KR100726438B1

KR100726438B1 - 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100726438B1
Application number: KR20050094892A
Authority: KR
Inventors: 김해식; 공준진; 노재호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-10-10
Filing date: 2005-10-10
Publication date: 2007-06-11
Also published as: EP1772984A1; KR20070039706A; US20070094563A1; JP2007110721A

Abstract

본 발명은 초광대역(UWB:Ultra Wide Band) 모뎀에서 수신 데이터를 디코딩(Decoding)하기 이전에, 수신 데이터에 포함된 예비 비트들에 대하여 마스킹(Masking)을 통한 프리-디코딩(Pre-decoding)을 수행한 후 디코딩을 수행하도록 함으로써, 오류 정정 능력을 향상시킬 수 있도록 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서,

본 발명에 의하면, 데이터를 디코딩하기 전에 프리-디코딩을 통해 오류 발생을 감소시킴으로써, 초광대역 수신기의 오류 정정 능력을 향상시킬 수 있다.

UWB, MB-OFDM, PHY 헤더, 마스킹, 인디케이터, 프리 디코딩, 예비 비트, 오류

Description

예비 비트를 이용한 오류 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling error using Reserved-Bits}

도 1은 초광대역 통신에서 MB-OFDM 방식에 따라 송수신되는 PLCP 헤더의 패킷 구조를 나타낸 도면,

도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 예비 비트를 이용한 오류 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 2b는 PHY 헤더의 패킷 구조를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 예비 비트를 이용한 오류 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 예비 비트를 이용한 오류 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면, 그리고

도 5는 프리-디코딩한 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

200 : 오류 제어 장치 210 : 프리-디코더

212 : 인디케이터 220 : 디코더

310 : 선택부 410 : 버퍼

본 발명은 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초광대역(UWB:Ultra Wide Band) 모뎀에서 수신 데이터를 디코딩(Decoding)하기 이전에, 수신 데이터에 포함된 예비 비트들에 대하여 마스킹(Masking)을 통한 프리-디코딩(Pre-decoding)을 수행한 후 디코딩을 수행하도록 함으로써, 오류 정정 능력을 향상시킬 수 있도록 하는, 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근에 부각되고 있는 초광대역(Ultra Wide Band : UWB) 무선 기술은 수백 메가 헤르츠 대역을 이용해 고속 데이터 전송을 가능케 해준다. 이러한 초광대역 통신을 구현하기 위한 근간이 되는 기술 중 하나가 OFDM(orthogonal frequency-division multiplexing : 직교 주파수 분할 다중)이다. OFDM 은 서로 다른 수십 또는 수백 가지 주파수의 하위 반송파(sub-carrier)를 사용함으로써 디지털 데이터 전송 시스템보다 많은 정보를 각 심볼 구간(symbol period)에 압축하여 전송할 수 있다. 이에 따라, OFDM은 다른 디지털 전송 시스템에서보다 심볼을 보다 적게 사용하면서 동일한 초당 비트 수를 전송할 수 있게 된다.

한편, 도 1은 초광대역 통신에서 MB-OFDM 방식에 따라 송수신되는 PLCP 헤더의 패킷 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 헤더는 PHY(Physical) 헤더(40 bits), 테일(Tail)비트(6 bits), 스크램블 MAC 헤더/HCS(Header Check Sequence)(96 bits), 테일비트(6 bits), Reed-Solomon Parity Bytes(48 bits), 테일비트(4 bits) 등으로 구성된다.

따라서, 초광대역 수신기는 전술한 PLCP 헤더 패킷을 수신한 경우, PHY 헤더와 MAC 헤더의 오류 발생 여부를 확인하기 위해 헤더 검증 시퀀스(HCS)를 통해 오류 검증을 수행한다. 이때, PHY 헤더에 오류가 발생한 경우에는 오류 정정 부호(CRC) 등을 통해 발생한 오류를 정정해 주게 된다.

그런데, 초광대역 수신기의 모뎀에서는 보다 강력한 오류 정정 능력을 필요로 한다. 따라서, 초광대역 수신기의 모뎀에서 수신한 데이터 패킷의 오류를 검사함에 있어 오류 정정 능력을 향상시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 초광대역(UWB) 모뎀에서 수신 데이터를 복조하기 이전에, 수신 데이터에 포함된 예비 비트들에 대하여 마스킹을 통한 프리-디코딩을 수행한 후 디코딩을 수행하도록 함으로써, 오류 정정 능력을 향상시킬 수 있도록 하는, 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오류 제어 장치는, 수신 데이터에 포함되어 있는 예비 비트들에 대해 마스크 데이터로 마스킹을 수행하는 프리-디코더; 상기 프리-디코더가 상기 마스킹을 수행하는데 필요한 상기 마스크 데이터를 제공하는 마스크 인디케이터; 및 프리-디코딩된 상기 수신 데이터에 대해 디코딩을 수행하는 디코더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 목적에 따른 오류 제어 장치는, 채널 상태 정보에 따라 수신 데이터에 대한 프리-디코딩의 수행 여부를 선택하는 선택부; 상기 수신 데이터에 포함되어 있는 예비 비트들에 대해 마스크 데이터로 마스킹을 수행하는 프리-디코더; 및 상기 프리-디코더가 상기 마스킹을 수행하는데 필요한 상기 마스크 데이터를 제공하는 마스크 인디케이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 목적에 따른 오류 제어 장치는, 수신 데이터를 임시로 저장하는 버퍼; 상기 버퍼에 저장되어 있는 모든 수신 데이터에 대해 마스크 데이터로 마스킹을 수행하는 프리-디코더; 및 상기 프리-디코더가 상기 마스킹을 수행하는데 필요한 상기 마스크 데이터를 제공하는 마스크 인디케이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 목적에 따른 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법은, 입력된 데이터의 마스킹에 필요한 마스크 데이터를 제공하는 단계; 상기 데이터에 포함되어 있는 예비 비트들에 대해 상기 마스크 데이터로 마스킹을 수행하는 단계; 및 마스킹된 데이터를 디코딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적에 따른 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법은, 채널 상태 정보에 따라 입력 데이터에 대한 프리-디코딩의 수행 여부를 선택하는 단계; 상기 입력 데이터의 프리-디코딩에 필요한 마스크 데이터를 제공하는 단계; 및 상기 입력 데이터에 포함되어 있는 예비 비트들에 대해 상기 마스크 데이터로 마스킹을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적에 따른 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법은, 입력된 데이터를 모두 버퍼에 임시로 저장하는 단계; 상기 데이터의 프리-디코딩에 필요한 마스크 데이터를 제공하는 단계; 상기 버퍼에 저장되어 있는 모든 데이터에 대해 상기 마스크 데이터로 마스킹을 수행하는 단계; 및 마스킹된 데이터를 디코딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에서, 상기 마스크 데이터는 '0' 또는 '1'의 데이터이고, 상기 채널 상태 정보는 RSSI, LQI, Viterbi의 BER, BM, SNR 중 적어도 하나를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적 인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 예비 비트를 이용한 오류 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 오류 제어 장치(200)는, 프리-디코더(Pre-decoder;210), 마스크 인디케이터(Mask Indicator; 212), 디코더(Decoder;220)를 포함한 구성을 갖는다.

여기서, 본 발명에 따른 오류 제어 장치(200)를 포함하는 UWB 수신기는 안테나를 통해 수신된 UWB 신호를 OFDM 신호로 변환하고, OFDM 신호를 고속 푸리에 변환과 콘스텔레이션 역매핑을 통해 코드워드 스트림으로 변환한다.

이에 따라, 전술한 구성에서 프리-디코더(210)는 코드워드 스트림에서 PHY 헤더에 포함되어 있는 예비 비트들(Reserved Bits)에 대해 '0' 또는 '1'의 마스크 데이터로 마스킹(masking)을 수행한다.

마스크 인디케이터(212)는 프리-디코더(210)가 마스킹을 수행하는데 필요한 '0' 또는 '1'의 마스크 데이터를 제공한다.

디코더(220)는 프리-디코딩된 코드워드 스트림에 대해 디코딩을 수행한다.

도 2b는 PHY 헤더의 패킷 구조를 나타낸 도면이다.

도 2b에 도시된 바와 같이, PHY 헤더는 PHY 계층에서 신호의 복원에 필요한 MAC 프레임의 전송률을 알려주기 위한 전송률(Rate) 정보, 패이로드의 길이를 알려주는 길이(Length) 정보를 포함한다. 또한, PHY 헤더는 스크램블러(Scrambler) 정보, 버스트모드 프리앰블(Burst Mode Preamble) 정보, 전송 TFC 정보, 밴드그룹(Band Group) 정보, 및 예비 비트(Reserved Bits) 정보를 포함한다.

여기서, PHY 헤더는 두번째 바이트(2nd Byte)를 제외하고 모두 예비 비트를 포함하고 있다. 또한, 첫번째, 세번째, 네번째, 다섯번째 바이트에 포함된 예비 비트들은 모두 그 값이 명확(Known)하다. 따라서, 프리-디코더(210)는 그 값이 명확한 예비 비트들에 대해 마스킹을 수행하게 된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 예비 비트를 이용한 오류 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 오류 제어 장치(300)는, 도 2에 도시된 프리-디코더(210), 마스크 인디케이터(212), 및 디코더(220)의 구성에서, 선택부(MUX;310)를 추가한 구성을 갖는다. 여기서, 프리-디코더(210), 마스크 인디케이터(212), 및 디코더(220)의 구성은 도 2에 이미 도시되었으므로 생략한다.

즉, 오류 제어 장치(300)는 도 2의 구성에서 선택부(310)가 추가된 구성을 갖는다.

도 3에서, 선택부(310)는 채널 상태 정보(Channel State Information)에 따라 코드워드 스트림에 대한 프리-디코딩의 수행 여부를 선택하게 되며, 예컨대, 멀티플렉서(MUX) 등으로 구현할 수 있다. 즉, 선택부(310)는 인가된 코드워드 스트림 에 대한 RSSI(Received Signal Strength Indicator), LQI(Link Quality Indicator), Viterbi의 BER(Bit Error Rate), BM(Branch Metric), SNR(Signal to Noise Ratio) 등을 통해 채널 상태를 확인하고, 채널 상태가 좋은 경우에 프리-디코딩을 수행하지 않고 By-pass시키고, 채널 상태가 좋지 않은 경우에 코드워드 스트림에 대해 프리-디코딩을 수행할 수 있도록 코드워드 스트림을 프리-디코더(210)로 전달한다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 예비 비트를 이용한 오류 제어 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 오류 제어 장치(400)는, 도 2에 도시된 프리-디코더(210), 마스크 인디케이터(212), 및 디코더(220)의 구성에서 버퍼(410)를 추가한 구성을 가지며, 프리-디코더(210), 마스크 인디케이터(212), 및 디코더(220)의 구성은 도 2에 도시되었으므로 생략한다.

도 4에서, 버퍼(410)는 인가된 코드워트 스트림을 임시로 저장한다.

이에 따라, 마스크 인디케이터(212)는 버퍼(410)에 저장되어 있는 모든 코드워드 데이터에 대해 마스킹을 수행할 수 있도록 모든 코드워드 데이터에 대응되는 마스크 데이터를 제공한다. 따라서, 프리-디코더(210)는 버퍼(410)에 저장된 모든 코드워드 스트림에 대해 프리-디코딩을 수행하게 된다. 따라서, 프리-디코딩을 수행한 결과, 도 5에 도시된 바와 같이 1e-5 영역에서 약 0.1 dB의 이득(Gain)을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 오류 제어 장치는 먼저, 입력된 코드워드 스트림에 대해 선택부(310)가 채널 상태 정보에 따라 By-pass하거나, 프리-디코더(210)로 전달한다. 프리-디코더(210)는 전달받은 코드워드 스트림 중에서 PHY 헤더의 예비 비트들에 대해, 마스크 인디케이터(212)로부터 제공된 마스크 데이터를 근거로 마스킹하여 프리-디코딩을 수행한다.

다음 표 1은 예비 비트가 '0'인 경우의 프리-디코딩 값을 나타낸 것이다.

Input Data	Mask Data	Out1
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

다음 표 2는 예비 비트가 '1'인 경우의 프리-디코딩 값을 나타낸 것이다.

Input Data	Mask Data	Out1
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

그리고, 프리-디코딩된 코드워드 스트림은 디코더(220)를 통해 디코딩된다. 따라서, 코드워드 스트림을 디코딩하기 전에 프리-디코딩하여 오류 발생을 미연에 감소시키게 됨으로써, UWB 수신기에서 복호시의 오류 정정 능력을 더욱 향상시키게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 초광대역(UWB) 모뎀에서 수신 데이터를 복조하기 이전에, 수신 데이터에 포함된 예비 비트들에 대하여 마스킹을 통한 프리-디코딩을 수행한 후 디코딩을 수행하도록 함으로써, 오류 정정 능력을 향상할 수 있도록 하는 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법 및 장치를 실현할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 데이터를 디코딩하기 전에 프리-디코딩을 통해 오류 발생을 감소시킴으로써, 초광대역 수신기의 오류 정정 능력을 향상시킬 수 있다.

Claims

수신 데이터에 포함되어 있는 예비 비트들(Reserved Bits)에 대해 마스크 데이터로 마스킹(masking)을 수행하는 프리-디코더(Pre-decoder);

상기 프리-디코더가 상기 마스킹을 수행하는데 필요한 상기 마스크 데이터를 제공하는 마스크 인디케이터(Mask Indicator); 및

상기 프리-디코더에서 마스킹된 상기 수신 데이터에 대해 디코딩을 수행하는 디코더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 제어 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 마스크 데이터는 '0' 또는 '1'의 데이터인 것을 특징으로 하는 오류 제어 장치.
채널 상태 정보(Channel State Information)에 따라 수신 데이터에 대한 마스킹(masking)의 수행 여부를 선택하는 선택부;

상기 수신 데이터에 포함되어 있는 예비 비트들(Reserved Bits)에 대해 마스크 데이터로 마스킹을 수행하는 프리-디코더(Pre-decoder); 및

상기 프리-디코더가 상기 마스킹을 수행하는데 필요한 상기 마스크 데이터를 제공하는 마스크 인디케이터(Mask Indicator);를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 제어 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 마스크 데이터는 '0' 또는 '1'의 데이터인 것을 특징으로 하는 오류 제어 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 채널 상태 정보는 RSSI(Received Signal Strength Indicator), LQI(Link Quality Indicator), Viterbi의 BER(Bit Error Rate), BM(Branch Metric), SNR(Signal to Noise Ratio) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 제어 장치.
수신 데이터를 임시로 저장하는 버퍼;

상기 버퍼에 저장되어 있는 모든 수신 데이터에 포함되어 있는 예비 비트들(Reserved Bits)에 대해 마스크 데이터로 마스킹(masking)을 수행하는 프리-디코더(Pre-decoder); 및

상기 프리-디코더가 상기 마스킹을 수행하는데 필요한 상기 마스크 데이터를 제공하는 마스크 인디케이터(Mask Indicator);를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 제어 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 마스크 데이터는 '0' 또는 '1'의 데이터인 것을 특징으로 하는 오류 제 어 장치.
입력된 데이터의 마스킹에 필요한 마스크 데이터를 제공하는 단계;

상기 데이터에 포함되어 있는 예비 비트들(Reserved Bits)에 대해 상기 마스크 데이터로 마스킹(masking)을 수행하는 단계; 및

상기 마스크 데이터로 마스킹된 데이터를 디코딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 마스크 데이터는 '0' 또는 '1'의 데이터인 것을 특징으로 하는 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법.
채널 상태 정보(Channel State Information)에 따라 입력 데이터에 대한 마스킹(masking)의 수행 여부를 선택하는 단계;

상기 입력 데이터의 프리-디코딩에 필요한 마스크 데이터를 제공하는 단계; 및

상기 입력 데이터에 포함되어 있는 예비 비트들(Reserved Bits)에 대해 상기 마스크 데이터로 마스킹을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 마스크 데이터는 '0' 또는 '1'의 데이터인 것을 특징으로 하는 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법.
제 10 항에 있어서,

상기 채널 상태 정보는 RSSI(Received Signal Strength Indicator), LQI(Link Quality Indicator), Viterbi의 BER(Bit Error Rate), BM(Branch Metric), SNR(Signal to Noise Ratio) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법.
입력된 데이터를 모두 버퍼에 임시로 저장하는 단계;

상기 데이터의 프리-디코딩에 필요한 마스크 데이터를 제공하는 단계;

상기 버퍼에 저장되어 있는 모든 데이터에 대해 상기 마스크 데이터로 마스킹(masking)을 수행하는 단계; 및

상기 마스크 데이터로 마스킹된 데이터를 디코딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 마스크 데이터는 '0' 또는 '1'의 데이터인 것을 특징으로 하는 예비 비트를 이용한 오류 제어 방법.