KR100681122B1 - Method for determining the optimum discarding threshold value in the Viterbi decoder of the digital communication system - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에서의 최적의 디스카딩 임계치의 결정 방법에 관한 것임.The present invention relates to a method for determining an optimal disking threshold in a Viterbi decoding apparatus of a digital communication system.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은 채널의 상태, 비트에러율(BER), 생존 상태(survived states)의 개수를 이용하여 최적의 디스카딩 임계치(T)를 구함으로써 계산상의 부하를 최소화하는, 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에서의 최적의 디스카딩 임계치의 결정 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention provides a Viterbi decoding apparatus of a digital communication system which minimizes computational load by obtaining an optimal disking threshold T using the number of channel states, bit error rates (BERs), and survived states. The purpose of the present invention is to provide a computer readable recording medium recording a method for determining an optimal disking threshold and a program for realizing the same.
3. 발명의 해결 방법의 요지3. Summary of the Solution of the Invention
본 발명은, 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에 적용되는 디스카딩 임계치의 결정 방법에 있어서, 외부로부터 입력되는 신호에 대하여 신호 대 잡음 비와 구속장(constraint length)을 구하는 제 1 단계; 디스카딩 임계치(Discarding threshold value)를 변화시켜 가면서, 상기 신호 대 잡음 비와 상기 구속장을 이용하여 비트에러율(BER)과 생존 상태(survived state) 개수를 구한 후 상기 비트에러율(BER)과 상기 생존 상태 개수가 소정의 기준치에 도달하는지를 확인하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계의 확인 결과, 상기 소정의 기준치에 도달하면, 상기 소정의 임계치에 도달할 때의 디스카딩 임계치를 최적의 디스카딩 임계치로 결정하는 제 3 단계; 및 상기 제 2 단계의 확인 결과, 상기 소정의 기준치에 도달하지 않으면, 상기 제 2 단계부터 반복 수행하는 제 4 단계를 포함함.The present invention provides a method for determining a thresholding threshold applied to a Viterbi decoding apparatus of a digital communication system, comprising: a first step of obtaining a signal-to-noise ratio and a constraint length for a signal input from an external source; By changing the discarding threshold value, the bit error rate (BER) and the number of survived states are obtained by using the signal-to-noise ratio and the constraint field, and then the bit error rate (BER) and the survival rate. A second step of confirming whether the number of states reaches a predetermined reference value; A third step of, when the result of the checking in the second step reaches the predetermined reference value, determining the discarding threshold when the predetermined threshold is reached as an optimal discarding threshold; And a fourth step of repeating from the second step if the predetermined reference value is not reached as a result of the checking in the second step.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 디지털 통신시스템의 디코딩 등에 이용됨.The present invention is used for decoding of a digital communication system.
비터비 디코딩 장치, 어댑티브 비터비 알고리즘, 디스카딩 임계치, 비트에러율(BER), 생존 상태(survived state).Viterbi decoding device, adaptive Viterbi algorithm, disking threshold, bit error rate (BER), survived state.
Description
도 1 은 본 발명이 적용되는 부가백색가우스잡음(AWGN) 아래에서의 시뮬레이터의 구조도.1 is a structural diagram of a simulator under an additive white Gaussian noise (AWGN) to which the present invention is applied.
도 2 는 본 발명에 적용되는 이진 대칭 채널(binary symmetric channel) 아래에서 T=1인 AVA의 시퀀스를 디코딩하는 방법에 대한 설명도.2 is an explanatory diagram of a method of decoding a sequence of AVA with T = 1 under a binary symmetric channel applied to the present invention.
도 3 은 본 발명에 따른 K=7 및 2-레벨 하드 디시젼(hard-decision)에서 디스카딩 임계치(T)의 함수로서의 VA 과 AVA의 BER에 대한 실험도.Figure 3 is an experimental diagram of the BER of VA and AVA as a function of the discarding threshold T in K = 7 and two-level hard decision according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 K=9 및 2-레벨 하드 디시젼(hard-decision)에서 디스카딩 임계치(T)의 함수로서의 VA 과 AVA의 BER에 대한 실험도.4 is an experimental diagram of the BER of VA and AVA as a function of the discarding threshold T at K = 9 and two-level hard decision according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 K=7 및 8-레벨 소프트 디시젼(soft-decision)에서 디스카딩 임계치(T)의 함수로서의 VA 과 AVA의 BER에 대한 실험도.5 is an experimental diagram of the BER of VA and AVA as a function of the discarding threshold T at K = 7 and 8-level soft decision according to the present invention.
도 6 은 본 발명에 따른 K=9 및 8-레벨 소프트 디시젼(soft-decision)에서 디스카딩 임계치(T)의 함수로서의 VA 과 AVA의 BER에 대한 실험도.6 is an experimental diagram of the BER of VA and AVA as a function of the discarding threshold T in K = 9 and 8-level soft decision according to the present invention.
도 7 은 본 발명에 따른 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에서의 최 적의 디스카딩 임계치의 결정 방법에 대한 개략도.7 is a schematic diagram of a method for determining an optimal discarding threshold in a Viterbi decoding apparatus of a digital communication system according to the present invention.
도 8 은 본 발명에 따른 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에서의 최적의 디스카딩 임계치의 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도.8 is a flowchart illustrating a method of determining an optimal discarding threshold in a Viterbi decoding apparatus of a digital communication system according to the present invention.
본 발명은 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에서의 디스카딩 임계치의 결정 방법에 관한 것으로서, 특히 채널의 상태, 비트에러율(BER), 생존 상태(survived states)의 개수 등을 이용하여 최적의 디스카딩 임계치(T)를 구하는, 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에서의 최적의 디스카딩 임계치의 결정 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
이동통신 시스템에서는 에러를 줄이기 위해 채널 코딩(channel coding)을 할 필요가 있는데, 이 채널 코딩 방법에는 크게 블록 코드(block codes)와 컨벌루션 코드(convolutional codes)가 있고, 이 중에서 컨벌루션 코드(convolutional codes)의 디코딩 방법으로는 비터비 알고리즘(Viterbi algorithm)이 알려져 있다.In a mobile communication system, channel coding is necessary to reduce an error. The channel coding methods include block codes and convolutional codes, among which, convolutional codes are used. The Viterbi algorithm is known as a decoding method.
그러나, 구속장(constraint length)K인 비터비 알고리즘(Viterbi algorithm)은 각 레벨마다 총 2 k-1(K: constraint length)개 상태(states)를 계산해야하기 때문에, 계산상의 부하가 크다는 문제점이 있었다.However, the constraint length (constraint length) K of the Viterbi algorithm (Viterbi algorithm) is at each level a total of 2 k-1: because the need to calculate the (K constraint length) one state (states), the load on calculation is larger problem there was.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 채널의 상태, 비트에러율(BER), 생존 상태(survived states)의 개수를 이용하여 최적의 디스카딩 임계치(T)를 구함으로써 계산상의 부하를 최소화하는, 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에서의 최적의 디스카딩 임계치의 결정 방법 및 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, and by calculating the optimal thresholding threshold (T) by using the number of channel states, bit error rate (BER), survived states. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of determining an optimal disking threshold in a Viterbi decoding apparatus of a digital communication system and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the same.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에 적용되는 디스카딩 임계치의 결정 방법에 있어서, 외부로부터 입력되는 신호에 대하여 신호 대 잡음 비와 구속장(constraint length)을 구하는 제 1 단계; 디스카딩 임계치(Discarding threshold value)를 변화시켜 가면서, 상기 신호 대 잡음 비와 상기 구속장을 이용하여 비트에러율(BER)과 생존 상태(survived state) 개수를 구한 후 상기 비트에러율(BER)과 상기 생존 상태 개수가 소정의 기준치에 도달하는지를 확인하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계의 확인 결과, 상기 소정의 기준치에 도달하면, 상기 소정의 임계치에 도달할 때의 디스카딩 임계치를 최적의 디스카딩 임계치로 결정하는 제 3 단계; 및 상기 제 2 단계의 확인 결과, 상기 소정의 기준치에 도달하지 않으면, 상기 제 2 단계부터 반복 수행하는 제 4 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method for determining a thresholding threshold applied to a Viterbi decoding apparatus of a digital communication system. Obtaining a first step; By changing the discarding threshold value, the bit error rate (BER) and the number of survived states are obtained by using the signal-to-noise ratio and the constraint field, and then the bit error rate (BER) and the survival rate. A second step of confirming whether the number of states reaches a predetermined reference value; A third step of, when the result of the checking in the second step reaches the predetermined reference value, determining the discarding threshold when the predetermined threshold is reached as an optimal discarding threshold; And a fourth step of repeating from the second step if the predetermined reference value is not reached as a result of the checking of the second step.
또한, 본 발명은, 최적의 디스카딩 임계치를 결정하기 위한 디지털 통신 시스템에, 외부로부터 입력되는 신호에 대하여 '신호 대 잡음 비'와 '구속장(constraint length)'을 구하는 제 1 기능; 디스카딩 임계치(Discarding threshold value)를 변화시켜 가면서, 상기 신호 대 잡음 비와 상기 구속장을 이용하여 비트에러율(BER)과 생존 상태(survived state) 개수를 구한 후 상기 비트에러율(BER)과 상기 생존 상태 개수가 소정의 기준치에 도달하는지를 확인하는 제 2 기능; 상기 제 2 기능의 확인 결과, 상기 소정의 기준치에 도달하면, 상기 소정의 임계치에 도달할 때의 디스카딩 임계치를 최적의 디스카딩 임계치로 결정하는 제 3 기능; 및 상기 제 2 기능의 확인 결과, 상기 소정의 기준치에 도달하지 않으면, 상기 제 2 기능부터 반복 수행하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다. The present invention also provides a digital communication system for determining an optimal disking threshold, comprising: a first function of obtaining a 'signal-to-noise ratio' and a 'constraint length' for a signal input from the outside; By changing the discarding threshold value, the bit error rate (BER) and the number of survived states are obtained by using the signal-to-noise ratio and the constraint field, and then the bit error rate (BER) and the survival rate. A second function of confirming whether the number of states reaches a predetermined reference value; A third function of determining a discarding threshold when the predetermined threshold is reached as an optimal discarding threshold when the second function confirms the predetermined reference value; And a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a fourth function to be repeatedly performed from the second function if the predetermined reference value is not reached as a result of the confirmation of the second function.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
에러 정정 능률(error correcting capability)을 향상시키기 위해 컨벌루션 코드(convolutional codes)는 널리 사용되는 채널(channel codes)의 한 방법이다. 그러나, 디코딩(decoding) 방법인 비터비 알고리즘(VA: Viterbi algorithm)은 계산의 복잡성과 메모리 요구량이 구속장(constraint length) K에 따라서 지수 함수적으로 증가한다. Convolutional codes are one of the widely used channel codes to improve error correcting capability. However, the Viterbi algorithm (VA), which is a decoding method, exponentially increases the complexity of the calculation and the memory requirement according to the constraint length K.
따라서, 현실적으로 K≤9에서만 구현이 가능하다. 상기와 같은, 계산상의 부하를 효율적으로 줄이기 위해 K의 의존성을 줄이는 것이 필요하다. 그에 따라 제시된 방법이 어댑티브 비터비 알고리즘(AVA: adaptive Viterbi algorithm)이다.Therefore, it is practically possible to implement only K ≦ 9. As described above, it is necessary to reduce the dependency of K in order to effectively reduce the computational load. The method proposed accordingly is the adaptive Viterbi algorithm (AVA).
비터비 일고리즘(Viterbi algorithm)에서는 각 트렐리스 레벨(trellis level)마다 총 2 k-1(K: constraint length)개의 상태(states)가 유지되고, 이 중에 서 가장 유사한 상태(state) 하나가 결정된다. In the Viterbi algorithm, a total of 2 k-1 ( K : constraint length) states are maintained for each trellis level, and one of the most similar states is Is determined.
그러나, 어댑티브 비터비 알고리즘(adaptive Viterbi algorith)에서는 몇 개의 유사한 상태(states)만 유지가 되고, 나머지 상태(states)는 고려하지 않는다.그 유사한 상태(states) 중에서 가장 유사한 상태(state) 하나를 결정해야하는데, 이 결정 기준은 경로(paths)의 라이크후드(likelihood) 또는 메트릭스 값(metric value)을 기본으로 한다.However, the adaptive Viterbi algorith maintains only a few similar states, and does not consider the rest of the states. Determine one of the similar states that is the most similar. This decision criterion should be based on the likelihood or metric value of the paths.
이진 대칭 채널(BSC: binary symmetric channel)의 AVA에서 각각의 상태(state)의 해밍 거리(Hamming distances)가 dm+T (dm: 각 level에서의 minimum Hamming distance, T : discarding threshold)보다 작게 되면, 그 상태(state)의 모든 생존 경로(survived path)는 (l-1) 레벨에서 다음 l 레벨로 연결된다.If the Hamming distances of each state in the AVA of a binary symmetric channel (BSC) is less than dm + T (dm: minimum Hamming distance at each level, T : discarding threshold), All survived paths of the state are connected from the ( l -1) level to the next l level.
도 1 은 본 발명이 적용되는 부가백색가우스잡음(AWGN) 아래에서의 시뮬레이터의 구조도이다. 1 is a structural diagram of a simulator under an additive white Gaussian noise (AWGN) to which the present invention is applied.
인코더로는 컨벌루셔널 인코더를 사용하고, 부가백색가우스잡음(AWGN)을 통과한 데이터 값들은 연속적이기 때문에, 이를 몇가지로 나누기 위하여 양자화기를 사용한다. 그리고, 비터비 디코더를 사용하여 최종적으로 출력을 구한다. The encoder uses a convolutional encoder, and since the data values passing through the additive white Gaussian noise (AWGN) are continuous, a quantizer is used to divide them into several. The output is finally obtained using a Viterbi decoder.
도 2 는 본 발명에 적용되는 이진 대칭 채널(BSC: binary symmetric channel) 아래에서 T=1인 AVA의 시퀀스를 디코딩하는 방법에 대한 설명도이다.2 is an explanatory diagram of a method of decoding a sequence of AVA with T = 1 under a binary symmetric channel (BSC) applied to the present invention.
이진 대칭 채널(BSC)에서 K=3인 AVA의 디코딩 과정은 다음과 같다.The decoding process of AVA with K = 3 in a binary symmetric channel (BSC) is as follows.
총 4 개의 상태(states)가 있고, 전송 시퀀스(transmitted sequence)는 11 10 00 01 01 ……이다. 이진 대칭 채널(BSC)을 통과한 수신 시퀀스(received sequence)는 01 10 00 01 00 ……이다. There are 4 states in total, and the transmitted sequence is 11 10 00 01 01. … to be. Received sequence through the binary symmetric channel (BSC) is 01 10 00 01 00. … to be.
디코딩 과정(decoding process)이 진행됨에 따라, 상태(states)의 일부는 사라지고(이것은 도면에서, X로 표시됨), 나머지는 그대로 유지된다.As the decoding process proceeds, some of the states disappear (this is indicated by X in the figure) and the remainder remain.
디스카딩 임계치(discarding threshold value)(T)를 작게 하면, 생존 상태(survived states)의 개수는 감소하게 되지만, 정확한 경로(path)를 잃을 확률은 증가하게 된다. Decreasing the discarding threshold value T reduces the number of survived states, but increases the probability of losing the correct path.
반대로, 디스카딩 임계치(discarding threshold value)(T)를 크게 하면, 생존(survived states)의 개수는 증가하게 되고 정확한 경로(path)를 잃을 확률은 감소하게 된다. 따라서, 상태(states)의 개수를 줄일 수 있다는 이점이 줄어들게 된다. Conversely, increasing the discarding threshold value T increases the number of survived states and reduces the probability of losing the correct path. Thus, the advantage of reducing the number of states is reduced.
만일, 에러 퍼포먼스(error performance)의 하락을 감수할 수 있다면, T를 작게 선택하는 것이 바람직하며, 그에 따라 상태(states)의 개수를 줄일 수 있다. 반대로 에러 퍼포먼스(error performance)를 비터비 알고리즘(VA)과 비슷하게 되기를 원한다면, T를 크게 선택해야 한다. 결국, 적절한 T를 결정하는 것이 중요하다. If a decrease in error performance can be tolerated, it is preferable to select T small, thereby reducing the number of states. Conversely, if you want the error performance to be similar to the Viterbi algorithm (VA), you should choose T large. In the end, it is important to determine the appropriate T.
채널의 영향을 고려해 보자. 만일, 채널의 상태가 안좋을 경우에 가장 유사한 경로(path)의 해밍거리(Hamming distance)는 줄어들게 되고, 가장 유사한 경로(path)와 나머지 경로(path)간의 차이가 줄어들게 된다. 따라서, 생존 상태 (survived states)의 개수는 증가하게 된다. Consider the impact of the channel. If the state of the channel is bad, the Hamming distance of the most similar path is reduced, and the difference between the most similar path and the rest of the path is reduced. Thus, the number of survived states is increased.
반면에, 채널(channel)의 상태가 좋을 경우, 가장 유사한 경로(path)의 해밍 거리(Hamming distance)는 증가하고, 가장 유사한 경로(path)와 나머지 경로(path) 간의 차이는 증가한다. 따라서 생존 상태(survived states)의 개수는 감소한다.On the other hand, when the channel condition is good, the Hamming distance of the most similar path increases, and the difference between the most similar path and the remaining paths increases. Thus, the number of survived states is reduced.
디스카딩 임계치(discarding threshold value)(T)의 결정 조건은 다음과 같다.The determination conditions of the discarding threshold value T are as follows.
T 는 다양한 신호 대 잡음 비(Eb/No)에 대해 BER과 생존 상태(survived states)의 개수를 동시에 고려하여 결정한다. T is determined by simultaneously considering the number of BER and survived states for various signal-to-noise ratios (Eb / No).
즉, BER을 비터비 알고리즘(VA)과 유사하게 하기 위해 T를 높게 결정하면, 생존 상태(survived states)의 개수를 줄일 수 있다는 AVA의 장점을 살릴 수 없다. T를 낮게 정하면 생존 상태(survived states)를 많이 줄일 수 있지만, BER이 너무 나쁘게 된다. 따라서, 다양한 신호 대 잡음 비(Eb/No)에 대해 BER과 생존 상태(survived states)의 개수를 적절히 고려해서 T를 결정해야 한다.In other words, if T is determined to make the BER similar to the Viterbi algorithm (VA), the advantage of AVA is that it can reduce the number of survived states. Lowering T can greatly reduce survived states, but makes BER too bad. Therefore, T should be determined by properly considering the number of BER and survived states for various signal-to-noise ratios (Eb / No).
도 3 은 본 발명에 따른 K=7 및 2-레벨 하드 디시젼(hard-decision)에서 디스카딩 임계치(T)의 함수로서의 VA과 AVA의 BER에 대한 실험도이다.3 is an experimental diagram of the BER of VA and AVA as a function of the discarding threshold T at K = 7 and two-level hard decision according to the present invention.
예를 들어, 채널(channel)의 상태를 일단 Eb/No=5.2 dB로 놓은 상태에서, 실험 결과를 나타낸다. For example, with the state of a channel once set to Eb / No = 5.2 dB, the experimental result is shown.
각 T에 따른 결과에서 나타내는 숫자는 평균적인 생존(survived states) 개수를 나타낸다. 그리고, 가로로 나타난 일직선은 비터비 알고리즘(VA)을 나타낸다. The numbers in the results for each T represent the average number of survived states. In addition, the straight line shown horizontally represents the Viterbi algorithm (VA).
도면에서 K=7인 VA의 상태(states)의 개수는 64개로 고정되어 있고, 모든 T에 대해서 3.1×10-4 의 BER을 나타낸다. In the figure, the number of states of VA where K = 7 is fixed to 64, and represents a BER of 3.1 × 10 −4 for all T 's.
그리고, T≥6 에서의 AVA는 VA와 BER이 거의 유사하다. 그러나, 평균적인 생존 상태(survived states) 개수는 별로 줄어들지 않는다. T≤3 인 AVA에서는 평균 적인 생존 상태(survived states) 개수가 많이 줄어들지만, BER이 VA와 많은 차이가난다.And, AVA at T ≧ 6 is almost similar in VA and BER. However, the average number of survived states does not decrease much. In AVA with T≤3, the average number of survived states is greatly reduced, but the BER differs significantly from VA.
따라서, T=4 일 경우가 가장 합리적으로 선택하는 경우라 할 수 있다. BER에 있어서도 VA와 큰 차이가 없으면서, 평균 생존 상태(survived states)의 개수가 23개로 대략 64%의 상태(states) 감소가 나타난다.Therefore, the case where T = 4 is the most rational selection. In BER, there is no significant difference from VA, and the average number of survived states is 23, resulting in a state reduction of approximately 64%.
도 4 는 본 발명에 따른 K=9 및 2-레벨 하드 디시젼(hard-decision)에서 디스카딩 임계치(T)의 함수로서의 VA 과 AVA의 BER에 대한 실험도이다.4 is an experimental diagram of BER of VA and AVA as a function of the discarding threshold T at K = 9 and two-level hard decision according to the present invention.
Eb/No=4.5dB 아래에서는 T를 5로 결정하는 것이 합리적이다.Under Eb / No = 4.5dB, it is reasonable to determine T as 5.
도 5 는 본 발명에 따른 K=7 및 8-레벨 소프트 디시젼(soft-decision)에서 디스카딩 임계치(T)의 함수로서의 VA 과 AVA의 BER에 대한 실험도이다.5 is an experimental diagram of the BER of VA and AVA as a function of the discarding threshold T at K = 7 and 8-level soft decision according to the present invention.
Eb/No=3.8dB 아래에서는 T를 19 로 결정하는 것이 합리적이다.Under Eb / No = 3.8 dB, it is reasonable to set T to 19.
도 6 은 본 발명에 따른 K=9 및 8-레벨 소프트 디시젼(soft-decision)에서 디스카딩 임계치(T)의 함수로서의 VA 과 AVA의 BER에 대한 실험도이다.6 is an experimental diagram of the BER of VA and AVA as a function of the discarding threshold T at K = 9 and 8-level soft decision according to the present invention.
Eb/No=2.7dB 아래에서는 T를 21로 결정하는 것이 합리적이다.Under Eb / No = 2.7 dB, it is reasonable to determine T as 21.
또한, 요구되는 BER을 어느 정도 일정하게 유지할 필요가 있을 때, T를 달리 결정하여 이를 수행할 수 있다. 예를 들어, 시스템이 보다 더 좋은 BER을 요구한다고 가정을 해보자. 그런데 채널(channel)이 나빠졌다든지 또는 다른 이유 때문에 BER이 안 좋아졌을 경우, T를 원래의 T보다 낮게 정해서 생존 상태(survived states)의 개수를 늘리 필요가 있고, 이로 인하여 BER을 다시 원하는 수준으로 복원할 수 있다. In addition, when it is necessary to keep the required BER somewhat constant, T may be determined differently to perform this. For example, suppose a system requires a better BER. However, channel (channel) is due to worsened dadeunji or other reasons, if the BER been not like, it is necessary to increase the number of survival status (survived states) jeonghaeseo lower than the original T to T, which due to restore the BER back to the desired level can do.
결국, 시스템을 사용하기 전에도 T 를 결정할 수 있지만, 이처럼 시스템 사용 도 중에도 BER이나 Eb/No에 따라 T 를 달리 결정할 수 있다.In the end, T can be determined even before using the system, but T can be determined differently according to BER or Eb / No even during system use.
상기와 같이, T 를 결정하는데 있어서 고려해야 할 사항은 채널(channel)의 상태, BER, 및 생존 상태(suvivied states)의 개수 등이다. T 를 결정하는데 위 사항들을 단순히 적용하는 것이 아니라 복합적으로 고려해서 시스템 사용자가 원하는 최적의 T를 결정한다.As described above, considerations in determining T include channel state, BER, and number of suvivied states. Rather than simply applying the above to determine T , a combination of factors is used to determine the optimal T desired by the system user.
도 7 은 본 발명에 따른 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치에서의 최적의 디스카딩 임계치의 결정 방법에 대한 개략도이다.7 is a schematic diagram of a method for determining an optimal discarding threshold in a Viterbi decoding apparatus of a digital communication system according to the present invention.
비터비 알고리즘(Viterbi algorithm)에서는 각 트렐리스 레벨(trellis level)마다 총 2 k-1(K: constraint length)개의 상태(states)가 유지되고, 이 중에서 가장 유사한 상태(state) 하나가 결정된다. 그러나, 어댑티브 비터비 알고리즘(adaptive Viterbi algorithm)에서는 몇 개의 유사한 상태(states)만 유지가 되고 나머지 상태(states)는 고려하지 않는다. 이때, 고려하지 않는 상태 (states)와 유지하는 상태(states)를 나누는 기준이 디스카딩 임계치(discarding threshold) (T)이다.In the Viterbi algorithm, a total of 2 k-1 ( K : constraint length) states are maintained for each trellis level, and one of the most similar states is determined. . However, in the adaptive Viterbi algorithm, only a few similar states are maintained and the remaining states are not taken into account. At this time, a criterion for dividing the states that are not considered and the states to be maintained is a discarding threshold T.
채널 상태, BER, 및 생존 상태(suvivied states)의 개수 등의 변화가 있을 경우, 기존의 T를 바꿔야 한다. 이 때는 기존의 T(점선)와 채널 상태, BER, 및 생존 상태(suvivied states) 개수 등을 다시 복합적으로 고려해서 T 를 다시 결정한다.If there is a change in channel state, BER, and the number of suvivied states, the existing T should be changed. In this case, T is determined again by considering the existing T (dotted line), the channel state, the BER, and the number of survived states.
도 8 은 본 발명에 따른 디지털 통신시스템의 비터비 디코딩 장치(도 1의 비터비 디코더)에서의 최적의 디스카딩 임계치의 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다. 즉, 도 8은 도 1의 비터비 디코딩 장치(비터비 디코더)에서 수행되는 최적의 디스카딩 임계치 결정 방법을 나타내며, 이러한 방법은 하드웨어나 소프트웨어적으로 구현될 수 있다.8 is a flowchart illustrating a method of determining an optimal discarding threshold in a Viterbi decoding apparatus (Viterbi decoder of FIG. 1) of a digital communication system according to the present invention. That is, FIG. 8 illustrates a method of determining an optimal discarding threshold performed in the Viterbi decoding apparatus (Viterbi decoder) of FIG. 1, which may be implemented in hardware or software.
먼저, 디지털 통신시스템으로 입력되는 신호에 대하여 신호 대 잡음 비와 디코터에서의 구속장(constraint length)K 을 구한다(801).First, a signal-to-noise ratio and a constraint length K at the decoder are obtained for a signal input to the digital communication system (801).
디스카딩 임계치(Discarding threshold value)(T)를 변화시켜 가면서, 해당 디스카딩 임계치(T)에 대하여 "801"에서 구한 신호 대 잡음 비와 구속장(K)을 이용하여 비트에러율(BER)과 생존 상태(survived state) 개수를 구한 후(802) 비트에러율과 생존 상태 개수가 기준치에 도달하는지를 확인한다(803).
즉, "801"에서 구한 신호 대 잡음 비와 구속장을 이용하여 비트에러율(BER)과 생존 상태(survived state) 개수를 구한 후 상기 비트에러율(BER)과 상기 생존 상태 개수가 소정의 기준치에 도달하는지를 확인하는 과정"을 수행하되, 이러한 과정을 디스카딩 임계치(Discarding threshold value)를 변화시켜가면서 반복적으로 수행한다. 여기서, 신호 대 잡음 비와 구속장을 이용하여 비트에러율(BER)과 생존 상태(survived state) 개수를 구하는 과정은 기존의 공지기술에 해당하는 것으로, 이에 대해서는 더이상 설명하지 않기로 한다.By changing the Discarding threshold value (T), using the signal-to-noise ratio and constraint field (K) obtained at "801" for the corresponding Discarding threshold value (T), bit error rate (BER) and survival After calculating the number of survived states (802), it is checked whether the bit error rate and the number of surviving states reach a reference value (803).
That is, the bit error rate BER and the number of survived states are obtained using the signal-to-noise ratio and the constraint field obtained at " 801 ", and then the bit error rate BER and the number of survival states reach a predetermined reference value. Process, and repeat this process by changing the Discarding Threshold value, where the bit error rate (BER) and the survival state ( The process of obtaining the number of survived states corresponds to the known art, which will not be described further.
확인 결과, 비트에러율(BER)과 생존 상태 개수가 기준치에 도달하면, 상기 소정의 임계치에 도달할 때의 디스카딩 임계치를 최적의 디스카딩 임계치로 구하는(결정하고)(804), 기준치에 도달하지 않으면, "802"부터 반복 수행한다.As a result of the check, when the bit error rate (BER) and the number of survival states reach a reference value, the thresholding threshold when the predetermined threshold is reached is determined (determined) as the optimal thresholding threshold (804). If not, it repeats from "802".
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the above-described embodiments and accompanying It is not limited by the drawings.
상기와 같은 본 발명은, 채널의 상태, 비트에러율(BER), 생존 상태(survived states)의 개수를 이용하여 최적의 디스카딩 임계치(T)를 구하기 때문에 계산상의 부하를 최소화할 수 있고, 다양한 Eb/No 상태에서 디스카딩 임계치(discarding threshold)(T)의 변화에 따른 비트에러율(BER)을 측정함으로써 비터비 알고리즘 (VA) 성능을 유사하게 유지하면서 계산상의 부하를 줄일 수 있는 우수한 효과가 있다. As described above, the present invention calculates the optimal thresholding threshold T by using the number of channel states, bit error rates (BERs), and survived states, thereby minimizing computational load and providing various Eb. By measuring the bit error rate (BER) according to the change of the discarding threshold ( T ) in the / No state, it is possible to reduce the computational load while maintaining the Viterbi algorithm (VA) performance similarly.
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|---|---|---|---|
| KR1019990068020A KR100681122B1 (en) | 1999-12-31 | 1999-12-31 | Method for determining the optimum discarding threshold value in the Viterbi decoder of the digital communication system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1999
- 1999-12-31 KR KR1019990068020A patent/KR100681122B1/en not_active IP Right Cessation
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