KR101603677B1

KR101603677B1 - 무선 통신에서의 인터리빙을 위한 유사랜덤치환에 관한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101603677B1
Application number: KR1020107016719A
Authority: KR
Inventors: 펭페이 시아; 쥬 노
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2016-03-15
Also published as: WO2009093865A2; US8051037B2; CN101926095A; US20090193300A1; KR20100114507A; EP2241012A2; CN101926095B; WO2009093865A3; EP2241012A4; EP2241012B1

Abstract

무선 통신에서의 인터리빙을 위한 유사 랜덤 치환에 관한 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 상기 방법은 제 1 배열을 갖는 제 1 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 수신하는 단계;
제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 상기 제 1 배열된 통신 심볼들을 치환하는 단계; 상기 제 2 배열된 통신 시퀀스를 출력하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열에 기초하며, 상기 제 3 배열은,

의 입력-출력 관계에 의하여 정의되는 유사 랜덤(psedorandom) 치환이며, 상기 P는 상기 제 1 배열된 시퀀스의 원소들의 개수보다 작지 않은 최소의 2의 거듭제곱(power)이며, S는 증가하는 순서대로 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들의 시퀀스에 의하여 표현되는 입력 배열이며, Y는 정수들의 시퀀스로써 표현되는 출력 배열이며, m은 정수일 수 있다.

Description

무선 통신에서의 인터리빙을 위한 유사랜덤치환에 관한 시스템 및 방법{System and method for pseudorandom permutation for interleaving in wireless communications}

본 발명은 통신 시스템들에서의 에러 감소에 관한 것이며, 특히 비트들, 심볼들 및 시퀀스들의 인터리빙을 수행하기 위한 유사랜덤치환(Pseudorandom Permutation)의 사용에 관한 것이다.

무선 통신은 통신 장치들 상호간의 연결이 선의 사용없이 구현되는 원격 통신(telecommunication) 네트워크이다. 무선 원격 통신 네트워크는 반송파(carrier)를 전송하기 위하여 전파(radio wave)와 같은 전자기파를 이용하는 원격 정보 전송 시스템의 형태로 구현되는 것이 일반적이며, 이러한 구현은 일반적으로 네트워크의 물리 계층(Physical Layer)에서 구현된다.

근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Network, WPAN)은 컴퓨터, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistants), 프린터, 디지털 카메라, 텔레비전, 미디어 플레이어 등과 같은 복수 개의 장치들간의 통신에 사용되는 무선 네트워크의 한 종류이다. 일반적으로 WPAN은 10 또는 20미터의 짧은 범위를 커버한다. 최근에는, 블루투스와 IEEE 802.15(단, 여기에 한정되는 것은 아니다.)등을 포함하는 이러한 네트워크 통신들에 관한 다수의 표준안이 개발되어 왔다.

WPAN 송신기 또는 수신기의 중요한 구성 요소는 비트들, 데이터 심볼들, 코드화된 시퀀스들 또는 다른 통신 심볼들을 인터리빙하는데 사용되는 인터리버이다. 인터리버는 디지털 통신 시스템에서 에러 복원을 제공하는데 자주 사용된다. 인터리빙의 근본적인 개념은 입력 시퀀스를 거의 랜덤한 방식으로 섞어서 처음에 인접하게 배치된 비트들/심볼들이 인터리빙을 수행한 후에는 떨어지도록 하는 것이다. 완벽한 랜덤 인터리빙의 경우 생성 또는/ 및 복원이 쉽지 않을 수 있기 때문에 일부 실시예에서는 선호되지 않는다. 실질적으로, 외관상 랜덤 치환을 생성할 수 있는 확정적(Deterministic) 인터리빙이 구현되는 것이 일반적이다.

개발의 한 측면은 통신 심볼들의 시퀀스를 인터리빙하는 방법이며, 상기 방법은, 제 1 배열(order)을 갖는 제 1 배열된(ordered) 통신 심볼들의 시퀀스를 수신하는 단계; 제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 상기 제 1 배열된 통신 심볼들을 치환하는 단계; 상기 제 2 배열된 통신 시퀀스를 출력하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열에 기초하며, 상기 제 3 배열은,

의 입력-출력 관계에 의하여 정의되는 유사 랜덤(psedorandom) 치환(permutation)이며, 상기 P는 상기 제 1 배열된 시퀀스의 원소들의 개수보다 작지 않은 최소의 2의 거듭제곱(power of 2)이며, S는 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스에 의하여 표현되는 입력 배열이며, Y는 정수들의 시퀀스로써 표현되는 출력 배열이며, m은 정수일 수 있다.

개발의 다른 측면은 인터리버이며, 인터리버는 제 1 배열을 갖는 제 1 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 수신하는 입력부(input);

제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 상기 제 1 배열된 통신 심볼들을 치환하는 치환부;

상기 제 2 배열된 통신 시퀀스를 출력하는 출력부를 포함하고,

상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열에 기초하며,

상기 제 3 배열은,

의 입력-출력 관계에 의하여 정의되는 유사 랜덤(psedorandom) 치환(permutation)이며, 상기 P는 상기 제 1 배열된 시퀀스의 원소들의 개수보다 작지 않은 최소의 2의 거듭제곱(power)이며, S는 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스에 의하여 표현되는 입력 배열이며, Y는 정수들의 시퀀스로써 표현되는 출력 배열이며, m은 정수일 수 있다.

개발의 또 다른 측면은 통신 심볼들을 디-인터리빙 하는 방법이며, 상기 방법은 제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 수신하는 단계; 상기 제 1 배열을 갖는 제 1 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 상기 제 2 배열된 통신 심볼들을 치환하는 단계; 및 상기 제 1 배열된 통신 시퀀스를 출력하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열에 기초하며, 상기 제 3 배열은,

개발의 또 다른 측면은 디-인터리버이며, 제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 수신하도록 구성된 입력부; 상기 제 1 배열을 갖는 제 1 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 상기 제 2 배열된 통신 심볼들을 치환하도록 구성된 치환부; 및 상기 제 1 배열된 통신 시퀀스를 출력하도록 구성된 출력부를 포함하고, 상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열에 기초하며, 상기 제 3 배열은,

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 양방향 및 전방향 안테나를 갖는 무선 장치들의 신호 파형들을 표시한 무선 네트워크를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 매체를 통하여 데이터의 전송하기 위한 통신 시스템에 관한 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 심볼들의 시퀀스를 인터리빙하는 방법에 관한 흐름도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시퀀스를 치환하는 방법에 관한 흐름도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 랜덤 치환기를 외부 인터리버로써 사용하는 시스템에 관한 블록도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 랜덤 치환기가 오직 데이터 심볼들을 인터리빙하는 시스템에 관한 블록도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 랜덤 치환기가 비-데이터 심볼들과 함께 데이터 심볼들을 인터리빙하는 시스템에 관한 블록도를 나타낸다.

본 명세서는 2008.01.25.일자로 출원된 미국 임시 출원 61/023,814호를 우선권의 기초로 주장하며, 전체 내용이 참고로써 포함된다.

본원 발명의 일 실시예서는 무선 네트워크에서 통신 심볼들의 시퀀스를 인터리빙하는 방법 및 시스템을 제공한다. 다음의 상세한 설명은 본원 발명의 특정한 예에 관한 것이다. 그러나, 본원 발명은 청구항에 의하여 정의되고 커버되는 다양한 다른 실시예에 의하여 구현될 수 있다. 상세한 설명에서, 참조 번호는 도면에 관한 것이며 유사한 구성 요소에 대해서는 전체적으로 동일한 참조 번호가 부여될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

WPAN 시스템 개요

WPAN(Wireless Personal Area Network) 시스템은 동일한 사람에 인접한 장치들(예를 들면, 전화기 및 PDA)간의 통신에 사용되는 컴퓨터 네트워크이다. 장치들은 당사자에게 속하거나 속하지 않을 수 있다. WPAN의 도달 범위는 일반적으로 수미터 정도이지만, 특정 환경하에서는 더 길어질 수 있다. WPAN은 장치들간의 통신 또는 인터넷과 같은 상위 레벨의 네트워크와의 상호 연결에 사용될 수 있다. 최근에는, 블루투스와 IEEE 802.15(단, 여기에 한정되는 것은 아니다.)등을 포함하는 이러한 네트워크 통신들에 관한 다수의 표준안이 개발되어 왔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 WPAN의 일 예에 관한 그림이다. 도시된 네트워크(100)는 조정자(120) 및 제 1 내지 제 3 장치들(130,140,150)를 포함한다. 조정자(120)와 제 1 내지 제 3 장치들(130,140,150)는 상이한 변조 방식, 상이한 코딩 스켐, 상이한 프로토콜, 상이한 랜덤 액세스 스켐 및 상이한 주파수 대역등을 포함하는 서로 다른 다양한 파라미터들을 이용하여 통신할 수 있다.

조정자(120)는 자신 및 다른 장치들간의 데이터 전송을 조정하는 역할을 담당한다. 조정자(120)는 무선 채널을 다수의 시간 간격으로 분할하고, 시간 간격들 동안 특정 장치들 간의 통신을 스케줄링 할 수 있다. 조정자는 예를 들면, 텔레비전, 셋탑 박스, 개인용 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 또는 복잡한 제어 박스일 수 있다.

도 1의 네트워크(100)에서 조정자(120)은 제 1 장치 내지 제 3 장치(130,140,150)로(또는 로부터)의 양방향 송신 및/또는 수신을 수행하도록 구성된다. 조정자(120)는 양방향 송신 및/또는 수신을 위하여 섹터 안테나 또는 안네타 어레이를 사용할 수 있다. 혼 안테나(horn antenna)와 같은 섹터 안테나가 사용되는 경우, 각각의 섹터(121)은 데이터의 송신 및 수신을 위한 각각의 방향을 나타낸다. 섹터의 선택 과정에서, 조정자(120)는 섹터를 선택하고 해당 방향으로(또는, 로부터) 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 선형 어레이(linear array) 또는 원형 어레이(circular array)와 같은 안테나 어레이가 사용되면, 안테나 계수를 선택함으로써 방향을 결정한다.

제 1 장치(130)는 전 방향(omni-directional) 송신 및 수신을 사용할 수 있다. 제 2 장치(140)는 조정자(120)보다 더 많거나 더 작은 섹터 안테나를 사용할 수 있다. 또한, 제 3 장치(150)는 조정자(120)와 동일한 수의 섹터 안테나를 사용할 수 있다. 제 1 내지 제 3 장치들(130,140,150) 각각은 텔레비전, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 캠코더, 게임 장치 또는 마우스, 키보드, 프린트, 스캐너와 같은 컴퓨터 주변 장치일 수 있다.

양방향 전송에서는 조정자(120) 또는 하나 이상의 장치들에 의하여 빔형성이 사용될 수 있다. 일 실시예에서 비대칭 안테나 시스템(Asymmetric Antenna System, AAS)가 조정자(120) 또는 하나 이상의 장치들에 의하여 채용될 수 있으며, 송신 및 수신 방향의 다양한 조합을 만든다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 WPAN 시스템(200)에 관한 블록도를 나타낸다. WPAN 시스템(200)은 무선 송신기(202) 및 무선 수신기(204)를 포함한다. 무선 송신기는 물리(Physical, PHY) 계층(206), 미디어 접근 제어(Media Access Control, MAC) Layer(208), 상위 계층(210) 및 하나 이상의 안테나들을 포함한다. 유사하게, 수신기(204)는 PHY 계층(214), MAC 계층 (216), 상위 계층(218) 및 하나 이상의 안테나를 포함한다. 일 실시예에서, 물리 계층(206,214)는 RF(Radio Frequency) 모듈들(207,217)을 포함한다. PHY 계층(206,214)는 RF 모듈(207,217) 및 하나 이상의 안테나들을 통하여 무선 매체(201)를 통과하여 송신기(202)와 수신기(204)간의 무선 통신을 지원한다.

상위 계층(210,218)은 각각 MAC 계층(208,216)의 상위에 있는 하나 이상의 계층을 나타내며, 명령 및/또는 데이터 메시지를 MAC 계층에 전송한다. OSI 또는 TCP/IP 모델같은 일 실시예에서, 상위 계층(210,218)은 네트워크 계층을 포함한다. 일 실시예에서, 네트워크 계층은 데이터 패킷들을 소스단에서 목적지단으로 전송하는 기본적인 작업을 수행하는 IP 프로토콜을 포함한다. 5 계층 TCP/IP 모델과 같은 다른 실시예에서는, 상위 계층(210,218)이 전송 계층 및 응용 계층을 더 포함한다. 7계층 OSI 모델과 같은 다른 실시예에서는, 상위 계층(210,218)이 전송 계층 및 응용 계층 뿐만아니라 세션 계층 및 표현 계층을 더 포함한다.

무선 송신기(202)에서, 상위 계층(210)은 데이터(예를 들면, 텍스트, 그래픽 또는 오디오 데이터) 및/또는 명령 메시지를 MAC 계층(208)에 제공한다. 일 실시예에서, MAC 계층(208)은 데이터 및/또는 명령 메시지를 하나 이상의 데이터 패킷으로 형성하는 패킷화 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 이 후, MAC 계층(208)은 데이터 패킷들을 PHY 계층(206)에 전송한다. 송신기(202)의 PHY/MAC 계층은 PHY 및 MAC 해더를 데이터 패킷들에 부가한다. PHY 계층(206)은 데이터 패킷을 포함하는 무선 신호들을 무선 채널(201)을 경유하여 RF 모듈(207)을 통해 수신기(204)에 전송한다.

무선 수신기(204)에서, PHY 계층(214)는 RF 모듈(217)을 통하여 데이터 패킷들을 포함하는 무선 신호를 수신한다. 이 후, PHY/MAC 계층들(214,216)은 수신된 데이터 패킷을 처리하여 하나 이상의 데이터/명령 메시지를 추출한다. 추출된 데이터/명령 메시지는 상위 계층(210)에 전달되어 더 처리되거나 다른 모듈 또는 다른 장치에 전달되어 출력(텍스트 또는 그래픽) 또는 재생(오디오)될 수 있다.

인터리빙 개요

통신 심볼의 시퀀스는 비트들, 심볼들 도는 서브-시퀀스들과 같은 통신 심볼들의 웰-오더드(well-ordered) 집합이다. 웰-오더(well-order)는 어떤 집합내에서 이항 관계(여기서는 <를 사용한다.)이며, 일반적으로 집합내의 각각의 원소에 대해서 배치내에서의 위치를 정의한다. 웰-오더의 예는 사전식 순서에 따른 알파벳 문자들(A<B<C...), 자연수들(1<2<3...), 게임 카드의 순서(... J<Q<K<A)를 포함한다. 웰-오더는 유일한 위치가 배치된 원소들의 개수와 동일한 크기를 갖는 것으로 설명될 수 있다.

통신 심볼들의 배치는 전체 또는 자연수들의 시퀀스를 이용하여 나타낼 수 있으며, 각각의 숫자는 시퀀스내의 서수(ordinal)적인 위치에 대응한다. 예를 들여, 다섯 개의 원소들을 포함하는 집합이 주어진 경우 이들 중 일부는 동일할 수 있다. 재배열된 [3 2 5 1 4]는 첫 번째 배열(order)에서 세 번째의 원소이, 두 번째 배열에서 첫 번째이며, 첫 번째 배열에서의 두 번째 원소가 두 번째 배열에서는 두 번째이며, 첫 번째 배열에서의 다섯 번째 원소가 두 번째 배열에서는 세 번째이며, 첫 번째 배열에서의 첫 번째 원소가 두 번째 배열에서는 네 번째이며, 첫 번째 배열에서의 네 번째 원소가 두 번째 배열에서는 다섯 번째임을 나타낼 수 있다. 배열 또는 치환을 나타내는데는 정수를 포함하는 숫자들이 사용될 수 있지만, 배열(order)이 숫자들의 시퀀스에 한정되는 것은 아니며 이러한 방식으로 표현될 수 있다.

이러한 재 배열 또는 인터리빙은 노이즈나 간섭(interference)등에 의하여 발생하는 에러를 방지하기 위하여 통신에서 주로 사용된다. 통신 데이터는 전송 과정에서 발생한 일부 에러를 수신단에서 복구할 수 있도록 에러 제어 비트가 부가되어 전송된다. 짧은 시간내에서 버스터 에러(burst error)가 발생하면 에러가 복구되지 못할 수도 있다. 반면에, 동일한 에러가 발생하더라도 이것이 보다 긴 시간동안 흩어져 있는 경우, 에러들의 복구가 보다 용이할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서는 버스트 에러 패턴을 피하는 것이 바람직하다. 이러한 버스트 에러의 효과를 감소시키기 위하여 코드-워드(codewords)들은 전송되기 전에 재배열되거나 인터리빙된다. 이러한 방식으로, 버스터 에러 패턴이 긴 시간 간격동안에 흩어진 복수 개의 에러들로 변경되며, 디코더는 코드워드들을 디-인터리빙하거나 재배열하여 원래의 순서대로 복원한 후에 코드워드들을 디코딩한다.

일반적인 인터리버는 인터리빙된 출력이 특정한 성질(입력 배열내에서 인접한 원소들이 출력 배열내에서는 이들 사이에 적어도 일부의 원소들이 배치되는 것과 같은)을 갖도록 설계된다. 그러나, 잘 설계된 인터리버는 보통 2,4,8,16등과 같이 2의 거듭 제곱(power of 2)수인 특정 개수의 입력 심볼들에 대하여 설계되는 것이 일반적이다. 이하에서는 임의의(arbitary) 개수의 심볼들을 인터리빙할 수 있는 인터리버를 만들기 위하여 이러한 인터리버를 이용하는 방법이 개시된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 심볼들의 시퀀스를 인터리방 하는 방법에 관한 흐름도이다. 도 3의 방법은 단계 310에서 시작하며, 단계 310에서는, 제 1 배열을 갖는 제 1 배열된 통신 심볼들의 시퀀스가 수신된다. 예를 들어, 시퀀스는 순방향 오류 정정 코드 인코더(forward error correction code encoder)로부터 출력된 비트들의 시퀀스일 수 있다. 시퀀스는 또한 서브-시퀀스 또는 데이터 블록들일 수 있다. 블록 320에서, 제 1 배열된 시퀀스를 치환하여 제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 시퀀스를 생성한다. 따라서, 제 2 배열된 시퀀스는 제 1 배열된 시퀀스에서와 동일한 원소들로 구성되지만, 다른 배열을 갖는다. 본원 발명의 다른 실시예에서는, 제 2 배열은, 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열의 축약(abridging)에 기초한다. (예를 들면, 더 많은 통신 심볼들을 배치할 수 있다.) 블록 320에서 제 1 배열된 시퀀스를 치환한 이후에 블록 330에서는 인터리버가 제 2 배열된 통신 심볼들을 출력한다.

제 3 배열을 축약하여 제 2 배열을 생성하는 일 예가 이하에서 서술된다. 상술한바와 같이, 좋은 특성을 갖는 인터리버들은 2의 거듭 제곱 수의 크기에 대하여 존재한다. 이러한 인터리버들은 원래의 인터리버들이 갖는 많은 좋은 특성들을 유지한 상태로 임의의 크기의 다른 인터리버를 생성하는데 사용된다. A로 표시된 12개의 비트들의 시퀀스는 [1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0]이며, [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12]가 나타내는 배열을 갖는다. 이러한 표기는 첫 번째 비트는 '1'이며, 두 번째 비트는 '0', 세 번째 비트는 '0'등을 나타낸다. 간단하게 [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16]로 기재함으로써 2의 거듭 제곱 수에 해당하는 더 큰 배열을 생성할 수도 있다. 특정한 유사랜덤 인터리버에서의 출력이 [1 16 14 11 7 2 12 5 13 4 10 15 3 6 9 8]일 수 있다. 이는 만일 16개 원소들의 시퀀스가 입력되었다면 첫 번째 시퀀스의 첫 번째 원소가 두 번째 시퀀스의 첫 번째 원소이며, 첫 번째 시퀀스의 16번째 원소가 두 번째 시퀀스의 두 번째 원소가 되도록 출력이 재배열될 되었음을 암시한다. 배열은, 12개 보다 더 큰 성분들을 제거하는 것과 같은 방법으로 수정될 수 있으며 [1 11 7 2 12 5 4 10 3 6 9 8]로 기재될 수 있는 배열을 생성하며, 첫 번째 시퀀스의 첫 번째 원소가 두 번째 시퀀스의 첫 번째 원소이어야 하며, 첫 번째 시퀀스의 11 번째 원소가 두 번째 시퀀스의 두 번째 원소이여야 함을 나타낸다. 따라서, 인터리버의 출력은 [1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1]이다.

축약된 배열을 이용하여 시퀀스를 치환하는 다른 예는 도 4에서 설명한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시퀀스를 치환하는 방법에 관한 흐름도이다. 도 4의 방법 400은 블록 405에서 시작하며, 블록 405에서는, 출력된 배열의 크기(N)를 결정한다. 예를 들어, 키기는 치환될 시퀀스내의 원소들의 개수 또는 입력 배열의 크기일 수 있다. 블록 410에서는, 출력된 배열의 크기에 기초하여, N 보다 작지 않은 최소의 2의 거듭 제곱 수를 결정한다. 본 발명의 다른 실시예에서, P는 오로지(strictly) N보다 크면서 최소인 2의 거듭 제곱 수 일 수 있다. 블록 415에서는, 0에서 P-1까지의 정수들의 시퀀스내에서 정수들이 증가하는 순서대로 배치된 배열(S)가 형성된다. 블록 420에서는, S의 치환에 기초하여 다른 배열(Y)가 형성된다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 배열 Y가 mod(m*S*(S-1)/2,P)에 의하여 형성된다. m은 정수이며 mod는 모듈러스를 나타낸다. 블록 425에서는, 시작 인덱스(K)가 결정된다. 시작 인덱스는 0,N 또는 이들 사이의 정수일 수 있다. 블록 425에서는, 배열 Y를 축약함으로써 또다른 배열(Z)가 형성된다. 일 실시예에서, [K, K+1, …, K+P-N-1]번째 위치에 대응하는 엔트리들이 제거됨으로써 배열 Z가 형성된다. 기수(cardinal number)의 시퀀스로 기재되면, 배열 Z가 K+P-N-1보다 큰 N-K 엔트리들을 포함할 수 있다. 이들 엔트리들 각각으로부터 P-N이 감해지고(subtract), 비연속적인 순서로 0에서 P-1까지의 정수들의 집합인 배열 X가 도출된다.

상술한 설명은 다음의 두 가지 예에 의하여 설명된다.

예 1:

N=60; P=64;m=P-1=63;K=60;

S = 0:1:63

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

Y(m=P-1)

0 63 61 58 54 49 43 36 28 19 9 62 50 37 23 8

56 39 21 2 46 25 3 44 20 59 33 6 42 13 47 16

48 15 45 10 38 1 27 52 12 35 57 14 34 53 7 24

40 55 5 18 30 41 51 60 4 11 17 22 26 29 31 32

Z=X

0 58 54 49 43 36 28 19 9 50 37 23 8 56 39

21 2 46 25 3 44 20 59 33 6 42 13 47 16 48

15 45 10 38 1 27 52 12 35 57 14 34 53 7 24

40 55 5 18 30 41 51 4 11 17 22 26 29 31 32

본 실시예에서는 Z와 X가 동일하지만 모든 경우에 반드시 그런 것은 아니다.

예 2:

N = 60; P = 64; m=1; K=0;

S = 0:1:63

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47

48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

Y(m=1)

0 31 29 58 54 17 11 36 28 51 41 62 50 5 55 8

56 7 53 2 46 57 35 44 20 27 1 6 42 45 15 16

48 47 13 10 38 33 59 52 12 3 25 14 34 21 39 24

40 23 37 18 30 9 19 60 4 43 49 22 26 61 63 32

Z

31 29 58 54 17 11 36 28 51 41 62 50 5 55 8

56 7 53 46 57 35 44 20 27 6 42 45 15 16 48

47 13 10 38 33 59 52 12 25 14 34 21 39 24 40

23 37 18 30 9 19 60 4 43 49 22 26 61 63 32

X

27 25 54 50 13 7 32 24 47 37 58 46 1 51 4

52 3 49 42 53 31 40 16 23 2 38 41 11 12 44

43 9 6 34 29 55 48 8 21 10 30 17 35 20 36

19 33 14 26 5 15 56 0 39 45 18 22 57 59 28

본 실시예에서, Z와 X는 상이하다. 실제로, 0,1,2,3이 소실되기 때문에 0에서 N-1까지의 정소들로 구성되는 시퀀스를 재배열하는 데에는 Z가 부적합하다.

응용예

인터리버는 다양한 통신 시스템내에서의 다양한 사용처를 발견한다. 일 실시예에서, 인터리빙된 비트들 및 심볼들이 TV, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 셋탑 박스, DVD 플레이어, DVD 레코더, VCR, 오디오 플레이어, 디지털 카메라, 캠코더 ,게임 장치에 의하여 전송되는 것과 같은 오디오 또는 비디오 데이터의 대표일 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서는 통신 심볼들이 WiHD 시스템에서 사용되는 것과 같은 비압축 고해상도(High Definition) 영상 데이터의 대표이다. 다른 실시예에서는, 인터리빙 된 비트들 및 심볼들이 마우스, 키보드, 프린트, 스캐너와 같은 컴퓨터 주변 장치로부터 발생된 데이터의 대표일 수 있다.

상술한 유사랜덤 치환은 두 개의 오류 정정 코드들 사이의 아우터 인터리버로써 사용될 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유사 랜덤 치환기의 아우터 인터리버로써 사용을 나타내는 시스템에 관한 블록도를 나타낸다. 시스템(500)은 외부(outer) 오류 정정 코드 인코더(510), 외부 인터리버(520) 및 내부 오류 정정 코드 인코더(530)를 포함한다. 일 실시예에서 외부 코드는 RS(Reed-Solomon) 선형 주기 코드(linear cyclic code)이고, 내부 코드는 콘볼루션 코드, 터보 코드, LDPC 코드, 트렐리스(trellis) 코드화된 변조 스켐 또는 다른 코딩 스켐에 기초한 것이다.

상술한 인터리버는 또한 블록 전송전의 데이터 심볼의 인터리빙에 사용될 수 있다. 여기에서 블록 전송은 OFDM, 단일 반송파 블록 전송(Single Carrier Block Transmission, SCBT) 또는 유사한 특성의 변형들을 지칭한다. 유사 랜덤 치환은 또한 OFDM, SCBT 또는 이들의 다른 변형(예를 들면, OFDMA)을 위한 심볼 인터리버로써 사용될 수 있다.

OFDM/SCBT 블록 전송의 일 실시예에서는, 인터리빙 후의 블록의 특정 위치가 미리 배치(pre-occupied)되어 있을 수 있다. 이는 OFDM을 위한 널-톤(null tone)이 되거나, OFDM/SCBT를 위한 파일럿 톤(pilot tone)이 될 수 있다. 이와 같이 인터리빙 후의 위치가 미리 배치(pre-occupied)되는 것을 구현하는(getting around) 적어도 두 가지 방법이 있다.

일 시시예에서는, 미리 배치된 위치를 내버려두고, 인터리버가 오직 데이터 심볼들을 인터리빙하도록 형성된다. 예를 들어, 다음의 OFDM은 N_data=360,N_null/DC=130,N_pilot=22, 및 N_all=512로 설정한다. 인터리버는 도 6에도시된 바와 같이 360의 크기를 가지며, 오직 데이터 심볼들을 인터리빙한다.

다른 실시예에서는, 널(null), DC, 파일롯 심볼들이 미리 정해진 위치에 삽입되며, 비-데이터 심볼(non-data symbol)들과 함께 데이터 심볼들을 인터리빙 하는 더 큰 인터리버가 채용된다. 상술한 것과 같은 동일한 예를 이용하면, 도 7에서 도시된 바와 같이 512의 크기를 갖는 인터리버가 형성될 수 있으며, 인터리빙 된 원소들은 비-데이터(널, DC, 파일럿 및 기타등등) 심볼들과 데이터 심볼들이다.

상술한 설명은 다양한 실시예에 적용될 수 있는 본원 발명의 신규한 특징들을 나타내고 있으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본원 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 상술한 장치나 프로세스의 형태 및 세부 사항을 다양하게 생략, 변경, 치환할 수 있음을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 설명에 의하기 보다는 첨부된 청구항에 의하여 정의된다. 청구항과 동일한 의미와 범위내에서 발생하는 모든 변화는 이들의 범위내에 포함된다.

Claims

통신 심볼들의 시퀀스를 인터리빙(interleaving) 하는 방법에 있어서,
제 1 배열(order)을 갖는 제 1 배열된(ordered) 통신 심볼들의 시퀀스를 수신하는 단계;
제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 상기 제 1 배열된 통신 심볼들을 치환하는 단계;
상기 제 2 배열된 통신 시퀀스를 출력하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열에 기초하며,
상기 제 3 배열은,
의 입력-출력 관계에 의하여 정의되는 유사 랜덤(psedorandom) 치환(permutation)이며, 상기 P는 상기 제 1 배열된 시퀀스의 원소들의 개수보다 작지 않은 최소의 2의 거듭제곱(power of 2)이며, S는 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스에 의하여 표현되는 입력 배열이며, Y는 정수들의 시퀀스로써 표현되는 출력 배열이며, m은 정수이고,
상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 3 배열의 축약(abridgement)에 기초하는 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 3 배열의 크기는,
상기 제 2 배열의 크기와 크거나 같은 최소의 2의 거듭제곱인 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 제 2 배열은,
상기 제 3 배열에서 K, K+1,K+2,…,K+P-N-1번째 원소가 제거된 배열이며, 상기 N은 상기 제 2 배열의 크기이며, 상기 K는 정수인 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 2 배열은,
0에서부터 N-1까지의 연속하는 정수들의 시퀀스에 의하여 표현되며, 상기 N은 상기 제 2 배열의 크기인 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
제 5항에 있어서,
상기 0에서부터 N-1까지의 연속하는 정수들의 시퀀스는, 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스를 유사 랜덤 치환하여 축약한 시퀀스를 변환하여 도출되며,
상기 축약은 K와 K+P-N-1 사이의 정수들의 제거를 포함하고, 상기 K는 정수이며, 상기 변환은, K+P-N-1 보다 큰 원소들에 대한 P-N의 감산을 포함하는 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 배열된 시퀀스는,
제 1 오류 정정 코드 인코더(Error Correction Code Encoder)로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 2 배열된 시퀀스는,
제 2 오류 정정 코드 인코더로 출력되는 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 배열된 시퀀스는,
널(Null) 심볼, DC 성분 및 파일롯(pilot) 심볼 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 출력하는 단계는,
상기 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 반송 신호(carrier signal)로 변조(modulate)하는 단계; 및
상기 변조된 반송 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
제 1항에 있어서, 상기 통신 심볼들은,
오디오 및 비디오를 나타내는 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
제 11항에 있어서, 상기 통신 심볼들은,
비압축 고해상도(high definition) 영상 데이터를 나타내는 것을 특징으로 하는 인터리빙 방법.
인터리버(interleaver)에 있어서,
제 1 배열을 갖는 제 1 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 수신하는 입력부(input);
제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 상기 제 1 배열된 통신 심볼들을 치환하는 치환부;
상기 제 2 배열된 통신 시퀀스를 출력하는 출력부를 포함하고,
상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열에 기초하며,
상기 제 3 배열은,
의 입력-출력 관계에 의하여 정의되는 유사 랜덤(psedorandom) 치환(permutation)이며, 상기 P는 상기 제 1 배열된 시퀀스의 원소들의 개수보다 작지 않은 최소의 2의 거듭제곱(power)이며, S는 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스에 의하여 표현되는 입력 배열이며, Y는 정수들의 시퀀스로써 표현되는 출력 배열이며, m은 정수이고,
상기 제 2 배열은, 적어도 부분적으로 상기 제 3 배열의 축약(abridgement)에 기초하는 것을 특징으로 하는 인터리버.
제 13항에 있어서, 상기 제 2 배열은,
0에서부터 N-1까지의 연속하는 정수들의 시퀀스에 의하여 표현되며, 상기 N은 상기 제 2 배열의 크기인 것을 특징으로 하는 인터리버.
제 14항에 있어서,
상기 0에서부터 N-1까지의 연속하는 정수들의 시퀀스는, 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스를 유사 랜덤 치환하여 축약한 시퀀스를 변환하여 도출되며,
상기 축약은, K와 K+P-N-1 사이의 정수들의 제거를 포함하고, 상기 K는 정수이며, 상기 변환은, K+P-N-1 보다 큰 원소들에 대한 P-N의 감산을 포함하는 것을 특징으로 하는 인터리버.
통신 심볼들의 시퀀스를 디-인터리빙(de-interleaving) 하는 방법에 있어서,
제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 수신하는 단계;
제 1 배열을 갖는 제 1 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 상기 제 2 배열된 통신 심볼들을 치환하는 단계; 및
상기 제 1 배열된 통신 시퀀스를 출력하는 단계를 포함하고,
상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열에 기초하며,
상기 제 3 배열은,
의 입력-출력 관계에 의하여 정의되는 유사 랜덤(psedorandom) 치환(permutation)이며, 상기 P는 상기 제 1 배열된 시퀀스의 원소들의 개수보다 작지 않은 최소의 2의 거듭제곱(power)이며, S는 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스에 의하여 표현되는 입력 배열이며, Y는 정수들의 시퀀스로써 표현되는 출력 배열이며, m은 정수이고,
상기 제 2 배열은, 적어도 부분적으로 상기 제 3 배열의 축약(abridgement)에 기초하는 것을 특징으로 하는 디-인터리빙 방법.
제 16항에 있어서, 상기 제 2 배열은,
0에서부터 N-1까지의 연속하는 정수들의 시퀀스에 의하여 표현되며, 상기 N은 상기 제 2 배열의 크기인 것을 특징으로 하는 디-인터리빙 방법.
제 17항에 있어서,
상기 0에서부터 N-1까지의 연속하는 정수들의 시퀀스는, 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스를 유사 랜덤 치환하여 축약한 시퀀스를 변환하여 도출되며,
상기 축약은 K와 K+P-N-1 사이의 정수들의 제거를 포함하고, 상기 K는 정수이며, 상기 변환은, K+P-N-1 보다 큰 원소들에 대한 P-N의 감산을 포함하는 것을 특징으로 하는 디-인터리빙 방법.
디-인터리버(de-interleaver)에 있어서,
제 2 배열을 갖는 제 2 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 수신하도록 구성된 입력부;
제 1 배열을 갖는 제 1 배열된 통신 심볼들의 시퀀스를 생성하기 위하여 상기 제 2 배열된 통신 심볼들을 치환하도록 구성된 치환부; 및
상기 제 1 배열된 통신 시퀀스를 출력하도록 구성된 출력부를 포함하고,
상기 제 2 배열은 적어도 부분적으로 상기 제 2 배열보다 더 큰 크기를 갖는 제 3 배열에 기초하며,
상기 제 3 배열은,
의 입력-출력 관계에 의하여 정의되는 유사 랜덤(psedorandom) 치환(permutation)이며, 상기 P는 상기 제 1 배열된 시퀀스의 원소들의 개수보다 작지 않은 최소의 2의 거듭제곱(power)이며, S는 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스에 의하여 표현되는 입력 배열이며, Y는 정수들의 시퀀스로써 표현되는 출력 배열이며, m은 정수이고,
상기 제 2 배열은, 적어도 부분적으로 상기 제 3 배열의 축약(abridgement)에 기초하는 것을 특징으로 하는 디-인터리버.
제 19항에 있어서, 상기 제 2 배열은,
0에서부터 N-1까지의 연속하는 정수들의 시퀀스에 의하여 표현되며, 상기 N은 상기 제 2 배열의 크기인 것을 특징으로 하는 디-인터리버.
제 20항에 있어서,
상기 0에서부터 N-1까지의 연속하는 정수들의 시퀀스는, 0부터 P-1 까지의 연속하는 정수들이 증가하는 순서대로 배열된 시퀀스를 유사 랜덤 치환하여 축약한 시퀀스를 변환하여 도출되며,
상기 축약은 K와 K+P-N-1 사이의 정수들의 제거를 포함하고, 상기 K는 정수이며, 상기 변환은, K+P-N-1 보다 큰 원소들에 대한 P-N의 감산을 포함하는 것을 특징으로 하는 디-인터리버.