KR100464454B1 - 이동 통신시스템의 채널 부호화/복호화 장치 및 방법 - Google Patents

이동 통신시스템의 채널 부호화/복호화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

부호분할다중접속(CDMA) 이동 통신시스템은 입력되는 입력 정보 비트들(5비트 또는 6비트)의 수와 천공할 심볼 수를 결정하고, 상기 입력 비트들을 부호화 및 복호화한다. 부호화 장치는 상기 입력 정보비트들을 일차 리드뮬러 부호에 의해 부호화하여 16(또는 32) 부호화 심볼들을 출력하고, 상기 출력되는 부호화 심볼들 중 4비트(또는 8비트)를 천공하여 최소거리를 가지는 부호어를 생성하여 송신한다. 복호화 장치는 상기 천공된 부호화 심볼들, 즉 상기 부호어를 수신하고, 상기 천공 위치에 0을 삽입하여 상기 0이 삽입된 부호화 심볼들과 모든 일차 리드뮬러 부호어와의 신뢰도를 구하고, 상기 구해진 신뢰도들 중 가장 높은 신뢰도에 대응하는 부호화 심볼의 입력 정보 비트들을 출력한다.

Description

이동 통신시스템의 채널 부호화/복호화 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CODING/DECODING CHANNELS IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신시스템의 부호화/복호화에 관한 것으로서, 특히 오류 정정 부호를 사용하는 부호분할 다중접속방식과 같은 이동 통신시스템의 부호화/복호화 장치와 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 부호분할 다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access) 방식을 사용하는 차세대 이동통신시스템인 'IMT2000(International Mobile Telecommunication 2000) 시스템'은 음성 서비스, 화상 서비스, 데이터 서비스를 위한 데이터와 상기 서비스들을 수행하기 위한 제어 데이터를 전송한다. 그래서 이런 데이터들을 전송하는 중에 발생하는 오류를 최소화하는 것은 서비스 품질을 향상시키는데 중요하게 작용하기 때문에 상기 데이터들을 전송시 발생하는 오류를 최소화시키기 위해 데이터 비트(data bit)의 오류를 정정하기 위한 오류 정정 부호(Error Correcting Code)를 사용한다. 상기 오류 정정 부호를 사용하는 것은 전송되는 데이터들의 비트 오류를 최소화하는 것에 목적이 있기 때문에, 이런 오류 정정 부호를 최적 부호(optimal code)로 사용하는 것이 중요하게 여겨진다.
통상적으로, 상기 오류 정정 부호로는 선형 부호(Linear code)가 사용되는데, 상기 선형 부호를 사용하는 이유는 그 성능을 분석하기가 용이하기 때문이다. 상기 선형 부호(Linear Code)의 성능을 나타내는 척도(measure)로서는 오류 정정 부호의 부호어(codeword)의 해밍 거리(Hamming distance) 분포를 들 수 있다. 상기 해밍 거리는 각각의 부호어에서 0이 아닌 심볼(symbol)의 개수를 의미한다. 예를 들어, "0111"이라는 임의의 부호어를 가정할 때 이 부호어에 포함된 1의 개수가 상기 부호어 "0111"의 해밍거리가 되므로 상기 부호어 "0111"의 해밍거리는 3이 된다. 이러한 해밍거리 값들중 가장 작은 값을 최소거리(minimum distance)라 하는데, 부호어의 최소거리가 크면 클수록 부호어의 오류 정정 성능이 우수함을 의미한다. 결국 상기 최적 부호라 함은 상기 부호어의 해밍거리값이 최소거리가 되도록 하는 부호어로서, 최적의 오류 정정 성능을 가지는 부호를 의미하는 것이다.
참조문헌, An Updated Table of Minimum-Distance Bounds for Binary Linear Codes (A.E. Brouwer and Tom Verhoeff, IEEE Transactions on information Theory, VOL 39, NO. 2, MARCH 1993)은 부호간 최소 거리를 개시하고 있다. 상기 부호간 최소 거리는 이진 선형부호의 입력과 출력 값들에 의존하며, 입력 정보비트들을 부호화하여 생성되는 부호화 심볼들의 수에 의존하는 최적 부호(optimal code)가 되도록 한다.
상기 참조문헌은 입력 정보비트들의 수가 5비트이고 출력되는 부호화 심볼들의 수가 12인 (12,5) 선형부호를 개시하고 있는데, 상기 (12,5) 선형부호의 최적의 부호는 최소거리 4를 갖는다. 그러므로, 상기 (12,5) 선형부호를 사용함에 있어서는 최소거리 4를 갖는 최적 부호의 사용과, 하드웨어 복잡도를 최소화시키면서도 최소거리 4를 가지는 최적 부호의 생성을 동시에 고려할 것이 요구된다.
또한, 상기 참조문헌은 입력 정보비트들의 수가 6비트이고 출력되는 부호화 심볼들의 수가 24인 (24,6)선형부호를 개시하고 있는데, 상기 (24,6) 선형부호의 최적의 부호는 최소거리 10을 갖는다. 그러므로, 상기 (24,6) 선형부호를 사용함에 있어서는 최소거리 10을 갖는 최적 부호의 사용과, 하드웨어 복잡도를 최소화시키면서도 최소거리 10을 가지는 최적 부호의 생성을 동시에 고려할 것이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 오류 정정 부호를 사용하는 이동 통신시스템에서 최적의 (12,5) 부호어를 생성하기 위한 부호화 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 16 부호화 심볼들로 이루어지는 일차 리드뮬러 부호어를 천공하여 최적의 (12,5) 부호어를 생성하기 위해 사용되는 천공 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 오류 정정 부호를 사용하는 이동 통신시스템에서 수신되는 (12,5) 부호어를 복호화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 목적은 오류 정정 부호를 사용하는 이동 통신시스템에서 최적의 (24,6) 부호어를 생성하기 위한 부호화 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 32 부호화 심볼들로 이루어지는 일차 리드뮬러 부호어를 천공하여 최적의 (24,6) 부호어를 생성하기 위해 사용되는 천공 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 오류 정정 부호를 사용하는 이동 통신시스템에서 수신되는 (24,6) 부호어를 복호화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1 견지(aspect)에 따른 부호화 장치는 5비트들로 구성된 입력 정보비트열을 12 부호화 심볼들로 구성된 (12,5) 부호어로 부호화하기 위한 것으로, 리드뮬러 부호기를 포함한다. 상기 리드뮬러 부호기는 상기 입력 정보비트열을 입력하고 16 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성한다. 천공기는 상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 1, 3, 5. 7. 9. 11번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼로부터 연속하는 4개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력한다.
본 발명의 제2 견지에 따른 부호화 장치는 5비트들로 구성된 입력 정보비트열을 12 부호화 심볼들로 구성된 (12,5) 부호어로 부호화하기 위한 것으로 리드뮬러 부호기를 포함한다. 상기 리드뮬러 부호기는 상기 입력 정보비트열을 입력하고 16 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성한다. 상기 천공기는 상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 2, 3, 6. 7번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼과 상기 선택된 부호화 심볼로부터 시작하여 2의 간격을 가지는 3개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력한다.
본 발명의 제3 견지에 따른 부호화 장치는 5비트들로 구성된 입력 정보비트열을 12 부호화 심볼들로 구성된 (12,5) 부호어로 부호화하기 위한 것으로 리드뮬러 부호기를 포함한다. 상기 리드뮬러 부호기는 상기 입력 정보비트열을 입력하고 16 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성한다. 상기 천공기는 상기일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 0, 1, 2. 4, 5, 6번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼과 상기 선택된 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 3개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력한다.
본 발명의 제4 견지에 따른 부호화 장치는 6비트들로 구성된 입력 정보비트열을 24 부호화 심볼들로 구성된 (24,6) 부호어로 부호화하기 위한 것으로 리드뮬러 부호기를 포함한다. 상기 리드뮬러 부호기는 상기 입력 정보비트열을 입력하고 32 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성한다. 상기 천공기는 상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들의 열중 2번째 부호화 심볼 위치와 6번째 부호화 심볼 위치와 10번째 부호화 심볼 위치중 하나를 선택하고, 상기 선택된 위치의 부호화 심볼과 상기 선택된 위치의 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과 상기 6개의 부호화 심볼들중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼을 천공함에 의해 최적 (24,6) 부호어를 출력한다.
전술한 바와 같은 내용은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자는 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다.
본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 후술될 것이다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 동일한 목적들을 달성하기 위하여 다른 구조들을 변경하거나 설계하는 기초로서 발명의 개시된 개념 및 구체적인 실시예가 용이하게 사용될 수도 있다는 사실을 인식하여야 한다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 또한 발명과 균등한 구조들이 본 발명의 가장 넓은 형태의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다는 사실을 인식하여야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부호화 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 리드뮬러 부호기의 구체적인 구성을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 부호화 장치의 구성을 보여주는 도면.
도 5는 도 4에 도시된 리드뮬러 부호기의 구체적인 구성을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 보여주는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
하기에서는 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예가 설명될 것이다. 상기 제1 실시예는 오류 정정 부호를 사용하는 이동 통신시스템에서 최적의 (12,5) 부호어를 생성하기 위한 부호화 장치와, 상기 생성된 (12,5) 부호어를 복호화기 위한 복호화 장치의 구현을 위한 것이다. 상기 제2 실시예는 오류 정정 부호를 사용하는 이동 통신시스템에서 최적의 (24,6) 부호어를 생성하기 위한 부호화 장치와, 상기 생성된 (24,6) 부호어를 복호화기 위한 복호화 장치의 구현을 위한 것이다. 상기 실시예들은 일차 리드뮬러 부호어(first-order Reed-Muler codeword)를 구성하는 부호화 심볼들중 특정 위치에 해당하는 심볼들을 천공함으로써 최적의 부호어를 생성하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 실시예의 경우에는 5비트들로 구성된 정보비트열을 입력하여 16 부호화 심볼들로 이루어지는 일차 리드뮬러 부호어를 생성한 후 상기 16 부호화 심볼들중 4개의 부호화 심볼들을 천공하여 (12,5) 부호어를 생성한다. 상기 제2 실시예의 경우에는 6비트들로 구성된 정보비트열을 입력하여 32 부호화 심볼들로 이루어지는 일차 리드뮬러 부호어를 생성한 후 상기 32 부호화 심볼들중 8개의 부호화 심볼들을 천공하여 (24,6) 부호어를 생성한다.
실시예 1
본 발명의 제1 실시예는 부호분할 다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access)방식을 사용하는 이동 통신시스템에서 사용될 최적의 오류정정부호로서 (12,5) 선형 부호를 사용하여 부호어를 생성하고, 상기 생성된 (12,5) 부호어를 복호화하는 방안을 제안한다. 예컨대, 길이 16인 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16개의 부호화 심볼들중 4 심볼들을 천공함으로써 얻어지는 (12,5) 일차 리드뮬러 부호를 오류정정부호로 사용하는 것이다. 사실, (12,5) 부호어를 생성할 수 있는 방법은 무수히 많지만, 본 발명의 실시예와 같이 일차 리드뮬러 부호어를 생성한 후 천공하는 방법을 사용함으로써 하드웨어 복잡도(Hardware Complexity)를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 최적의 부호어를 생성할 수 있다. 이때 상기 일차 리드뮬러 부호어의 길이를 최대한 줄인다면 하드웨어 복잡도는 더 최소화될 수 있을 것이다. 게다가, 상기 일차 리드뮬러 부호어를 천공함으로써 하드웨어 복잡도를 더 더욱 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 오류 정정 성능에 있어서도 최적인 부호를 생성할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예에서는 일차 리드뮬러 부호를 오류정정부호로 사용하는데, 이때 상기 일차 리드뮬러 부호는 상호 직교부호(bi-orthogonal codeword)인 예로 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 (12,5) 부호어는 길이 16인 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16개의 부호화 심볼들(상호 직교부호 심볼들)중 4 심볼들을 천공함으로써 생성된다. 상기 길이 16의 상호 직교부호 심볼들중에서 4 심볼들을 천공할 시 천공되는 위치가 달라지게 됨에 따라 부호어의 최소거리(dmin: minimum distance)는 상이하게 된다. 이미 언급한 바와 같이, 부호어의 최소거리는 여러 부호어의 해밍거리 값들중 가장 작은 값을 지칭하고, 상기 최소거리가 클수록 선형 오류정정부호(Linear Error Correcting Code)에 있어서 오류 정정 성능이 우수하게 되는 것이다. 그러므로, 상기 길이 16인 일차 리드뮬러 부호어에서 우수한 오류 정정 성능을 가지는 (12,5) 상호 직교 부호어를 생성하기 위해서는 적절한 천공 위치를 구하는 것이 중요하다.
상기 (12,5) 최적 부호어를 생성하기 위해서 필요한 4개의 천공 위치들을 결정하는 천공 패턴들은 실험적으로 구할 수 있다. 대표적인 경우의 예로 16가지 경우를 들 수 있는데, 이를 나타내면 다음과 같이 {1, 2, 3, 4}, {3, 4, 5, 6}, {5, 6, 7, 8}, {7, 8, 9, 10}, {9, 10, 11, 12}, {11, 12, 13, 14}, {2, 4, 6, 8}, {3, 5, 7, 9}, {6, 8, 10, 12}, {7, 9, 11, 13}, {0, 3, 6, 9}, {1, 4, 7, 10}, {2, 5, 8, 11}, {4, 7, 10, 13}, {5, 8, 11, 14}, {6, 9, 12, 15}의 16가지가 있다. 일차리드뮬러 부호어는 0번째 부호화 심볼로부터 15번째 부호화 심볼까지의 16개의 부호화 심볼들로 이루어진다. 예를 들어, 상기 천공 패턴들중 {1, 2, 3, 4}는 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16개의 부호화 심볼들중 1번째 부호화 심볼로부터 시작하여 1의 간격을 가지는 연속하는 4개의 부호화 심볼들을 천공하기 위한 패턴이다. 상기 천공 패턴들중 {2, 4, 6, 8}은 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16개의 부호화 심볼들중 2번째 부호화 심볼로부터 시작하여 2의 간격을 가지는 4개의 부호화 심볼들을 천공하기 위한 패턴이다. 상기 천공 패턴들중 {0, 3, 6, 9}는 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16개의 부호화 심볼들중 0번째 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 4개의 부호화 심볼들을 천공하기 위한 패턴이다. 이와 같이 상기 16가지 천공 패턴들에는 규칙성이 있다. 6개의 천공 패턴들 {1, 2, 3, 4}, {3, 4, 5, 6}, {5, 6, 7, 8}, {7, 8, 9, 10}, {9, 10, 11, 12}, {11, 12, 13, 14} 각각은 천공되는 부호화 심볼들의 위치들이 '1'로 등간격을 가지는 천공 패턴들이다. 4개의 천공 패턴들 {2, 4, 6, 8}, {3, 5, 7, 9}, {6, 8, 10, 12}, {7, 9, 11, 13} 각각은 천공되는 부호화 심볼들의 위치들이 '2'로 등간격을 가지는 천공 패턴들이다. 6개의 천공 패턴들 {0, 3, 6, 9}, {1, 4, 7, 10}, {2, 5, 8, 11}, {4, 7, 10, 13}, {5, 8, 11, 14}, {6, 9, 12, 15} 각각은 천공되는 부호화 심볼들의 위치들이 '3'으로 등간격을 가지는 천공 패턴들이다. 이와 같이 어떠한 한 규칙을 가지는 천공 패턴들을 이동 통신시스템의 송신기측에서 부호화시 사용한다면, 상기 송신기에 대응하는 수신기측에서도 동일한 규칙을 가지는 천공 패턴들을 사전에 약속하여 복호화시 사용하여야 한다. 이러한 약속은 통신 규격에서 정하여 두는 것이일반적이다. 그러나 송신기가 미리 수신기에서 천공 위치를 알려 주는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부호화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부호화 장치는 5비트의 정보비트열을 입력하고 12 부호화 심볼들을 출력하는 부호기, 즉 (12,5) 부호기(100)를 구현하기 위한 것이다. 상기 (12,5) 부호기(100)는 (16,5) 상호 직교부호기(110)와, 천공기(120)를 포함한다. 5비트의 입력 정보비트열(a0,a1,a2,a3,a4)은 (12,5) 부호기(100)의 상호 직교부호기(리드뮬러 부호기)(110)로 입력된다. 상기 상호 직교부호기(110)는 상기 5비트의 입력 정보비트열(a0,a1,a2,a3,a4)을 부호화하여 길이 16의 일차 리드뮬러 부호어(부호화 심볼들의 열)를 생성한다. 상기 일차 리드뮬러 부호어는 0번째 부호화 심볼로부터 15번째 부호화 심볼까지의 16개의 부호화 심볼들로 이루어진다. 천공기(120)는 상기 상호 직교부호기(110)로부터 출력되는 길이 16의 부호화 심볼들의 열을 입력하고, 상기 길이 16의 부호화 심볼들의 열중 미리 정해지는 천공 패턴에 대응하는 위치의 4개의 부호화 심볼들을 천공한다. 이에 따라 상기 천공기(120)는 12 부호화 심볼들의 열, 즉 최적의 (12,5) 부호어를 출력한다.
예를 들어, 천공 위치들의 간격이 1인 천공 패턴을 사용하는 것으로 미리 정해졌다고 가정할 때, 상기 천공기(120)는 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 1, 3, 5, 7, 9, 11번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼로부터 연속하는 4개의 부호화 심볼들을 천공한다. 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 1번째 부호화 심볼이 선택된 경우, 상기 천공기(120)는 1번째, 2번째, 3번째 및 4번째 부호화 심볼들을 천공한다. 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 3번째 부호화 심볼이 선택된 경우, 상기 천공기(120)는 3번째, 4번째, 5번째 및 6번째 부호화 심볼들을 천공한다. 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 5번째 부호화 심볼이 선택된 경우, 상기 천공기(120)는 5번째, 6번째, 7번째 및 8번째 부호화 심볼들을 천공한다. 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 7번째 부호화 심볼이 선택된 경우, 상기 천공기(120)는 7번째, 8번째, 9번째 및 10번째 부호화 심볼들을 천공한다. 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 9번째 부호화 심볼이 선택된 경우, 상기 천공기(120)는 9번째, 10번째, 11번째 및 12번째 부호화 심볼들을 천공한다. 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 11번째 부호화 심볼이 선택된 경우, 상기 천공기(120)는 11번째, 12번째, 13번째 및 14번째 부호화 심볼들을 천공한다.
도 2는 도 1에 도시된 리드뮬러 부호기(110)의 구성을 보다 구체적으로 보여주는 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 리드뮬러 부호기(110)는 직교부호(예: 월시부호) 발생기(210)와 승산기들(230),(240),(250),(260)로 구성되는 직교부호어 생성기와, 모두"1"인 부호 발생기(200)와, 승산기(220)와, 가산기(270)를 포함한다. 상기 직교부호어 생성기는 상기 5비트들로 구성된 입력 정보비트열 중 4비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들(Base orthogonal codes) W1, W2, W4 및 W8을 곱하여 16부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생한다. 상기 직교부호어 생성기는 대표적인 직교부호인 월시부호(Walsh Code)를 발생하는 월시부호 발생기(210)와, 승산기들(230),(240),(250),(260)로 구성된다. 상기 부호 발생기(200)는 모두 1인 부호를 발생하고, 상기 모두 1인 부호는 상기 입력 정보비트열중 나머지 한 비트와 승산기(220)에서 곱하여 출력된다. 가산기(270)는 상기 승산기(220)로부터 출력된 부호어와 상기 직교부호어들을 배타적 가산하고, 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 부호어, 즉 일차 리드뮬러 부호어를 출력한다.
상기 5비트의 입력 정보비트열(a0,a1,a2,a3,a4)은 각각 대응하는 승산기들(220),(230), (240),(250),(260)에 입력된다. 이때 부호 발생기(200)에서는 전부 1인 부호가 출력되고, 월시부호 발생기(210)에서는 길이 16인 월시부호 W1, W2, W4, W8이 동시에 출력된다. 상기 동시에 출력되는 전부 1인 부호와 월시부호 W1, W2, W4, W8 또한 각각 대응하는 승산기들(220),(230),(240),(250), (260)에 입력된다. 즉, 상기 전부 1인 부호는 상기 승산기(220)로 입력된다. 상기 월시부호 W1은 상기 승산기(230)로 입력된다. 상기 월시부호 W2는 상기 승산기(240)로 입력된다. 상기 월시부호 W4는 상기 승산기(250)로 입력된다. 상기 월시부호 W8은 상기 승산기(260)로 입력된다. 상기 부호 발생기(200)를 사용하여 모두 1인 부호를 발생하는 것은 직교부호를 위상이 반대인 직교부호로 변환하여 상호 직교부호를 생성할 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 직교부호를 위상이 반대인 직교부호로 변환하여 상호 직교부호를 생성할 수 있는 부호라면 상기 모두 1인 부호 뿐만 아니라 다른 부호들도 사용될 수 있음은 자명한 사실이다.
상기 승산기(220)는 상기 입력 정보비트 a0과 상기 전부 1인 부호를 입력하고, 상기 입력 정보비트 a0을 상기 전부 1인 부호와 심볼 단위로 승산하여 출력한다. 상기 승산기(230)는 상기 입력 정보비트 a1과 상기 월시부호 W1을 입력하고, 상기 입력 정보비트 a1과 상기 월시부호 W1을 심볼 단위로 승산하여 출력한다. 상기 승산기(240)는 상기 입력 정보비트 a2와 상기 월시부호 W2를 입력하고, 상기 입력 정보비트 a2와 상기 월시부호 W2를 심볼 단위로 승산하여 출력한다. 상기 승산기(250)는 상기 입력 정보비트 a3과 상기 월시부호 W4를 입력하고, 상기 입력 정보비트 a3과 상기 월시부호 W4를 심볼 단위로 승산하여 출력한다. 상기 승산기(260)는 상기 입력 정보비트 a4와 상기 월시부호 W8을 입력하고, 상기 입력 정보비트 a4와 상기 월시부호 W8을 심볼 단위로 승산하여 출력한다.
상기 승산기들(220),(230),(240),(250),(260) 각각으로부터 부호화되어 출력되는 16개의 부호화 심볼들은 심볼 단위로 가산기(270)에 의해 배타적 가산되어 길이 16인 하나의 부호어, 즉 일차 리드뮬러 부호어로서 출력된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
상기 도 3을 참조하여 복호기의 동작을 살펴보면, 송신기로부터 수신한 길이 12의 부호화 심볼열은 (12,5) 복호기(300)로 입력된다. 상기 (12,5) 복호기(300)로 입력된 길이 12의 부호화 심볼열은 제로 삽입기(310)의 입력으로 제공된다. 상기 길이 12의 부호화 심볼열을 입력으로 하는 상기 제로 삽입기(310)는 전술한 송신기의 (12,5) 부호기(100)내 천공기(120)에서 사용한 천공위치에 0을 삽입하여 역 하다마드 변환기(Inverse Fast Hadamard Transform)(320)로 출력한다. 즉, 상기(12,5) 부호기(100)내 천공기(120)에서 0, 3, 6, 9번째 부호화 심볼들을 천공하였다면 상기 (12,5) 복호기(300)의 제로 삽입기(310)는 상기 길이 12개의 부호화 심볼열의 상기 4개의 천공위치에 0을 삽입하여 길이 16의 부호화 심볼열로 만든 후 출력한다. 여기서, 상기 제로 삽입기(310)는 상기 0을 삽입할 위치, 즉 상기 천공기(120)에서 사용되어진 천공위치를 알고 있어야 하는데, 이는 송신측으로부터의 소정 절차에 의해 제공된다. 상기 제로 삽입기(310)에서 출력된 길이 16의 부호화 심볼열은 상기 역 하다마드 변환기(320)의 입력으로 인가된다. 상기 역 하다마드 변환기(320)는 상기 제로 삽입기(310)에서 출력한 길이 16의 부호화 심볼열을 입력하고, 상기 입력한 길이 16의 부호화 심볼열을 길이 16인 모든 일차 리드뮬러 부호어들과 비교한 신뢰도를 계산한다. 여기서, 모든 일차 리드뮬러 부호어는 길이 16인 월시부호의 부호어와 이를 반전시켜 구해지는 16개의 부호어들을 포함하는 32개의 부호어들을 의미한다. 따라서, 32개의 신뢰도가 구해지게 된다.
한편, 상기 역 하다마드 변환기(320)는 계산되어진 상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들과의 신뢰도들과 상기 부호어들에 대응하는 입력 정보비트들을 출력한다. 상기 신뢰도들과 상기 부호어들에 대응되는 입력 정보비트들은 쌍으로 이루어지며, 상기 쌍은 상기 상호 직교 부호어의 개수로 이루어진다. 한편 상기 역 하다마드 변환기(320)에서 출력된 상기 신뢰도들과 상기 입력 정보비트들의 쌍은 비교기(330)의 입력으로 인가한다. 상기 신뢰도들과 상기 입력 정보비트들의 쌍을 입력으로 하는 상기 비교기(330)는 상기 입력되는 상기 신뢰도들 중 가장 신뢰도가 높은 것을 선택하고, 상기 선택된 신뢰도에 대응되는 입력 정보비트를 복호비트로 출력하게된다.
전술한 제1 실시 예에서는 최적의 천공위치로서 0, 3, 6, 9번째 심볼들 이외에도 15가지의 천공위치를 예로서 제안하고 있다. 이렇게 최적의 천공위치가 상이할 경우 상기의 천공위치에 따라 복호기를 나타내는 상기 도 3의 구성들 중 0 삽입기(310)의 0 삽입위치가 바뀌게 된다.
예를 들어, 송신기의 (12,5) 부호기(100)내 천공기(120)가 16 부호화 심볼들의 열중 1, 3, 5, 7, 9, 11번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼로부터 연속하는 4개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력한다면, 12비트의 부호화 심볼들의 열을 복호화하여 5비트의 복호화 비트열을 출력하는 (12,5) 복호기의 제로 삽입기(310)는 다음과 같이 제로 삽입 동작을 수행한다. 즉, 상기 제로 삽입기(310)는 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중에서 1, 3, 5, 7, 9, 11번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼로부터 연속하는 4개의 부호화 심볼들의 위치에 대응하는 12비트의 부호화된 심볼들의 열의 위치에 0을 삽입하고, 16비트의 부호화 심볼들의 열을 출력한다.
상기 제1 실시 예에서 나타낸 천공위치는 부호기의 성능을 최적으로 하는 천공위치일 뿐만 아니라, 위치들이 간단한 규칙성을 가지고 있어서 송신기의 부호기 및 수신기의 복호기를 구성하는 하드웨어의 복잡도를 줄일 수 있다.
실시예 2
본 발명의 제2 실시예는 부호분할 다중접속(CDMA: Code Division Multiple Access)방식을 사용하는 이동 통신시스템에서 사용될 최적의 오류정정부호로서 (24,6) 선형 부호를 사용하여 부호어를 생성하고, 상기 생성된 (24,6) 부호어를 복호화하는 방안을 제안한다. 예컨대, 길이 32인 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32개의 부호화 심볼들중 8 심볼들을 천공함으로써 얻어지는 (24,6) 일차 리드뮬러 부호를 오류정정부호로 사용하는 것이다. 사실, (24,6) 부호어를 생성할 수 있는 방법은 무수히 많지만, 본 발명의 실시예와 같이 일차 리드뮬러 부호어를 생성한 후 천공하는 방법을 사용함으로써 하드웨어 복잡도(Hardware Complexity)를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 최적의 부호어를 생성할 수 있다. 이때 상기 일차 리드뮬러 부호어의 길이를 최대한 줄인다면 하드웨어 복잡도는 더 최소화될 수 있을 것이다. 게다가, 상기 일차 리드뮬러 부호어를 천공함으로써 하드웨어 복잡도를 더욱 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 오류 정정 성능에 있어서도 최적인 부호를 생성할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예에서는 일차 리드뮬러 부호를 오류정정부호로 사용하는데, 이때 상기 일차 리드뮬러 부호는 상호 직교부호어(bi-orthogonal codeword)인 예로 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 (24,6) 부호어는 길이 32인 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32개의 부호화 심볼들(상호 직교부호 심볼들)중 8 심볼들을 천공함으로써 생성된다. 상기 길이 32의 상호 직교부호 심볼들 중에서 8 심볼들을 천공할 시 천공되는 위치가 달라지게 됨에 따라 부호어의 최소거리(dmin: minimum distance)는 상이하게 된다. 이미 언급한 바와 같이, 부호어의 최소거리는 여러 부호어의 해밍거리 값들 중 가장 작은 값을 지칭하고, 상기 최소거리가 클수록 선형 오류정정부호(Linear Error Correcting Code)에 있어서 오류 정정 성능이 우수하게 되는 것이다. 그러므로, 상기 길이 32인 일차 리드뮬러 부호어에서 우수한 오류 정정 성능을 가지는 (24,6) 상호 직교 부호어를 생성하기 위해서는 적절한 천공 위치를 구하는 것이 중요하다.
상기 (24,6) 최적 부호어를 생성하기 위해서 필요한 8개의 천공 위치들을 결정하는 천공 패턴들은 실험적으로 구할 수 있다. 대표적인 경우의 예로 3가지 경우를 들 수 있는데, 이를 나타내면 다음과 같이 {2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 21}, {6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 25}, {10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 29}의 3가지가 있다. 일차 리드뮬러 부호어는 0번째 부호화 심볼로부터 15번째 부호화 심볼까지의 16개의 부호화 심볼들로 이루어진다. 예를 들어, 상기 천공 패턴들 중 {2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 21}은 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32개의 부호화 심볼들의 열중 2번째 부호화 심볼과, 상기 2번째 부호화 심볼들로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과, 상기 6개의 부호화 심볼들 중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼을 천공하기 위한 패턴이다. 상기 천공 패턴들 중 {6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 25}는 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32개의 부호화 심볼들의 열중 6번째 부호화 심볼과, 상기 6번째 부호화 심볼들로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과, 상기 6개의 부호화 심볼들 중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼을 천공하기 위한 패턴이다. 상기 천공 패턴들 중 {10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 29}는 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32개의 부호화 심볼들의 열중 10번째 부호화 심볼과, 상기 10번째 부호화 심볼들로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과, 상기 6개의 부호화 심볼들 중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼을 천공하기 위한 패턴이다. 상기와 같이 천공 패턴들은 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들의 열중 2번째 부호화 심볼 위치와 6번째 부호화 심볼 위치와 10번째 부호화 심볼 위치중 하나를 선택하고, 상기 선택된 위치의 부호화 심볼과 상기 선택된 위치의 부호화 심볼로부터 시작하여 규칙적으로 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과 상기 6개의 부호화 심볼들 중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼을 천공하기 위한 패턴들이다. 이와 같이 어떠한 한 규칙을 가지는 천공 패턴들을 이동 통신시스템의 송신기측에서 부호화시 사용한다면, 상기 송신기에 대응하는 수신기측에서도 동일한 규칙을 가지는 천공 패턴들을 사전에 약속하여 복호화시 사용하여야 한다. 이러한 약속은 통신 규격에서 정하여 두는 것이 일반적이다. 그러나 송신기가 미리 수신기에서 천공 위치를 알려 주는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 부호화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 부호화 장치는 6비트의 정보비트열을 입력하고 24 부호화 심볼들을 출력하는 부호기, 즉 (24,6) 부호기(1100)를 구현하기 위한 것이다. 상기 (24,6) 부호기(1100)는 (32,6) 상호 직교부호기(1110)와, 천공기(1120)를 포함한다. 6비트의 입력정보비트열(a0,a1,a2,a3,a4,a5)은 (24,6)부호기(1100)의 상호 직교부호기(리드뮬러 부호기)(1110)로 입력된다. 상기 상호 직교부호기(1110)는 상기 6비트의 입력 정보비트열(a0,a1,a2,a3, a4,a5)을 부호화하여 길이 32의 일차 리드뮬러 부호어(부호화 심볼들의 열)를 생성한다. 천공기(1120)는 상기 상호 직교부호기(1110)로부터 출력되는 길이 32의 부호화 심볼들의 열을 입력하고, 상기 길이 32의 부호화 심볼들의 열중 미리 정해지는 천공 패턴에 대응하는 위치의 8개의 부호화 심볼들을 천공한다. 이에 따라 상기 천공기(1120)는 24 부호화 심볼들의 열, 즉 최적의 (24,6) 부호어를 출력한다.
예를 들어, 상기 천공기(1120)는 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들의 열중 2번째 부호화 심볼 위치와 6번째 부호화 심볼 위치와 10번째 부호화 심볼 위치중 하나를 선택하고, 상기 선택된 위치의 부호화 심볼과 상기 선택된 위치의 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과 상기 6개의 부호화 심볼들중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼을 천공한다. 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들의 열중 2번째 부호화 심볼이 선택된 경우, 상기 천공기(1120)는 2번째, 5번째, 8번째, 11번째, 14번째, 17번째, 20번째 및 21번째 부호화 심볼들을 천공한다. 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들의 열중 6번째 부호화 심볼이 선택된 경우, 상기 천공기(1120)는 6번째, 9번째, 12번째, 15번째, 18번째, 21번째, 24번째 및 25번째 부호화 심볼들을 천공한다. 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들의 열중 10번째 부호화 심볼이 선택된 경우, 상기 천공기(1120)는 10번째, 13번째, 16번째, 19번째, 22번째, 25번째, 28번째 및 29번째 부호화 심볼들을 천공한다.
도 5는 도 4에 도시된 리드뮬러 부호기(1110)의 구성을 보다 구체적으로 보여주는 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 리드뮬러 부호기(1110)는 직교부호(예: 월시부호) 발생기(1210)와 승산기들(1230),(1240),(1250),(1260),(1270)로 구성되는 직교부호어 생성기와, 모두 "1" 부호 발생기(1200)와, 승산기(1220)와, 가산기(1280)를 포함한다. 상기 직교부호어 생성기는 상기 6비트들로 구성된 입력 정보비트열 중 5비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들(base orthogonal codes), 즉 대표적인 직교부호인 월시부호 W1, W2, W4, W8 및 W16을 곱하여 32 부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생한다. 상기 직교부호어 생성기는 대표적인 직교부호인 월시부호(Walsh Code)를 발생하는 월시부호 발생기(1210)와, 승산기들(1230),(1240),(1250),(1260),(1270)로 구성된다. 상기 부호 발생기(1200)는 모두 1인 부호를 발생하고, 상기 모두 1인 부호는 상기 입력 정보비트열 중 나머지 한 비트와 승산기(1220)에서 곱하여 출력된다. 가산기(1280)는 상기 승산기(1220)로부터 출력된 부호어와 상기 직교부호어들을 배타적 가산하고, 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 부호어, 즉 일차 리드뮬러 부호어를 출력한다.
상기 6비트의 입력 정보비트열(a0,a1,a2,a3,a4,a5)은 각각 대응하는 승산기들(1220),(1230),(1240),(1250),(1260),(1270)에 입력된다. 이때 부호 발생기(1200)에서는 전부 1인 부호가 출력되고, 월시부호 발생기(1210)에서는 길이32인 월시부호 W1, W2, W4, W8, W16이 동시에 출력된다. 상기 동시에 출력되는 전부 1인 부호와 월시부호 W1, W2, W4, W8, W16 또한 각각 대응하는 승산기들(1220),(1230),(1240),(1250),(1260),(1270)에 입력된다. 즉, 상기 전부 1인 부호는 상기 승산기(1220)로 입력된다. 상기 월시부호 W1은 상기 승산기(1230)로 입력된다. 상기 월시부호 W2는 상기 승산기(1240)로 입력된다. 상기 월시부호 W4는 상기 승산기(1250)로 입력된다. 상기 월시부호 W8은 상기 승산기(1260)로 입력된다. 상기 월시부호 W16은 상기 승산기(1270)로 입력된다. 상기 부호 발생기(1200)를 사용하여 모두 1인 부호를 발생하는 것은 직교부호를 위상이 반대인 직교부호로 변환하여 상호 직교부호를 생성할 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 직교부호를 위상이 반대인 직교부호로 변환하여 상호 직교부호를 생성할 수 있는 부호라면 상기 모두 1인 부호 뿐만 아니라 다른 코드도 사용될 수 있음은 자명한 사실이다.
상기 승산기(1220)는 상기 입력 정보비트 a0과 상기 전부 1인 부호를 입력하고, 상기 입력 정보비트 a0을 상기 전부 1인 부호와 심볼 단위로 승산하여 출력한다. 상기 승산기(1230)는 상기 입력 정보비트 a1과 상기 월시부호 W1을 입력하고, 상기 입력 정보비트 a1과 상기 월시부호 W1을 심볼 단위로 승산하여 출력한다. 상기 승산기(1240)는 상기 입력 정보비트 a2와 상기 월시부호 W2를 입력하고, 상기 입력 정보비트 a2와 상기 월시부호 W2를 심볼 단위로 승산하여 출력한다. 상기 승산기(1250)는 상기 입력 정보비트 a3과 상기 월시부호 W4를 입력하고, 상기 입력 정보비트 a3과 상기 월시부호 W4를 심볼 단위로 승산하여 출력한다. 상기승산기(1260)는 상기 입력 정보비트 a4와 상기 월시부호 W8을 입력하고, 상기 입력 정보비트 a4와 상기 월시부호 W8을 심볼 단위로 승산하여 출력한다. 상기 승산기(1270)는 상기 입력 정보비트 a5와 상기 월시부호 W16을 입력하고, 상기 입력 정보비트 a5와 상기 월시부호 W16을 심볼 단위로 승산하여 출력한다.
상기 승산기들(1220),(1230),(1240),(1250),(1260),(1270) 각각으로부터 부호화되어 출력되는 32개의 부호화 심볼들로 구성된 6개의 부호어들, 즉 상기 1인 부호 심볼과 승산하여 출력된 1개의 부호어와 5개의 직교부호어들은 상기 가산기(1280)로 출력된다. 상기 가산기(1280)는 상기 승산기들(1220),(1230), (1240),(1250),(1260),(1270) 각각으로부터 승산되어 출력되는 6개의 부호어들을 심볼 단위로 배타적 가산하여 길이 32인 하나의 부호어, 즉 일차 리드뮬러 부호어를 출력한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
상기 도 6을 참조하여 복호기의 동작을 살펴보면, 송신기로부터 수신한 길이 24의 부호화 심볼열은 (24,6) 복호기(1300)로 입력된다. 상기 (24,6) 복호기(1300)로 입력된 길이 24의 부호화 심볼열은 제로(0) 삽입기(1310)의 입력으로 제공된다. 상기 길이 24의 부호화 심볼열을 입력으로 하는 상기 제로 삽입기(1310)는 전술한 송신기의 (24,6) 부호기(1100)내 천공기(1120)에서 사용한 천공위치에 0을 삽입하여 역 하다마드 변환기(Inverse Fast Hadamard Transform)(320)로 출력한다. 즉, 상기 (24,6) 부호기(1100)내 천공기(1120)에서 2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 21번째 부호 심볼들을 천공하였다면 상기 (24,6) 복호기(1300)의 제로 삽입기(1310)는 상기 길이 24 부호화 심볼열의 상기 8개의 천공위치에 0을 삽입하여 길이 32의 부호화 심볼열로 만든 후 출력한다. 여기서, 상기 제로 삽입기(1310)는 상기 0을 삽입할 위치, 즉 상기 천공기(1120)에서 사용되어진 천공위치를 알고 있어야 하는데, 이는 송신측으로부터의 소정 절차에 의해 제공된다. 상기 제로 삽입기(1310)에서 출력된 길이 32의 부호화 심볼열은 상기 역 하다마드 변환기(1320)의 입력으로 인가된다. 상기 역 하다마드 변환기(1320)는 상기 제로 삽입기(1310)에서 출력한 길이 32의 부호화 심볼열을 입력하고, 상기 입력한 길이 32의 부호화 심볼열을 모든 일차 리드뮬러 부호어들과 비교한 신뢰도를 계산한다. 여기서, 모든 일차 리드뮬러 부호어는 길이 32인 월시부호의 부호어와 이를 반전시켜 구해지는 32개의 부호어들을 포함하는 64개의 부호어들을 의미한다. 따라서, 64개의 신뢰도가 구해지게 된다.
한편, 상기 역 하다마드 변환기(1320)는 계산되어진 상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들과의 신뢰도들과 상기 부호어들에 대응하는 입력 정보비트들을 출력한다. 상기 신뢰도들과 상기 부호어들에 대응되는 입력 정보비트들은 쌍으로 이루어지며, 상기 쌍은 상기 상호 직교 부호어의 개수로 이루어진다. 한편 상기 역 하다마드 변환기(1320)에서 출력된 상기 신뢰도들과 상기 입력 정보비트들의 쌍은 비교기(1330)의 입력으로 인가한다. 상기 신뢰도들과 상기 입력 정보비트들의 쌍을 입력으로 하는 상기 비교기(1330)는 상기 입력되는 상기 신뢰도들 중 가장 신뢰도가 높은 것을 선택하고, 상기 선택된 신뢰도에 대응되는 입력 정보비트를 복호비트로 출력하게 된다.
전술한 제2 실시 예에서는 최적의 천공위치로서 2, 5, 8, 11, 14, 17, 20,21번째 심볼들과, 2가지의 다른 천공위치를 예로서 제안하고 있다. 이렇게 최적의 천공위치가 상이할 경우 상기의 천공위치에 따라 복호기를 나타내는 상기 도 6의 구성들 중 제로 삽입기(1310)의 0 삽입위치가 바뀌게 된다.
예를 들어, 송신기의 (24,6) 부호기(1100)내 천공기(1120)가 32 부호화 심볼들의 열중에서 2번째 부호화 심볼 위치와 6번째 부호화 심볼 위치와 10번째 부호화 심볼 위치중 하나를 선택하고, 상기 선택된 위치의 부호화 심볼과 상기 선택된 위치의 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과 상기 6개의 부호화 심볼들중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼을 천공함에 의해 최적 (24,6) 부호어를 출력한다면, 24비트의 부호화 심볼들의 열을 복호화하여 6비트의 복호화 비트열을 출력하는 (24,6) 복호기의 제로 삽입기(1310)는 다음과 같이 제로 삽입 동작을 수행한다. 즉, 상기 제로 삽입기(310)는 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들의 열중에서 2번째 부호화 심볼 위치와 6번째 부호화 심볼 위치와 10번째 부호화 심볼 위치중 하나를 선택하고, 상기 선택된 위치의 부호화 심볼과 상기 선택된 위치의 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과 상기 6개의 부호화 심볼들중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼의 위치들에 대응하는 상기 24비트의 부호화된 심볼들의 열의 위치에 0을 삽입하고 32비트의 부호화 심볼들의 열을 출력한다.
상기 제2 실시 예에서 나타낸 천공위치는 부호기의 성능을 최적으로 하는 천공위치일 뿐만 아니라, 위치들이 간단한 규칙성을 가지고 있어서 송신기의 부호기및 수신기의 복호기를 구성하는 하드웨어의 복잡도를 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 부호분할 다중접속 시스템에서 오류 정정 부호를 최적으로 코딩 및 디코딩 함으로서 최적의 최소거리를 얻을 수 있어 오류 정정 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
또한, 부호화 심볼을 생성하기 위한 천공위치를 규칙성을 가지고 결정함으로써, 부호화를 위한 하드웨어 구성과 복호화를 위한 하드웨어 구성을 간소화할 수 있어 하드웨어 복잡도를 최소화할 수 있다는 효과를 가진다.

Claims (28)

  1. 5비트들로 구성된 입력 정보비트열을 12 부호화 심볼들로 구성된 (12,5) 부호어로 부호화하는 장치에 있어서,
    상기 입력 정보비트열을 입력하고 16 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 리드뮬러 부호기와,
    상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 1, 3, 5, 7, 9, 11번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼로부터 연속하는 4개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력하는 천공기를 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  2. 제1항에 있어서, 상기 천공기는 1번째, 2번째, 3번째 및 4번째 부호화 심볼들을 천공하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  3. 제1항에 있어서, 상기 리드뮬러 부호기는,
    상기 5비트들로 구성된 입력 정보비트열 중 4비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들 W1, W2, W4 및 W8을 곱하여 16 부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생하는 직교부호어 생성기와,
    모두 1인 신호를 발생하는 부호 발생기와,
    상기 입력 정보비트열중 나머지 한 비트와 상기 모두 1인 신호의 승산 결과와, 상기 직교 부호어들을 배타적으로 가산하여 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 16 부호화 심볼인 상기 일차 리드뮬러 부호어를 출력하는 가산기를 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  4. 5비트들로 구성된 입력 정보비트열을 12 부호화 심볼들로 구성된 (12,5) 부호어로 부호화하는 방법에 있어서,
    상기 입력 정보비트열을 입력하고 16 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 과정과,
    상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 1, 3, 5, 7, 9, 11번째 부호화 심볼들 중 선택된 하나의 부호화 심볼로부터 연속하는 4개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  5. 제4항에 있어서, 상기 4개의 부호화 심볼들은 1번째, 2번째, 3번째 및 4번째 부호화 심볼들임을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  6. 제4항에 있어서, 상기 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 과정은,
    상기 5비트들로 구성된 입력 정보비트열 중 4비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들 W1, W2, W4 및 W8을 곱하여 16 부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생하는 과정과,
    상기 입력 정보비트열중 나머지 한 비트와 모두 1인 신호를 승산하는 과정과,
    상기 승산 결과를 상기 직교부호어들과 가산하여 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 16 부호화 심볼인 상기 일차 리드뮬러 부호어를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  7. 5비트들로 구성된 입력 정보비트열을 12 부호화 심볼들로 구성된 (12,5) 부호어로 부호화하는 장치에 있어서,
    상기 입력 정보비트열을 입력하고 16 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 리드뮬러 부호기와,
    상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 2, 3, 6. 7번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼과 상기 선택된 부호화 심볼로부터 시작하여 2의 간격을 가지는 3개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력하는 천공기를 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  8. 제7항에 있어서, 상기 천공기는 2번째, 4번째, 6번째 및 8번째 부호화 심볼들을 천공하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  9. 제7항에 있어서, 상기 리드뮬러 부호기는,
    상기 5비트들로 구성된 입력 정보비트열 중 4비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들 W1, W2, W4 및 W8을 곱하여 16 부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생하는 직교부호어 생성기와,
    모두 1인 신호를 발생하는 부호 발생기와,
    상기 입력 정보비트열중 나머지 한 비트와 상기 모두 1인 신호의 승산 결과와, 상기 직교 부호어들을 배타적으로 가산하여 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 16 부호화 심볼인 상기 일차 리드뮬러 부호어를 출력하는 가산기를 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  10. 5비트들로 구성된 입력 정보비트열을 12 부호화 심볼들로 구성된 (12,5) 부호어로 부호화하는 방법에 있어서,
    상기 입력 정보비트열을 입력하고 16 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러부호어를 생성하는 과정과,
    상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 2, 3, 6, 7번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼과 상기 선택된 부호화 심볼로부터 시작하여 2의 간격을 가지는 3개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  11. 제10항에 있어서, 상기 16 부호화 심볼들의 열중 천공되는 심볼들은 2번째, 4번째, 6번째 및 8번째 부호화 심볼들임을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  12. 제10항에 있어서, 상기 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 과정은,
    상기 5비트들로 구성된 입력 정보비트열중 4비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들 W1, W2, W4 및 W8을 곱하여 16 부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생하는 과정과,
    상기 입력 정보비트열중 나머지 한 비트와 모두 1인 신호를 승산하는 과정과,
    상기 승산 결과를 상기 직교부호어들과 가산하여 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 16 부호화 심볼인 상기 일차 리드뮬러 부호어를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  13. 5비트들로 구성된 입력 정보비트열을 12 부호화 심볼들로 구성된 (12,5) 부호어로 부호화하는 장치에 있어서,
    상기 입력 정보비트열을 입력하고 16 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 리드뮬러 부호기와,
    상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 0, 1, 2, 4, 5, 6번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼과 상기 선택된 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 3개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력하는 천공기를 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  14. 제13항에 있어서, 상기 천공기는 0번째, 3번째, 6번째 및 9번째 부호화 심볼들을 천공하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  15. 제13항에 있어서, 상기 리드뮬러 부호기는,
    상기 5비트들로 구성된 입력 정보비트열중 4비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들 W1, W2, W4 및 W8을 곱하여 16 부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생하는 직교부호어 생성기와,
    모두 1인 신호를 발생하는 부호 발생기와,
    상기 입력 정보비트열중 나머지 한 비트와 상기 모두 1인 신호의 승산 결과와, 상기 직교 부호어들을 배타적으로 가산하여 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 16 부호화 심볼인 상기 일차 리드뮬러 부호어를 출력하는 가산기를 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  16. 5비트들로 구성된 입력 정보비트열을 12 부호화 심볼들로 구성된 (12,5) 부호어로 부호화하는 방법에 있어서,
    상기 입력 정보비트열을 입력하고 16 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 과정과,
    상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 16 부호화 심볼들의 열중 0, 1, 2. 4, 5, 6번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼과 상기 선택된 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 3개의 부호화 심볼들을 천공함에 의해 최적 (12,5) 부호어를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  17. 제16항에 있어서, 상기 16 부호화 심볼들의 열중 천공되는 심볼들은 0번째, 3번째, 6번째 및 9번째 부호화 심볼들임을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  18. 제16항에 있어서, 상기 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 과정은,
    상기 5비트들로 구성된 입력 정보비트열중 4비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들 W1, W2, W4 및 W8을 곱하여 16 부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생하는 과정과,
    상기 입력 정보비트열중 나머지 한 비트와 모두 1인 신호를 승산하는 과정과,
    상기 승산 결과를 상기 직교부호어들과 가산하여 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 16 부호화 심볼인 상기 일차 리드뮬러 부호어를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  19. 6비트들로 구성된 입력 정보비트열을 24 부호화 심볼들로 구성된 (24,6) 부호어로 부호화하는 장치에 있어서,
    상기 입력 정보비트열을 입력하고 32 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 리드뮬러 부호기와,
    상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들의 열중 2번째 부호화 심볼 위치와 6번째 부호화 심볼 위치와 10번째 부호화 심볼 위치중 하나를 선택하고, 상기 선택된 위치의 부호화 심볼과 상기 선택된 위치의 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과 상기 6개의 부호화심볼들중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼을 천공함에 의해 최적 (24,6) 부호어를 출력하는 천공기를 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  20. 제19항에 있어서, 상기 천공기는 2번째, 5번째, 8번째, 11번째, 14번째, 17번째, 20번째 및 21번째 부호화 심볼들을 천공하는 것을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  21. 제19항에 있어서, 상기 리드뮬러 부호기는,
    상기 6비트들로 구성된 입력 정보비트열중 5비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들 W1, W2, W4, W8 및 W16을 곱하여 32 부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생하는 직교부호어 생성기와,
    모두 1인 신호를 발생하는 부호 발생기와,
    상기 입력 정보비트열중 나머지 한 비트와 상기 모두 1인 신호의 승산 결과와, 상기 직교 부호어들을 배타적으로 가산하여 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 32 부호화 심볼인 상기 일차 리드뮬러 부호어를 출력하는 가산기를 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 장치.

  22. 6비트들로 구성된 입력 정보비트열을 24 부호화 심볼들로 구성된 (24,6) 부호어로 부호화하는 방법에 있어서,
    상기 입력 정보비트열을 입력하고 32 부호화 심볼들로 구성된 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 과정과,
    상기 일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들의 열중 2번째 부호화 심볼 위치와 6번째 부호화 심볼 위치와 10번째 부호화 심볼 위치중 하나를 선택하고, 상기 선택된 위치의 부호화 심볼과 상기 선택된 위치의 부호화 심볼로부터 시작하여 3의 간격을 가지는 위치들의 6개의 부호화 심볼들과 상기 6개의 부호화 심볼들중 마지막 심볼로부터 1의 간격을 가지는 위치의 부호화 심볼을 천공함에 의해 최적 (24,6) 부호어를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  23. 제22항에 있어서, 상기 32 부호화 심볼들의 열중 천공되는 심볼들은 2번째, 5번째, 8번째, 11번째, 14번째, 17번째, 20번째 및 21번째 부호화 심볼들임을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  24. 제22항에 있어서, 상기 일차 리드뮬러 부호어를 생성하는 과정은,
    상기 6비트들로 구성된 입력 정보비트열중 5비트들에 각각 관련된 기저 직교부호들 W1, W2, W4, W8 및 W16을 곱하여 32 부호화 심볼들로 구성된 직교부호어들을 발생하는 과정과,
    상기 입력 정보비트열중 나머지 한 비트와 모두 1인 신호를 승산하는 과정과,
    상기 승산 결과를 상기 직교부호어들과 가산하여 상기 직교부호어들의 위상이 반전된 32 부호화 심볼인 상기 일차 리드뮬러 부호어를 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 부호화 방법.

  25. 12비트의 부호화 심볼들의 열을 복호화하여 5비트의 복호화 비트열을 출력하기 위한 (12,5) 복호화 장치에 있어서,
    일차 리드뮬러 부호어를 구성하기 위한 16 부호화 심볼들중에서 1, 3, 5, 7, 9, 11번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼의 위치로부터 연속하는 4개의 부호화 심볼들의 위치에 0을 삽입하고, 상기 16 부호화된 심볼들에서 상기 0이 삽입되지 않은 나머지 위치에 상기 12 부호화된 심볼을 대응시켜 16비트의 부호화 심볼들의 열을 출력하는 제로 삽입기와,
    상기 16비트의 부호화 심볼들의 열과 16 부호화 심볼들의 열로 구성되는 모든 일차 리드뮬러 부호어들을 비교하여 신뢰도들을 계산하고, 상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들에 대응하는 5비트의 정보비트열들을 해당하는 신뢰도의 값과 쌍으로 출력하는 역 하다마드 변환기와,
    상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들의 신뢰도들을 비교하고 최대의 신뢰도를 가지는 일차 리드뮬러 부호어에 대응하는 5비트의 정보비트열을 복호화 비트열로서 출력하는 비교기를 포함함을 특징으로 하는 상기 복호화 장치.
  26. 12비트의 부호화 심볼들의 열을 복호화하여 5비트의 복호화 비트열을 출력하기 위한 (12,5) 복호화 방법에 있어서,
    일차 리드뮬러 부호어를 구성하기 위한 16 부호화 심볼들중에서 1, 3, 5, 7, 9, 11번째 부호화 심볼들중 선택된 하나의 부호화 심볼의 위치로부터 연속하는 4개의 부호화 심볼들의 위치에 0을 삽입하고, 상기 16 부호화된 심볼들에서 상기 0이 삽입되지 않은 나머지 위치에 상기 12 부호화된 심볼을 대응시켜 16비트의 부호화 심볼들의 열을 출력하는 과정과,
    상기 16비트의 부호화 심볼들의 열과 16 부호화 심볼들의 열로 구성되는 모든 일차 리드뮬러 부호어들을 비교하여 신뢰도들을 계산하고, 상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들에 대응하는 5비트의 정보비트열들을 해당하는 신뢰도의 값과 쌍으로 출력하는 과정과,
    상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들의 신뢰도들을 비교하고 최대의 신뢰도를 가지는 일차 리드뮬러 부호어에 대응하는 5비트의 정보비트열을 복호화 비트열로서 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 복호화 방법.
  27. 24비트의 부호화 심볼들의 열을 복호화하여 6비트의 복호화 비트열을 출력하기 위한 (24,6) 복호화 장치에 있어서,
    일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들중에서 2번째 부호화 심볼 위치와 6번째 부호화 심볼 위치와 10번째 부호화 심볼 위치중 하나를 선택하고, 상기 선택된 부호화 심볼의 위치와 상기 선택된 심볼의 위치로부터 3만큼씩의 심볼 간격의 위치들에 7개의 0심볼을 삽입하고, 상기 7번째 0이 삽입된 위치의 바로 다음 위치에 0을 삽입한 후 상기 32비트 심볼 열에 0이 삽입되지 않은 위치에 상기 24 부호화 심볼들을 대응시켜 출력하는 제로 삽입기와,
    상기 32비트의 부호화 심볼들의 열과 32 부호화 심볼들의 열로 구성되는 모든 일차 리드뮬러 부호어들을 비교하여 신뢰도들을 계산하고, 상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들에 대응하는 6비트의 정보비트열들을 해당하는 신뢰도의 값과 쌍으로 출력하는 역 하다마드 변환기와,
    상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들의 신뢰도들을 비교하고 최대의 신뢰도를 가지는 일차 리드뮬러 부호어에 대응하는 6비트의 정보비트열을 복호화 비트열로서 출력하는 비교기를 포함함을 특징으로 하는 상기 복호화 장치.
  28. 24비트의 부호화 심볼들의 열을 복호화하여 6비트의 복호화 비트열을 출력하기 위한 (24,6) 복호화 방법에 있어서,
    일차 리드뮬러 부호어를 구성하는 32 부호화 심볼들중에서 2번째 부호화 심볼 위치와 6번째 부호화 심볼 위치와 10번째 부호화 심볼 위치중 하나를 선택하고, 상기 선택된 부호화 심볼의 위치와 상기 선택된 심볼의 위치로부터 3만큼씩의 심볼 간격의 위치들에 7개의 0심볼을 삽입하고, 상기 7번째 0이 삽입된 위치의 바로 다음 위치에 0을 삽입한 후 상기 32비트 심볼 열에 0이 삽입되지 않은 위치에 상기 24 부호화 심볼들을 대응시켜 출력하는 과정과,
    상기 32비트의 부호화 심볼들의 열과 32 부호화 심볼들의 열로 구성되는 모든 일차 리드뮬러 부호어들을 비교하여 신뢰도들을 계산하고, 상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들에 대응하는 6비트의 정보비트열들을 해당하는 신뢰도의 값과 쌍으로 출력하는 과정과,
    상기 모든 일차 리드뮬러 부호어들의 신뢰도들을 비교하고 최대의 신뢰도를 가지는 일차 리드뮬러 부호어에 대응하는 6비트의 정보비트열을 복호화 비트열로서 출력하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 복호화 방법.
KR10-2002-0008181A 2001-02-15 2002-02-15 이동 통신시스템의 채널 부호화/복호화 장치 및 방법 KR100464454B1 (ko)

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