KR100930240B1

KR100930240B1 - 효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100930240B1
Application number: KR1020030015691A
Authority: KR
Inventors: 김기현; 한성휴; 박인식; 이윤우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2009-12-09
Also published as: KR20040080734A

Abstract

본 발명에는 효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법 및 그 장치가 개시되어 있다. 입력되는 LDPC(Low Density Parity check Code) 부호화된 신호를 LDPC 복호 방식에 의해 반복 복호하여 복호된 신호를 제공하고, 복호된 신호가 에러 정정이 성공하고 정해진 복호 시간보다 빨리 끝날 경우 절약된 시간을 기억해 두고, 다음 입력 신호를 복호하다가 정해진 복호 시간내에 에러 정정에 실패한 복호된 신호가 있으면 절약된 시간만큼 더 반복 복호를 수행함으로서 에러 정정 시간을 단축하고, 에러 정정 능력을 높인다.

Description

효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법 및 그 장치{Method of demodulating for efficient error-correction and apparatus thereof}

도 1은 본 발명에 따른 효율적인 에러 정정을 위한 복호 장치의 일 실시 예에 따른 블록도,

도 2는 도 1에 도시된 입력 버퍼와 복호 시간에 따른 복호 동작을 설명하기 위한 참고도,

도 3은 본 발명에 따른 효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법의 일 실시 예에 따른 흐름도이다.

본 발명은 효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 저밀도 패리티 체크 코드를 이용한 부호화 방법을 이용해서 부호화된 데이터를 복호시 에러 정정을 효율적으로 구현하는 복호 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

에러 정정을 위해 사용하는 코드 중 저밀도 패리티 체크 코드(Low Density Parity check Code: 이하 LDPC라고 함)를 이용한 부호화 방법에서 부가정보를 발생하기 위해 로우(row)와 칼럼(column)에 일정한 개수의 1을 포함하는 패리티 체크 코드(parity check code)를 만들고 이를 이용해서 부가정보를 발생시킨다. 즉, 칼럼과 로우에 일정한 개수의 1을 포함하는 매트릭스를 만들고 이를 패리티 체크 매트릭스(parity check matrix) H로 두어 "Hx=0"이 되는 코드워드를 발생시킨다. 이때 x는 원래의 데이터와 부가정보가 연결되어 있다.

이러한 LDPC를 이용한 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터를 복호시 상기 패리티 체크 매트릭스를 이용하여 에러를 정정하고, 반복해서 복호를 수행함에 따라 복호 성능이 향상된다. 이때, 반복 복호 방식으로서 일정한 횟수를 반복하여 복호를 수행하는 방식을 이용하거나, 복호가 성공했는지 여부(에러가 모두 정정되었는지 여부)를 조사하여 복호의 반복 여부를 결정하는 방식을 이용할 수 있다.

그러나, 전자의 방식은 복호 성공 여부와 관계없이 설정된 일정한 횟수만큼 반복하므로 복호가 성공했을 경우에도 계속 정해진 횟수만큼 반복 복호 동작을 수행하여야 하며, 후자의 방식은 복호시 걸리는 시간이 불규칙하게 된다.

참고 문헌으로, LDPC(Low Density Parity check Code) 기본 개념은 D.J. MacKay, "Good error-correction codes based on very sparse matrices," IEEE Trans. on Information Theory, vol. 45, no. 2, pp. 399-431, 1999에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 에러 정정 효율이 높은 복호 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 LDPC를 이용한 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터 를 복호하는 효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 LDPC를 이용한 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터를 복호시 복호 성공 여부를 확인한 후 정해진 복호 시간이내에 에러 정정이 되었으면 이때 절약된 시간은 정해진 복호 시간내에 에러 정정하지 못한 신호를 위해 사용하는 효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따라, 상기의 목적은 LDPC(Low Density Parity check Code) 부호화된 신호를 복호하는 방법에 있어서: 입력되는 부호화된 신호를 LDPC 복호 방식에 의해 반복 복호하여 복호된 신호를 제공하는 단계; 및 상기 복호된 신호가 에러 정정이 성공하고 정해진 복호 시간보다 빨리 끝날 경우 절약된 시간을 기억해 두고, 다음 입력 신호를 복호하다가 상기 정해진 복호 시간까지도 에러 정정에 실패한 복호된 신호가 있으면 상기 절약된 시간만큼 더 반복 복호를 수행하는 단계를 포함하는 효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 데이터를 나타내는 메세지 워드 길이의 로우와 데이터와 패리티를 나타내는 코드워드 길이의 칼럼을 갖는 매트릭스에서 칼럼과 로우에 들어가는 1의 수가 일정하고 나머지 원소는 모두 0인 패리티 체크 매트릭스 H를 이용하여 부가정보를 생성해서 LDPC(Low Density Parity check Code) 부호화된 신호를 복호하는 방법에 있어서: 입력되는 신호를 LDPC 복호 방식에 의해 복호하여 복호된 신호를 제공하는 단계; 상기 복호된 신호의 에러 정정 여부를 H*(코드워드)=0을 이용 하여 확인하여 확인 결과를 제공하는 단계; 및 상기 확인 결과가 에러 정정이 성공하고 정해진 복호 시간보다 빨리 끝날 경우 절약된 시간을 기억해 두고, 다음 입력 신호를 복호하다가 상기 확인 결과가 상기 정해진 복호 시간까지도 에러 정정에 실패한 복호된 신호가 있으면 상기 절약된 시간만큼 더 반복 복호를 수행하는 단계를 포함하는 효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기의 목적은 LDPC(Low Density Parity check Code) 부호화된 신호를 복호하는 장치에 있어서: 입력되는 부호화된 신호를 LDPC 복호 방식에 의해 반복 복호하여 복호된 신호를 제공하는 복호기; 및 상기 복호된 신호가 에러 정정이 성공하고 정해진 복호 시간보다 빨리 끝날 경우 절약된 시간을 기억해 두고, 다음 입력 신호를 복호하다가 상기 정해진 복호 시간까지도 에러 정정에 실패한 복호된 신호가 있으면 상기 절약된 시간만큼 더 반복 복호를 수행하는 복호 제어기를 포함하는 효율적인 에러 정정을 위한 복호 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 데이터를 나타내는 메세지 워드 길이의 로우와 데이터와 패리티를 나타내는 코드워드 길이의 칼럼을 갖는 매트릭스에서 칼럼과 로우에 들어가는 1의 수가 일정하고 나머지 원소는 모두 0인 패리티 체크 매트릭스 H를 이용하여 부가정보를 만들어 생성된 LDPC(Low Density Parity check Code) 부호화된 신호를 이용하여 복호하는 장치에 있어서: 적어도 두 개 이상을 가지며, 입력되는 부호화된 신호를 저장하는 입력 버퍼; 상기 입력 버퍼에 저장된 신호를 LDPC 복호 방식에 의해 복호하여 복호된 신호를 제공하는 복호기; 상기 복호된 신호의 에러 정정 여 부를 H*(코드워드)=0을 이용하여 확인하여 확인 결과를 제공하는 에러 정정 확인부; 및 상기 복호된 신호가 상기 확인 결과가 에러 정정이 성공하고 정해진 복호 시간보다 빨리 끝날 경우 절약된 시간을 기억해 두고, 다음 입력 신호를 복호하다가 상기 확인 결과가 상기 정해진 복호 시간내에 에러 정정에 실패한 복호된 신호는 상기 절약된 시간만큼 더 반복 복호를 수행하도록 상기 복호기를 제어하는 반복 제어 및 복호 시간 기억부를 포함하는 효율적인 에러 정정을 위한 복호 장치를 제공하는 데 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 효율적인 에러 정정을 위한 복호 장치의 일 실시 예에 따른 블록도로서, 입력 버퍼(110), LDPC 복호부(120), 에러 정정 확인부(130), 반복 제어 및 복호 시간 기억부(140) 및 출력 버퍼(150)로 되어 있다.

도 1에 있어서, 입력 버퍼(110)에 입력되는 LDPC에 의해 부호화된 신호는 채널을 거치면서 에러를 포함하게 된다. 입력 버퍼(110)는 에러를 포함한 입력 신호를 저장하고, 요청이 있을때 저장된 신호를 LDPC 복호부(120)로 전송한다. 입력 신호와 입력 버퍼(110)의 단위는 LDPC에서 사용되는 코드워드의 길이와 동일하며, 입력 버퍼(110)의 개수는 두 개 이상으로 한다. 데이터 복호 처리 시간이 일정하지 않고 변화가 있는 시스템에서는 두 개 이상의 버퍼를 사용하는 것이 바람직한 데, 이는 하나의 버퍼를 사용할 경우 입력 버퍼(110)에 데이터가 채워지는 시간보다 LDPC 복호부(120)에서 행해지는 데이터 복호 처리 시간이 빠르면 입력 버퍼(110)에 입력 신호가 채워지기도 전에 모두 소모되어 더 이상 입력 버퍼(110)로부터 데이터를 독출하지 못하는 버퍼 언더플로우 현상 등의 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.

LDPC 복호부(120)는 입력 버퍼(110)로부터 독출되는 신호를 LDPC의 복호 방식에 따라 복호한다. 에러 정정 확인부(130)는 LDPC 복호부(120)에서 복호된 신호가 에러 정정에 성공했는지 여부를 확인한다. 이것은 패리티 체크 매트릭스 H와 복호된 신호 x(코드워드)를 곱하여 "0"이 되는지 확인하여 알 수 있다. 에러 정정에 성공했을 경우 그 복호된 신호를 출력 버퍼(150)로 전송하고, 다음 복호할 신호를 입력 버퍼(110)로부터 가져와서 LDPC 복호부(120)에서 복호한다.

반복 제어 및 복호 시간 기억부(140)는 에러 정정 확인부(130)의 확인 결과에 따라 LDPC 복호 성공 여부를 판별하고, 복호된 신호가 에러 정정에 실패했으면 반복 복호하도록 LDPC 복호부(120)를 제어하고, 복호된 신호가 에러 정정에 성공해서 만일 복호가 정해진 시간(입력 버퍼(110)에 데이터를 채우는데 걸리는 시간)보다 빨리 끝날 경우 바로 다음 입력 버퍼(110)에 저장된 신호를 복호한다. 이때 절약된 복호 시간을 누적하여 기억해 놓는다. 이렇게 복호를 수행하다가 정해진 시간 안에 에러 정정 확인이 되지 않는 신호의 경우 앞서 절약된 시간만큼 더 복호를 수행하여 에러 정정 능력을 높인다. 출력 버퍼(150)는 복호된 출력을 임시 저장하는 역할을 한다. 여기서, 반복 제어 및 복호 시간 기억부(140)는 LDPC 복호 성공 여부 판별, 반복 복호 제어 및 복호 시간 계산 등을 수행하므로 복호 제어기라고 지칭할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 입력 버퍼와 복호 시간에 따른 복호 동작을 설명하기 위한 참고도이다.

도 2에 있어서, 입력 버퍼(110)가 4개로 구성된 예를 보이고 있으며, 첫 번째와 두 번째 입력 버퍼에 저장된 신호의 복호가 정해진 시간(각 입력 버퍼에 데이터를 채우는 데 걸리는 시간)보다 빨리 끝나서 에러 정정 확인부(130)에서 에러 정정 성공이 확인되는 경우 반복 제어 및 복호 시간 기억부(140)는 첫 번째와 두 번째 입력 버퍼에 저장된 신호의 복호시 절약된 시간을 누적하여 기억해 놓고 있다가 세 번째 입력 버퍼에 저장된 신호가 정해진 시간안에 에러 정정이 확인이 되지 않으면 첫 번째와 두 번째 입력 버퍼에 저장된 신호의 복호시 절약된 시간과 세 번째 입력 버퍼에 저장된 데이터의 미리 정해진 복호 시간을 합산한 시간까지 복호를 수행함으로써 절약된 시간만큼 더 복호를 수행하여 에러 정정 확률을 높인다.

도 3은 본 발명에 따른 효율적인 에러 정정을 위한 복호 방법의 일 실시 예에 따른 흐름도로서, 도 1을 결부시켜 설명하기로 한다.

도 3에 있어서, 채널을 거쳐 출력되는 신호를 코드워드 크기의 입력 버퍼(110)에 채운다(301 단계). 입력 버퍼(110)에 채워진 신호를 복호하고, 1회 복호시마다 LDPC 부호화시 사용한 H 매트릭스와 복호된 결과 x를 곱하여 "Hx=0"이 되는 지 확인해서 복호 성공 여부를 확인하고, 반복 복호 횟수 즉, 복호 시간을 카운트해서 현재의 반복 복호 횟수와 정해진 복호 횟수 즉, 정해진 복호 시간과의 차이를 기억시킨다(302 단계). "Hx=0"이 되는 지를 확인해서 복호가 성공했는 지를 판단하고(303 단계), 복호 성공했으면 모든 입력 버퍼에 대한 복호를 끝냈지를 판단 한다(304 단계). 304 단계에서 판단 결과가 모든 입력 버퍼에 대한 복호가 끝났으면 종료하고, 그렇지 않으면 다음 입력 버퍼에 저장된 신호를 독출해서 302 단계로 진행한다(305 단계). 303 단계에서 복호가 성공하지 못했으면, 현재 반복 복호 횟수가 정해진 복호 횟수를 초과했는 지를 판단한다(306 단계). 306 단계에서 판단 결과가 현재 반복 복호 횟수가 정해진 복호 횟수를 넘지 않았으면 302 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 정해진 반복 복호 횟수와 현재의 반복 복호 횟수가 차이가 있는 지를 판단한다(307 단계). 307 단계에서 판단 결과가 정해진 반복 복호 횟수와 현재의 반복 복호 횟수의 차이가 있으면 302 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 304 단계로 진행한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 LDPC를 이용하여 부호화된 신호를 복호시 2개 이상의 입력 버퍼와 에러 정정 확인 방식을 사용하여 에러 정정 시간을 단축할 수 있고, 이렇게 단축된 시간을 에러가 많이 발생한 신호에 이용함으로써 전체적으로 에러 정정 능력을 높일 수 있다.

Claims

LDPC(Low Density Parity check Code) 부호화된 신호를 복호하는 방법에 있어서:

입력되는 부호화된 신호를 LDPC 복호 방식에 의해 반복 복호하여 복호된 신호를 제공하는 단계; 및

상기 복호된 신호가 에러 정정이 성공하고 정해진 복호 시간보다 빨리 끝날 경우 절약된 시간을 기억해 두고, 다음 입력 신호를 복호하다가 상기 정해진 복호 시간까지도 에러 정정에 실패한 복호된 신호가 있으면 상기 절약된 시간만큼 더 반복 복호를 수행하는 단계를 포함하는 복호 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법은

데이터를 나타내는 메세지 워드 길이의 로우와 데이터와 패리티를 나타내는 코드워드 길이의 칼럼을 갖는 매트릭스에서 칼럼과 로우에 들어가는 1의 수가 일정하고 나머지 원소는 모두 0인 패리티 체크 매트릭스와 복호된 신호를 곱하여 0이 되는 지를 확인해서 에러 정정 성공 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 복호 방법.
데이터를 나타내는 메세지 워드 길이의 로우와 데이터와 패리티를 나타내는 코드워드 길이의 칼럼을 갖는 매트릭스에서 칼럼과 로우에 들어가는 1의 수가 일정하고 나머지 원소는 모두 0인 패리티 체크 매트릭스 H를 이용하여 부가정보를 생성해서 LDPC(Low Density Parity check Code) 부호화된 신호를 복호하는 방법에 있어서:

입력되는 신호를 LDPC 복호 방식에 의해 복호하여 복호된 신호를 제공하는 단계;

상기 복호된 신호의 에러 정정 여부를 H*(코드워드)=0을 이용하여 확인하여 확인 결과를 제공하는 단계; 및

상기 확인 결과가 에러 정정이 성공하고 정해진 복호 시간보다 빨리 끝날 경우 절약된 시간을 기억해 두고, 다음 입력 신호를 복호하다가 상기 확인 결과가 상기 정해진 복호 시간까지도 에러 정정에 실패한 복호된 신호가 있으면 상기 절약된 시간만큼 더 반복 복호를 수행하는 단계를 포함하는 복호 방법.
제3항에 있어서, 상기 정해진 복호 시간은 입력 버퍼에 코드워드 길이의 데이터가 채워지는 시간에 대응하는 것을 특징으로 하는 복호 방법.
제3항에 있어서, 상기 방법은

상기 확인 결과에 따라 LDPC 복호 성공 여부를 판별하고, 상기 복호된 신호가 상기 정해진 복호 시간내에서 에러 정정에 실패했으면 상기 복호된 신호를 반복 복호하는 단계를 더 포함하는 복호 방법.
LDPC(Low Density Parity check Code) 부호화된 신호를 복호하는 장치에 있어서:

입력되는 부호화된 신호를 LDPC 복호 방식에 의해 반복 복호하여 복호된 신호를 제공하는 복호기; 및

상기 복호된 신호가 에러 정정이 성공하고 정해진 복호 시간보다 빨리 끝날 경우 절약된 시간을 기억해 두고, 다음 입력 신호를 복호하다가 상기 정해진 복호 시간까지도 에러 정정에 실패한 복호된 신호가 있으면 상기 절약된 시간만큼 더 반복 복호를 수행하는 복호 제어기를 포함하는 복호 장치.
제6항에 있어서,

데이터를 나타내는 메세지 워드 길이의 로우와 데이터와 패리티를 나타내는 코드워드 길이의 칼럼을 갖는 매트릭스에서 칼럼과 로우에 들어가는 1의 수가 일정하고 나머지 원소는 모두 0인 패리티 체크 매트릭스와 복호된 신호를 곱하여 0이 되는 지를 확인해서 에러 정정 성공 여부를 판단하는 에러 정정 확인부를 더 포함하는 복호 장치.
데이터를 나타내는 메세지 워드 길이의 로우와 데이터와 패리티를 나타내는 코드워드 길이의 칼럼을 갖는 매트릭스에서 칼럼과 로우에 들어가는 1의 수가 일정하고 나머지 원소는 모두 0인 패리티 체크 매트릭스 H를 이용하여 부가정보를 만들어 생성된 LDPC(Low Density Parity check Code) 부호화된 신호를 이용하여 복호하는 장치에 있어서:

적어도 두 개 이상을 가지며, 입력되는 부호화된 신호를 저장하는 입력 버퍼;

상기 입력 버퍼에 저장된 신호를 LDPC 복호 방식에 의해 복호하여 복호된 신호를 제공하는 복호기;

상기 복호된 신호의 에러 정정 여부를 H*(코드워드)=0을 이용하여 확인하여 확인 결과를 제공하는 에러 정정 확인부; 및

상기 복호된 신호가 상기 확인 결과가 에러 정정이 성공하고 정해진 복호 시간보다 빨리 끝날 경우 절약된 시간을 기억해 두고, 다음 입력 신호를 복호하다가 상기 확인 결과가 상기 정해진 복호 시간까지도 에러 정정에 실패한 복호된 신호는 상기 절약된 시간만큼 더 반복 복호를 수행하도록 상기 복호기를 제어하는 반복 제어 및 복호 시간 기억부를 포함하는 복호 장치.
제8항에 있어서, 상기 정해진 복호 시간은 입력 버퍼에 코드워드 길이의 데이터가 채워지는 시간에 대응하는 것을 특징으로 하는 복호 장치.
제8항에 있어서, 상기 반복 제어 및 복호 시간 기억부는 상기 에러 정정 확인부의 확인 결과에 따라 LDPC 복호 성공 여부를 판별하고, 상기 복호된 신호가 상기 정해진 복호 시간내에서 에러 정정에 실패했으면 반복 복호하도록 상기 복호기를 제어하는 것을 특징으로 하는 복호 장치.