치 및 복호화 처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는 수신기 측에서의 펑춰링시에, 송신기 측에서 반복된 데이터를 폐기하지 않고 가산하여 데이터의 우도(尤度 : likelihood)를 증가시킴으로써, 오류 정정 복호의 효과를 증대시키도록 했다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
(실시예 1)
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 복호화 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블록도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 복호화 장치(100)는 송신기 측의 인터리브와 반대의 재배열을 실행하는 디인터리브부(101)와, 송신기 측에서 반복된 데이터에 대해서 펑춰링을 실행하는 펑춰링부(102)와, 비터비 복호(Viterbi decoding) 등에 의해 오류 정정 복호를 실행하는 오류 정정 복호화부(103)와, CRC(Cyclic Redundancy Check)에 의해 오류 검출을 행하여 수신 데이터를 얻는 복호화부(104)를 갖는다.
또한, 펑춰링부(102)는 도 3에 나타내는 구성을 갖는다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 복호화 장치의 펑춰링부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블록도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 펑춰링부(102)는 펑춰링부(102)에 입력된 데이터열을 일시적으로 저장하는 입력 메모리(201)와, 가산할 데이터를 판별하여 각 구성부를 제어하는 제어부(202)와, 가산할 데이터를 선택하는 스위치(203)와, 선택된 데이터(즉, 송신기 측에서 반복된 데이터)를 가산하는 가산부(204)와, 펑춰링부(102)로부터 출력되는 데이터열을 일시적으로 저장하는 출력 메모리(205)를 갖는다.
이어서, 상기 구성을 갖는 복호화 장치의 동작에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 복호화 장치가 실행하는 펑춰링 동작을 설명하기 위한 도면이다.
지금, 도 4의 상부에 도시하는 바와 같이, 송신기 측에서 오류 정정 부호화 후의 데이터열이 {d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8}의 8비트의 데이터열이라고 하자. 또한, 1 프레임당 비트수는 12비트로 한다.
송신기 측은 소정의 알고리즘(예컨대, 이동체 통신 시스템의 제 3 세대 표준화 기구인 3GPP의 자료 "3G TS 25 212 ver3.1.0"에 기재되어 있듯이, 프레임내의 에너지 증가가 균등하게 되도록 반복 또는 펑춰링을 실행하는 알고리즘 ; 이하 동일)에 따라서 반복을 행한다. 여기서, d1, d3, d5, d7이 반복되는 것으로 가정하면, 반복 후의 데이터열은 도 4의 상부에 도시하는 바와 같이 {d1, d1, d2, d3, d3, d4, d5, d5, d6, d7, d7, d8}로 된다. 반복 후의 데이터는 인터리브된 후, 송신기로부터 본 실시예의 복호화 장치를 갖는 수신기로 송신된다.
수신기에서는 안테나(105)로 수신된 신호가 소정의 무선 처리 및 복조 처리 등이 실시된 후, 오류 정정 복호의 단위마다 복호화 장치(100)에 입력된다.
복호화 장치(100)에서는 디인터리브부(101)에 의해, 복조 후의 데이터에 대하여 송신기 측의 인터리브와 반대의 재배열이 행해진다. 그 결과, 복조 후의 데이터열은 도 4의 하부에 도시하는 바와 같이 된다. 그리고, 이 복조 후의 데이터열 {d1, d1, d2, d3, d3, d4, d5, d5, d6, d7, d7, d8}이 펑춰링부(102)에 입력된다.
펑춰링부(102)에서는 복조 후의 데이터열 {d1, d1, d2, d3, d3, d4, d5, d5, d6, d7, d7, d8}이 일단 입력 메모리(201)에 저장된다. 그리고, 제어부(202)의 제어에 따라 데이터 d1부터 순서대로 판독된다.
또한, 제어부(202)는 송신기 측에서 이용된 것과 동등한 소정 알고리즘에 따라서, 입력 메모리(201)에 저장된 데이터 중 펑춰링할 데이터를 판별한다.
상기 알고리즘을 이용한 경우, 제어부(202)는 복조 후의 데이터열 {d1, d1, d2, d3, d3, d4, d5, d5, d6, d7, d7, d8} 중, 데이터 d1, d3, d5, d7에 대해 펑춰링할 필요가 있는 데이터라고 판별한다. 그리고, 제어부(202)는 입력 메모리(201)로부터 데이터 d1을 판독할 때에, 입력 메모리(201)와 가산부(204)가 접속되도록 스위치(203)를 제어한다. 이에 의해, 두 개의 데이터 d1이 계속해서, 가산부(204)에 입력된다.
이 때, 제어부(202)는 가산부(204)에 대해 펑춰링할 데이터의 개수를 나타내는 신호를 출력한다. 환언하면, 제어부(202)는 가산부(204)에 대해 가산할 데이터의 개수를 나타내는 신호를 출력한다. 구체적으로는, 제어부(202)는 데이터 d1끼리 한 번 가산하도록 가산부(204)를 제어한다.
이 제어에 따라, 가산부(204)는 계속해서 입력되는 두 개의 데이터 d1을 가산하여, 출력 메모리(205)로 출력한다. 이에 따라, 출력 메모리(205)에는, 도 4의 하부에 도시하는 바와 같이, 데이터 d1+d1이 저장된다. 상기와 마찬가지의 동작이 데이터 d3, d5, d7에 대해서도 행해진다.
한편, 제어부(202)는 복조 후의 데이터열 {d1, d1, d2, d3, d3, d4, d5, d5,d6, d7, d7, d8} 중, 데이터 d2, d4, d6, d8에 대해서는 펑춰링할 필요가 없는 데이터라고 판별한다. 그리고, 제어부(202)는 입력 메모리(201)로부터 데이터 d2, d4, d6, d8을 판독할 때에, 입력 메모리(201)와 출력 메모리(205)가 직접 접속되도록 스위치(203)를 제어한다. 이에 따라, 데이터 d2, d4, d6, d8은 입력 메모리(201)로부터 그대로 출력 메모리(205)로 출력된다.
이상과 같은 동작이 행해진 결과, 출력 메모리(205)에 저장되는 펑춰링 후의 데이터열은 도 4의 하부에 도시하는 바와 같이 {d1+d1, d2, d3+d3, d4, d5+d5, d6, d7+d7, d8}로 된다. 즉, 데이터 d1, d3, d5, d7에 대해서는 송신기 측에서 반복된 개수 분량만큼 각 데이터의 값이 증가하여, 각 데이터의 값은 각각 2배로 된다.
그리고, 제어부(202)가 데이터열 {d1+d1, d2, d3+d3, d4, d5+d5, d6, d7+d7, d8}을 한 단위로 해서, 결국 펑춰링 후의 데이터열을 오류 정정 복호 단위마다 출력 메모리(205)로부터 판독하여, 오류 정정 복호화부(103)로 출력한다. 오류 정정 복호화부(103)에서는 이 데이터열에 대하여, 예컨대, 비터비 복호 등에 의해서 오류 정정 복호가 행해진다.
이와 같이, 본 실시예의 복호화 장치 및 복호화 처리 방법에 의하면, 펑춰링시에, 송신기 측에서 반복된 데이터를 폐기하지 않고 가산하여 데이터의 값을 증가시킨다. 이에 따라, 우도가 증가하기 때문에 오류 정정 복호 효과를 증대시킬 수 있다. 따라서, 복호 성능을 향상시킬 수 있다.
(실시예 2)
본 발명의 실시예 2에 따른 복호화 장치 및 복호화 처리 방법은 가산된 데이터가 오버플로우하고 있는 경우에 가산된 데이터를 보정하는 점에서 실시예 1에 따른 복호화 장치 및 복호화 처리 방법과 다르다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 복호화 장치의 펑춰링부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블록도이다. 또, 실시예 1과 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 펑춰링부(102)는 실시예 1에 부가하여, 가산된 데이터가 오버플로우하고 있는지의 여부를 판단하고, 오버플로우하고 있는 경우에 가산된 데이터를 보정하는 오버플로우 보정부(401)를 더 갖는다.
이어서, 상기 구성을 갖는 펑춰링부(102)의 동작에 대해서 설명한다.
오류 정정 복호화부(103)에서 처리할 수 있는 데이터값의 허용 범위는 미리 정해져 있기 때문에, 가산부(204)에서 가산된 데이터값이 그 허용 범위를 초과하여 오버플로우해 버리는 경우가 있다. 오류 정정 복호화부(103)에서는 허용 범위를 초과하고 있는 데이터값을 처리할 수 없기 때문에, 오류 정정 복호화부(103)는 오버플로우하고 있는 데이터에 대해서는 복호화할 수 없다.
그래서, 오버플로우 보정부(401)가 가산부(204)에서 가산된 데이터(도 4에 도시된 예에서는, d1+d1, d3+d3, d5+d5, d7+d7)의 데이터값이 오버플로우하고 있는지의 여부를 판단하며, 오버플로우가 발생하고 있는 데이터에 대해서는 허용 범위 내에 놓이도록 보정 처리를 실시한다.
구체적으로는, 이하와 같이 하여 오버플로우의 판단·보정이 행해진다. 즉, 오버플로우 보정부(401)에는 미리 오류 정정 복호화부(103)에서 처리할 수 있는 데이터값의 허용 범위(하한값 DL및 상한값 DU)가 설정되어 있다. 오버플로우 보정부(401)는 가산부(204)로부터 출력되는 데이터 D(도 4에 도시된 예에서는, D=d1+d1, d3+d3, d5+d5, d7+d7)가 D < DL또는 DU< D로 되어있을 때에, 데이터 D에 대해 오버플로우가 발생하고 있다고 판단한다.
그리고, 오버플로우 보정부(401)는 D < DL로 되어 있을 때에는 데이터 D를 DL로 하고, DU< D로 되어 있을 때에는 데이터 D를 DU로 함으로써, 오버플로우가 발생하고 있는 데이터에 대하여 보정 처리를 실시한다.
이와 같이, 본 실시예의 복호화 장치 및 복호화 처리 방법에 의하면, 가산된 데이터가 오버플로우하고 있는 경우에, 그 가산된 데이터를 오버플로우하지 않도록 보정하기 때문에, 보통대로 오류 정정 복호를 행할 수 있다.
(실시예 3)
본 발명의 실시예 3에 따른 복호화 장치 및 복호화 처리 방법은 가산된 데이터가 오버플로우하지 않도록, 수신 데이터의 데이터값을 전부 동일한 비율만큼 감소시키는 점에서 실시예 1에 따른 복호화 장치 및 복호화 처리 방법과 다르다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 복호화 장치의 펑춰링부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블록도이다. 또, 실시예 1과 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 펑춰링부(102)는 실시예 1에 부가하여, 입력되는 모든 데이터에 대해 시프트 처리를 실시함으로써, 가산된 데이터의 오버플로우를 방지하는 오버플로우 방지부(501)를 더 갖는다.
이어서, 상기 구성을 갖는 펑춰링부(102)의 동작에 대해서 설명한다.
상기 실시예 2와 마찬가지로, 오류 정정 복호화부(103)에서 처리할 수 있는 데이터값의 허용 범위는 미리 정해져 있기 때문에, 가산부(204)에서 가산된 데이터값이 그 허용 범위를 초과하여 오버플로우해 버리는 경우가 있다. 오류 정정 복호화부(103)에서는 허용 범위를 초과하고 있는 데이터값을 처리할 수 없기 때문에, 오류 정정 복호화부(103)는 오버플로우하고 있는 데이터에 대해서는 복호할 수 없다.
그래서, 오버플로우 방지부(501)는 입력되는 모든 데이터 d(도 4에 도시된 예에서는, d={d1+d1, d2, d3+d3, d4, d5+d5, d6, d7+d7, d8})에 대해서 동일한 시프트 처리를 실시하여, 각 데이터 d의 값을 동일한 비율만큼 감소시킨다.
구체적으로는, 이하와 같이 하여 시프트 처리가 행해진다. 즉, 펑춰링이 행해지는 데이터수를 Np라고 하면, 오버플로우 방지부(501)는 수학식 1에 따라서 시프트량 S를 산출하며, 입력되는 모든 데이터 d에 대하여 전부 S 비트 오른쪽으로 시프트 처리를 실시한다.
또, 펑춰링이 행해지는 데이터수 Np는 제어부(202)로부터 오버플로우 방지부(501)로 통지된다.
이와 같이 시프트 처리가 행해진 결과, 각 데이터 d의 값이 각각 1/2s배가 되어 오버플로우가 방지된다.
이와 같이, 본 실시예의 복호화 장치 및 복호화 처리 방법에 의하면, 가산된 데이터가 오버플로우하지 않도록 수신 데이터의 데이터값을 감소시키기 때문에, 가산된 데이터가 오버플로우하는 일이 없어져, 오류 정정 복호를 올바르게 행할 수 있다.
또한, 본 실시예의 복호화 장치 및 복호화 처리 방법에 의하면, 수신 데이터의 데이터값을 전부 동일 비율만큼 감소시키기 때문에, 각 데이터 사이의 값의 비율이 변하지 않는다. 따라서, 각 데이터의 대소 관계에 대한 정보를 잃는 경우가 전혀 없기 때문에, 가산된 데이터의 오버플로우를 방지하면서, 상기 실시예 2에 비해 오류 정정 복호의 효과를 높일 수 있다.
또, 상기 실시예 1 내지 3에 따른 복호화 장치는 이동체 통신 시스템에서 사용되는 이동국 장치나 기지국 장치에 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 수신기 측에서의 펑춰링시에 종래에는 폐기하고 있었던 데이터를 유효하게 이용함으로써 오류 정정 복호의 효과를 증대시킬 수 있다.
본 명세서는 2000년 3월 6일 출원한 일본 특허 출원 제 2000-060051 호에 근거하는 것이다. 이 내용은 전부 본 명세서에 포함시켜 놓는다.

Claims (8)

  1. 수신 데이터열 중에서 송신 측에서 레이트 매칭용으로 증가된 특정한 데이터를 판별하는 판별기와,
    판별 결과에 따라서 상기 특정한 데이터를 송신 측에서 증가 대상으로 된 데이터에 가산하여 데이터의 우도(尤度 : likelihood)를 증가시키는 가산기와,
    상기 가산기에서 가산된 데이터를 포함하는 수신 데이터열에 대하여 오류 정정 복호를 실행하는 복호기를 구비하는 복호화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가산기는 송신 측에서 증가된 개수만큼의 특정한 데이터를 가산하는 복호화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    가산된 데이터의 값이 상기 복호기에서 처리할 수 있는 범위의 값인지의 여부를 판단하고, 상기 복호기에서 처리할 수 없는 범위의 데이터값인 경우에, 상기 가산된 데이터를 상기 복호기에서 처리할 수 있는 데이터값으로 보정하는 보정기를 구비하는 복호화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    가산된 데이터가 상기 복호기에서 처리할 수 있는 데이터값으로 되도록 수신 데이터의 데이터값을 전부 감소시키는 감소기를 구비하는 복호화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 감소기는 수신 데이터에 비트 시프트 처리를 실시함으로써 수신 데이터의 데이터값을 감소시키는 복호화 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 복호화 장치를 탑재하는 이동국 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 복호화 장치를 탑재하는 기지국 장치.
  8. 수신 데이터열 중에서 송신 측에서 레이트 매칭용으로 증가된 특정한 데이터를 판별하고, 판별 결과에 따라서 상기 특정한 데이터를 송신 측에서 증가 대상으로 된 데이터에 가산하여 데이터의 우도(尤度 : likelihood)를 증가시키고, 가산된 데이터를 포함하는 수신 데이터열에 대하여 오류 정정 복호를 실행하는 복호화 처리 방법.
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