KR100517177B1 - Apparatus for viterbi decoding - Google Patents

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KR100517177B1 KR10-2003-0054694A KR20030054694A KR100517177B1 KR 100517177 B1 KR100517177 B1 KR 100517177B1 KR 20030054694 A KR20030054694 A KR 20030054694A KR 100517177 B1 KR100517177 B1 KR 100517177B1
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Abstract

본 발명은 비터비 복호 장치에 관한 것으로, 컨벌루션 부호기에서 부호화된 데이터와, 부호화되지 않은 입력 데이터를 수신하여 8가지 상태의 성상도로 매핑시켜 변조하는 8PSK 변조기와; 상기 컨벌루션 부호기에서 부호화된 데이터를 수신하여 4가지 상태의 성상도로 매핑시켜 변조하는 QPSK 변조기와; 입력 비트수에 따라 상기 8PSK 변조기와 QPSK 변조기의 출력을 제어하는 출력 선택기를 통해 인가받은 신호 중, 8PSK 신호를 복조하는 복조기와; 상기 복조기로부터 인가받은 신호 중, 복조된 8PSK 신호를 0도 기준의 8가지 상태의 성상도 매칭 구조를 이용하여 8개의 성상도 위치 영역을 검출하는 양자화기와; 상기 양자화기에서 검출된 성상도 위치 영역을 이용하여 연판정 신호를 출력하는 연판정기와; 상기 연판정기로부터 인가받은 연판정 신호를 이용하여 데이터를 복호하는 비터비 복호기와; 상기 비터비 복호기에서 복호되어 출력되는 데이터를 인가받아 다시 컨벌루션 부호화하는 컨벌루션 재부호기와; 지연기를 통해 상기 양자화기에서 출력되는 연판정 기준 신호를 이용하여 상기 컨벌루션 재부호기에서 부호화된 데이터를 복호하는 아웃보드 판정기를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.The present invention relates to a Viterbi decoding apparatus, comprising: an 8PSK modulator that receives data encoded by a convolutional encoder and uncoded input data, maps and modulates them into constellations of eight states; A QPSK modulator for receiving the data encoded by the convolutional encoder, mapping the modulated data into four constellations, and modulating them; A demodulator for demodulating an 8PSK signal among signals received through an output selector for controlling outputs of the 8PSK modulator and the QPSK modulator according to the number of input bits; A quantizer for detecting eight constellation position regions of the demodulated 8PSK signal using a constellation matching structure of eight states of a zero degree among the signals received from the demodulator; A soft decision unit for outputting a soft decision signal using the constellation position region detected by the quantizer; A Viterbi decoder which decodes data using the soft decision signal received from the soft decision unit; A convolutional re-encoder, which is subjected to convolutional encoding by receiving data decoded and output by the Viterbi decoder; It is preferable to include an outboard determiner for decoding the data encoded by the convolutional re-encoder using a soft decision reference signal output from the quantizer through a delay.

Description

비터비 복호 장치{APPARATUS FOR VITERBI DECODING} Viterbi decoding device {APPARATUS FOR VITERBI DECODING}

본 발명은 비터비 복호 장치에 관한 것으로서, 특히 하나의 비터비 복호기를 이용하여 컨벌루션 부호화 방식과 TCM(Trellis Coded Modulation) 부호화 방식을 복호시킬 수 있도록 하는 비터비 복호 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a Viterbi decoding apparatus, and more particularly, to a Viterbi decoding apparatus capable of decoding a convolutional coding scheme and a Trellis Coded Modulation (TCM) coding scheme using one Viterbi decoder.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 통신 시스템의 구성을 보인 도로, 채널 상태가 좋지 않은 상태에서는 도 1a에 도시하는 바와 같이, 컨벌루션 부호기/비터비 복호기와 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변/복조기를 사용하고, 채널 상태가 좋은 상태에서는 도 1b에 도시하는 바와 같이, 데이터 양을 높이기 위해 TCM 부/복호기와 8PSK 변/복조기를 사용하여 신호를 복원한다.1A and 1B are diagrams illustrating a general communication system, and in a bad state of a channel, as shown in FIG. 1A, a convolutional encoder / viterbi decoder and a quadrature phase shift keying (QPSK) modulator / demodulator are used. In a good channel state, as shown in FIG. 1B, a signal is recovered using a TCM encoder / decoder and an 8PSK modulator / demodulator to increase the amount of data.

도 2a 및 도 2b는 도 1a, 도 1b 각각의 시스템에 대한 트렐리스도를 나타내는 것으로, 도 2a는 비터비 복호기의 데이터를 보호하기 위한 트렐리스도이고, 도 2b는 TCM 복호기의 데이터를 복호하기 위한 트렐리스도이다.2A and 2B show trellis diagrams for the respective systems of FIGS. 1A and 1B. FIG. 2A is a trellis diagram for protecting data of a Viterbi decoder, and FIG. 2B is a trellis diagram for decoding data of a TCM decoder. It is Christ.

도 2a 및 도 2b와, 표 1을 통해 알 수 있듯이, 비터비 복호는 한 상태로 들어오는 가지수가 2개지만, TCM 복호의 경우에는 4개이고, BM(Branch Metric) 계산을 비터비 복호는 해밍 거리(Hamming Distance)로 하는 반면에, TCM 복호의 경우에는 유클리드(Euclidean) 거리로 하며, TCM 복호 비트 결정식이 기존의 비터비 복호기와 다르므로, 컨벌루션 부호화된 부호와 TCM 부호화된 부호를 하나의 비터비 복호기를 이용하여 복호할 수 없게 된다.2A and 2B and Table 1, Viterbi decoding has two branches coming in a state, but four in the case of TCM decoding, and BM (Branch Metric) calculation is performed for Hammer distance. (Hamming Distance), while TCM decoding uses Euclidean distance. Since the TCM decoding bit decision formula is different from the conventional Viterbi decoder, the convolutional code and the TCM coded code are one Viterbi. The decoder cannot be used to decode.

비터비 복호기Viterbi Decoder TCM 복호기TCM Decoder 한 상태로 들어오는 가지 수Number of branches coming in one state 2개2 4개Four Branch Metric 계산Branch Metric calculation Hamming DistanceHamming distance Euclidean DistanceEuclidean distance ACS 비교수ACS comparison 2개2 4개Four Path MetricPath metric 동일same Trace Back 구조Trace Back Structure 동일same Trace Back 공식Trace Back Formula Sk-1(1)=Sk(0)Sk-1(0)=PSS k-1 (1) = S k (0) S k-1 (0) = PS Sk-1(1)=Sk(0)Sk-1(0)=PS(1)S k-1 (1) = S k (0) S k-1 (0) = PS (1) 복호 비트 결정 공식Decoding Bit Determination Formula Dk=Sk(1)D k = S k (1) Dk(1)=PS(0)D k (1) = PS (0)

이에 따라, 채널 환경에 따라 가변 부호화율을 적용할 시에는 서로 다른 복호기가 필요하게 되는 문제점이 있다.Accordingly, there is a problem in that different decoders are required when the variable coding rate is applied according to the channel environment.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 채널 환경에 따라 가변 부호화율의 적용이 가능하도록 함으로써, 하나의 비터비 복호기를 이용하여 컨벌루션 부호화된 부호와 TCM 부호화된 부호를 모두 복호할 수 있도록 하는 비터비 복호 장치를 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and by applying a variable coding rate according to a channel environment, it is possible to decode both a convolutional code and a TCM coded code using one Viterbi decoder. It is an object of the present invention to provide a Viterbi decoding device.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 비터비 복호 장치는, 컨벌루션 부호기에서 부호화된 데이터와, 부호화되지 않은 입력 데이터를 수신하여 8가지 상태의 성상도로 매핑시켜 변조하는 8PSK 변조기와; 상기 컨벌루션 부호기에서 부호화된 데이터를 수신하여 4가지 상태의 성상도로 매핑시켜 변조하는 QPSK 변조기와; 입력 비트수에 따라 상기 8PSK 변조기와 QPSK 변조기의 출력을 제어하는 출력 선택기를 통해 인가받은 신호 중, 8PSK 신호를 복조하는 복조기와; 상기 복조기로부터 인가받은 신호 중, 복조된 8PSK 신호를 0도 기준의 8가지 상태의 성상도 매칭 구조를 이용하여 8개의 성상도 위치 영역을 검출하는 양자화기와; 상기 양자화기에서 검출된 성상도 위치 영역을 이용하여 연판정 신호를 출력하는 연판정기와; 상기 연판정기로부터 인가받은 연판정 신호를 이용하여 데이터를 복호하는 비터비 복호기와; 상기 비터비 복호기에서 복호되어 출력되는 데이터를 인가받아 다시 컨벌루션 부호화하는 컨벌루션 재부호기와; 지연기를 통해 상기 양자화기에서 출력되는 연판정 기준 신호를 이용하여 상기 컨벌루션 재부호기에서 부호화된 데이터를 복호하는 아웃보드 판정기와; 상기 컨벌루션 부호기에서 부호화된 후, 상기 비터비 복호기를 통해 복호된 데이터와 원 데이터를 비교하여 에러 발생 여부를 판별하는 컨벌루션 오류 계수기와; 상기 컨벌루션 재부호화기에서 부호화된 후, 상기 아웃보드 판정기에서 복호된 데이터와 원 데이터를 비교하여 에러 발생 여부를 판별하는 아웃보드 에러 계수기를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.A Viterbi decoding apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is an 8PSK modulator that receives the data encoded in the convolutional encoder, and the uncoded input data to be mapped to the constellation of eight states and modulated ; A QPSK modulator for receiving the data encoded by the convolutional encoder, mapping the modulated data into four constellations, and modulating them; A demodulator for demodulating an 8PSK signal among signals received through an output selector for controlling outputs of the 8PSK modulator and the QPSK modulator according to the number of input bits; A quantizer for detecting eight constellation position regions of the demodulated 8PSK signal using a constellation matching structure of eight states of a zero degree among the signals received from the demodulator; A soft decision unit for outputting a soft decision signal using the constellation position region detected by the quantizer; A Viterbi decoder which decodes data using the soft decision signal received from the soft decision unit; A convolutional re-encoder, which is subjected to convolutional encoding by receiving data decoded and output by the Viterbi decoder; An outboard determiner for decoding data encoded in the convolutional re-encoder using a soft decision reference signal output from the quantizer through a delay unit; A convolutional error counter that is encoded by the convolutional encoder and compares the original data with the data decoded by the Viterbi decoder to determine whether an error occurs; After the encoding is performed by the convolutional re-encoder, an outboard error counter for comparing the original data with the data decoded by the outboard determiner is preferably provided.

나아가, 상기 지연기는, 상기 양자화기로부터 입력받은 연판정 기준 신호를 일정 시간 동안 지연시켜, 상기 연판정 기준 신호와 상기 컨벌루션 재부호기에서 출력되는 부호화된 데이터를 동기시키는 것이 바람직하다.In addition, the delay unit may delay the soft decision reference signal input from the quantizer for a predetermined time to synchronize the soft decision reference signal and the encoded data output from the convolutional re-encoder.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비터비 복호 장치에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a Viterbi decoding apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비터비 복호 장치의 구성을 보인 도로, 컨벌루션 부호기(Convolutional Encoder)(10), 8PSK 변조기(Modulator)(15), QPSK 변조기(20), 출력 선택기(Output Selector)(25), 백색 잡음 가중기(Add White Noise)(30), 복조기(DEMOD Normalize)(35), 섹터 위상 양자화기(Sector Phase Quantizer)(40), 연판정기(Soft Decision Logic)(45), 비터비 복호기(Viterbi Decoder)(50), 컨벌루션 재부호기(Convolutional Reencoder)(55), 지연기(Delay)(60), 아웃보드 판정기(Outboard Decision Logic)(65), 컨벌루션 오류 계수기(Count Convolutional Errors)(75), 아웃보드 에러 계수기(Count Outboard Errors)(70)를 구비하여 이루어진다.3 illustrates a road, a convolutional encoder 10, an 8PSK modulator 15, a QPSK modulator 20, and an output selector showing the configuration of a Viterbi decoding device according to an embodiment of the present invention. Selector (25), Add White Noise (30), DEMOD Normalize (35), Sector Phase Quantizer (40), Soft Decision Logic (45) ), Viterbi Decoder (50), Convolutional Reencoder (55), Delay (60), Outboard Decision Logic (65), Convolution Error Counter ( A count convolutional errors 75 and a count outboard errors 70 are provided.

이와 같은 구성에 있어서, 컨벌루션 부호기(10)는 1비트의 입력 데이터(X1)를 컨벌루션 부호화하여 2비트의 부호화된 데이터(C1, C2)를 출력한다.In such a configuration, the convolutional encoder 10 convolutionally encodes one bit of input data X1 and outputs two bits of encoded data C1 and C2.

8PSK 변조기(15)는 컨벌루션 부호기(10)로부터 출력되는 2비트의 부호화된 데이터(C1, C2)와 부호화되지 않은 입력 데이터(C0)를 수신하여 8가지 상태의 성상도로 매핑시켜 변조한다.The 8PSK modulator 15 receives the 2-bit coded data C1 and C2 and the uncoded input data C0 output from the convolutional encoder 10, maps them to constellations of eight states, and modulates them.

QPSK 변조기(20)는 컨벌루션 부호기(10)로부터 출력되는 2비트의 부호화된 데이터(C1, C2)를 수신하여 4가지 상태의 성상도로 매핑시켜 변조한다.The QPSK modulator 20 receives the 2-bit coded data C1 and C2 output from the convolutional encoder 10, maps them to constellations of four states, and modulates them.

출력 선택기(25)는 입력 비트를 확인하여 1 비트(X1)의 데이터를 입력받으면 QPSK 변조기(20)에서 변조된 QPSK 신호를 선택하여 출력하고, 2 비트(X0, X1)의 데이터를 입력받으면 8PSK 변조기(15)에서 변조된 8PSK 신호를 선택하여 출력한다.The output selector 25 checks the input bit and receives one bit (X1) of data, selects and outputs the modulated QPSK signal from the QPSK modulator 20, and receives two bits (X0, X1) of data, and receives 8PSK. The modulator 15 selects and outputs the modulated 8PSK signal.

백색 잡음 가중기(30)는 출력 선택기(25)에서 출력되는 신호를 잡음 채널을 통해 인가받아 출력시킨다.The white noise weighter 30 receives a signal output from the output selector 25 through a noise channel and outputs the signal.

복조기(35)는 백색 잡음 가중기(30)에 의해 잡음 채널을 통과하여 수신된 신호 중에서 QPSK 신호는 바이패스시키고, 8PSK 신호를 복조하여 I, Q 성분을 생성한다.The demodulator 35 bypasses the QPSK signal among the signals received through the noise channel by the white noise weighter 30 and demodulates the 8PSK signal to generate I and Q components.

섹터 위상 양자화기(40)는 복조기(35)로부터 수신받은 신호 중에서 QPSK 신호는 바이패스시키고, 복조기(35)로부터 인가받은 I, Q 값을 연판정하기 위해, 8PSK 신호를 0도 기준의 8가지 상태의 성상도 매칭 구조를 이용하여 8개의 성상도 위치 영역을 검출한다.The sector phase quantizer 40 bypasses the QPSK signal among the signals received from the demodulator 35, and softens the 8PSK signal to eight types based on 0 degrees in order to softly determine the I and Q values received from the demodulator 35. Eight constellation location regions are detected using the constellation matching structure of the state.

연판정기(45)는 섹터 위상 양자화기(40)로부터 수신받은 신호 중에서 QPSK 신호는 바이패스시키고, 섹터 위상 양자화기(40)에서 검출된 성상도 위치 영역을 이용하여 비터비 복호기(50)에 입력될 3비트 연판정 입력 신호를 결정한다.The soft determiner 45 bypasses the QPSK signal among the signals received from the sector phase quantizer 40 and inputs it to the Viterbi decoder 50 using the constellation position region detected by the sector phase quantizer 40. Determines the 3-bit soft decision input signal to be.

비터비 복호기(50)는 복조기(35), 섹터 위상 양자화기(40), 연판정기(45)를 우회하여 인가되는 QPSK 신호를 복호하여 데이터 값을 복원하고, 연판정기(45)로부터 3비트의 연판정 입력 신호를 수신하여 1비트로 복호한다.The Viterbi decoder 50 decodes the QPSK signal applied by bypassing the demodulator 35, the sector phase quantizer 40, and the soft determiner 45 to restore the data value, and the 3 bit from the soft determiner 45 Receives the soft decision input signal and decodes it into 1 bit.

컨벌루션 재부호기(55)는 비터비 복호기(50)에서 복호되어 출력되는 1비트를 인가받아 컨벌루션 부호화하여 2비트의 부호화된 데이터를 출력한다.The convolutional re-encoder 55 receives one bit decoded and output from the Viterbi decoder 50 to convolutionally encode and output two bits of encoded data.

지연기(60)는 섹터 위상 양자화기(40)로부터 입력받은 3비트의 연판정 기준 신호를 일정 시간 동안 지연시킨다. 여기서, 지연기(60)에서 3비트 연판정 기준 신호를 일정 시간 동안 지연시키는 이유는, 컨벌루션 재부호기(55)에서 출력되는 데이터와 섹터 위상 양자화기(40)로부터 입력받은 3비트 연판정 기준 신호를 동기시키기 위한 것이다.The delay unit 60 delays the 3-bit soft decision reference signal received from the sector phase quantizer 40 for a predetermined time. Here, the reason why the delay unit 60 delays the 3-bit soft decision reference signal for a predetermined time is because the data output from the convolutional re-encoder 55 and the 3-bit soft decision reference signal received from the sector phase quantizer 40 are used. To motivate them.

아웃보드 판정기(65)는 지연기(60)로부터 3비트 연판정 기준 신호를 수신하여 컨벌루션 재부호기(55)로부터 인가받은 2비트 부호화된 데이터를 1비트로 복호함으로서, 컨벌루션 부호기(10)를 통해 부호화되지 않은 한 비트(C0)를 복호한다.The outboard determiner 65 receives the 3-bit soft decision reference signal from the delayer 60 and decodes the 2-bit coded data received from the convolutional re-encoder 55 into 1 bit, and then through the convolutional encoder 10. The bit C0 is decoded unless it is coded.

컨벌루션 에러 계수기(75)는 입력 비트 X1(원 데이터)와 컨벌루션 부호기(10)에서 부호화된 후, 비터비 복호기(50)를 통해 복호된 데이터를 인가받아, 두 데이터를 비교하여 에러 발생 여부를 판별하고, 에러가 발생한 경우에는 발생된 에러 횟수를 계수한다.The convolutional error counter 75 is encoded by the input bit X1 (the original data) and the convolutional encoder 10, and then receives the decoded data through the Viterbi decoder 50, and compares the two data to determine whether an error occurs. If an error occurs, the number of occurrences of the error is counted.

아웃보드 에러 계수기(70)는 입력 비트 X0(원 데이터)와 아웃보드 판정기(65)에서 출력되는 데이터를 인가받아, 두 데이터를 비교하여 에러 발생 여부를 판별하고, 에러가 발생한 경우에는 발생된 에러 횟수를 계수한다.The outboard error counter 70 receives the input bit X0 (raw data) and the data output from the outboard determiner 65, compares the two data, determines whether an error occurs, and generates an error if an error occurs. Count the number of errors.

이상에서 살펴본 바와 같은 구성에 의해, (2, 1, k:k=구속장수) 비터비 복호기(50)로 TCM 복호를 수행할 수 있도록 하려면 수신되는 8PSK 신호 배치를 QPSK 신호 배치로 바꾸어 양자화하여야 한다.According to the configuration described above, in order to be able to perform TCM decoding with the (2, 1, k: k = binding length) Viterbi decoder 50, the received 8PSK signal configuration should be quantized by changing to the QPSK signal configuration. .

즉, 도 4a 및 도 4b는 부호화되지 않은 비트(C0)와 컨벌루션 부호기(10)에서 부호화된 비트(C1, C2)의 8PSK 성상도와, 8PSK 성상도를 56섹터로 나눈 3비트 연판정 할당 영역을 나타내는 것으로, 부호화된 비트(C1, C2)는 섹터 위상 양자화기(40)에 의해 각각 I와 Q로 양자화되고, 연판정기(45)에 의해 3비트로 양자화하여 기준 매칭점으로 표현한다.4A and 4B illustrate an 8PSK constellation of the uncoded bit C0 and the bits C1 and C2 encoded by the convolutional encoder 10, and a 3-bit soft decision allocation region obtained by dividing the 8PSK constellation by 56 sectors. As shown, the encoded bits C1 and C2 are quantized into I and Q by the sector phase quantizer 40, respectively, and quantized into 3 bits by the soft determiner 45, and represented by reference matching points.

전술한 바와 같이, 3비트로 연판정된 기준 신호에 의하면 I(Inpahse)와 Q(Quadrature) 값의 영역에 따라 수신되는 신호의 연판정 영역을 결정할 수 있음을 알 수 있는 데, 도 4b에서 (2), (3), (6), (7)영역은 I 값을 연판정하고, 나머지 영역은 Q값을 연판정한다.As described above, it can be seen that the soft decision region of the received signal can be determined according to the region of the value of I (Inpahse) and Q (Quadrature) according to the reference signal determined as 3 bits. ), (3), (6), and (7) areas softly determine the I value, and the remaining areas softly determine the Q value.

이하에서는 도 5를 참조하여 섹터 위상 양자화기(40)와 연판정기(45)에서 수행되는 연판정 영역과 연판정 I, Q 값의 결정 방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, a method of determining the soft decision region and the soft decision I and Q values performed by the sector phase quantizer 40 and the soft determiner 45 will be described with reference to FIG. 5.

우선, 섹터 위상 양자화기(40)는 잡음 채널을 통과하여 수신된 Q 성분을 0과 비교하여 #3을 설정하고, I 성분을 0과 비교하여 #2를 설정하여 4사분면을 결정한다. 그리고, I성분과 Q성분의 절대치의 크기를 비교해서 #1을 설정하여, 결정된 4사분면을 이등분하여 위상 정보를 설정하고, 도 5와 같이 어느 범위에 포함되는 지에 따라 도 4b의 (1) 내지 (8) 영역으로 구분하고, 결정된 영역에 따라 I 또는 Q 값으로부터 연판정하여 비터비 복호기(50)의 입력 비트로 정한다.First, the sector phase quantizer 40 sets # 3 by comparing the Q component received through the noise channel with 0 and sets # 2 by comparing the I component with 0 to determine the fourth quadrant. Then, by comparing the magnitudes of the absolute values of the I component and the Q component, # 1 is set, bisecting the determined four quadrants to set phase information, and according to which ranges as shown in FIG. (8) It is divided into areas, and soft decision is made from an I or Q value according to the determined area to determine the input bit of the Viterbi decoder 50.

도 6은 섹터 위상 양자화기가 24 섹터 위상 양자화기인 경우, 각각의 영역으로 연판정 비트 할당을 나타내는 도로, 연판정 비트로 할당된 신호는 비터비 복호기(50)를 통해 컨벌루션 부호기(10)로 부호화된 한 개의 정보 비트를 복호하고, 복호된 정보 비트를 다시 재부호화하여 부호화되지 않은 한 비트인 C0를 복호하게 되는 데, 부호화되지 않은 비트에 대한 복호는 아웃보드 판정기(65)에서 이루어진다.FIG. 6 shows a road indicating soft decision bit allocation to each region when the sector phase quantizer is a 24 sector phase quantizer, and the signal allocated to the soft decision bit is encoded by the convolutional encoder 10 through the Viterbi decoder 50. Information bits are decoded and the decoded information bits are re-encoded again to decode C0, which is an unencoded bit. Decoding of the unencoded bits is performed by the outboard determiner 65.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 비터비 복호 장치의 동작에 대해서 설명한다.Hereinafter, the operation of the Viterbi decoding apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6.

우선, 시스템 운용자는 채널의 상태를 파악하여 채널의 상태가 양호하면 2비트씩 입력하고, 채널 상태가 좋지 않으면 1비트씩만 입력하게 되는 데, 채널의 상태가 좋지 않아 1비트(X1)씩 입력 비트로 인가되는 경우, 컨벌루션 부호기(10)는 입력받은 비트(X1)를 컨벌루션 부호화하여 8PSK 변조기(15) 및 QPSK 변조기(20)로 인가한다.First, the system operator checks the status of the channel and inputs 2 bits if the channel is in good condition, and inputs only 1 bit if the channel is not in good condition. When applied, the convolutional encoder 10 convolutionally encodes the received bit X1 and applies it to the 8PSK modulator 15 and the QPSK modulator 20.

전술한 바와 같이, 컨벌루션 부호기(10)로부터 부호화된 비트(C1, C2)를 인가받은 8PSK 변조기(15)는 부호화되지 않은 비트(C0)를 입력받지 못해 변조를 수행하지 못하고, QPSK 변조기(20)는 부호화된 비트(C1, C2)를 이용하여 QPSK 변조를 수행한다.As described above, the 8PSK modulator 15 that receives the encoded bits C1 and C2 from the convolutional encoder 10 does not receive the uncoded bit C0 and thus does not perform the modulation, and the QPSK modulator 20 Performs QPSK modulation using the encoded bits C1 and C2.

QPSK 변조기(20)를 통해 변조된 QPSK 변조 신호는 잡음 채널을 통과한 후, 복조기(35), 섹터 위상 양자화기(40), 연판정기(45) 등은 바이패스하고, 비터비 복호기(50)로 인가되어 복호된다.After the QPSK modulated signal modulated by the QPSK modulator 20 passes through the noise channel, the demodulator 35, the sector phase quantizer 40, the soft determiner 45, and the like bypass, and the Viterbi decoder 50 It is applied to and decoded.

반면에, 채널 상태가 양호하여 2비트씩 입력 비트가 인가되는 경우, 컨벌루션 부호기(10)는 2비트의 입력 비트 중에서 1비트를 입력받아 컨벌루션 부호화하여 8PSK 변조기(15) 및 QPSK 변조기(20)로 인가한다.On the other hand, when the channel state is good and the input bits are applied by 2 bits, the convolutional encoder 10 receives convolutional coding by receiving 1 bit from the input bits of 2 bits to the 8PSK modulator 15 and the QPSK modulator 20. Is authorized.

전술한 바와 같이, 컨벌루션 부호기(10)로부터 부호화된 비트(C1, C2)와 부호화되지 않은 비트(C0)를 인가받은 8PSK 변조기(15)는 8PSK 변조를 수행하고, QPSK 변조기(20)는 컨벌루션 부호기(10)로부터 인가받은 부호화된 비트(C1, C2)를 이용하여 QPSK 변조를 수행하는 데, 8PSK 변조기(15)와 QPSK 변조기(20)에서 모두 변조를 수행하므로, 출력 선택기(25)는 입력 비트에 따라 8PSK 변조기(15) 또는 QPSK 변조기(20)에서 출력되는 데이터를 선택하여 출력하게 된다.As described above, the 8PSK modulator 15 receiving the encoded bits C1 and C2 and the unencoded bit C0 from the convolutional encoder 10 performs 8PSK modulation, and the QPSK modulator 20 performs the convolutional encoder. QPSK modulation is performed using the coded bits C1 and C2 received from (10). Since both the 8PSK modulator 15 and the QPSK modulator 20 perform modulation, the output selector 25 receives the input bits. As a result, data output from the 8PSK modulator 15 or the QPSK modulator 20 is selected and output.

즉, 입력 비트가 1비트이면, QPSK 변조기(20)를 선택하여 QPSK 변조기(20)에서 변조되어 출력되는 QPSK 신호를 출력시키고, 입력 비트가 2비트이면, 8PSK 변조기(15)를 선택하여 8PSK 변조기(15)에서 변조되어 출력되는 8PSK 신호를 출력시킨다.That is, if the input bit is 1 bit, the QPSK modulator 20 is selected to output the QPSK signal modulated by the QPSK modulator 20, and if the input bit is 2 bits, the 8PSK modulator 15 is selected to select the 8PSK modulator. An 8PSK signal modulated and output at 15 is output.

이후, 출력 선택기(25)에 의해 선택되어 출력되는 8PSK 신호는 잡음 채널을 통해 복조기(35)로 인가되어 복조된 후, 섹터 위성 양자화기(40)로 인가된다.Thereafter, the 8PSK signal selected and output by the output selector 25 is applied to the demodulator 35 through the noise channel, demodulated, and then applied to the sector satellite quantizer 40.

복조기(35)로부터 복조된 신호를 인가받은 섹터 위성 양자화기(40)는 인가받은 신호를 0도 기준의 성상도 매핑 구조를 이용하여 8개의 성상도 위치 영역을 검출하고, 검출된 성상도 위치 영역을 이용하여 연판정기(45)에서 비터비 복호기(50) 입력에 필요한 I와 Q 신호 배치로 전환하여 3비트 연판정 신호를 출력한다.The sector satellite quantizer 40 receiving the demodulated signal from the demodulator 35 detects the eight constellation location regions using the constellation mapping structure of the zero degree reference signal, and detects the detected constellation location region. By using to switch the I and Q signal arrangement required for inputting the Viterbi decoder 50 in the soft decision unit 45 to output a three-bit soft decision signal.

전술한 바와 같이, 연판정기(45)에서 출력되는 3비트 연판정 신호는 비터비 복호기(50)로 인가되는 데, 3비트 연판정 신호를 인가받은 비터비 복호기(50)는 인가받은 3비트 연판정 신호를 이용하여, 복조된 신호를 1비트로 복호한다.As described above, the 3-bit soft decision signal output from the soft determiner 45 is applied to the Viterbi decoder 50. The Viterbi decoder 50 receiving the 3-bit soft decision signal is applied to the 3-bit soft signal. Using the determination signal, the demodulated signal is decoded into 1 bit.

이후, 비터비 복호기(50)에서 복호된 데이터는 성능 검사를 위해 컨벌루션 에러 계수기(75)로 인가됨과 동시에, 컨벌루션 재부호기(55)로 인가되어 입력 비트 중에서 컨벌루션 부호기(10)를 통해 부호화되지 않은 비트에 대한 부호화 과정을 수행한다.Thereafter, the data decoded by the Viterbi decoder 50 is applied to the convolutional error counter 75 for performance checking, and is also applied to the convolutional re-encoder 55 to be unencoded through the convolutional encoder 10 among the input bits. Performs encoding process on bits.

즉, 비터비 복호기(50)에서 1비트로 복호된 데이터는 컨벌루션 재부호기(55)로 인가되어, 컨벌루션 부호화 방식에 따라 다시 부호화된 후, 아웃보드 판정기(65)로 인가되며, 아웃보드 판정기(65)에서는 컨벌루션 재부호기(55)로부터 인가받은 부호화된 비트를 지연기(60)를 통해 섹터 위상 양자화기(40)로부터 인가받은 3비트 연판정 기준 신호를 이용하여 1비트로 복호한다.That is, the data decoded by one bit in the Viterbi decoder 50 is applied to the convolutional re-encoder 55, re-encoded according to the convolutional coding scheme, and then applied to the outboard determiner 65, and the outboard determiner. In (65), the coded bits applied from the convolutional re-encoder 55 are decoded into 1 bit using the 3-bit soft decision reference signal applied from the sector phase quantizer 40 through the delay 60.

본 발명의 비터비 복호 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The Viterbi decoding apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways within the scope of the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 비터비 복호 장치에 따르면, 8PSK 신호를 QPSK 신호 배치로 바꾸어 양자화함으로써, 비터비 복호기에서 8PSK 변조를 적용한 TCM 부호화된 부호를 복호할 수 있게 된다.According to the Viterbi decoding apparatus of the present invention as described above, by converting the 8PSK signal into a QPSK signal arrangement and quantized, it is possible to decode the TCM coded code to which 8PSK modulation is applied in the Viterbi decoder.

이에 따라, 채널 환경에 따라 가변 부호화율을 적용할 시에는 하나의 비터비 복호기만으로, 컨벌루션 부호화된 부호와 TCM 부호화된 부호를 모두 복호할 수 있게 된다.Accordingly, when the variable coding rate is applied according to the channel environment, only one Viterbi decoder can decode both the convolutional code and the TCM coded code.

도 1a 및 도 1b는 일반적인 통신 시스템의 구성을 보인 도면.1A and 1B show the configuration of a general communication system.

도 2a 및 도 2b는 도 1a, 도 1b 각각의 시스템에 대한 트렐리스도.2A and 2B are trellis diagrams for the systems of FIGS. 1A and 1B, respectively.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비터비 복호 장치의 구성을 보인 도면.3 is a view showing the configuration of a Viterbi decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

4a 및 도 4b는 8PSK 성상도와 연판정 할당을 나타내는 도면.4A and 4B show 8PSK constellation and soft decision assignment.

도 5는 섹터 위상 양자화기와 연판정기에서 수행되는 연판정 영역과 연판정 I, Q 값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면.FIG. 5 is a diagram for explaining a soft decision region and a soft decision I, Q value performed in a sector phase quantizer and a soft decision unit; FIG.

도 6은 24섹터에서 신호 양자화와 3비트 연판정 할당을 예시적을 보인 도면.6 illustrates signal quantization and 3-bit soft decision allocation in 24 sectors.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

10. 컨벌루션 부호기, 15. 8PSK 변조기,10. convolutional encoder, 15. 8PSK modulator,

20. QPSK 변조기, 25. 출력 선택기,20.QPSK modulator, 25.output selector,

30. 백색 잡음 가중기, 35. 복조기,30. white noise weighter, 35. demodulator,

40. 섹터 위상 양자화기, 45. 연판정기,40. sector phase quantizer, 45. soft decision maker,

50. 비터비 부호기, 55. 컨벌루션 재부호기,50. Viterbi encoder, 55. Convolutional re-encoder,

60. 지연기, 65. 아웃보드 판정기,60. retarder, 65. outboard determiner,

70. 아웃보드 에러 계수기, 75. 컨벌루션 에러 계수기70. Outboard error counter, 75. Convolution error counter

Claims (3)

채널의 상태가 양호하여 2비트의 입력 비트가 인가되는 경우, 상기 2비트의 입력 비트 중에서 1비트를 입력받아 컨벌루션 부호화하여 2비트의 부호화된 데이터를 출력하는 컨벌루션 부호기에서 출력되는 2비트의 부호화된 데이터와, 상기 컨벌루션 부호기에서 부호화되지 않은 남은 1비트를 입력받아 8가지 상태의 성상도로 매핑시켜 변조하는 8PSK 변조기와;When a 2-bit input bit is applied due to a good state of a channel, 2-bit coded output from a convolutional encoder that receives 1-bit of the 2-bit input bits and convolutionally encodes the 2-bit encoded data is output. An 8PSK modulator for receiving data and the remaining 1 bit unencoded by the convolutional encoder and mapping and modulating the data into constellations of eight states; 채널의 상태가 좋지 않아 1비트의 입력 비트가 인가되는 경우, 상기 1비트의 입력 비트를 입력받아 컨벌루션 부호화하여 2비트의 부호화된 데이터를 출력하는 상기 컨벌루션 부호기에서 출력되는 2비트의 부호화된 데이터를 수신하여 4가지 상태의 성상도로 매핑시켜 변조하는 QPSK 변조기와;When a 1-bit input bit is applied due to a bad state of a channel, 2-bit coded data output from the convolutional encoder that receives the 1-bit input bit and convolutionally encodes the 2-bit coded data is output. A QPSK modulator that receives and maps and modulates the signals into constellations of four states; 입력 비트수에 따라 상기 8PSK 변조기와 QPSK 변조기의 출력을 제어하는 출력 선택기를 통해 인가받은 신호 중, QPSK 신호는 바이패스시키고, 8PSK 신호를 복조하는 복조기와;A demodulator for bypassing the QPSK signal and demodulating the 8PSK signal among signals received through an output selector for controlling the output of the 8PSK modulator and the QPSK modulator according to the number of input bits; 상기 복조기로부터 인가받은 신호 중, 상기 QPSK 신호는 바이패스시키고, 상기 복조된 8PSK 신호를 0도 기준의 8가지 상태의 성상도 매칭 구조를 이용하여 8개의 성상도 위치 영역을 검출하는 양자화기와;A quantizer for bypassing the QPSK signal among the signals received from the demodulator and detecting eight constellation position regions using the constellation matching structure of eight states of the demodulated 8PSK signal; 상기 양자화기에서 검출된 성상도 위치 영역을 이용하여 연판정 신호를 출력하는 연판정기와;A soft decision unit for outputting a soft decision signal using the constellation position region detected by the quantizer; 상기 복조기, 양자화기, 연판정기를 우회하여 인가되는 상기 QPSK 신호를 복호하여 데이터 값을 복원하고, 상기 연판정기로부터 인가받은 연판정 신호를 이용하여 1비트 데이터로 복호하는 비터비 복호기와;A Viterbi decoder which decodes the QPSK signal applied by bypassing the demodulator, the quantizer, and the soft determiner, restores the data value, and decodes the data into one bit data using the soft decision signal received from the soft determiner; 상기 비터비 복호기에서 복호되어 출력되는 1비트 데이터를 인가받아 다시 컨벌루션 부호화하는 컨벌루션 재부호기와;A convolutional re-encoder for receiving convolutional encoding by receiving 1-bit data decoded and output from the Viterbi decoder; 지연기를 통해 상기 양자화기에서 출력되는 연판정 기준 신호를 이용하여 상기 컨벌루션 재부호기에서 부호화된 데이터를 복호하여 상기 컨벌루션 부호기를 통해 부호화되지 않은 1비트를 복호하는 아웃보드 판정기를 구비하여 이루어지는 비터비 복호 장치.Viterbi decoding comprising an outboard determiner that decodes the data encoded by the convolutional recoder using a soft decision reference signal output from the quantizer through a delayer and decodes one uncoded code through the convolutional encoder. Device. 제 1항에 있어서, 상기 지연기는,The method of claim 1, wherein the retarder, 상기 양자화기로부터 입력받은 연판정 기준 신호를 일정 시간 동안 지연시켜, 상기 연판정 기준 신호와 상기 컨벌루션 재부호기에서 출력되는 부호화된 데이터를 동기시키는 것을 특징으로 하는 비터비 복호 장치.And delaying the soft decision reference signal received from the quantizer for a predetermined time, thereby synchronizing the soft decision reference signal and the encoded data output from the convolutional re-encoder. 제 1항에 있어서, 상기 컨벌루션 부호기에서 부호화된 후, 상기 비터비 복호기를 통해 복호된 데이터와 원 데이터를 비교하여 에러 발생 여부를 판별하는 컨벌루션 오류 계수기와;2. The apparatus of claim 1, further comprising: a convolutional error counter that determines whether an error occurs by encoding the convolutional encoder and comparing the original data with the data decoded by the Viterbi decoder; 상기 컨벌루션 재부호화기에서 부호화된 후, 상기 아웃보드 판정기에서 복호된 데이터와 원 데이터를 비교하여 에러 발생 여부를 판별하는 아웃보드 에러 계수기를 더 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비터비 복호 장치.And an outboard error counter that is encoded by the convolutional re-encoder and compares the original data with the data decoded by the outboard determiner to determine whether an error has occurred.
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