KR101351497B1 - 연접 코드의 디코딩 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 연접 코드의 디코딩 방법을 제공하는 바, 저밀도 패리티 체크(LDPC) 코드와 리드-솔로몬(RS) 코드로 구성된 연접 코드의 디코딩에 이용되고, 상기 방법에는, 비트 디인터리빙 후의 데이터 스트림에 대하여 LDPC 연판정 반복 디코딩을 진행하고 또 체크 매트릭스를 이용하여 디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여 체크 판정을 진행하며 디코딩된 LDPC 코드워드의 정보에 대하여 바이트 디인터리빙을 진행하고, 또 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하며 상기 RS 코드워드의 삭제 정보에 의하여 디코딩 모드를 선택하여 RS 디코딩을 진행하는 것이 포함된다. 본 발명의 방안은 계산 복잡성을 증가시키지 않는 전제 하에서 RS 디코딩의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, CMMB 터미널의 수신 성능을 종래 방법에 비하여 크게 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 중국 이동 멀티미디어 방송(China Mobile Multimedia Broadcasting, CMMB) 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 연접 코드의 디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.
정보 전송의 유효성과 신뢰성은 통신 시스템을 평가하는 두 가지 주요한 지표로서, 정보 전송의 신뢰성을 향상시키기 위하여 일반적으로 정보에 대하여 채널 코딩을 진행하여 일정한 리던던시(redundancy)를 증가시켜 코드워드로 하여금 자동 에러 점검 및 에러 정정 능력을 갖도록 한다. 하지만 리던던시는 많을수록 좋은 것이 아니고, 정보 전송의 유효성을 겸하여 고려하기 위하여 사람들은 리던던시가 일정한 상황 하에서 우수한 코딩/디코딩 방법을 디자인하여 수신단에서 양호한 디코딩 성능을 얻기를 원한다. 도1은 디지털 통신 시스템의 시뮬레이션 모듈이다.
저밀도 패리티 체크(Low Density Parity Check, LDPC) 코드는 1962년에 Gallager가 제시한 희소 체크 매트릭스를 기반으로 하는 선형 패킷 코드이다. 1996년, MacKay와 Neal은 LDPC 코드에 대하여 재발견을 통해 이것이 샤논(Shannon)의 한계에 접근하는 성능을 갖고 있음을 증명하였다. 종래의 일부 통신 시스템, 예를 들면 DVB(Digital Video Broadcasting, 디지털 비디오 방송), WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access, 와이맥스)와 CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting) 시스템에서는 모두 LDPC 코드를 채널 코드로 한다. LDPC 코드 체크 매트릭스 H 중의 요소 1의 분포에 의하여, 이가 생성한 LDPC 코드를 규칙 코드와 비규칙 코드로 구분할 수 있는 바, 만일 매트릭스 H 중의 각 행에 고정된 r개 1이 있고, 각 열에 고정된 c개 1이 있다면, 이가 생성한 LDPC 코드를 (c,r) 규칙 코드라 부르고 만일 H의 행열 중의 요소 1의 수량이 고정적이지 않다면, 이가 생성한 LDPC 코드는 비규칙 코드이다. CMMB 시스템에 있어서, 1/2 코드율의 (3,6)규칙 코드와 3/4 코드율의 (3,12)규칙 코드를 채널 코드의 일부분으로 하고, 코드워드 길이는 모두 9216이다.
CMMB 시스템 중의 LDPC 코드 체크 매트릭스 H는 하나의 코드 테이블을 통하여 순환 시프트 구성을 진행할 수 있다. 1/2 코드율을 이용할 때, 코드 테이블은 18×6의 매트릭스이고, 저장된 것은 H 매트릭스 앞 18행 비제로 요소의 위치이고, 18행마다 코드 테이블을 순환적으로 오른쪽으로 36비트 시프트 시켜 기타 비제로 요소의 위치를 취득한다. 3/4 코드율을 이용할 때, 코드 테이블은 9×12의 매트릭스이고, 저장된 것은 HH 매트릭스 앞 9행 비제로 요소의 위치이고, 9행마다 코드 테이블을 순환적으로 오른쪽으로 36비트 시프트 시켜 기타 비제로 요소의 위치를 취득한다. 이러한 구조는 H 매트릭스의 저장 공간을 크게 감소시킬 수 있다.
1/2 코드율일 때 H 매트릭스를 생성하는 코드 테이블은:
3/4 코드율일 때 H 매트릭스를 생성하는 코드 테이블은:
CMMB 시스템에서는 아울러 RS(Reed Solomon, 리드-솔로몬) 코드를 외부 코드로 하여 LDPC 코드와 연접 코드를 구성하고, 코딩 과정은 도 2에 도시된 바와 같다. RS 코드의 각 코드 요소는 유한 도메인 GF(256)로부터 취한 것으로서, 일(240, k)의 단축화 부호이고, k의 값은 176, 192, 224와 240일 수 있고, 상이한 값에 의하여 상이한 에러 정정 능력의 RS 코드를 얻을 수 있다.
LDPC 코드의 디코딩은 일반적으로 BP 알고리즘을 기반으로 하는 연판정 디코딩 알고리즘을 이용하는 바, 예를 들면 정규화 된 Min-Sum 알고리즘 등이다. RS 코드의 디코딩 방법에는 일반적으로 에러 정정 디코딩과 삭제 디코딩이 포함되고, 삭제 디코딩이 에러 정정 디코딩에 비하여 더욱 훌륭한 디코딩 성능을 갖는다. 현재, RS 코드와 LDPC 코드로 구성된 연접 코드에 대하여, 종래의 디코딩 알고리즘은 단지 LDPC 코드의 디코딩 결과를 바이트 인터리버에 저장한 후 직접 RS 디코딩을 진행하기 때문에, RS 코드는 단지 에러 정정 디코딩만 가능하고, 이는 일정하게 연접 코드의 디코딩 성능에 영향을 미친다.
본 발명은 연접 코드의 디코딩 방법 및 장치를 제공하여 RS 코드와 LDPC 코드의 연접 코드의 디코딩 성능을 개선하고 종래 기술 중에서 연접 코드 성능이 좋지않은 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 연접 코드의 디코딩 방법을 제공하는 바, 저밀도 패리터 체크 코드(LDPC)와 리드-솔로몬(RS) 코드로 구성된 연접 코드의 디코딩에 이용되고, 상기 방법에는,
비트 디인터리빙(bit-deinterleaving) 후의 데이터 스트림에 대하여 LDPC 연판정 반복 디코딩(LDPC soft-decision iterative decoding)을 진행하고 또 체크 매트릭스를 이용하여 디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여 체크 판정을 진행하며,
디코딩된 LDPC 코드워드의 정보에 대하여 바이트 디인터리빙(byte-deinterleaving)을 진행하고, 또 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하며,
상기 RS 코드워드의 삭제 정보에 의하여 디코딩 모드를 선택하여 RS 디코딩을 진행하는 것이 포함된다.
체크 매트릭스를 이용하여 디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여 체크 판정을 진행하는 단계에는, 체크 매트릭스 H와 디코딩된 경판정(hard-decision) 코드워드 C의 전치 매트릭스를 곱하여, 곱이 0이면 코드워드 C 체크가 정확한 것으로 판정하고, 해당 코드워드 C에 대응되는 에러 표기의 값을 정확한 것으로 기록하고 곱이 0이 아니면 코드워드 C 체크가 에러인 것으로 판정하고, 해당 코드워드 C에 대응되는 에러 표기의 값을 에러로 기록하는 것이 포함된다. LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하는 단계에는, 각 LDPC 코드워드에 대응되는 에러 표기를 L회 중복하여 해당 LDPC 코드워드에 대응되는 열(列)의 삭제 정보로 하는 바, 그 중에서, L은 해당 LDPC 코드워드의 정보 비트 길이와 인터리버 열 길이의 비례값이고, L은 양의 정수이다, RS 코드워드의 삭제 정보에 의하여 디코딩 모드를 선택하는 단계에는, 만일 RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라면, 삭제 디코딩 모드를 선택하고 만일 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내가 아니라면, 에러 정정 디코딩 모드를 선택하는 것이 포함된다. RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라는 것은 삭제하여야 할 나머지 위치의 수량이 RS 체크 비트의 수량보다 작거나 같다는 것을 뜻한다.
디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여 바이트 디인터리빙을 진행하는 단계에는, LDPC 코드워드를 열(列)의 순서에 따라 인터리버에 기입하고 행(行)의 순서에 따라 출력하는 것이 포함된다.
본 발명에서는 또 연접 코드의 디코딩 장치를 제공하는 바, LDPC 디코딩 모듈, 바이트 디인터리빙 모듈 및 RS 디코딩 모듈을 포함하여 구성되고, 상기 장치에는 또 LDPC 코드워드 체크 판정 모듈 및 RS 디코딩 모드 선택 모듈이 포함되며, 그 중에서,
LDPC 디코딩 모듈은, LDPC 코드의 연판정 반복 디코딩을 완료하고, 또 디코딩된 LDPC 코드워드의 정보 비트를 바이트 디인터리빙 모듈로 출력하고, 디코딩된 LDPC 코드워드의 정보 비트와 체크 비트를 LDPC 코드워드 체크 판정 모듈로 출력하도록 설정되며,
LDPC 코드워드 체크 판정 모듈은, 디코딩된 LDPC 코드워드의 체크 판정을 완료하고, LDPC 코드워드의 체크 정보를 바이트 디인터리빙 모듈로 출력하도록 설정되며,
바이트 디인터리빙 모듈은, LDPC 코드워드의 정보 비트를 바이트 형식으로 전환시켜 디인터리빙 하여 출력하고 RS 코드를 출력하여 RS 디코딩 모듈로 전달하며, LDPC 코드워드 체크 정보에 대하여 처리를 진행하고 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하며 또 RS 디코딩 모드 선택 모듈로 출력하도록 설정되며,
RS 디코딩 모드 선택 모듈은, 바이트 디인터리빙 모드가 출력한 RS 코드워드의 삭제 정보에 의하여 RS 디코딩 모드의 선택을 완료하고, 선택 결과를 RS 디코딩 모듈로 출력하도록 설정되며,
RS 디코딩 모듈은, RS 디코딩 모드 선택 모듈이 출력하는 선택 결과에 의하여 RS 코드워드의 에러 정정 디코딩 또는 삭제 디코딩을 완료하도록 설정된다.
LDPC 코드워드 체크 판정 모듈은 디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여 하기 방식에 따라 체크 판정을 진행하도록 설정되는 바, 즉 체크 매트릭스 H와 디코딩된 경판정 코드워드 C의 전치 매트릭스를 곱하여, 곱이 0이면 코드워드 C 체크가 정확한 것으로 판정하고, 해당 코드워드 C에 대응되는 에러 표기의 값을 정확한 것으로 기록하고 곱이 0이 아니면 코드워드 C 체크가 에러인 것으로 판정하고, 해당 코드워드 C에 대응되는 에러 표기의 값을 에러로 표기한다. 바이트 디인터리빙 모듈은 하기 방식에 따라 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하도록 설정되는 바, 즉 각 LDPC 코드워드에 대응되는 에러 표기를 L회 중복하여 해당 LDPC에 대응되는 열의 삭제 정보로 하는 바, 그 중에서, L은 해당 LDPC 코드워드의 정보 비트 길이와 인터리버 열 길이의 비례값이고, L은 양의 정수이다. RS 디코딩 모드 선택 모듈은 하기 방식에 따라 RS 디코딩 모드를 선택하도록 설정되는 바, 즉 만일 RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라면 삭제 디코딩 모드를 선택하고, 만일 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내가 아니라면 에러 정정 디코딩 모드를 선택한다. 그 중에서, RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라는 것은 삭제하여야 할 나머지 위치의 수량이 RS 코드워드의 RS 체크 비트의 수량보다 작거나 같다는 것을 뜻한다.
바이트 디인터리빙 모듈은 하기 방식에 따라 LDPC 코드워드의 정보 비트를 바이트 형식으로 전환시켜 디인터리빙 하여 출력하도록 설정되는 바, 즉 디코딩된 LDPC 코드워드를 열의 순서에 따라 인더리버에 기입하고 행의 순서에 따라 출력한다.
본 발명의 상기 RS 코드와 LDPC 코드로 구성된 연접 코드의 디코딩 방안은 계산의 복잡성을 증가시키지 않는 전제 하에서 RS 디코딩의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, CMMB 터미널의 수신 성능을 종래 방법에 비하여 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래디지털 통신 시스템의 시뮬레이션 모델도.
도 2는 종래 기술의 CMMB 시스템 중의 채널 코딩 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연접 코드의 디코딩 장치 블럭도.
도 4는 본 발명의 디코딩 방법과 종래의 디코딩 방법의 성능 대조 시뮬레이션 도면.
도 2는 종래 기술의 CMMB 시스템 중의 채널 코딩 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연접 코드의 디코딩 장치 블럭도.
도 4는 본 발명의 디코딩 방법과 종래의 디코딩 방법의 성능 대조 시뮬레이션 도면.
본 발명에서는 연접 코드의 디코딩 방법을 제공하는 바, RS 코드와 LDPC 코드로 구성된 연접 코드의 디코딩에 이용되고, CMMB 시스템에 적용될 수 있으며, 주로 아래 단계를 포함하여 구성된다.
a 단계: 비트 디인터리빙 후의 데이터 스트림에 대하여 LDPC 연판정 반복 디코딩을 진행하고 또 체크 매트릭스를 이용하여 디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여 체크 판정을 진행하며,
b 단계: 디코딩된 LDPC 코드워드의 정보에 대하여 바이트 디인터리빙을 진행하고, 또 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하며,
c 단계: RS 코드워드의 삭제 정보에 의하여 디코딩 모드를 선택하여 RS 디코딩을 진행한다.
그 중에서, a 단계에 있어서, LDPC 디코딩 조작은 BP 알고리즘을 기반으로 하는 연판정 디코딩 알고리즘을 선택하고 mod 2 합의 계산을 통하여 디코딩된 LDPC 코드워드(즉 경판정 코드워드 C, 정보 비트와 체크 비트 포함)에 대하여 패리티 체크를 진행하여, 만일 체크 매트릭스 H와 경판정 코드워드 C의 전치 매트릭스의 곱이 0이면, C 체크가 정확한 것이고, 만일 해당 곱이 0이 아니면, 코드워드 C 체크가 에러이다. 구체적으로 말하면, 디코딩된 후 출력되는 경판정 코드워드 C가 길이가 N인 행 벡터이고 체크 매트릭스 H는 M행 N열의 매트릭스라고 가정하면, 라면, 코드워드 C 체크가 정확한 것이고, 아울러 이에 대응되는 에러 표기를 err_flag를 0으로 설정하여 코드워드 C 디코딩이 정확함을 표시하고 만일 상기 곱이 0이 아니면, err_flag의 값을 1로 설정하여 코드워드 C 디코딩이 에러임을 표시한다.
나아가, b 단계에 있어서, LDPC 코드워드에 대하여 바이트 디인터리빙을 진행한다는 것은, 디코딩된 LDPC 코드워드의 정보 비트를 바이트 형식으로 전환하고 디인터리빙 출력하는 것을 뜻한다.
LDPC 코드워드가 바이트 인터리버에서 열에 따라 저장된 것이기 때문에, CMMB 프로토콜로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 LDPC 코드워드의 정보 비트 길이는 모두 인터리버 열 길이의 L배(L은 양의 정수)이며, 그러므로 하기 방식에 따라 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환시키는 바, 각 LDPC 코드워드에 대응되는 에러 표기 err_flag를 L회 중복시켜 이에 대응되는 열의 삭제 정보로 한다.
나아가, c 단계에 있어서, RS 코드워드의 삭제 정보에 의하여 디코딩 모드를 선택하는 것에는,
만일 RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라면, 삭제 디코딩 모드를 선택하고, RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내가 아니라면, 에러 정정 디코딩 모드를 선택하는 것이 포함된다.
그 중에서, RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라는 것은 삭제하여야 할 나머지 위치의 수량이 RS 체크 비트의 수량보다 작거나 같다는 것을 뜻한다.
진일보로, 상기 삭제하여야 할 나머지 위치는 err_flag를 통하여 취득한 하나의 서열 중의 에러 표기(err_flag는 1)의 위치를 뜻하고, 삭제하여야 할 나머지 위치의 수량은 이 서열 중의 에러 표기의 수량을 뜻한다.
아래, 첨부된 도면과 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명의 기술방안의 실시에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 제공되는 연접 코드의 디코딩 장치에는,LDPC 디코딩 모듈, 바이트 디인터리빙 모듈, RS 디코딩 모듈, LDPC 코드워드 체크 판정 모듈 및 RS 디코딩 모드 선택 모듈이 포함되고,
LDPC 디코딩 모듈은, LDPC 코드의 연판정 반복 디코딩을 완성하고, 또 디코딩된 LDPC 코드워드의 정보 비트를 바이트 디인터리빙 모듈로 출력하고, 디코딩된 LDPC 코드워드의 정보 비트와 체크 비트를 LDPC 코드워드 체크 판정 모듈로 출력하도록 설정되며,
LDPC 코드워드 체크 판정 모듈은, 디코딩된 LDPC 코드워드의 체크 판정을 완성하고, LDPC 코드워드의 체크 정보를 바이트 디인터리빙 모듈로 출력하도록 설정되며,
바이트 디인터리빙 모듈은, LDPC 코드워드의 정보 비트를 바이트 형식으로 전환시켜 디인터리빙 하여 출력하고 RS 코드를 출력하여 RS 디코딩 모듈로 전달하며, LDPC 코드워드 체크 정보에 대하여 처리를 진행하고 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하며 또 RS 디코딩 모드 선택 모듈로 출력하도록 설정되며,
RS 디코딩 모드 선택 모듈은, 바이트 디인터리빙 모드가 출력한 RS 코드워드의 삭제 정보에 의하여 RS 디코딩 모드의 선택을 완성하고, 선택 결과를 RS 디코딩 모드로 출력하도록 설정되며,
RS 디코딩 모듈은, RS 디코딩 모드 선택 모듈이 출력하는 선택 결과에 의하여 RS 코드의 에러 정정 디코딩 또는 삭제 디코딩을 완성하도록 설정된다.
그 중에서, 상기 LDPC 디코딩 모듈은 수신단의 비트 디인터리빙 출력 후, LDPC 코드의 연판정 반복 디코딩을 완성하고 경판정 코드워드 C를 출력하도록 설정된다.
그 중에서, 상기 LDPC 코드워드 체크 판정 모듈은 LDPC 디코딩 모듈이 출력하는 경판정 코드워드 C와 LDPC 체크 매트릭스 H에 의하여 mod 2 합 계산을 통하여 코드워드 C에 대한 패리티 체크 판정을 완성한다. C가 길이가 N인 행 벡터이고 H는 M행 N열의 매트릭스라고 가정하고, 라면, 코드워드 C 체크가 정확한 것이고, 아울러 이에 대응되는 에러 표기 err_flag를 0으로 설정하고 만일 상기 곱이 0이 아니면, err_flag=1로서, 코드워드 C 디코딩이 에러임을 표시한다.
그 중에서, 상기 바이트 디인터리빙 모듈은 각각 LDPC 디코딩 모듈 및 LDPC 코드워드 체크 판정 모듈의 출력에 연결되고, 또 LDPC 디코딩 결과의 정보 비트를 바이트 형식으로 전환시켜 디인터리빙 출력하고, 아울러 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환시켜 출력하도록 설정된다. LDPC 코드워드가 바이트 인터리버에서 열에 따라 저장된 것이기 때문에, CMMB 프로토콜로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 LDPC 코드워드의 정보 비트 길이는 모두 인터리버 열 길이(즉 행 수)의 L배(L은 양의 정수)이므로, 각 LDPC 코드워드에 대응되는 에러 표기 err_flag를 L회 중복시켜 이에 대응되는 열의 삭제 정보로 할 수 있다.
그 중에서, RS 디코딩 모드 선택 모듈은 바이트 디인터리빙 모드가 출력한 삭제 정보에 의하여 판단을 진행하고 대응되는 디코딩 모드를 선택하는 바, 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라면 삭제 디코딩 모드를 선택하고, 만일 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내가 아니라면 에러 정정 디코딩 모드를 선택한다. 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라는 것은 RS 코드의 삭제하여야 할 나머지 위치의 수량이 RS 체크 비트의 수량보다 작거나 같다는 것을 뜻한다.
그 중에서, 상기 RS 디코딩 모듈은 각각 바이트 인터리빙 모듈과 디코딩 모드 선택 모듈과 연결되고, RS 디코딩 모듈은 에러 정정 디코딩 및 삭제 디코딩 두 가지 디코딩 모드를 진행할 수 있으며, RS 디코딩 모드 선택 모듈의 선택에 의하여 상응한 디코딩 모드를 결정하여 계산을 진행한다.
아래, 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명의 연접 코드의 디코딩 방법에 대하여 진일보로 상세히 설명하도록 한다.
본 실시예의 디코딩 방법은 CMMB 시스템에 적용될 수 있고, 주로 아래 단계를 포함하여 구성된다.
101 단계: 비트 디인터리빙 된 데이터 스트림의 LDPC 디코딩 조작을 진행하고 경판정 코드워드 C를 출력하며,
그 중에서, LDPC 디코딩 모듈의 입력은 비트의 로그 근사율(Log Likelihood Ratio: LLR) 정보이고, LDPC 디코딩 조작은 현재 기존의 BP 알고리즘을 기반으로 하는 연판정 디코딩 알고리즘을 선택할 수 있고, LDPC 디코딩 완성 후의 출력되는 경판정 코드워드 C의 길이는 9216 비트이다.
102 단계: 체크 매트릭스 H를 이용하여 경판정 코드워드 C에 대하여 패리티 체크를 진행하며,
1/2 코드율의 LDPC 코드에 대하여, H는 4068행 9216열의 매트릭스이고 3/4 코드율의 LDPC 코드에 대하여, H는 2304행 9216열의 매트릭스이다.
만일 라면, 코드워드 C 체크가 정확한 것이고, 아울러 이에 대응되는 에러 표기 err_flag를 0으로 설정하고 만일 상기 곱이 0이 아니면, err_flag=1로서, 코드워드 C 디코딩이 에러임을 표시한다. 그 중에서, H와 C의 곱은 일련의 mod 2 합의 계산으로 볼 수 있는 바, 계산 방식으로는 H의 각 행의 비(非) 0 요소의 위치에 대응되는 코드워드 C의 값의 합을 구하고 mod 2 계산을 진행하여, 모든 행의 계산 결과가 모두 0이며 이고 만일 계산 과정 중에 어느 한 행의 계산 결과가 0이 아닌 상황이 발생하면, 코드워드 C 디코딩 에러이므로, 후속의 mod 2 합 계산을 중지할 수 있다.
103 단계: LDPC 디코딩 결과의 정보 비트를 바이트 형식으로 전환시켜 디인터리빙 출력하고, 아울러 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환시켜 출력하며,
그 중에서, 상기 바이트의 전환 방식으로는 LDPC 코드워드의 정보 비트의 각 8 비트를 하나의 그룹으로 구분하고, 각 그룹을 낮은 비트 우선의 순서에 따라 GF(256) 도메인 중의 표시 형식으로 전환시킨다.
그 중에서, 상기 디인터리빙 방식은 디코딩된 LDPC 코드워드를 열(列)의 순서에 따라 인터리버에 기입하고 행(行)의 순서에 따라 출력하는 것이다.
그 중에서, 상기 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환시키는 구현 단계는, LDPC 코드워드의 정보 비트 길이를 M으로 설정하면, 바이트 길이는 M/8이며 바이트 인터리버의 행 수를 R로 설정하면, 하나의 LDPC가 차지하는 바이트 인터리버의 열 수는 L= M/(8R)이다. 각 LDPC 코드워드에 대응되는 에러 표기 err_flag를 L회 중복시켜 이에 대응되는 열의 삭제 정보로 한다.
104 단계: 전환된 RS 코드워드의 삭제 정보에 의하여 판단을 진행하여 대응되는 RS 디코딩 모드를 선택하며,
이의 구현 단계로는, 상기 103 단계 중에 취득한 에러 표기 err_flag에 의하여 err_flag=1인 수량 E를 계산하며, 시스템에 사용되는 RS 코드에 있어서, 코드 길이를 N 바이트라 가정하면, 정보 비트 길이는 K 바이트이고, 만일 E가 N-K(즉 RS 체크 비트의 수량)보다 작거나 같다면, 삭제 디코딩 모드 선택 표시를 출력하며 E가 N-K보다 크다면, 에러 정정 디코딩 모드 선택 표시를 출력한다.
105 단계: 103 단계에서 취득한 RS 코드워드 및 104 단계에서 취득한 디코딩 모드 선택 표시에 의하여 RS 코드워드에 대하여 디코딩 조작을 진행한다.
도 4는 최대 도플러 시프트가 100Hz일 때, 본 발명의 디코딩 방안과 종래 방안의 성능 대조를 보여주는 바, 그 중에서, 세로 좌표는 BER(Bit Error Rate, 비트 에러율), 가로 좌표는 SNR(Signal to Noise Ratio, 신호대 잡음비)이며, 도 4에서 알수 있는 바와 같이, 종래 방안에 비하여, 본 발명에서 제공하는 디코딩 방안을 이용하면 디코딩 성능을 약 0.7dB 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
[산업상 이용가능성]
종래의 기술에 비하여, 본 발명은 계산의 복잡성을 증가시키지 않는 전제 하에서 RS 디코딩의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, CMMB 터미널의 수신 성능을 종래 방법에 비하여 크게 향상시킬 수 있다.
Claims (12)
- 저밀도 패리티 체크(LDPC) 코드와 리드-솔로몬(RS) 코드로 구성된 연접 코드(concatenated code)의 디코딩에 이용되는 연접 코드의 디코딩 방법에 있어서,
비트 디인터리빙(bit-deinterleaving) 후의 데이터 스트림에 대하여 LDPC 연판정 반복 디코딩을 진행하고 또한 체크 매트릭스(check matrix)를 이용하여 디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여 체크 판정을 진행하며,
디코딩된 상기 LDPC 코드워드의 정보 비트에 대하여 바이트 디인터리빙(byte-deinterleaving)을 진행하고, 또 상기 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하며,
상기 RS 코드워드의 삭제 정보에 근거하여 에러 정정 디코딩 및 삭제 디코딩 중에서 하나의 디코딩 모드를 선택하여, RS 코드워드의 에러 정정 디코딩 또는 삭제 디코딩을 완성하는
것이 포함되는 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 방법. - 제1항에 있어서,
상기 체크 매트릭스를 이용하여 디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여 체크 판정을 진행하는 단계에는,
체크 매트릭스 H와 디코딩된 경판정 코드워드 C의 전치 매트릭스를 곱하여, 곱이 0이면 코드워드 C 체크가 정확한 것으로 판정한 후, 해당 코드워드 C에 대응되는 에러 표기의 값을 정확한 것으로 기록하고 곱이 0이 아니면 코드워드 C 체크가 에러인 것으로 판정한 후, 해당 코드워드 C에 대응되는 에러 표기의 값을 에러로 표기하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 방법. - 제2항에 있어서,
상기 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하는 단계에는,
각 LDPC 코드워드에 대응되는 에러 표기를 L회 중복하여 해당 LDPC 코드워드에 대응되는 열(列)의 삭제 정보로 하며, 상기 L은 해당 LDPC 코드워드의 정보 비트 길이와 인터리버 열 길이의 비례값이고, 상기 L은 양의 정수인 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 방법. - 제3항에 있어서,
상기 RS 코드워드의 삭제 정보에 의하여 디코딩 모드를 선택하는 단계에는,
만일 RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라면 삭제 디코딩 모드를 선택하고, 만일 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내가 아니라면 에러 정정 디코딩 모드를 선택하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 방법. - 제4항에 있어서,
상기 RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라는 것은, 삭제하여야 할 나머지 위치의 수량이 RS 코드워드의 RS 체크 비트의 수량보다 작거나 같다는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 방법. - 제1항에 있어서,
상기 디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여 바이트 디인터리빙을 진행하는 단계에는,
상기 디코딩된 LDPC 코드워드를 열(列)의 순서에 따라 인터리버에 기입하고 행(行)의 순서에 따라 출력하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 방법. - 저밀도 패리티 체크(LDPC) 코드 디코딩 모듈, 바이트 디인터리빙 모듈 및 리드-솔로몬(RS) 디코딩 모듈을 포함하여 구성되는 연접 코드의 디코딩 장치에 있어서, 상기 연접 코드의 디코딩 장치에는 LDPC 코드워드 체크 판정 모듈 및 RS 디코딩 모드 선택 모듈이 더 포함되며,
상기 LDPC 디코딩 모듈은, LDPC 코드의 연판정 반복 디코딩을 완료하고, 또한 디코딩된 LDPC 코드워드의 정보 비트를 상기 바이트 디인터리빙 모듈로 출력하고, 상기 디코딩된 LDPC 코드워드의 정보 비트와 체크 비트를 상기 LDPC 코드워드 체크 판정 모듈로 출력하도록 설정되며,
상기 LDPC 코드워드 체크 판정 모듈은, 상기 디코딩된 LDPC 코드워드의 체크 판정을 완료한 후, LDPC 코드워드의 체크 정보를 상기 바이트 디인터리빙 모듈로 출력하도록 설정되며,
상기 바이트 디인터리빙 모듈은, 상기 LDPC 코드워드의 정보 비트를 바이트 형식으로 전환시켜 디인터리빙 하여 출력한 후 RS 코드를 출력하여 상기 RS 디코딩 모듈로 전달하며, LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하고 또한 상기 RS 디코딩 모드 선택 모듈로 출력하도록 설정되며,
상기 RS 디코딩 모드 선택 모듈은, 상기 바이트 디인터리빙 모듈이 출력한 RS 코드워드의 삭제 정보에 근거하여 RS 디코딩 모드의 선택을 완료하고, 선택 결과를 상기 RS 디코딩 모듈로 출력하도록 설정되며,
상기 RS 디코딩 모듈은, 상기 RS 디코딩 모드 선택 모듈이 출력하는 선택 결과에 근거하여 RS 코드워드의 에러 정정 디코딩 또는 삭제 디코딩을 완료하도록 설정되는
것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 장치. - 제7항에 있어서,
상기 LDPC 코드워드 체크 판정 모듈은 디코딩된 LDPC 코드워드에 대하여, 체크 매트릭스 H와 디코딩된 경판정 코드워드 C의 전치 매트릭스를 곱하여, 곱이 0이면 코드워드 C 체크가 정확한 것으로 판정하고, 해당 코드워드 C에 대응되는 에러 표기의 값을 정확한 것으로 기록하고 곱이 0이 아니면 코드워드 C 체크가 에러인 것으로 판정하고, 해당 코드워드 C에 대응되는 에러 표기의 값을 에러로 표기하는 방식에 따라 체크 판정을 진행하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 장치. - 제8항에 있어서,
상기 바이트 디인터리빙 모듈은, 각 LDPC 코드워드에 대응되는 에러 표기를 L회 중복하여 해당 LDPC 코드워드에 대응되는 열의 삭제 정보로 하는 방식에 따라 LDPC 코드워드의 체크 정보를 RS 코드워드의 삭제 정보로 전환하도록 설정되며,
상기 L은 해당 LDPC 코드워드의 정보 비트 길이와 인터리버 열 길이의 비례값이고, 상기 L은 양의 정수인 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 장치. - 제9항에 있어서,
상기 RS 디코딩 모드 선택 모듈은, 만일 RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라면 삭제 디코딩 모드를 선택하고, 만일 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내가 아니라면 에러 정정 디코딩 모드를 선택하는 방식에 따라 RS 디코딩 모드를 선택하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 장치. - 제10항에 있어서,
상기 RS 코드워드의 삭제해야 할 나머지 위치의 수량이 RS 삭제 디코딩의 수정가능한 범위 내라는 것은, 삭제하여야 할 나머지 위치의 수량이 RS 코드워드의 RS 체크 비트의 수량보다 작거나 같다는 것을 의미하는 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 장치. - 제7항에 있어서,
상기 바이트 디인터리빙 모듈은, LDPC 코드워드를 열(列)의 순서에 따라 인터리버에 기입하고 행(行)의 순서에 따라 출력하는 방식에 따라 LDPC 코드워드의 정보 비트를 바이트 형식으로 전환시켜 디인터리빙 하여 출력하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 연접 코드의 디코딩 장치.
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