KR100876735B1 - 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치 및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 채널 복호기에서 반복 복호 정지 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 터보 부호의 반복 복호에 있어 HDA(hard-decision aided)법을 사용함에 있어서, CRC(cyclic redundancy check) 부호화를 통하여 HDA기법에 필요한 메모리를 최소화 할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법은 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법에 있어서, 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치에 있어서, 수신된 신호를 요소 복호화하여 출력하는 적어도 하나의 요소 복호기와, 상기 적어도 하나의 요소 복호기들의 출력을 경판정하여 출력하는 적어도 하나의 하드 디시젼과, 상기 적어도 하나의 하드 디시젼의 출력을 CRC(cyclic redundancy check) 부호화하여 CRC 부호화 값을 출력하는 적어도 하나의 CRC 부호화기와, 상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지 여부를 결정하는 정지조건 판단부를 포함한다.
Figure R1020060109694
반복 복호, 경판정, CRC(cyclic redundancy check)

Description

이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR STOPPING ITERATIVE DECODING IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 터보 복호기의 블록 구성도,
도 2는 일반적인 HDA 방법을 적용한 터보 복호기의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 CRC를 이용한 HDA 방법을 적용한 터보 복호기의 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 CRC 부호화기의 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지시, 터보 복호기의 제어 흐름도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지시, 터보 복호기의 제어 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 CRC를 이용한 반복 복호 정지의 경우와 그렇지 않은 경우의 성능 비교도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 CRC를 이용한 반복 복호 정지의 경우와 그렇지 않은 경우의 평균 반복 복호 회수 비교도.
본 발명은 반복 복호 정지 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 이용하여 반복 복호 정지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템에서 부호기(Encoder)와 복호기(Decoder)는 순방향 채널의 오류를 정정하기 위해 사용하고 있다. 이러한 이동통신 시스템에서는 데이터의 송신 및 수신은 무선 환경에서 이루어지므로 전송 채널에서 발생하는 잡음(Noise)에 대한 오류를 효과적으로 정정하여 데이터 전송의 신뢰도를 높이기 위한 부호로 트렐리스(Trellis) 부호인 길쌈 부호(convolutional codes), 선형 블록 부호인 리드 솔로몬(Reed-Solomon : R-S) 부호 등이 사용되어 왔다. 1993년에는 버로우(Berrou)에 의해 섀넌(Shannon)의 이론적인 한계(limit)에 근접하는 오류 정정 능력을 보이는 터보 부호와 반복 복호 방법이 소개되었다. 상기 터보 부호는 제3세대 이동통신시스템으로서 주목받고 있는 동기방식의 3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2)와 비동기방식의 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 모두에서 오류 정정 부호로서 채택되었으며 기존에 주로 사용되던 길쌈 부호보다 신뢰성 있는 통신을 보장한다.
도 1은 일반적인 터보 복호기의 구조이다.
상기 터보 부호기는 두 개의 길쌈 부호기가 병렬로 연접된 것이므로, 두 요소 부호에 대한 복호기 즉 요소 복호기(110, 120)(constituent decoder)가 인터리 버(130)를 사이에 두고 따로 존재한다.
먼저 제1 요소 복호기(110)는 입력 정보 비트에 대한 LLR(Log Likelihood Ratio)인 L(n)과 상기 제1 요소 복호기(110)에 해당되는 패리티 비트의 LLR인 P1(n)을 입력으로 받아서 L1(n)을 출력한다.
반복 복호 중에 제1 요소 복호기(110)는 L(n)에 사전 정보 apr1(n)을 더한 것이 입력이 된다. 여기서, 사전 정보 apr1(n)은 임의의 정보 심볼이 부호화 과정 이전에 0과 1의 값을 가질 확률의 로그비로서, 일반적인 부호화 이론에서는 정보 심볼이 0일 확률과 1일 확률은 같다고 가정하므로, 최초의 사전 정보 apr1(n)은 항상 0의 값을 갖는다. 그러나 터보 복호기에서 반복 복호가 진행되면서 상기 터보 복호기를 이루는 임의의 한 요소 복호기로부터 얻어지는 외부 정보를 임의의 다른 한 요소 복호기에서 복호하고자 하는 정보 심볼의 사전 정보 apr1(n)로 사용하게 되므로, 이는 더 이상 0의 값을 갖지 않는다.
첫 번째 복호에서 apr1(n)은 모두 0이 된다. 출력 L1(n)은 제1 요소 복호기(110)의 정보 비트들에 대한 연성 출력 LLR이며, 입력 사전 정보인 apr1(n)과, 정보 비트 LLR인 L(n) 그리고, 제1 요소 복호기(110)의 복호에 의해 더해진 외부 정보인 ext1(n)의 합이 된다. 다음 복호인 제2 요소 복호기(120)의 복호를 위해서, 출력 L1 (n)에서 사전 정보인 apr1(n)을 빼주게 되며 인터리버(130)에서 인터리빙(interleaving)한다. 여기서, 인터리빙된 시퀀스에 대해서는 인덱스 k를 사용하여 L(k)로 기재하기로 하고, 상기 인터리버(130)는 터보 부호를 이루는 각 구성 부 호기간의 데이터 순서가 서로 인터리빙되어 있음을 고려하여 상기 제1 요소 복호기(110)의 출력이 상기 제2 요소 복호기(120)의 입력에 맞도록 데이터의 순서를 뒤섞는 동작을 수행한다. 상기 제2 요소 복호기(120)는 인터리빙을 거친 시퀀스 L(k)+ext1(k)와 제2 요소 복호기(120)에 대한 패리티 비트에 해당되는 LLR인 P2(k)를 입력으로 하여 인터리빙된 정보 비트의 연성출력 LLR인 L2(k)를 출력하게 된다. 제2 요소 복호기(120)의 출력 LLR인 L2(k)에서 제2 요소 복호기(120)의 입력 사전정보를 뺀 ext(k)는 제2 디인터리버(170)를 거쳐 제1 요소 복호기(110)의 입력이 된다. 이 때, ext2(k)가 디인터리빙된 시퀀스는 ext2(n)=apr1(n)이 된다. 이렇게 제2 요소 복호기(120)로부터 사전정보 apr1(n)을 피드백(feedback)받은 제1 요소 복호기(110)는 이것과, 정보 비트, 패리티 비트를 입력으로 하여 다시 복호를 하게 된다. 상기 일련 과정을 반복하면서, 정보 비트에 대한 출력 LLR의 진화가 가능해져, 섀넌의 한계에 근접하는 좋은 성능을 갖는 복호가 가능하게 된다.
도 1은 두 개의 요소 복호기(110, 120)를 이용한 구조이다. 하지만, 일반적으로 하나의 부호화된 프레임을 복호하는데 있어, 제1 요소 복호기(110)와 제2 요소 복호기(120)가 동시에 동작하는 경우가 없고, 제1 요소 복호기(110)와 제2 요소 복호기(120)는 똑같은 구조로 이루어져 있으므로 하나의 하드웨어로 구현하여 재사용하게 된다. 일반적으로 L2(k)는 정해진 반복 복호가 이루어진 후에, 최종 출력 LLR이 되며, 정해진 이 정보가 하드 디시젼(140)에서 경판정된 후에, 제1 디인터리버(150)에서 디인터리빙되어 출력 버퍼(160)(output buffer)에 쌓이면 복호가 완료 된다. 이하에서 경판정은 하드 디시젼과 혼용하여 사용하기로 한다.
그러나 터보 부호는 2개의 재귀 조직 길쌈 부호(recursive systematic convolutional codes)를 연접한 병렬 연접 길쌈 부호의 형태로 구성되었다. 병렬 연접 길쌈 부호의 복호 시에는 각각의 요소 부호에 대한 복호가 합쳐져서 한번의 복호 과정이 완료된다. 이러한 복호가 여러 번에 반복되면서, 새넌의 한계에 근접하는 복호 성능을 얻게 된다. 터보 부호의 발견 이후에 직렬 연접 길쌈 부호, 병렬 연접 블록 부호, LDPC(low density parity check) 부호, RA(repeat accumulate) 부호, Zig-Zag 부호등 반복 복호를 통하여, 섀넌의 한계에 근접하는 복호 성능을 얻을 수 있게된 많은 부호들이 소개되었다. 이러한 반복 복호 가능한 부호의 복호기에서 반복 복호를 적용함에 있어, 충분한 반복이 이루어져 더 이상 반복이 필요하지 않은 경우를 판별하여 정지할 수 있는 방법들이 있다.
상기 LDPC 부호의 경우, 패리티(parity) 검사 행렬을 토대로 한 합곱 알고리즘을 적용하여, 반복 복호를 수행한다. 이 합곱 알고리즘에서는 매 반복 복호마다 패리티 검사로 부호어 여부를 판별하여 반복 복호를 정지하는 것이 가능하다. 즉, LDPC 부호는 주된 복호 방법인 합곱 알고리즘의 특성상 부호어 여부의 판단이 가능하기 때문에, 근본적인 중단 기준이 존재한다고 할 수 있다.
3GPP2의 터보 부호의 경우 모든 터보 부호화된 패킷의 끝에는 CRC(cyclic redundancy check)이 부호화되어 붙어있다. 반복 복호 과정에서 매번 경판정된 데이터에 대하여, CRC 검사를 수행하여, CRC 검사에서 적합한 경우에만 반복 복호를 정지하는 방법이 있다.
3GPP 및 IEEE 802.16 등의 터보 부호의 경우, 각 프레임 마다 CRC 영역이 존재하지 않으므로, 반복 복호의 정지에 있어서 CRC 검사를 수행할 수 없다. 따라서, 이러한 추가적인 정보가 없이 터보 부호의 반복 복호를 정지하는 방법은 HDA(hard-decision aided)법, CE(cross entropy)법, 터보 부호의 반복 복호 과정 중, 로그 근사율(Log Likelihood Ratio:LLR)의 최소값등 대표값을 이용하여 반복 복호를 정지하는 방법 등이 있다.
이중 HDA법은 복호 성능의 열화가 거의 없고, 매우 빠른 정지가 가능하기 때문에 알려진 반복 복호 정지 방법 중 우수한 방법 중에 하나이다. 그리고, CE법은 실제로 구현하기 위해서는 매우 복잡한 계산 및 하드웨어를 필요로 한다. LLR의 최소값을 이용하는 방법은 시스템의 AGC(Automatic Gain Control)가 정확하지 않은 경우, 비효율적이거나, 성능 열화를 수반할 가능성이 있다.
반복 복호 정지 기법의 성능을 판단하는 기준은 정해진 최대 반복 복호를 행하는 것의 성능 차이 및 주어진 신호 대 잡음비에서 평균 반복 복호의 회수 등이다. 우선 복호 성능의 차이는 거의 없어야 하는 것이 기본이며, 평균 반복 복호 회수는 이론적인 한계치에 가까울수록 바람직하다. 반복 복호 정지 기법에서 평균 반복 복호 회수의 이론적인 한계를 Genie-aided 라고 하는 정지 기법에 의한 것이다. 이는 수신단에서 복호될 메세지를 이미 알고 있다는 가정 하에 수신될 복호 메세지와 같은 경우에 반복을 중단하는 것이다. 이 방법은 정상적으로 복호되었을 경우에는 항상 반복을 중단하기 때문에 성능 저하가 전혀 없으면서 최소의 평균 반복 복호 회수를 보인다. 하지만, 실제로는 통신 시스템의 수신단에서 송신된 데이터를 알 수 없기 때문에 구현 불가능한 방법이다. 하지만, 이론적으로 최적의 수단이기 때문에, 반복 복호 정지 기법의 비교 기준으로 사용된다.
터보 부호의 반복 복호에 있어서 HDA 방법은 각 복호 단계에서, 경판정된 데이터를 저장하고, 다음 복호때의 결과와 비교함으로써, 복호 성능에 거의 영향을 주지 않고 이론적인 최소치에 근접하는 매우 우수한 복호 방법이다. 따라서 HDA 방법을 구현하기 위해서는, 복호 과정 중 사전 단계의 복호 출력을 경판정한 정보가 저장되어 있어야 한다. 이는 정보 비트의 길이에 해당하는 동일한 사이즈의 메모리를 필요로 하여 하드웨어 복잡도의 문제가 존재한다. 상기한 문제점을 도 2를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 터보 부호의 반복 복호에 있어서 HDA(hard decision aided) 방법을 사용한 터보 복호기의 블록 구성도이다.
도 2는 상기 도 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호(부호)를 붙이기로 한다.
도 2에서는 각 요소 복호기의 연성 출력인 L1(n)과 L2(k)의 경판정된 결과를 이용하여, 터보 복호기의 반복 복호의 정지 기준으로 사용하게 된다. 터보 복호기의 동작은 다음과 같다.
HDA부(280)는 제1 요소 복호기(110)의 출력 L1(n)을 제1 하드 디시젼(240)에서 제1 경판정한 결과인 d1(n)과 제2 요소 복호기(120)의 연성 출력 결과인 L2(k)를 제2 하드 디시젼(140)에서 제2 경판정하여, 디인터리빙한 결과인 d2(n)을HDA 정지법 을 이용하여 반복 복호를 정지하는데 사용하게 된다. 상기 HDA부(280)에서는 매 요소 복호마다 d1(n) 및 d2(n)를 입력으로 받게 된다. 사전에 받은 경판정 정보는 저장해두고, 현재의 입력을 포함하여 N 번의 입력이 모두 같을 경우에 정지 신호를 복호 제어기(decoder controller)(260)로 전송하고, 이에 따라 상기 복호 제어기(260)는 반복 복호를 중단하게 된다. 여기서, N 번의 복호 프레임이 모두 같을 때, 반복 복호를 정지하는 HDA법을 'N-HDA정지법'이라 한다.
상기 HDA 정지법은 상기에서도 언급했지만 반복 복호의 사전 정지에 따른 복호기 성능의 열화가 거의 없고, 매우 빠른 정지가 가능하기 때문에 매우 우수한 정지 기법이다. 도 2의 HDA부(280)에서는 최대 프레임 크기가 L 비트라 할 때, N-HDA 정지법의 경우, NL 혹은 (N-1)L 비트 사이즈의 메모리(281)가 필요로 하게 된다.
즉, 터보 부호의 반복 복호에 있어서 HDA 방법은 각 복호 단계에서, 경판정된 데이터를 저장하고, 다음 복호때의 결과와 비교함으로써, 복호 성능에 거의 영향을 주지 않고 이론적인 최소치에 근접하는 매우 우수한 복호 방법이다. 그러나, HDA 방법을 구현하기 위해서는, 복호 과정 중 사전 단계의 복호 출력을 경판정한 정보가 저장되어 있어야 한다. 이는 정보 비트의 길이에 해당하는 동일한 사이즈의 메모리(281)를 필요로 하여 하드웨어 복잡도의 문제가 있다.
따라서 이동통신 시스템에서 터보 부호의 효율적인 반복 복호 정지하기 위한 장치 및 방법이 필요하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 터보 부호의 효율적인 반복 정지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 터보 부호의 반복 복호 정지 기준 중 HDA 방법의 구현에 있어 하드웨어 복잡도를 줄일 수 있는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 터보 부호의 반복 부호 정지법을 구현할 시, CRC를 이용하여 메모리 용량을 최소화할 수 있는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치에 있어서, 수신된 신호를 요소 복호화하여 출력하는 적어도 하나의 요소 복호기와, 상기 적어도 하나의 요소 복호기들의 출력을 경판정하여 출력하는 적어도 하나의 하드 디시젼과, 상기 적어도 하나의 하드 디시젼의 출력을 CRC(cyclic redundancy check) 부호화하여 CRC 부호화 값을 출력하는 적어도 하나의 CRC 부호화기와, 상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지 여부를 결정하는 정지조건 판단부를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법은 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법에 있어서, 수신된 신호를 요소 복호화하여 출력하는 과정과, 상기 요소 복호화된 신호를 경판정하여 출력하는 과정과, 상기 경판정된 신호를 CRC(cyclic redundancy check) 부호화하여 CRC 부호화 값을 출력하는 과정과, 상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지를 결정하는 과정을 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법은 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법에 있어서, 수신된 신호를 요소 복호화하여 출력하는 과정과, 상기 요소 복호화된 신호를 경판정하여 출력하는 과정과, 상기 경판정된 신호를 CRC(cyclic redundancy check) 부호화하여 CRC 부호화 값을 출력하는 과정과, 상기 요소 복호 회수가 최대 반복 복호 회수에 도달하였는가를 판단하는 과정과, 상기 요소 복호 회수가 최대 반복 복호 회수에 도달하지 않은 경우 상기 요소 복호 회수가 반복 복호 회수 보다 작은가를 판단하는 과정과, 상기 요소 복호 회수가 반복 복호 회수 보다 크거나 같은 경우 상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지 여부를 결정하는 과정을 포함한다.
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. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 터보 부호의 반복 복호의 HDA법을 사용하는데, CRC 부호화를 통하 여 HDA기법에 필요한 메모리를 최소화한다.
CRC는 일반적으로 프레임의 상태를 체크하여, 이 프레임이 정상적인 프레임인지의 여부를 판별하는데 사용한다. 그러나 본 발명에서 CRC는 HDA 반복 복호 중 경판정 결과들끼리 동일한지를 판별하는데 사용한다. 여기에서 CRC 비트 수가 적당히 크면 원래의 시퀀스가 다른데 같은 CRC 부호화 결과를 나타낼 확률이 매우 작으므로 CRC를 이용하여 HDA 판정을 하는데 충분한 신뢰성을 얻을 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른CRC를 이용한 HDA 정지법을 사용한 터보 복호기의 블록 구성도이다. 도 3은 상기 도 1, 도 2와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호(부호)를 붙이기로 한다.
제1 요소 복호기(110)의 연성 출력인 L1(n)은 제1 하드 디시젼(240)에서 경판정한 후, 제1 CRC 부호기(360)에서 CRC 부호화한다.
또한 제2 요소 복호기의 연성 출력인 L2(k)는 제2 하드 디시젼(140)에서 경판정한 후, 제1 디인터리버(150)에서 디인터리빙되어 제2 CRC 부호화기(140)로 입력된다. 그러면 상기 제2 CRC 부호기(370)에서 CRC 부호화한다.
상기 제1 CRC 부호기(360)와 제2 CRC 부호기(370)에서 부호화한 결과는 HDA부(280)로 전송된다. 상기 HDA부(280)는 CRC 부호화 결과를 HDA 반복 복호 중 경판정 결과들끼리 동일한지를 판별하는데 사용한다. 여기에서 CRC 비트 수가 적당히 크면 원래의 시퀀스가 다른데 같은 CRC 부호화 결과를 나타낼 확률이 매우 작으므로 CRC를 이용하여 HDA 판정을 하는데 충분한 신뢰성을 얻을 수 있게 된다. 본 발 명의 실시 예에서는 "정지조건 판단부"는 상기 HDA부(280)와 동일한 구성으로 이해하기로 하나, 제1 및 제2 CRC 부호화기(360, 370)의 부호화 결과를 이용하여 HDA 결정하는 것을 포함한다.
상기 HDA부(280)는 매 요소 복호마다 경판정된 정보를 CRC 부호화한 결과, R(i)를 수신한다. 여기서 i는 각 요소 복호화 마다 증가하는 숫자라고 가정한다. 16비트 CRC를 사용하는 경우, 모든 R(i)는 16비트가 된다. N-HDA 정지법을 사용하고, 16 비트 CRC를 사용하게 되면, HDA 정지를 하는데 있어, 단지 16*(N-1)의 최소 메모리만을 필요로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 도 3의 CRC 부호화기를 설명하기 위한 도이다.
도 4를 참조하면 CRC 부호화기(360, 370)는 그 크기가 16비트이며, ITU-R권고안 X.25에 정의된 CRC-16-CCITT가 사용된다.
CRC 부호화기(360, 370)는 하기 <수학식 1>과 같은 다항식을 가진다.
x16+x12+x5+1
또한 CRC 부호화기(360, 370)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 16개의 시프트 레지스터로 구현 가능하다. 먼저 모든 레지스터를 1로 한 뒤에, 시스템의 클럭에 따라 입력이 주어지며, 마지막 입력이 들어간 후의 레지스터의 최종 상태가 CRC 부호화 결과가 된다. 도 4는 본 발명에서 사용 가능한 CRC 부호화기의 일례이며, 이 이 외에 어떤 CRC 부호화기도 본 발명의 구현에 사용할 수 있음을 유의해야 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 CRC를 이용한 반복 복호 정지시 터보 복호기의 제어 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 501 단계에서 각 요소 복호기(110, 120)는 수신된 신호를 요소 복호한다. 이때, 인덱스 i는 요소 복호의 수를 나타낸다. iMax는 최대 요소 반복 복호의 수이며, 일반적으로 터보 복호기가 Nmax의 최대 반복 복호를 한다고 할 때, iMax = 2Nmax가 된다. 매번 요소 복호화가 진행된 후, 제1 및 제2 하드 디시젼(140, 240)은 503 단계에서 경판정을 수행하고, 제1 및 제2 CRC 부호기(360, 370)는 505 단계에서 CRC 부호화를 수행한다. CRC 부호화된 결과(R(i))는 HDA부(281)로 출력된다. 상기 HDA부(281)는 507 단계에서 요소 복호의 수(i)가 최대 요소 반복 복호의 회수(iMAX)에 도달하였는가를 판단한다.
만약 요소 복호의 수가 최대 반복 복호 회수에 도달하였을 경우, 상기 HDA부(281)는 513 단계로 진행하여 반복 복호를 정지한다. 그러나 요소 복호의 수가 최대 반복 복호 회수에 도달하지 않은 경우, 상기 HDA부(281)는 509 단계에서 요소 복호의 수가 반복 회수 보다 작은가를 판단한다.
만약 요소 복호 수가 반복 회수 보다 작은 경우 다시 501 단계로 진행하여 요소 복호화한다. 그러나 요소 복호 수가 반복 회수와 같거나 큰 경우 또는N-HDA 정지의 경우, HDA-CRC를 수행한다. 즉, CRC 복호화 결과를 이용하여 반복 복호를 정하질지 여부를 판단한다. 다시 말하면, 이미 CRC 복호화된 R(i)의 경우, HDA부(281)는 이전의 연속적인 N-1개의 CRC 결과와 비교하여 모두 같은가를 판단한다. 만약 모두 같을 경우 상기 HDA부(281)는 513 단계로 진행하여 반복 복호를 정지한다. 그러나 같지 않을 경우 상기 HDA부(281)는 501 단계로 진행하여 요소 복호화한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 시 제어 흐름도를 나타낸 것이다. 이하, 도 6을 참조하여 CRC를 이용한 HDA정지법의 또 다른 구현 예를 설명하기로 한다.
터보 복호기에서 2번의 요소 복호를 한번의 복호로 계산하여, 짝수 번의 요소 복호에서만 복호를 정지할 수 있다. 도 6은 이렇게 짝수 번의 요소 복호의 경우에만 반복 복호의 정지를 하는 경우의 흐름도이다. 이와 다르게 홀수의 요소 복호에서만 반복 복호 정지를 하도록 할 수도 있음을 유의해야 한다.
601 단계에서 각 요소 복호기(110, 120)는 수신된 신호를 요소 복호한다. 이때, 인덱스 i는 요소 복호의 수를 나타낸다. iMax는 최대 요소 반복 복호의 수이며, 일반적으로 터보 복호기가 Nmax의 최대 반복 복호를 한다고 할 때, iMax = 2Nmax가 된다. 매번 요소 복호화가 진행된 후, 하드 디시젼(140, 240)은 603 단계에서 경판정을 수행하고, CRC 부호기(360, 370)는 605 단계에서 CRC 부호화를 수행한다. CRC 부호화된 결과(R(i))는 HDA부(281)로 출력된다.
상기 HDA부(281)는 607 단계에서 요소 복호의 수(i)가 최대 요소 반복 복호의 회수(iMAX)에 도달하였는가를 판단한다.
만약 요소 복호의 수가 최대 반복 복호 회수에 도달하였을 경우, 상기 HDA부(281)는 613 단계로 진행하여 반복 복호를 정지한다. 그러나 요소 복호의 수가 최대 반복 복호 회수에 도달하지 않은 경우, 상기 HDA부(281)는 609 단계에서 요소 복호의 수가 최대 반복 복호 회수(iMax)에 도달하거나 요소 복호의 수가 홀수인가를 판단한다. 만약 요소 복호의 수가 최대 반복 복호 회수에 도달하거나 수신한 R(i)가 홀수일 경우, 상기 HDA부(281)는 601 단계로 귀환한다. 그러나 상기 요소 복호의 수가 최대 반복 복호 회수에 도달하지 않거나 요소 복호의 수가 짝수인 경우 상기 HDA(281)부는 611 단계에서 이미 CRC 복호화된 R(i)를 이전의 N-1개의 CRC 결과와 비교하여 모두 같은가를 판단한다. 만약 모두 같을 경우 상기 HDA부(281)는 613 단계로 진행하여 반복 복호를 정지한다. 그러나 같지 않을 경우 상기 HDA부(281)는 601 단계로 진행하여 요소 복호화한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라CRC를 이용한 반복 복호 정지 방법을 이용한 경우와 그렇지 않은 경우의 성능 비교도를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 N=2이고, i가 짝수인 경우만 정지하는 CRC를 이용한 HDA 정지법과 N=2인 기존의 HDA 정지법 그리고, 이론적으로 구현이 불가능한 Genie Aided 정지법의 성능을 비교한 것이다.
도 7은 FER(Frame Error Rate)과 Eb/No에 따른 복호 성능을 나타낸 것이다. 8 bit, 16 bit, 24bit의 CRC를 이용하는 경우에 대해서 복호 성능을 도시하였고, 16 bit의 CRC를 사용하는 경우에 기존의 HDA방법과 FER = 10- 4 까지 같은 성능을 보이는 것을 도 7을 통해 알 수 있다. 8 bit CRC의 사용 시에는 FER = 10-2 부근부터 오류 바닥(error floor)현상이 보이는 것을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 CRC를 이용한 반복 복호 정지의 경우와 그렇지 않은 경우의 평균 반복 복호 회수 비교도를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 N=2이고, i가 짝수인 경우만 정지하는 CRC를 이용한 HDA 정지법과 Genie aided 정지법의 정지 성능을 비교한 것이다. 도 8은 SNR에 따른 반복 복호 회수를 나타낸 것으로 반복 복호 성능을 알 수 있다. 이론적인 한계치인 Genie aided 정지법에 비해 0.5번 정도의 반복 복호 회수만 추가되는 매우 우수한 성능을 보이고 있다. 또한, 기존의 HDA 방법과는 완전히 동일한 정지 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 터보 부호의 반복 복호에 매우 효과적인, HDA정지법을 구현하는데, CRC 부호화를 사용하였다. 프레임의 길이가 L이고, N-HDA를 사용한다고 할 때, L(N-1)비트의 저장 공간을 필요로 한 HDA에 비해 16(N-1)의 저장 공간만을 필요로 하기 때문에 하드웨어 감소 효과가 존재한다.
또한 본 발명은 기존의 HDA 방식과 동일한 우수한 성능을 얻을 수 있다.

Claims (19)

  1. 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치에 있어서,
    수신된 신호를 요소 복호화하여 출력하는 적어도 하나의 요소 복호기와,
    상기 적어도 하나의 요소 복호기들의 출력을 경판정하여 출력하는 적어도 하나의 하드 디시젼과,
    상기 적어도 하나의 하드 디시젼의 출력을 CRC(cyclic redundancy check) 부호화하여 CRC 부호화 값을 출력하는 적어도 하나의 CRC 부호화기와,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지 여부를 결정하는 정지조건 판단부를 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정지 조건 판단부는,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값이 동일할 경우 반복 복호를 정지함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정지 조건 판단부는,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값이 동일하지 않은 경우 반복 복호를 계속 수행함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요소 복호기들 사이에 위치하며, 상기 요소 복호기로부터 출력된 심볼들을 다른 요소 복호기의 입력에 맞도록 데이터의 순서를 인터리빙하여 출력하는 인터리버를 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정지조건 판단부는, 상기 적어도 하나의 CRC 부호화기로부터 출력된 결과를 저장하는 메모리를 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 장치.
  6. 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법에 있어서,
    수신된 신호를 요소 복호화하여 출력하는 과정과,
    상기 요소 복호화된 신호를 경판정하여 출력하는 과정과,
    상기 경판정된 신호를 CRC(cyclic redundancy check) 부호화하여 CRC 부호화 값을 출력하는 과정과,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지 여부를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값이 동일할 경우 반복 복호를 정지하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값이 동일하지 않은 경우 반복 복호를 계속 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    요소 복호 회수가 최대 반복 복호 회수에 도달하였는가를 판단하는 과정과,
    상기 요소 복호 회수가 최대 반복 복호 회수에 도달한 경우 반복 복호를 정지하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 요소 복호 회수가 최대 반복 복호 회수에 도달하지 않은 경우 상기 요소 복호 회수가 반복 복호 회수 보다 작은가를 판단하는 과정과,
    상기 요소 복호 회수가 반복 복호 회수 보다 크거나 같은 경우 상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지 여부를 결정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  11. 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법에 있어서,
    수신된 신호를 요소 복호화하여 출력하는 과정과,
    상기 요소 복호화된 신호를 경판정하여 출력하는 과정과,
    상기 경판정된 신호를 CRC(cyclic redundancy check) 부호화하여 CRC 부호화 값을 출력하는 과정과,
    상기 요소 복호 회수가 최대 반복 복호 회수에 도달하였는가를 판단하는 과정과,
    상기 요소 복호 회수가 최대 반복 복호 회수에 도달하지 않은 경우 상기 요소 복호 회수가 반복 복호 회수 보다 작은가를 판단하는 과정과,
    상기 요소 복호 회수가 반복 복호 회수 보다 크거나 같은 경우 상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지 여부를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값이 동일할 경우 반복 복호를 정지하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값이 동일하지 않은 경우 반복 복호를 계속 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 요소 복호 회수가 최대 반복 복호 회수에 도달한 경우 반복 복호를 정지하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방 법.
  15. 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법에 있어서,
    수신된 신호를 요소 복호화하여 출력하는 과정과,
    상기 요소 복호화된 신호를 경판정하여 출력하는 과정과,
    상기 경판정된 신호를 CRC(cyclic redundancy check) 부호화하여 CRC 부호화 값을 출력하는 과정과,
    상기 요소 복호 회수가 짝수인가를 판단하는 과정과,
    상기 요소 복호 회수가 짝수인 경우 상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지 여부를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값이 동일할 경우 반복 복호를 정지하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값이 동일하지 않은 경우 반복 복호를 계속 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  18. 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법에 있어서,
    수신된 신호를 요소 복호화하여 출력하는 과정과,
    상기 요소 복호화된 신호를 경판정하여 출력하는 과정과,
    상기 경판정된 신호를 CRC(cyclic redundancy check) 부호화하여 CRC 부호화값을 출력하는 과정과,
    상기 요소 복호 회수가 홀수인가를 판단하는 과정과,
    상기 요소 복호 회수가 홀수인 경우 상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 반복 복호 정지 여부를 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값이 동일할 경우 반복 복호를 정지하는 과정과,
    상기 CRC 부호화 값과 이전의 CRC 부호화 값과 동일하지 않은 경우 계속 반복 복호를 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 반복 복호 정지 방법.
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