KR101558172B1 - 오류 분산을 위한 인터리빙 방법 및 장치, 이를 수행하기 위한 기록매체 - Google Patents

오류 분산을 위한 인터리빙 방법 및 장치, 이를 수행하기 위한 기록매체 Download PDF

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KR101558172B1
KR101558172B1 KR1020140138551A KR20140138551A KR101558172B1 KR 101558172 B1 KR101558172 B1 KR 101558172B1 KR 1020140138551 A KR1020140138551 A KR 1020140138551A KR 20140138551 A KR20140138551 A KR 20140138551A KR 101558172 B1 KR101558172 B1 KR 101558172B1
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이재진
박정현
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숭실대학교산학협력단
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    • H03M13/2792—Interleaver wherein interleaving is performed jointly with another technique such as puncturing, multiplexing or routing

Abstract

오류 분산을 위한 인터리빙 방법 및 장치, 이를 수행하기 위한 기록매체가 개시된다.
오류 분산을 위한 인터리빙 방법은 2차원 배열 데이터가 포함된 페이지를 복수의 데이터 블록 단위로 분할하고, 복수의 데이터 블록 각각 간에 인터리빙을 수행하되, 인터리빙은 복수의 데이터 블록 중 하나의 블록을 기준 인터리빙 블록으로 설정하고, 기준 인터리빙 블록에 포함된 데이터와 복수의 데이터 블록 중 기준 인터리빙 블록을 제외한 나머지 블록에 포함된 데이터 간에 수행될 수 있다.

Description

오류 분산을 위한 인터리빙 방법 및 장치, 이를 수행하기 위한 기록매체{The method and device for interleaving for error distribution and the recording medium for performing the method}
본 발명은, 오류 분산을 위한 인터리빙 방법 및 장치, 보다 상세하게는, 연집 오류의 분산을 위한 인터리빙 방법 및 장치에 관한 발명이다.
기존에는 다양한 인터리빙 방법이 오류의 분산을 위해 사용되었다. 예를 들어, 2차원상에서 연집된 오류의 분산을 위해 블록 인터리버(block interleaver), 순환 쉬프트 인터리버(cyclic shift interleaver), 헬리칼 인터리버(helical interleaver) 및 랜덤 인터리버(random interleaver) 등이 사용되었다.
블록 인터리버는 2차원 상에서 배열된 데이터 중 가로 방향으로 위치한 데이터를 세로 방향으로 위치한 데이터로 바꾸어 정렬한 후 가로 방향을 기준으로 데이터를 출력할 수 있다. 이러한 방법은 데이터를 일렬로 입력하고 일렬로 출력하는 경우에 효과가 있으나 2차원 상에서 데이터를 쓰고 읽는 경우에는 인터리빙을 통한 연집 오류의 분산 효과가 적다.
순환 쉬프트 인터리버는 2차원 상에 배열된 데이터 중 각 행에 위치한 데이터에 대한 쉬프트를 수행하여 2차원 상에 배열된 데이터에 대한 인터리빙을 수행할 수 있다.
헬리컬 인터리버는 2차원 상에 배열된 데이터 중 (첫 번째 행, 첫 번째 열)에 위치한 데이터를 시작으로 대각선으로 (마지막 행, 마지막 열)의 데이터까지 읽는다. 그 다음 (두번째 행, 첫번째 열)에 위치한 데이터를 시작으로 대각선으로 마지막까지 데이터를 읽고, 계속해서 (세번째 행, 첫번째 열)에 위치한 데이터를 시작으로 대각선으로 끝까지 데이터를 읽는다. 그렇게 해나가면서 마지막 행에 도달하면 읽어지지 않은 데이터가 있는 행으로 가서 전부 읽어들일 때까지 진행할 수 있다. 헬리컬 인터리버는 읽혀진 데이터를 2차원 상의 각 행에 순차적으로 배열할 수 있다.
랜덤 인터리버는 난수를 발생시켜 그에 해당하는 인덱스와 데이터를 교환하여 인터리빙을 수행할 수 있다.
KR 10-2006-0109627
본 발명의 일 측면은 오류 분산을 위한 인터리빙 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 오류 분산을 위한 인터리빙 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 인터리빙 방법은 2차원 배열 데이터가 포함된 페이지를 복수의 데이터 블록 단위로 분할하고, 상기 복수의 데이터 블록 각각 간에 인터리빙을 수행할 수 있되, 상기 인터리빙은 상기 복수의 데이터 블록 중 하나의 블록을 기준 인터리빙 블록으로 설정하고, 상기 기준 인터리빙 블록에 포함된 데이터와 상기 복수의 데이터 블록 중 상기 기준 인터리빙 블록을 제외한 나머지 블록에 포함된 데이터 간에 수행될 수 있다.
한편, 상기 2차원 배열 데이터의 크기는
Figure 112014097870763-pat00001
(여기서, n은 1 이상의 정수)이고, 상기 복수의 데이터 블록 단위의 크기는
Figure 112014097870763-pat00002
일 수 있다.
또한, 상기 인터리빙은 아래의 수학식을 기반으로 수행될 수 있고,
<수학식>
Figure 112014097870763-pat00003

상기
Figure 112014097870763-pat00004
는 i번째 데이터 블록 단위에 포함되는 j번째 데이터를 지시하고, 상기
Figure 112014097870763-pat00005
는 j번째 데이터 블록 단위에 포함되는 i번째 데이터를 지시할 수 있다.
또한, 상기 2차원 배열 데이터의 크기는
Figure 112014097870763-pat00006
(여기서, n, a, b는 1 이상의 정수)이고, 상기 복수의 데이터 블록 단위의 크기는
Figure 112014097870763-pat00007
이고, 상기 인터리빙은 아래의 수학식을 기반으로 수행될 수 있고,
<수학식>
Figure 112014097870763-pat00008
상기
Figure 112014097870763-pat00009
는 i번째 데이터 블록 단위에 포함되는 j번째 데이터를 지시하고, 상기
Figure 112014097870763-pat00010
는 j번째 데이터 블록 단위에 포함되는 i번째 데이터를 지시할 수 있다.
또한, 상기 인터리빙 방법은 상기 a, b가 일정 크기 이상인지 여부에 따라 상기 2차원 배열 데이터 중 상기 복수의 데이터 블록 단위에 포함된 데이터를 제외한 나머지 데이터에 대한 주변부 인터리빙을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 나머지 데이터는 상기 2차원 배열 데이터 상에서의 위치에 따라 제1 주변부 데이터, 제2 주변부 데이터, 제3 주변부 데이터 및 제4 주변부 데이터로 구분될 수 있고, 상기 주변부 인터리빙은 상기 제1 주변부 데이터에 대해 제1 순환 쉬프트 크기를 기반으로 한 제1 주변부 인터리빙, 상기 제2 주변부 데이터 각각에 대한 제2 순환 쉬프트 크기를 기반으로 한 제2 주변부 인터리빙, 상기 제3 주변부 데이터 각각에 대한 제3 순환 쉬프트 크기를 기반으로 제3 주변부 인터리빙 및 상기 제4 주변부 데이터 각각에 대한 제4 순환 쉬프트 크기를 기반으로 제4 주변부 인터리빙을 기반으로 수행될 수 있다.
또한, 인터리빙을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 인터리빙 장치는 2차원 배열 데이터가 포함된 페이지를 복수의 데이터 블록 단위로 분할하도록 구현된 블록 분할부와 상기 블록 분할부에 의해 분할된 상기 복수의 데이터 블록 각각 간에 인터리빙을 수행하도록 구현된 인터리빙부를 포함할 수 있되, 상기 인터리빙은 상기 복수의 데이터 블록 중 하나의 블록을 기준 인터리빙 블록으로 설정하고, 상기 기준 인터리빙 블록에 포함된 데이터와 상기 복수의 데이터 블록 중 상기 기준 인터리빙 블록을 제외한 나머지 블록에 포함된 데이터 간에 수행될 수 있다.
한편, 상기 2차원 배열 데이터의 크기는
Figure 112014097870763-pat00011
(여기서, n은 1 이상의 정수)이고, 상기 복수의 데이터 블록 단위의 크기는
Figure 112014097870763-pat00012
일 수 있다.
또한, 상기 인터리빙은 아래의 수학식을 기반으로 수행될 수 있고,
<수학식>
Figure 112014097870763-pat00013

상기
Figure 112014097870763-pat00014
는 i번째 데이터 블록 단위에 포함되는 j번째 데이터를 지시하고, 상기
Figure 112014097870763-pat00015
는 j번째 데이터 블록 단위에 포함되는 i번째 데이터를 지시할 수 있다.
또한, 상기 2차원 배열 데이터의 크기는
Figure 112014097870763-pat00016
(여기서, n, a, b는 1 이상의 정수)이고, 상기 복수의 데이터 블록 단위의 크기는
Figure 112014097870763-pat00017
이고, 상기 인터리빙은 아래의 수학식을 기반으로 수행될 수 있고,
<수학식>
Figure 112014097870763-pat00018
상기
Figure 112014097870763-pat00019
는 i번째 데이터 블록 단위에 포함되는 j번째 데이터를 지시하고, 상기
Figure 112014097870763-pat00020
는 j번째 데이터 블록 단위에 포함되는 i번째 데이터를 지시할 수 있다.
또한, 상기 인터리빙 장치는 상기 a, b가 일정 크기 이상인지 여부에 따라 상기 2차원 배열 데이터 중 상기 복수의 데이터 블록 단위에 포함된 데이터를 제외한 나머지 데이터에 대한 주변부 인터리빙을 수행하는 주변부 인터리빙부를 더 포함하고, 상기 나머지 데이터는 상기 2차원 배열 데이터 상에서의 위치에 따라 제1 주변부 데이터, 제2 주변부 데이터, 제3 주변부 데이터 및 제4 주변부 데이터로 구분되고, 상기 주변부 인터리빙은 상기 제1 주변부 데이터에 대해 제1 순환 쉬프트 크기를 기반으로 한 제1 주변부 인터리빙, 상기 제2 주변부 데이터 각각에 대한 제2 순환 쉬프트 크기를 기반으로 한 제2 주변부 인터리빙, 상기 제3 주변부 데이터 각각에 대한 제3 순환 쉬프트 크기를 기반으로 제3 주변부 인터리빙 및 상기 제4 주변부 데이터 각각에 대한 제4 순환 쉬프트 크기를 기반으로 제4 주변부 인터리빙을 기반으로 수행될 수 있다.
상술한 본 발명의 일 측면에 따르면, 2차원 배열 데이터에 대한 블록 인터리빙을 수행할 수 있다. 구체적으로 2차원 배열 데이터를 복수의 블록 단위로 분할하고 복수의 블록 단위 각각에 대한 인터리빙이 수행될 수 있다. 따라서, 연집 오류에 대한 분산 성능을 높여서 2차원 배열 데이터에 대한 에러율을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙을 수행하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 기반으로 인터리빙을 수행시 인터리빙 결과를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 개념도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 개념도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 개념도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
홀로그래픽 데이터 스토리지(holographic data storage, HDS)는 기존의 시스템과는 다르게 홀로그램 매체에 체적으로 데이터를 저장하는 저장 시스템이다. 기존의 시스템은 미디어의 표면에 데이터를 읽고 쓰는 방식을 사용하나, HDS는 데이터를 페이지 단위로 읽고 쓰는 방식을 사용한다. 따라서, HDS는 접근 속도(또는 액세스 속도)가 기존의 저장 장치보다 빠르다. 홀로그래픽 데이터 스토리지는 대용량, 초고속 차세대 저장 장치로 주목받고 있다.
하지만 홀로그래픽 데이터 스토리지에서는 인접 정보 간의 상호 간섭(inter symbol interference, ISI), 광학 시스템 안에서의 결함에 의한 산란과 공간 광 변조기(special light modulator, SLM)에서의 고정 패턴 잡음(fixed pattern noise, FPN), charge-coupled device(CCD) 등은 데이터를 읽어올 때 2차원(2-Dimensional) 밀집 오류(또는 2차원 연집 오류)가 발생할 수 있다. 이러한 밀집 오류는 HDS에서 데이터를 저장한 페이지의 어느 위치에서든지 발생할 수 있다. 데이터를 저장한 페이지에 연집 오류가 발생한 경우, 에러 정정 코드로는 정정이 불가능해질 수 있다. 왜냐하면, 특정 부분에 에러가 집중되어 연속적으로 데이터를 한번에 잃어 버리기 때문이다. 따라서 이러한 밀집 오류 상황에서 에러가 집중되는 것을 최소화 하기 위한 다양한 2차원 인터리빙 방법이 제안되고 있다.
인터리빙이란 어떠한 인코딩된 정보를 적절하게 분산시켜 채널을 통과할 때 발생하는 밀집 오류를 랜덤 비트 오류로 변환시켜 채널 복호기를 통해 해당 오류를 처리하도록 하는 기법을 말한다. 인터리빙을 사용하면 밀집 오류 상황에서 통신 성능을 향상시켜준다. 이러한 장점 때문에 여러 통신 시스템에서는 인터리빙, 디인터리빙 과정을 사용한다.
기존의 인터리버 중 블록 인터리버, 순환 쉬프트 인터리버, 헬리컬 인터리버, 랜덤 인터리버 순서로 2차원 연집 에러 상황에서 좋은 성능을 가질 수 있다. 하지만, 기존의 인터리버는 일렬로 입력 및 출력되는 시스템을 고려하여 개발된 것으로써 특정 페이지에 존재하는 2차원 연집 오류를 페이지에 전체에 골고루 흩어주지는 못한다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 2차원 연집 오류를 랜덤 오류로 변경해주기 위해서 기존의 인터리버들보다 낮은 비트 오류를 가지도록 인터리빙을 수행하는 인터리빙 방법, 인터리버에 대해 개시한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 우선 인터리빙을 위해 2차원 배열 데이터를 복수의 블록으로 분할할 수 있다(단계 S100).
본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방식은 페이지 사이즈가
Figure 112014097870763-pat00021
일 때 사용될 수 있다.
Figure 112014097870763-pat00022
의 사이즈의 페이지는
Figure 112014097870763-pat00023
사이즈를 가진
Figure 112014097870763-pat00024
개의 블록으로 분할될 수 있다. 즉, 2차원 배열 데이터를 포함하는 페이지는 하위 단위의 2차원 배열 데이터를 포함하는 복수의 블록(또는 데이터 블록)으로 분할될 수 있다.
하나의 페이지에서 분할된
Figure 112014097870763-pat00025
사이즈의
Figure 112014097870763-pat00026
개의 블록 각각은 심볼
Figure 112014097870763-pat00027
로 표현될 수 있다. 이때, i는 블록을 지시하기 위한 블록 인덱스이고, i = 0, 1, 2, … ,
Figure 112014097870763-pat00028
이다. 블록 각각은
Figure 112014097870763-pat00029
개의 픽셀을 포함할 수 있다. 블록 각각에 포함된
Figure 112014097870763-pat00030
개의 픽셀은
Figure 112014097870763-pat00031
라고 할 수 있다. 이때, j는 블록에 포함된 픽셀을 지시하기 위한 픽셀 인덱스이고, j = 0, 1, 2, … ,
Figure 112014097870763-pat00032
이다.
분할된 복수의 블록에 대한 인터리빙을 수행한다(단계 S110).
본 발명의 실시예에 따른 인터리빙은
Figure 112014097870763-pat00033
블록 안에
Figure 112014097870763-pat00034
픽셀과
Figure 112014097870763-pat00035
블록 안에
Figure 112014097870763-pat00036
픽셀과 교환할 수 있다. 이와 같은 인터리빙 방법은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
<수학식 1>
Figure 112014097870763-pat00037
본 발명의 다른 실시예에 따르면 인터리빙 방식은 페이지 사이즈가
Figure 112014097870763-pat00038
일 때 사용될 수 있다. N, M은 2 이상의 정수일 수 있다. 도 1은 N과 M이 동일하고,
Figure 112014097870763-pat00039
인 경우일 수 있다. 일반적인 크기의 페이지 사이즈에 대한 인터리빙은 아래와 같이 수행될 수 있다.
Figure 112014097870763-pat00040
의 사이즈의 페이지는
Figure 112014097870763-pat00041
사이즈를 가진
Figure 112014097870763-pat00042
개의 블록으로 분할될 수 있다. 즉, 2차원 배열 데이터를 포함하는 페이지는 하위 단위의 2차원 배열 데이터를 포함하는 복수의 블록(또는 데이터 블록)으로 분할될 수 있다.
하나의 페이지에서 분할된
Figure 112014097870763-pat00043
사이즈의 4개의 블록 각각은 심볼
Figure 112014097870763-pat00044
로 표현될 수 있다. 이때, i는 블록을 지시하기 위한 블록 인덱스이고, i = 0, 1, 2, …,
Figure 112014097870763-pat00045
이다. 블록 각각은
Figure 112014097870763-pat00046
개의 픽셀을 포함할 수 있다. 블록 각각에 포함된
Figure 112014097870763-pat00047
개의 픽셀은
Figure 112014097870763-pat00048
라고 할 수 있다. 이때, j는 블록에 포함된 픽셀을 지시하기 위한 픽셀 인덱스이고, j = 0, 1, 2, … ,
Figure 112014097870763-pat00049
이다.
분할된 복수의 블록에 대한 인터리빙을 수행한다(단계 S110).
본 발명의 실시예에 따른 인터리빙은
Figure 112014097870763-pat00050
블록 안에
Figure 112014097870763-pat00051
픽셀과
Figure 112014097870763-pat00052
블록 안에
Figure 112014097870763-pat00053
픽셀과 교환할 수 있다. 이와 같은 인터리빙 방법은 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
<수학식 2>
Figure 112014097870763-pat00054

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2에서는 페이지의 사이즈가 4x4인 경우, 인터리빙 방법이 개시된다.
도 2의 (A)를 참조하면, 4x4 사이즈의 페이지는 16개의 픽셀(
Figure 112014097870763-pat00055
)을 포함할 수 있다.
도 2의 (B)를 참조하면, 우선 4x4 사이즈의 페이지는 2x2 사이즈의 블록으로 분할될 수 있다. 각각의 블록은
Figure 112014097870763-pat00056
으로 지시될 수 있다. 각각의 블록은 4개의 픽셀을
Figure 112014097870763-pat00057
를 포함할 수 있다.
도 2의 (C) 내지 도 2의 (F)를 참조하면, 작은 블록 인덱스를 가진 블록에 대해 우선적으로 인터리빙이 수행될 수 있다. 즉,
Figure 112014097870763-pat00058
의 순서로 인터리빙이 수행될 수 있다. 각각의 블록에서 수행되는 인터리빙은 아래의 표 1과 같이 표현될 수 있다.
<표 1>
Figure 112014097870763-pat00059
즉, 페이지에 포함된 블록에 포함된 픽셀을 순차적으로 인터리빙할 수 있다.
표 1을 참조하면, 작은 블록 인덱스를 가진 블록 순서로, 블록 인덱스보다 큰 픽셀 인덱스를 가진 픽셀에 대하여 인터리빙을 수행할 수 있다. 즉, 블록 인덱스 0의 블록
Figure 112014097870763-pat00060
는
Figure 112014097870763-pat00061
, 블록 인덱스 1의 블록
Figure 112014097870763-pat00062
는
Figure 112014097870763-pat00063
, 블록 인덱스 2의 블록
Figure 112014097870763-pat00064
는
Figure 112014097870763-pat00065
에 대한 인터리빙이 수행될 수 있다.
도 2의 (G)는 인터리빙을 수행한 결과를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙을 수행하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3에서는 작은 블록 인덱스를 가지는 블록의 순서대로, 블록 인덱스보다 큰 픽셀 인덱스를 가진 픽셀에 대한 인터리빙 방법이 개시된다.
도 3을 참조하면, 블록 인덱스의 크기와 전체 블록의 개수를 비교하여 인터리빙 동작의 수행 여부를 결정할 수 있다(단계 S300).
i=0부터 시작되어 i<n인지 여부를 판단할 수 있다. i는 블록 인덱스를 나타내고, n은 전체 블록의 개수 또는 하나의 블록에 포함되는 전체 픽셀의 개수일 수 있다. 구체적으로 블록 인덱스가 전체 블록의 개수보다 크거나 같을 경우, 인터리빙 동작을 중단할 수 있다. 블록 인덱스가 전체 블록의 개수보다 작을 경우, 인터리빙 동작을 수행할 수 있다.
블록의 픽셀 중 블록 인덱스보다 큰 픽셀에 대한 인터리빙을 수행한다(단계 S310).
블록 인덱스가 전체 블록의 개수보다 작을 경우, 해당 블록에 대해 픽셀 인덱스 0에 대응되는 픽셀부터 픽셀 인덱스 n-1에 해당하는 픽셀에 대한 인터리빙을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이 인터리빙은 블록 인덱스보다 큰 픽셀 인덱스를 가진 픽셀에 대하여 수학식 1을 기반으로 수행될 수 있다.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 기반으로 인터리빙을 수행시 인터리빙 결과를 나타낸다.
HDS 채널 모델의 The continuous point-spread function(PSF)은 아래의 수학식 3과 같을 수 있다.
<수학식 3>
Figure 112014097870763-pat00066
블러 값(blur value)
Figure 112014097870763-pat00067
가 높아지면, ISI는 증가할 수 있다.
The discrete PSF with the misalignment factor는 아래의 수학식 4와 같을 수 있다.
<수학식 4>
Figure 112014097870763-pat00068
Figure 112014097870763-pat00069
와
Figure 112014097870763-pat00070
는 x 축과 y 축의 오정렬(misalignment)을 각각 지시할 수 있다.
도 4 내지 도 12에서 1000 페이지에 대한 시뮬레이션이 수행되었으며, 1000 페이지 각각은 1024
Figure 112014097870763-pat00071
1024 픽셀을 포함할 수 있다. 채널 노이즈로는 AWGN(additive white Gaussian noise)을 사용할 수 있다. 블러값은 1.85를 사용하였고, 오정렬은 x축, y축 각각에 대하여 10%를 주었다. 신호 검출 과정에서는 2D-SOVA를 사용하였으며, 채널의 PR 타겟은 PR(131)로 하였다.
도 4부터 12까지는 SNR(signal to noise ratio)을 10dB부터 18dB까지 증가시키며 BER 성능을 비교한 결과이다. 도 4부터 도 12까지는 페이지에 포함된 1024
Figure 112014097870763-pat00072
1024 픽셀에서 밀집 에러를 20
Figure 112014097870763-pat00073
20부터 시작하여 20씩만큼 증가함에 따른 각 인터리버의 BER의 변화에 대해 개시한다.
시뮬레이션은 (1) 랜덤한 데이터에 대한 인터리빙이 없는 경우, (2) 블록 인터리빙을 수행한 경우, (3) 순환 쉬프트 인터리빙을 수행한 경우, (4) 헬리컬 인터리빙을 수행한 경우, (5) 랜덤 인터리빙을 수행한 경우, (6) 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙을 수행한 경우에 대해 수행되었다.
도 4 내지 도 8은 1024
Figure 112014097870763-pat00074
1024 픽셀에서 밀집 에러가 발생한 경우, 시뮬레이션 결과이다.
도 4는 1024
Figure 112014097870763-pat00075
1024 픽셀에서 밀집 에러가 20
Figure 112014097870763-pat00076
20인 경우 시뮬레이션 결과이다.
도 4를 참조하면, 블록 인터리빙, 순환 쉬프트 인터리빙, 헬리컬 인터리빙, 랜덤 인터리빙, 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙의 순서로 밀집 에러에 대한 인터리빙 성능이 높아질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 기법이 기존의 인터리빙 방법보다 1.5~2.0 dB정도 더 나은 성능을 보여준다.
도 5는 1024
Figure 112014097870763-pat00077
1024 픽셀에서 밀집 에러가 40
Figure 112014097870763-pat00078
40인 경우 시뮬레이션 결과이다.
도 5를 참조하면, 도 4와 마찬가지로 블록 인터리빙, 순환 쉬프트 인터리빙, 헬리컬 인터리빙, 랜덤 인터리빙, 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙의 순서로 밀집 에러에 대한 인터리빙 성능이 높아질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 기법이 기존의 인터리빙 방법보다 1.5~2.0 dB정도 더 나은 성능을 보여준다.
도 6은 1024
Figure 112014097870763-pat00079
1024 픽셀에서 밀집 에러가 60
Figure 112014097870763-pat00080
60인 경우 시뮬레이션 결과이다.
도 6을 참조하면, 도 4와 마찬가지로 블록 인터리빙, 순환 쉬프트 인터리빙, 헬리컬 인터리빙, 랜덤 인터리빙, 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙의 순서로 밀집 에러에 대한 인터리빙 성능이 높아질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 기법이 기존의 인터리빙 방법보다 1.5~2.0 dB정도 더 나은 성능을 보여준다.
도 7은 1024
Figure 112014097870763-pat00081
1024 픽셀에서 밀집 에러가 80
Figure 112014097870763-pat00082
80인 경우 시뮬레이션 결과이다.
도 7을 참조하면, 도 4와 마찬가지로 블록 인터리빙, 순환 쉬프트 인터리빙, 헬리컬 인터리빙, 랜덤 인터리빙, 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙의 순서로 밀집 에러에 대한 인터리빙 성능이 높아질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 기법이 기존의 인터리빙 방법보다 1.5~2.0 dB정도 더 나은 성능을 보여준다.
도 8은 1024
Figure 112014097870763-pat00083
1024 픽셀에서 밀집 에러가 100
Figure 112014097870763-pat00084
100인 경우 시뮬레이션 결과이다.
도 8을 참조하면, 도 4와 마찬가지로 블록 인터리빙, 순환 쉬프트 인터리빙, 헬리컬 인터리빙, 랜덤 인터리빙, 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙의 순서로 밀집 에러에 대한 인터리빙 성능이 높아질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 기법이 기존의 인터리빙 방법보다 1.5~2.0 dB정도 더 나은 성능을 보여준다.
도 9 내지 도 11은 256
Figure 112014097870763-pat00085
256 픽셀에서 밀집 에러가 발생한 경우, 시뮬레이션 결과이다.
도 9는 256
Figure 112014097870763-pat00086
256 픽셀에서 밀집 에러가 10
Figure 112014097870763-pat00087
10인 경우 시뮬레이션 결과이다.
도 9를 참조하면, 블록 인터리빙, 순환 쉬프트 인터리빙, 헬리컬 인터리빙, 랜덤 인터리빙, 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙의 순서로 밀집 에러에 대한 인터리빙 성능이 높아질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 기법이 기존의 인터리빙 방법보다 4.5~5.0 dB정도 더 나은 성능을 보여준다.
도 10은 256
Figure 112014097870763-pat00088
256 픽셀에서 밀집 에러가 20
Figure 112014097870763-pat00089
20인 경우 시뮬레이션 결과이다.
도 10을 참조하면, 블록 인터리빙, 순환 쉬프트 인터리빙, 헬리컬 인터리빙, 랜덤 인터리빙, 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙의 순서로 밀집 에러에 대한 인터리빙 성능이 높아질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 기법이 기존의 인터리빙 방법보다 4.5~5.0 dB정도 더 나은 성능을 보여준다.
도 11은 256
Figure 112014097870763-pat00090
256 픽셀에서 밀집 에러가 30
Figure 112014097870763-pat00091
30인 경우 시뮬레이션 결과이다.
도 11을 참조하면, 블록 인터리빙, 순환 쉬프트 인터리빙, 헬리컬 인터리빙, 랜덤 인터리빙, 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙의 순서로 밀집 에러에 대한 인터리빙 성능이 높아질 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 기법이 기존의 인터리빙 방법보다 4.5~5.0 dB정도 더 나은 성능을 보여준다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 개념도이다.
도 12에서는 페이지 사이즈가
Figure 112014097870763-pat00092
가 아닌 경우 사용될 수 있는 인터리빙 방식에 대해 개시한다. 페이지 사이즈가
Figure 112014097870763-pat00093
가 아닌 경우, 페이지 사이즈는
Figure 112014097870763-pat00094
일 수 있다.
페이즈 사이즈가
Figure 112014097870763-pat00095
인 경우, 우선 페이지를 중앙부와 주변부로 나누어 인터리빙을 수행할 수 있다. 중앙부는 페이지의 중앙에 위치한 데이터 영역으로
Figure 112014097870763-pat00096
일 수 있다. 주변부는 페이지에서 중앙부를 제외한 나머지 영역일 수 있다.
이러한 경우, 중앙부에 위치한 데이터에 대해서는 도 1 내지 도 3을 통해 개시한 인터리빙 방법을 기반으로 인터리빙을 수행할 수 있다.
주변부에 위치한 데이터에 대해서는 다른 다양한 방법을 통해 인터리빙 방법이 수행될 수 있다. 예를 들어, 주변부에 위치한 데이터는 순환 쉬프트 방식으로 인터리빙이 수행되거나, 다른 다양한 방식으로 인터리빙이 수행될 수 있다.
또는 본 발명의 실시예에 따르면, 주변부에 위치한 데이터의 크기(또는 a, b의 크기)를 고려하여 인터리빙이 수행될 수 있다. a, b의 크기가 작을 경우, 중앙부에 위치한 데이터에 대한 인터리빙만을 수행하여도 연집 에러가 분산될 수 있다. 예를 들어, a=1~2, b=1~2인 경우, 주변부에 위치한 데이터에 대해서는 별도의 인터리빙이 수행되지 않아도 중앙부에 위치한 데이터가 인터리빙되면서 연집 오류가 분산되는 효과를 가질 수 있다. 반대로 a>2, b>2인 경우, 주변부에 위치한 데이터 자체에서도 연집 오류가 발생할 수 있으므로 주변부에 위치한 데이터에 대한 인터리빙이 필요할 수 있다.
이하, 주변부에 위치한 데이터에 대한 인터리빙 방법에 대해 구체적으로 개시한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 개념도이다.
도 13에서는 순환 쉬프트 방식으로 주변부에 위치한 데이터에 대한 인터리빙이 수행되는 경우에 대해 개시한다.
도 13을 참조하면, 순환 쉬프트 방식으로 주변부에 위치한 데이터에 대한 인터리빙이 수행되는 경우, 주변부에 위치한 데이터와 중앙부에 위치한 데이터 사이에 존재하는 연집 오류가 개선될 수 있다.
순환 쉬프트 방식의 인터리빙이 수행되는 경우, 주변부에 위치한 각 열의 데이터, 각 행의 데이터는 일정한 크기로 쉬프트될 수 있다. 예를 들어, 주변부에 위치한 데이터는 페이지의 좌측, 상단, 우측 및 하단을 기준으로 구분할 수 있다. 이하, 좌측은 제1 주변부 데이터(1310), 상단은 제2 주변부 데이터(1320), 우측은 제3 주변부 데이터(1330), 하단은 제4 주변부 데이터(1340)라는 용어로 표현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 주변부 데이터(1310) 내지 제4 주변부 데이터(1340) 각각에 대해 동일한 쉬프트 크기 또는 서로 다른 쉬프트 크기를 기반으로 한 인터리빙이 수행될 수 있다. 동일한 쉬프트 크기를 기반으로 인터리빙이 수행되는 경우, 쉬프트 크기는 램덤으로 결정될 수 있다. 쉬프트 크기가 2인 경우, 일정한 방향으로 주변부 각각의 행 또는 열에 위치한 데이터가 2칸씩 쉬프트될 수 있다.
예를 들어, 제1 주변부 데이터(1310) 및 제3 주변부 데이터(1330)의 경우, 페이지의 상단 방향으로 열 단위로 2열씩 이동할 수 있다. 또한, 제2 주변부 데이터(1320) 및 제4 주변부 데이터(1340)의 경우, 페이지의 우측 방향으로 행 단위로 2행씩 이동할 수 있다.
주변부 데이터 각각에 대해 서로 다른 쉬프트 크기를 기반으로 인터리빙이 수행되는 경우, 각 주변부 데이터를 쉬프트하기 위한 쉬프트 크기는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 주변부 데이터(1310)는 열 단위로 데이터가 a만큼 쉬프트될 수 있고, 제3 주변부 데이터(1330)는 열 단위로 데이터가 b만큼 쉬프트될 수 있다. 제2 주변부 데이터(1320)는 열 단위로 데이터가 c만큼 쉬프트될 수 있고, 제4 주변부 데이터(1340)는 열 단위로 데이터가 d만큼 쉬프트될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 방법을 나타낸 개념도이다.
도 14의 상단 교환 방식으로 주변부 데이터에 대한 인터리빙이 수행되는 다양한 방법에 대해 개시한다.
도 14의 상단을 참조하면, 주변부에 위치한 데이터 중 제1 주변부 데이터와 제3 주변부 데이터를 서로 교환하고, 주변부에 위치한 데이터 중 제2 주변부 데이터와 제4 주변부 데이터를 서로 교환할 수 있다.
도 14의 하단을 참조하면, 주변부에 위치한 데이터를 블록 단위로 구분하고, 블록 단위 내에서 블록 인터리빙을 수행할 수 있다. 예를 들어, a=2, b=2인 경우, 각각의 주변부는 2x2 블록 단위로 분할될 수 있다. 2x2 블록에 대해 블록 단위의 인터리빙이 수행될 수 있다. 예를 들어, 블록 내부에 위치한 열 단위 또는 행 단위의 데이터에 대한 쉬프팅이 수행되거나, 전술한 블록 인터리빙 방법처럼 행에 위치한 데이터 집합과 열에 위치한 데이터 집합 사이에 교환이 수행될 수도 있다.
도 13 및 도 14에 개시된 인터리빙 방법은 상호 간에 조합되어 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도 13에서 개시된 순환 쉬프트 방식의 인터리빙 방법을 먼저 사용하여 주변부에 위치한 데이터에 대한 인터리빙을 수행하고, 이후, 도 14에서 개시된 블록 단위의 인터리빙 방법을 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 장치를 나타낸 개념도이다.
도 15에서는 도 1 내지 도 14에 개시된 인터리빙 방법을 수행하기 위한 인터리빙 장치가 개시된다.
도 15를 참조하면, 인터리빙 장치는 블록 분할부(1500), 인터리빙부(1510), 프로세서(1520)를 포함할 수 있다. 각 구성부는 도 1 내지 도 14에서 개시한 인터리빙을 위한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 각 구성부는 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다.
블록 분할부(1500)는 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙을 수행하기 위해 블록 분할을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙이 적용되는 2차원 배열 데이터의 크기는
Figure 112014097870763-pat00097
(여기서, n은 1 이상의 정수)이고, 2차원 배열 데이터는
Figure 112014097870763-pat00098
크기의 복수의 데이터 블록 단위로 분할될 수 있다.
인터리빙부(1510)는 분할된 복수의 데이터 블록에 대한 인터리빙을 수행할 수 있다. 인터리빙은 전술한 수학식 1을 기반으로 수행될 수 있다.
프로세서(1520)는 블록 분할부(1500)와 인터리빙부(1510)의 동작을 제어하기 위해 구현될 수 있다.
추가로 인터리빙 장치는 주변부 인터리빙부를 더 포함할 수 있다. 주변부 인터리빙부는 2차원 배열 데이터의 크기는
Figure 112014097870763-pat00099
(여기서, n, a, b는 1 이상의 정수)인 경우, a, b가 일정 크기 이상인지 여부에 따라 2차원 배열 데이터 중 복수의 데이터 블록 단위에 포함된 데이터를 제외한 나머지 데이터에 대한 주변부 인터리빙을 수행하도록 구현될 수 있다.
이와 같은, 오류 분산을 위한 인터리빙 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1310: 제1 주변부 데이터
1320: 제2 주변부 데이터
1330: 제3 주변부 데이터
1340: 제4 주변부 데이터
1500: 블록 분할부
1510: 인터리빙부
1520: 프로세서

Claims (12)

  1. 오류 분산을 위한 인터리빙 방법으로서,
    2차원 배열 데이터가 포함된 페이지를 복수의 데이터 블록 단위로 분할하고,
    상기 복수의 데이터 블록 각각 간에 인터리빙을 수행하되,
    상기 인터리빙은 상기 복수의 데이터 블록 중 하나의 블록을 기준 인터리빙 블록으로 설정하고, 상기 기준 인터리빙 블록에 포함된 데이터와 상기 복수의 데이터 블록 중 상기 기준 인터리빙 블록을 제외한 나머지 블록에 포함된 데이터 간에 수행되는 인터리빙 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 배열 데이터의 크기는
    Figure 112014097870763-pat00100
    (여기서, M과 N은 2 이상의 정수)이고,
    상기 복수의 데이터 블록 단위의 크기는
    Figure 112014097870763-pat00101
    인 인터리빙 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 인터리빙은 아래의 수학식을 기반으로 수행되고,
    <수학식>
    Figure 112015088768197-pat00102

    상기
    Figure 112015088768197-pat00135
    는 i번째 데이터 블록 단위에 포함되는 j번째 데이터를 지시하고,
    상기
    Figure 112015088768197-pat00136
    는 j번째 데이터 블록 단위에 포함되는 i번째 데이터를 지시하는 인터리빙 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 배열 데이터의 크기는
    Figure 112014097870763-pat00105
    (여기서, n, a, b는 1 이상의 정수)이고,
    상기 복수의 데이터 블록 단위의 크기는
    Figure 112014097870763-pat00106
    이고,
    상기 인터리빙은 아래의 수학식을 기반으로 수행되고,
    <수학식>
    Figure 112014097870763-pat00107

    상기
    Figure 112014097870763-pat00108
    는 i번째 데이터 블록 단위에 포함되는 j번째 데이터를 지시하고,
    상기
    Figure 112014097870763-pat00109
    는 j번째 데이터 블록 단위에 포함되는 i번째 데이터를 지시하는 인터리빙 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 따라 인터리빙을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  8. 2차원 배열 데이터가 포함된 페이지를 복수의 데이터 블록 단위로 분할하도록 구현된 블록 분할부; 및
    상기 블록 분할부에 의해 분할된 상기 복수의 데이터 블록 각각 간에 인터리빙을 수행하도록 구현된 인터리빙부를 포함하되,
    상기 인터리빙은 상기 복수의 데이터 블록 중 하나의 블록을 기준 인터리빙 블록으로 설정하고, 상기 기준 인터리빙 블록에 포함된 데이터와 상기 복수의 데이터 블록 중 상기 기준 인터리빙 블록을 제외한 나머지 블록에 포함된 데이터 간에 수행되는 인터리빙 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 2차원 배열 데이터의 크기는
    Figure 112014097870763-pat00110
    (여기서, n은 1 이상의 정수)이고,
    상기 복수의 데이터 블록 단위의 크기는
    Figure 112014097870763-pat00111
    인 인터리빙 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 인터리빙은 아래의 수학식을 기반으로 수행되고,
    <수학식>
    Figure 112015088768197-pat00112

    상기
    Figure 112015088768197-pat00137
    는 i번째 데이터 블록 단위에 포함되는 j번째 데이터를 지시하고,
    상기
    Figure 112015088768197-pat00138
    는 j번째 데이터 블록 단위에 포함되는 i번째 데이터를 지시하는 인터리빙 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 2차원 배열 데이터의 크기는
    Figure 112014097870763-pat00115
    (여기서, n, a, b는 1 이상의 정수)이고,
    상기 복수의 데이터 블록 단위의 크기는
    Figure 112014097870763-pat00116
    이고,
    상기 인터리빙은 아래의 수학식을 기반으로 수행되고,
    <수학식>
    Figure 112014097870763-pat00117

    상기
    Figure 112014097870763-pat00118
    는 i번째 데이터 블록 단위에 포함되는 j번째 데이터를 지시하고,
    상기
    Figure 112014097870763-pat00119
    는 j번째 데이터 블록 단위에 포함되는 i번째 데이터를 지시하는 인터리빙 장치.
  12. 삭제
KR1020140138551A 2014-10-14 2014-10-14 오류 분산을 위한 인터리빙 방법 및 장치, 이를 수행하기 위한 기록매체 KR101558172B1 (ko)

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