KR102205630B1 - Early termination apparatus for enhancing efficiency of code decoder and method thereof - Google Patents

Early termination apparatus for enhancing efficiency of code decoder and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102205630B1
KR102205630B1 KR1020190123789A KR20190123789A KR102205630B1 KR 102205630 B1 KR102205630 B1 KR 102205630B1 KR 1020190123789 A KR1020190123789 A KR 1020190123789A KR 20190123789 A KR20190123789 A KR 20190123789A KR 102205630 B1 KR102205630 B1 KR 102205630B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
syndrome
early termination
decoding process
calculated
error
Prior art date
Application number
KR1020190123789A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
허준
안병규
윤성식
박주윤
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020190123789A priority Critical patent/KR102205630B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102205630B1 publication Critical patent/KR102205630B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/11Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits using multiple parity bits
    • H03M13/1102Codes on graphs and decoding on graphs, e.g. low-density parity check [LDPC] codes
    • H03M13/1105Decoding
    • H03M13/1128Judging correct decoding and iterative stopping criteria other than syndrome check and upper limit for decoding iterations
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/37Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35
    • H03M13/3746Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35 with iterative decoding
    • H03M13/3753Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35 with iterative decoding using iteration stopping criteria
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/65Purpose and implementation aspects
    • H03M13/6502Reduction of hardware complexity or efficient processing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

The present invention relates to an early termination device and a method thereof. According to an embodiment of the present invention, the early termination device includes: a codeword receiving unit for receiving a constituent code codeword input to a decoder (decoder); an expected reduction rate calculation unit detects a syndrome of a constituent protection codeword received in a half-iteration decoding process performed a preset number of times, counts the number of detected syndromes, counts the number of syndromes, and calculates the expected reduction rate of the syndrome based on the number of counted syndromes; and an early termination determination unit which calculates a difference in the detection rate of the syndrome in the hemispherical decoding process, and determines whether or not the hemispherical decoding process is early terminated based on the calculated difference in a detection rate and the calculated expected reduction rate.

Description

부호 복호기의 효율 증대를 위한 조기 종료 장치 및 그 방법{EARLY TERMINATION APPARATUS FOR ENHANCING EFFICIENCY OF CODE DECODER AND METHOD THEREOF}Early termination device and method for increasing the efficiency of a code decoder {EARLY TERMINATION APPARATUS FOR ENHANCING EFFICIENCY OF CODE DECODER AND METHOD THEREOF}

부호 복호기의 효율 증대를 위한 조기 종료 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부호 복호기를 이용하여 복호 과정의 조기 종료 여부를 판단하는 기술적 사상에 관한 것이다.The present invention relates to an early termination apparatus and a method for increasing the efficiency of a code decoder, and more particularly, to a technical idea for determining whether or not a decoding process is early terminated using a code decoder.

블록 터보 부호(block turbo code, BTC)는 짧은 길이의 구성 부호에 기초하여 2차원 이상의 매트릭스(matrix) 형태의 오류정정부호 코드워드를 형성하며, 일반적으로 코드워드 구성에 사용되는 부호는 이진 또는 비이진 블록 코드로써 해밍(hamming) 부호, BCH(bose-chaudhuri-hocquenghem) 부호, RS(reed-solomon) 부호 등이 이에 해당한다.The block turbo code (BTC) forms an error correction code word in the form of a two-dimensional or more matrix based on a short-length constituent code. In general, the code used in the code word composition is binary or non- As a binary block code, a hamming code, a bose-chaudhuri-hocquenghem (BCH) code, and a reed-solomon (RS) code correspond to this.

구성 부호는 (n,k,d)의 파라미터(parameter)들을 이용해 표현되며, 여기서 n은 코드워드 길이, k는 정보 비트 길이, d는 해밍 거리(hamming distance)를 각각 나타낸다. The constituent code is expressed using parameters of (n,k,d), where n is a codeword length, k is an information bit length, and d is a hamming distance.

따라서 만약 동일 종류의 구성 부호를 이용해 2차원 매트릭스 형태의 블록 터보 부호를 구성하는 경우, 코드워드가 (n,k,d)2으로 표현되며, 이때 코드워드 길이는 n2, 정보 비트 개수는 k2, 해밍 거리는 d2이 된다. 여기서 주목해야 할 점은 블록 터보 부호의 해밍 거리가 각 구성 부호의 해밍 거리의 곱으로 표현되기 때문에 오류정정 성능이 보다 크게 증가 된다는 것이다.Therefore, if a block turbo code in the form of a two-dimensional matrix is constructed using the same type of constituent code, the codeword is expressed as (n,k,d) 2 , where the codeword length is n 2 and the number of information bits is k. 2 , the Hamming distance becomes d 2 . It should be noted here that since the Hamming distance of the block turbo code is expressed as the product of the Hamming distance of each constituent code, the error correction performance is further increased.

블록 터보 부호는 일반적으로 소프트 입력 및 소프트 출력(soft-input soft-output, SISO) 정보를 기반으로 오류정정을 수행하며, 이 알고리즘은 Chase-Pyndiah 알고리즘이라고 불린다. 이 복호 알고리즘은 매우 우수한 오류정정 능력을 보이며, 샤논의 채널 한계 용량을 달성할 수 있다.The block turbo code generally performs error correction based on soft-input soft-output (SISO) information, and this algorithm is called Chase-Pyndiah algorithm. This decoding algorithm shows very good error correction capability and can achieve Shannon's channel limit capacity.

Chase-Pyndiah 복호 알고리즘은 크게 두 단계로 구분 지을 수 있으며, 그 첫 번째 과정은 Chase-2 알고리즘 기반의 경판정 복호(hard decision decoding, HDD), 그리고 두 번째 과정은 반복 복호(iterative decoding)를 수행하기 위한 외부정보(extrinsic information)의 계산 과정이다. The Chase-Pyndiah decoding algorithm can be roughly divided into two stages, the first process is hard decision decoding (HDD) based on the Chase-2 algorithm, and the second process is iterative decoding. This is the process of calculating extrinsic information.

블록 터보 부호의 복호 과정 중 계산 복잡도의 대부분을 차지하는 것은 첫 번째 경판정 복호 과정이며, 이 과정에서의 계산 복잡도는 Chase-2 알고리즘의 주요 파라미터인 최소 신뢰도 비트(least reliable bits, LRB)의 위치 및 개수에 의해 결정된다. The first hard decision decoding process occupies most of the computational complexity in the decoding process of the block turbo code, and the computational complexity in this process is the location of the least reliable bits (LRB), the main parameters of the Chase-2 algorithm. It is determined by the number.

여기서 최소 신뢰도 비트라는 것은 블록 터보 부호 복호기에 입력되는 구성 부호 코드워드의 심볼 값, 즉 소프트 값들 중 그 크기가 상대적으로 작은 비트들을 의미한다. 이는 일반적으로 'p'라는 변수로 표현되며, 통신 환경에 따라 일반적으로 3 내지 5의 크기 값으로 다양하게 설정 가능하다. Chase-2 알고리즘에서는 p 값의 크기를 기반으로 알고리즘을 수행 과정에서 2p개의 테스트 패턴(test pattern)을 생성 하고 이와 동일한 횟수의 경판정 복호 과정을 수행한다.Here, the minimum reliability bit refers to a symbol value of a constituent code codeword input to the block turbo code decoder, that is, bits having a relatively small size among soft values. This is generally expressed as a variable called'p', and can be variously set to a size value of 3 to 5 depending on the communication environment. In the Chase-2 algorithm, 2 p test patterns are generated in the process of executing the algorithm based on the size of the p value, and the same number of hard decision decoding processes are performed.

한편, Chase-Pyndiah 알고리즘은 우수한 오류정정 능력을 가지고 있음에도 불구하고, 다른 오류정정 부호에 비해 복호 복잡도가 상대적으로 높다고 평가되어, 이를 극복하기 위한 다양한 연구들이 수행되어 왔다.On the other hand, the Chase-Pyndiah algorithm is evaluated to have a relatively high decoding complexity compared to other error correction codes, although it has excellent error correction capability, and various studies have been conducted to overcome this.

구체적으로, 복호 알고리즘을 이용한 반복 복호 과정 중 오류 정정의 성공 여부를 지속적으로 판단하고, 만약 모든 오류가 고쳐진 것으로 판단될 경우에는 조기에 오류정정을 종료시키는 방안들이 연구되고 있다. Specifically, methods of continuously determining whether error correction is successful during an iterative decoding process using a decoding algorithm, and ending error correction early if it is determined that all errors have been fixed are being studied.

그러나, 현재까지 제안된 조기 종료 기법들은 채널 환경이 상대적으로 좋은 경우에만 그 기술로 인해 야기되는 긍정적인 효과를 얻을 수 있다.However, the early termination techniques proposed so far can obtain a positive effect caused by the technique only when the channel environment is relatively good.

다시 말해, 조기 종료 기법은 채널 환경의 영향으로 코드워드 내 초기 오류율이 상당히 높은 경우에도 항상 일관되게 최대 반-반복 복호 횟수만큼 오류정정을 수행해야 하지만, 최대 반-반복 복호 횟수만큼 오류정정을 수행한다고 해도 이를 통해 항상 오류 정정이 성공적으로 끝난다는 보장이 없다는 문제가 있다.In other words, even if the initial error rate in the codeword is quite high due to the influence of the channel environment, the early termination technique should always perform error correction as many times as the maximum number of half-repeated decoding, but it performs error correction as many as the maximum number of half-repeated decoding. Even so, there is a problem that there is no guarantee that error correction will always be completed successfully through this.

한국공개특허 제2003-0047178호, "블록터보 부호의 반복 복호 방법 및 블록터보 부호의 반복복호 프로그램을 저장한 기록매체"Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0047178, "Repetitive decoding method of block turbo codes and recording medium storing a program of repeating decoding of block turbo codes"

R, Pyndiah, "Near-optimum decoding of product codes: block turbo codes," IEEE Trans. Commun., vol 46, No. 8, pp. 1003-1010, Aug. 1998.R, Pyndiah, "Near-optimum decoding of product codes: block turbo codes," IEEE Trans. Commun., vol 46, No. 8, pp. 1003-1010, Aug. 1998. Chen, Guo Tai, et al. "An efficient stopping criterion for turbo product codes." IEEE communications letters 11.6 (2007): 525-527.Chen, Guo Tai, et al. "An efficient stopping criterion for turbo product codes." IEEE communications letters 11.6 (2007): 525-527. Tawfeek, Hazem, Ashraf Mahran, and Gamal M. Abdel-Hamid. "A Reliability-based Stopping Criterion for Turbo Product Codes." 2018 14th International Computer Engineering Conference (ICENCO). IEEE, 2018.Tawfeek, Hazem, Ashraf Mahran, and Gamal M. Abdel-Hamid. "A Reliability-based Stopping Criterion for Turbo Product Codes." 2018 14th International Computer Engineering Conference (ICENCO). IEEE, 2018. AlMahamdy, Mohammed, and Jeffrey Dill. "Early Termination of Turbo Decoding by Identification of Undecodable Blocks." 2017 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC). IEEE, 2017.AlMahamdy, Mohammed, and Jeffrey Dill. "Early Termination of Turbo Decoding by Identification of Undecodable Blocks." 2017 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC). IEEE, 2017. Xia, Tian, Hsiao-Chun Wu, and Scott C-H. Huang. "A new stopping criterion for fast low-density parity-check decoders." 2013 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM). IEEE, 2013.Xia, Tian, Hsiao-Chun Wu, and Scott C-H. Huang. "A new stopping criterion for fast low-density parity-check decoders." 2013 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM). IEEE, 2013.

본 발명은 블록 터보 부호 복호기에 입력되는 구성 부호 코드워드의 신드롬 정보를 이용하여 복호 과정의 조기 종료 여부를 결정하는 조기 종료 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide an early termination apparatus and method for determining whether to terminate a decoding process early by using syndrome information of a constituent code codeword input to a block turbo code decoder.

또한, 본 발명은 반-반복 복호 과정이 진행됨에 따라 더블-에러 신드롬의 차지 비율의 감소 정도를 이용하여 오류정정 능력의 저하 없이 효과적으로 평균 반-반복 복호 횟수를 줄일 수 있는 조기 종료 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is an early termination apparatus and method capable of effectively reducing the average number of half-repeated decoding without deteriorating the error correction ability by using the degree of reduction in the charge ratio of the double-error syndrome as the half-repeated decoding process proceeds. Want to provide.

일실시예에 따른 조기 종료 장치는 복호기(decoder)로 입력되는 구성 부호 코드워드를 수신하는 코드워드 수신부와, 기설정된 횟수만큼 수행되는 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 수신한 구성 보호 코드워드의 신드롬(syndrome)을 검출하고, 검출된 신드롬의 개수를 카운팅하며, 카운팅된 신드롬의 개수에 기초하여 신드롬의 기대 감소율을 산출하는 기대 감소율 산출부 및 반-반복 복호 과정에서 신드롬의 검출 비율차를 산출하고, 산출된 검출 비율차와 산출된 기대 감소율에 기초하여 반-반복 복호 과정의 조기 종료 여부를 판단하는 조기 종료 판단부를 포함할 수 있다.An early termination device according to an embodiment includes a codeword receiver for receiving a constituent code codeword input to a decoder, and a constituent protection code received in a half-iteration decoding process performed a predetermined number of times. An expected reduction rate calculator that detects the syndrome of a word, counts the number of detected syndromes, calculates the expected reduction rate of the syndrome based on the counted number of syndromes, and the difference in the detection rate of the syndrome in the semi-repetitive decoding process And an early termination determination unit that determines whether or not the half-repeated decoding process is prematurely terminated based on the calculated detection rate difference and the calculated expected reduction rate.

일측에 따르면, 구성 부호 코드워드는 블록 터보 부호(block turbo code; BTC)에 기초한 오류정정부호 코드워드일 수 있다. According to one side, the component code code word may be an error correction code code word based on a block turbo code (BTC).

일측에 따르면, 신드롬은 더블-에러(double-error) 신드롬일 수 있다. According to one side, the syndrome may be a double-error syndrome.

일측에 따르면, 기대 감소율 산출부는 반-반복(half-iteration) 복호 과정의 수행 전에 조기 종료 여부의 판단을 위한 공차 카운터(tolerance counter) 값과, 신드롬 카운터 값 및 반-반복 카운터 변수를 초기화할 수 있다. According to one side, the expected reduction rate calculation unit may initialize a tolerance counter value, a syndrome counter value, and a half-repeat counter variable for determining whether to terminate early or not before performing the half-iteration decoding process. have.

일측에 따르면, 기대 감소율 산출부는 수신한 구성 부호 코드워드의 구성 부호의 종류, 부호 길이 및 부호율 중 적어도 하나에 대응되는 크기의 판단 임계값을 설정할 수 있다. According to one side, the expected reduction rate calculator may set a determination threshold value of a size corresponding to at least one of a type, a code length, and a code rate of a component code of the received component code word.

일측에 따르면, 기대 감소율 산출부는 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 신드롬이 검출될 때마다 신드롬 카운터 값을 '1' 씩 증가시킬 수 있다. According to one side, the expected reduction rate calculator may increase the syndrome counter value by '1' each time a syndrome is detected in a half-iteration decoding process.

일측에 따르면, 기대 감소율 산출부는 첫번째 반-반복 복호 과정을 통해 증가된 신드롬 카운터 값을 이용하여 초기 검출 비율을 산출하고, 산출된 초기 검출 비율을 최대 반-반복 복호 수로 나누어 기대 감소율을 산출할 수 있다. According to one side, the expected reduction rate calculation unit may calculate an initial detection ratio by using the syndrome counter value increased through the first half-repeated decoding process, and calculate the expected reduction ratio by dividing the calculated initial detection ratio by the maximum number of half-repeated decoding. have.

일측에 따르면, 조기 종료 판단부는 m-1번째(여기서, m은 2 이상의 양의 정수) 반-반복 복호 과정을 통해 증가된 신드롬 카운터 값을 이용하여 m-1번째 검출 비율을 산출하고, m번째 반-반복 복호 과정을 통해 증가된 신드롬 카운터 값을 이용하여 m번째 검출 비율을 산출하며, m-1번째 검출 비율에서 m번째 검출 비율을 감산하여 검출 비율차를 산출할 수 있다. According to one side, the early termination determination unit calculates the m-1th detection rate by using the syndrome counter value increased through the m-1th (where m is a positive integer greater than or equal to 2) half-repetitive decoding process, and The m-th detection rate may be calculated using the syndrome counter value increased through the semi-repetitive decoding process, and the detection rate difference may be calculated by subtracting the m-th detection rate from the m-1th detection rate.

일측에 따르면, 조기 종료 판단부는 산출된 검출 비율차가 산출된 기대 감소율 보다 작으면, 공차 카운터 값을 증가시킬 수 있다. According to one side, when the calculated detection rate difference is smaller than the calculated expected reduction rate, the early termination determination unit may increase the tolerance counter value.

일측에 따르면, 조기 종료 판단부는 증가된 공차 카운터 값이 기설정된 판단 임계값과 일치하면, 반-반복 복호 과정을 조기 종료할 수 있다. According to one side, when the increased tolerance counter value coincides with a preset determination threshold value, the early termination determination unit may early terminate the half-repeated decoding process.

일실시예에 따른 조기 종료 방법은 코드워드 수신부에서, 복호기(decoder)로 입력되는 구성 부호 코드워드를 수신하는 단계와, 기대 감소율 산출부에서, 기설정된 횟수만큼 수행되는 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 수신한 구성 보호 코드워드의 신드롬(syndrome)을 검출하고, 검출된 신드롬의 개수를 카운팅하며, 카운팅된 신드롬의 개수에 기초하여 신드롬의 기대 감소율을 산출하는 단계 및 조기 종료 판단부에서, 반-반복 복호 과정에서 신드롬의 검출 비율차를 산출하고, 산출된 검출 비율차와 산출된 기대 감소율에 기초하여 반-반복 복호 과정의 조기 종료 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.The early termination method according to an embodiment includes the steps of receiving a constituent code codeword input to a decoder in a codeword receiving unit, and a half-iteration performed by a predetermined number of times in an expected reduction rate calculation unit. ) In the step of detecting the syndrome of the configuration protection codeword received in the decoding process, counting the number of detected syndromes, calculating the expected reduction rate of the syndrome based on the counted number of syndromes, and in the early termination determination unit. , Calculating a difference in detection rate of the syndrome in the semi-repetitive decoding process, and determining whether or not the semi-repetitive decoding process is prematurely terminated based on the calculated detection rate difference and the calculated expected reduction rate.

일실시예에 따르면, 블록 터보 부호 복호기에 입력되는 구성 부호 코드워드의 신드롬 정보를 이용하여 복호 과정의 조기 종료 여부를 결정할 수 있다. According to an embodiment, it is possible to determine whether to terminate the decoding process early by using syndrome information of the constituent code codeword input to the block turbo code decoder.

일실시예에 따르면, 반-반복 복호 과정이 진행됨에 따라 더블-에러 신드롬의 차지 비율의 감소 정도를 이용하여 오류정정 능력의 저하 없이 효과적으로 평균 반-반복 복호 횟수를 줄일 수 있다.According to an embodiment, as the half-repeated decoding process proceeds, the average number of half-repeated decoding can be effectively reduced without deteriorating the error correction capability by using a reduction in the charge ratio of the double-error syndrome.

도 1은 일실시예에 따른 조기 종료 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 기존 Chase-Pyndiah 알고리즘을 이용하여 오류정정을 수행하는 과정에서 반-반복 복호 횟수 증가에 따른 각 신드롬들의 검출 비율을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 조기 종료 장치에서 판단 임계값 설정에 따른 오류정정 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 조기 종료 장치에서 판단 임계값 설정에 따른 평균 반-반복 복호 횟수의 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 조기 종료 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view for explaining an early termination apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a detection rate of each syndrome according to an increase in the number of half-repeated decoding in a process of performing error correction using the existing Chase-Pyndiah algorithm.
3 is a diagram for explaining error correction performance according to a determination threshold setting in an early termination apparatus according to an embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a measurement result of an average number of half-repeated decoding according to a determination threshold setting in an early termination apparatus according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram for describing an early termination method according to an embodiment.

이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.

실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various changes, equivalents, and/or substitutes for the embodiment.

하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of various embodiments, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the invention, a detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 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.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in various embodiments and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.In this document, expressions such as "A or B" or "at least one of A and/or B" may include all possible combinations of items listed together.

"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.Expressions such as "first," "second," "first," or "second," can modify the corresponding elements regardless of their order or importance, and to distinguish one element from another It is used only and does not limit the components.

어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.When any (eg, first) component is referred to as being “(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (eg, second) component, a component is It may be directly connected to the element, or may be connected through another element (eg, a third element).

본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.In the present specification, "configured to (configured to)" is changed according to the situation, for example, hardware or software, "suitable for," "having the ability to," "... ," "made to," "can do," or "designed to" can be used interchangeably.

어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.In some situations, the expression "a device configured to" may mean that the device "can" along with other devices or parts.

예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.For example, the phrase “a processor configured (or configured) to perform A, B, and C” means a dedicated processor (eg, an embedded processor) for performing the operation, or by executing one or more software programs stored in a memory device. , May mean a general-purpose processor (eg, CPU or application processor) capable of performing corresponding operations.

또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.In addition, the term'or' means an inclusive OR'inclusive or' rather than an exclusive OR'exclusive or'.

즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.That is, unless otherwise stated or clear from the context, the expression'x uses a or b'means any one of natural inclusive permutations.

상술한 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.In the above-described specific embodiments, constituent elements included in the invention are expressed in the singular or plural according to the presented specific embodiments.

그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.However, the singular or plural expression is selected appropriately for the situation presented for convenience of description, and the above-described embodiments are not limited to the singular or plural constituent elements, and even constituent elements expressed in plural are composed of the singular or However, even if it is a constituent element expressed in the singular, it can be composed of pluralities.

한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.Meanwhile, although specific embodiments have been described in the description of the present invention, various modifications may be made without departing from the scope of the technical idea implied by various embodiments.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, but should be defined by the claims and equivalents as well as the claims to be described later.

도 1은 일실시예에 따른 조기 종료 장치를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining an early termination apparatus according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 조기 종료 장치(100)는 블록 터보 부호에 대한 오류정정 성능의 저하 없이 복호 과정에서 평균 복호 횟수를 줄임으로써, 기존보다 계산의 복잡도를 낮출 수 있다. 즉, 조기 종료 장치(100)는 상대적으로 채널 환경이 나쁜, 즉 낮은-중간 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR) 영역에서 유효한 조기 종료 기법을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 1, the early termination apparatus 100 according to an embodiment may reduce the complexity of calculation compared to the conventional one by reducing the average number of decoding in the decoding process without deteriorating the error correction performance for the block turbo code. That is, the early termination apparatus 100 may provide an effective early termination technique in a relatively poor channel environment, that is, a low-intermediate signal to noise ratio (SNR) region.

조기 종료 장치(100)는 신드롬(syndrome) 정보를 이용한 오류 신드롬 감소율 측정 및 오류정정 실패 가능성 예측 기술을 제공할 수 있다. The early termination device 100 may provide a technique for measuring an error syndrome reduction rate and predicting a possibility of error correction failure using syndrome information.

구체적으로, LDPC 부호 또는 터보 부호 등 다른 오류정정 분야에서의 조기 종료 기술에서는 각 심볼의 사전 확률 값의 평균치 등을 이용한다. 그러나 이러한 기법들은 곱셈 연산, 비교기 연산 등 각종 산술 연산자들의 사용 횟수가 과도하며 이로 인해 추가적인 계산 복잡도 증가가 야기될 수 있다.Specifically, an early termination technique in other error correction fields such as LDPC code or turbo code uses an average of prior probability values of each symbol. However, these techniques require excessive use of various arithmetic operators, such as multiplication and comparator operations, which may cause additional computational complexity.

그러나, 조기 종료 장치(100)는 오직 각 구성 부호 코드워드의 신드롬 정보만을 이용한다. However, the early termination device 100 uses only the syndrome information of each component code word.

이러한 신드롬 정보 계산 과정은 블록 터보 부호의 모든 복호 알고리즘에 이미 포함되어 있는 것으로, 조기 종료 기술의 적용으로 인해 추가되는 복잡도 증가 정도가 거의 없다고 볼 수 있다. This syndrome information calculation process is already included in all decoding algorithms of the block turbo code, and it can be seen that there is little increase in complexity added due to the application of the early termination technique.

따라서 조기 종료 장치(100)는 기 공지된 종래의 조기 종료 기술 대비, 보다 효율적인 방법으로 복호 계산의 복잡도를 저감할 수 있다.Accordingly, the early termination device 100 can reduce the complexity of decoding calculation in a more efficient manner compared to the known early termination technology.

또한, 조기 종료 장치(100)는 오류 정정 능력의 저하를 막기 위한 최적의 판단 임계값을 추정할 수 있다. In addition, the early termination apparatus 100 may estimate an optimal threshold value for preventing a decrease in error correction capability.

보다 구체적으로, 조기 종료 장치(100)는 조기 종료 기법을 적용하는데 있어 임의의 판단 임계값을 사용할 수 있다. More specifically, the early termination apparatus 100 may use an arbitrary judgment threshold in applying the early termination technique.

여기서, 판단 임계값은 조기 종료 기법의 적용과 동시에 이로 인해 야기될 수 있는 오류정정 성능의 저하를 방지할 수 있으며, 블록 터보 부호의 종류 및 부호 길이와 같은 조건들에 의해 각기 서로 다른 값으로 설정될 수 있다. Here, the judgment threshold can be set to a different value depending on conditions such as the type of block turbo code and the code length, which can prevent the deterioration of error correction performance that may be caused by the application of the early termination technique and at the same time. Can be.

즉, 조기 종료 장치(100)에서 이용하는 판단 임계값은 시뮬레이션 과정을 통해 부호 종류에 따라 어떤 크기의 값을 사용해야 하는지, 그리고 부호 종류에 따라 판단 임계값 크기는 어떻게 달라지는지를 판단하고, 판단 결과를 고려하여 설정될 수 있다. That is, the determination threshold value used by the early termination device 100 determines what size value should be used according to the type of code through the simulation process, and how the size of the determination threshold value varies according to the type of code, and the determination result is considered. Can be set.

이를 위해, 조기 종료 장치(100)는 코드워드 수신부(110), 기대 감소율 산출부(120) 및 조기 종료 판단부(130)를 포함할 수 있다. To this end, the early termination apparatus 100 may include a codeword receiving unit 110, an expected reduction ratio calculating unit 120, and an early termination determining unit 130.

한편, 이하에서 설명하는 조기 종료 장치(100)는 반-반복 복호 과정에 기반하여 조기 종료 여부를 판단하는 알고리즘의 형태로 구현될 수도 있다. Meanwhile, the early termination apparatus 100 described below may be implemented in the form of an algorithm for determining whether to terminate early based on a semi-repetitive decoding process.

일실시예에 따른 코드워드 수신부(110)는 복호기(decoder)로 입력되는 구성 부호 코드워드를 수신할 수 있다. The codeword receiving unit 110 according to an embodiment may receive a constituent code codeword input to a decoder.

일측에 따르면, 구성 부호 코드워드는 블록 터보 부호(block turbo code; BTC)에 기초한 오류정정부호 코드워드이고, 복호기는 블록 터보 복호기일 수 있다. According to one side, the component code codeword may be an error correction code word based on a block turbo code (BTC), and the decoder may be a block turbo decoder.

일실시예에 따른 기대 감소율 산출부(120)는 기설정된 횟수만큼 수행되는 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 수신한 구성 보호 코드워드의 신드롬(syndrome)을 검출하고, 검출된 신드롬의 개수를 카운팅하며, 카운팅된 신드롬의 개수에 기초하여 신드롬의 기대 감소율을 산출할 수 있다. The expected reduction rate calculation unit 120 according to an embodiment detects a syndrome of a configuration protection codeword received in a half-iteration decoding process performed a predetermined number of times, and the number of detected syndromes Is counted, and the expected reduction rate of the syndrome may be calculated based on the counted number of syndromes.

예를 들면, 반-반복 복호 과정의 기설정된 횟수는 최대 반-반복 복호 수(

Figure 112019102078563-pat00001
) 일 수 있다. 또한, 기대 감소율 산출부(120)를 통해 검출되는 신드롬은 노-에러(no-error) 신드롬, 싱글-에러(single-error) 신드롬, 더블-에러(double-error) 신드롬 중 적어도 하나 이상의 신드롬일 수 있다. For example, the preset number of half-repeated decoding processes is the maximum half-repeated decoding number (
Figure 112019102078563-pat00001
) Can be. In addition, the syndrome detected through the expected reduction rate calculation unit 120 is at least one of a no-error syndrome, a single-error syndrome, and a double-error syndrome. I can.

여기서, 노-에러 신드롬은 구성 부호 코드워드에 오류가 존재하지 않는 경우에 검출되는 신드롬이고, 싱글-에러 신드롬은 구성 부호 코드워드에 홀수개 오류가 존재는 경우에 검출되는 신드롬이며, 더블-에러 신드롬은 구성 부호 코드워드에 짝수개 오류가 존재는 경우 검출되는 신드롬일 수 있다.Here, the no-error syndrome is a syndrome detected when no error exists in the component code codeword, and the single-error syndrome is a syndrome detected when an odd number of errors exists in the component code word, and double-error. The syndrome may be a syndrome that is detected when an even number of errors exists in the constituent code codeword.

바람직하게는, 기대 감소율 산출부(120)는 조기 종료 여부를 결정하기 위해 더블-에러 신드롬을 검출할 수 있다. Preferably, the expected reduction rate calculator 120 may detect a double-error syndrome to determine whether to terminate early.

일측에 따르면, 기대 감소율 산출부(120)는 반-반복(half-iteration) 복호 과정 수행 전에, 조기 종료 판단을 위해 기설정된 공차 카운터(tolerance counter) 값(S)와, 신드롬 카운터 값(

Figure 112019102078563-pat00002
) 및 반-반복 카운터 변수(
Figure 112019102078563-pat00003
)를 초기화할 수 있으며, 여기서
Figure 112019102078563-pat00004
Figure 112019102078563-pat00005
의 조건을 만족하는 양의 정수일 수 있다.According to one side, the expectation reduction rate calculation unit 120 includes a tolerance counter value S set in advance for determining early termination, and a syndrome counter value before performing the half-iteration decoding process.
Figure 112019102078563-pat00002
) And a half-repeated counter variable (
Figure 112019102078563-pat00003
) Can be initialized, where
Figure 112019102078563-pat00004
Is
Figure 112019102078563-pat00005
It may be a positive integer that satisfies the condition of.

보다 구체적으로, 기대 감소율 산출부(120)는 공차 카운터 값(S)과, 더블-에러 신드롬에 대응되는 신드롬 카운터 값(

Figure 112019102078563-pat00006
)을 각각 '0'으로, 반-반복 카운터 변수(
Figure 112019102078563-pat00007
)를 '1'로 초기화할 수 있다. More specifically, the expected reduction rate calculation unit 120 includes a tolerance counter value S and a syndrome counter value corresponding to the double-error syndrome (
Figure 112019102078563-pat00006
) As '0', and the half-repeated counter variable (
Figure 112019102078563-pat00007
) Can be initialized to '1'.

일측에 따르면, 기대 감소율 산출부(120)는 수신한 구성 부호 코드워드의 구성 부호 종류에 대응되는 크기의 판단 임계값(

Figure 112019102078563-pat00008
)을 설정할 수 있다. According to one side, the expected reduction rate calculation unit 120 determines a threshold value of a size corresponding to the type of the component code of the received component code word (
Figure 112019102078563-pat00008
) Can be set.

구체적으로, 판단 임계값(

Figure 112019102078563-pat00009
)은 구성 부호 종류에 따라 다른 크기를 가질 수 있으며, 이 값의 설정으로 인해 오류정정 성능과 복잡도 감소 효과가 달라질 수 있다.Specifically, the judgment threshold (
Figure 112019102078563-pat00009
) May have different sizes depending on the type of constituent code, and the error correction performance and complexity reduction effect may vary due to the setting of this value.

예를 들면, 판단 임계값(

Figure 112019102078563-pat00010
)은 구성 부호의 길이 또는 부호율에 대응되는 크기로 설정될 수 있다. For example, the judgment threshold (
Figure 112019102078563-pat00010
) May be set to a size corresponding to the length or code rate of the constituent code.

보다 구체적인 예를 들면, 기대 감소율 산출부(120)는 부호 길이가 길어질수록 상대적으로 작은 크기를 갖는 판단 임계값(

Figure 112019102078563-pat00011
)을 설정할 수 있다. For a more specific example, the expected reduction rate calculation unit 120 may determine a threshold value having a relatively small size as the code length increases (
Figure 112019102078563-pat00011
) Can be set.

일측에 따르면, 기대 감소율 산출부(120)는 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 신드롬이 검출될 때마다 신드롬 카운터 값을 '1' 씩 증가시킬 수 있다. According to one side, the expected reduction rate calculation unit 120 may increase the syndrome counter value by '1' each time a syndrome is detected in a half-iteration decoding process.

구체적으로, 기대 감소율 산출부(120)는 최대 반-반복 복호 수(

Figure 112019102078563-pat00012
)만큼 수행되는 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 더블-에러 신드롬이 검출될 때 마다, 신드롬 카운터 값(
Figure 112019102078563-pat00013
)을 '1' 씩 증가시킬 수 있다.Specifically, the expected reduction rate calculation unit 120 is the maximum number of half-repeated decoding (
Figure 112019102078563-pat00012
Whenever a double-error syndrome is detected in the half-iteration decoding process performed by ), the syndrome counter value (
Figure 112019102078563-pat00013
) Can be increased by '1'.

일측에 따르면, 기대 감소율 산출부(120)는 첫번째 반-반복 복호 과정을 통해 증가된 신드롬 카운터 값(

Figure 112019102078563-pat00014
)을 이용하여 첫번째 반-반복 복호 과정을 통해 검출된 더블-에러 신드롬의 초기 검출 비율(
Figure 112019102078563-pat00015
)을 산출할 수 있다. According to one side, the expected decrease rate calculation unit 120 is the syndrome counter value increased through the first half-repeated decoding process (
Figure 112019102078563-pat00014
The initial detection rate of the double-error syndrome detected through the first half-repeated decoding process using) (
Figure 112019102078563-pat00015
) Can be calculated.

예를 들면, 검출 비율(

Figure 112019102078563-pat00016
)은
Figure 112019102078563-pat00017
번째 반-반복 복호 과정을 통해 검출된 전체 신드롬들(노-에러 신드롬, 싱글-에러 신드롬 및 더블-에러 신드롬) 중에서 더블-에러 신드롬이 차지하는 비율을 의미할 수 있다. For example, the detection rate (
Figure 112019102078563-pat00016
)silver
Figure 112019102078563-pat00017
This may mean the ratio of the double-error syndrome among all syndromes (no-error syndrome, single-error syndrome, and double-error syndrome) detected through the second half-repeated decoding process.

일측에 따르면, 기대 감소율 산출부(120)는 산출된 초기 검출 비율(

Figure 112019102078563-pat00018
)을 최대 반-반복 복호 수(
Figure 112019102078563-pat00019
)로 나누어 기대 감소율(
Figure 112019102078563-pat00020
)을 산출할 수 있다. According to one side, the expected reduction rate calculation unit 120 is the calculated initial detection rate (
Figure 112019102078563-pat00018
) To the maximum number of half-repeated decodes (
Figure 112019102078563-pat00019
) Divided by the expected reduction rate (
Figure 112019102078563-pat00020
) Can be calculated.

구체적으로, 기대 감소율 산출부(120)는 하기 수학식1을 통해 더블-에러 신드롬에 대한 기대 감소율(

Figure 112019102078563-pat00021
)을 연산할 수 있다. Specifically, the expected decrease rate calculation unit 120 is the expected decrease rate for the double-error syndrome through Equation 1 below (
Figure 112019102078563-pat00021
) Can be calculated.

[수학식1] [Equation 1]

Figure 112019102078563-pat00022
Figure 112019102078563-pat00022

여기서,

Figure 112019102078563-pat00023
는 기대 감소율,
Figure 112019102078563-pat00024
은 초기 검출 비율,
Figure 112019102078563-pat00025
는 최대 반-반복 복호 수,
Figure 112019102078563-pat00026
Figure 112019102078563-pat00027
번째 반-반복 복호 과정에 대응되는 검출 비율,
Figure 112019102078563-pat00028
는 신드롬 카운터 값, n은 블록 터보 부호 각 행 또는 열 방향에서의 총 코드워드 개수를 나타낸다.here,
Figure 112019102078563-pat00023
Is the expected rate of decline,
Figure 112019102078563-pat00024
Is the initial detection rate,
Figure 112019102078563-pat00025
Is the maximum number of half-repeated decodes,
Figure 112019102078563-pat00026
Is
Figure 112019102078563-pat00027
Detection ratio corresponding to the second half-repeated decoding process,
Figure 112019102078563-pat00028
Denotes the syndrome counter value, and n denotes the total number of codewords in each row or column direction of the block turbo code.

보다 구체적으로, 조기 종료 장치(100)에서 더블-에러 신드롬의 개수를 카운팅하는 이유는 오류정정에 가장 악영향을 미치는 요인이 더블-에러 신드롬이기 때문이다.More specifically, the reason for counting the number of double-error syndromes in the early termination apparatus 100 is that the factor that most adversely affects error correction is the double-error syndrome.

즉, 조기 종료 장치(100)에서는 블록 터보 부호의 반-반복 복호 과정이 진행됨에 따라, 기대 감소율(

Figure 112019102078563-pat00029
)의 크기만큼 더블-에러 신드롬의 검출 비율이 감소한다면, 결과적으로 반-반복 카운터가 최대 반-반복 복호 수(
Figure 112019102078563-pat00030
)에 도달함에 따라 그 검출 비율이 0으로 수렴할 것으로 기대할 수 있다. That is, in the early termination device 100, as the half-repeated decoding process of the block turbo code proceeds, the expected reduction rate (
Figure 112019102078563-pat00029
If the detection rate of double-error syndrome decreases by the amount of ), as a result, the half-repeated counter is the maximum number of half-repeated decodes (
Figure 112019102078563-pat00030
), it can be expected that the detection rate will converge to zero.

일실시예에 따른 조기 종료 판단부(130)는 반-반복 복호 과정에서 신드롬의 검출 비율차를 산출하고, 산출된 검출 비율차와 산출된 기대 감소율에 기초하여 반-반복 복호 과정의 조기 종료 여부를 판단할 수 있다. The early termination determination unit 130 according to an embodiment calculates a difference in the detection rate of the syndrome in the half-repeated decoding process, and whether the half-repeated decoding process is prematurely terminated based on the calculated detection rate difference and the calculated expected reduction rate. Can judge.

일측에 따르면, 조기 종료 판단부(130)는 m-1번째(여기서, m은 2 이상의 양의 정수) 반-반복 복호 과정을 통해 증가된 신드롬 카운터 값(

Figure 112019102078563-pat00031
)을 이용하여 m-1번째 검출 비율(
Figure 112019102078563-pat00032
)을 산출하고, m번째 반-반복 복호 과정을 통해 증가된 신드롬 카운터 값(
Figure 112019102078563-pat00033
)을 이용하여 m번째 검출 비율(
Figure 112019102078563-pat00034
)을 산출하며, m-1번째 검출 비율(
Figure 112019102078563-pat00035
)에서 m번째 검출 비율(
Figure 112019102078563-pat00036
)을 감산하여 검출 비율차(
Figure 112019102078563-pat00037
)를 산출할 수 있다. According to one side, the early termination determination unit 130 is the m-1th (here, m is a positive integer equal to or greater than 2) syndrome counter value (
Figure 112019102078563-pat00031
) Using the m-1th detection rate (
Figure 112019102078563-pat00032
) Is calculated, and the syndrome counter value is increased through the m-th half-repeated decoding process (
Figure 112019102078563-pat00033
) Using the m-th detection rate (
Figure 112019102078563-pat00034
) Is calculated, and the m-1th detection rate (
Figure 112019102078563-pat00035
) To the m-th detection ratio (
Figure 112019102078563-pat00036
) By subtracting the detection rate difference (
Figure 112019102078563-pat00037
) Can be calculated.

일측에 따르면, 조기 종료 판단부(130)는 산출된 검출 비율차(

Figure 112019102078563-pat00038
)가 산출된 기대 감소율(
Figure 112019102078563-pat00039
) 보다 작으면, 공차 카운터 값(S)을 증가시킬 수 있으며, 증가된 공차 카운터 값(S)이 기설정된 판단 임계값(
Figure 112019102078563-pat00040
)과 일치하게 되면, 반-반복 복호 과정을 조기 종료시킬 수 있다. According to one side, the early termination determination unit 130 is the calculated detection ratio difference (
Figure 112019102078563-pat00038
) Is the calculated expected reduction rate (
Figure 112019102078563-pat00039
), the tolerance counter value (S) can be increased, and the increased tolerance counter value (S) is a predetermined judgment threshold (
Figure 112019102078563-pat00040
If it matches ), the half-repeated decoding process can be terminated early.

즉, 조기 종료 판단부(130)는 산출된 검출 비율차(

Figure 112019102078563-pat00041
)를 통해 m번째 반-반복 복호 과정 동안 오류정정으로 인해 더블-에러 신드롬의 검출 비율이 얼마나 줄어들었는지를 판단할 수 있다. That is, the early termination determination unit 130 is the calculated detection ratio difference (
Figure 112019102078563-pat00041
), it is possible to determine how much the detection rate of the double-error syndrome has decreased due to error correction during the m-th half-repeated decoding process.

다시 말해, 조기 종료 판단부(130)는 산출된 검출 비율차(

Figure 112019102078563-pat00042
)를 통해 오류 정정이 얼마나 원활하게 수행되었는지를 확인할 수 있으며, 산출된 검출 비율차(
Figure 112019102078563-pat00043
)를 기대 감소율(
Figure 112019102078563-pat00044
)과 비교하여 검출 비율차(
Figure 112019102078563-pat00045
)가 기대 감소율(
Figure 112019102078563-pat00046
) 보다 작을 때마다 공차 카운터 값(S)을 증가시킬 수 있다. In other words, the early termination determination unit 130 is the calculated detection ratio difference (
Figure 112019102078563-pat00042
), you can check how smoothly the error correction was performed, and the calculated detection ratio difference (
Figure 112019102078563-pat00043
) To the expected reduction rate (
Figure 112019102078563-pat00044
) And the detection rate difference (
Figure 112019102078563-pat00045
) Is the expected reduction rate (
Figure 112019102078563-pat00046
Whenever it is smaller than ), the tolerance counter value (S) can be increased.

이는, 연속된 반-반복 복호 과정에서 더블-에러 신드롬의 검출 비율의 실제 감소 정도가 기대 감소율(

Figure 112019102078563-pat00047
)보다 작다는 것을 의미하며, 결국 예상되는 기대 감소율(
Figure 112019102078563-pat00048
) 보다 오류 정정이 원활하게 이루어지지 않았음을 의미한다. This means that the actual reduction in the detection rate of double-error syndrome in the continuous half-repeated decoding process is the expected reduction rate (
Figure 112019102078563-pat00047
), which means that the expected decrease rate (
Figure 112019102078563-pat00048
), it means that error correction was not made smoothly.

따라서, 조기 종료 판단부(130)는 반-반복 복호 과정에서 상술한 상황이 반복될 때마다 공차 카운터 값(S)을 '1' 씩 증가시킬 수 있으며, '1' 씩 증가되는 공차 카운터 값(S)이 기설정된 판단 임계값(

Figure 112019102078563-pat00049
)에 도달하게 되면, 오류정정 과정을 신속하게 종료시킬 수 있다. Accordingly, the early termination determination unit 130 may increase the tolerance counter value S by '1' each time the above-described situation is repeated in the semi-repetitive decoding process, and the tolerance counter value increased by '1' ( S) is a predetermined judgment threshold (
Figure 112019102078563-pat00049
) Is reached, the error correction process can be quickly terminated.

일실시예에 따른 조기 종료 장치(100)에서 공차 카운터 값(S)과 판단 임계값(

Figure 112019102078563-pat00050
)을 설정하는 이유는 블록 터보 부호가 부호 길이에 따라, 그리고 채널 환경에 따른 오류 분포에 따라 복호 수렴 속도가 달라질 수 있기 때문이다. In the early termination apparatus 100 according to an embodiment, the tolerance counter value (S) and the determination threshold value (
Figure 112019102078563-pat00050
) Is set because the decoding convergence speed may vary according to the code length of the block turbo code and the error distribution according to the channel environment.

예를 들면, 블록 터보 부호의 길이가 비교적 작은 경우에, 복호 수렴속도는 상대적으로 느릴 수 있다. For example, when the length of the block turbo code is relatively small, the decoding convergence speed may be relatively slow.

다시 말해, 부호 형성에 사용된 구성 부호의 길이가 짧을 수록 초기 반-반복 복호 과정에서는 오류 정정의 효과가 더디게 나타나다가 이후 반-반복 복호 과정에서 수렴 속도가 가파르게 증가하여 결국 오류 정정에 성공할 가능성도 존재한다. In other words, the shorter the length of the constituent code used for code formation, the slower the effect of error correction appears in the initial half-repeated decoding process, and then the convergence speed increases sharply in the subsequent half-repeated decoding process, resulting in the possibility of success in error correction. exist.

따라서, 검출 비율차(

Figure 112019102078563-pat00051
)가 기대 감소율(
Figure 112019102078563-pat00052
) 보다 작을 때마다 조기 종료를 결정하면, 조기 종료 장치(100)의 오류정정 성능의 저하를 야기할 수 있다. Therefore, the detection ratio difference (
Figure 112019102078563-pat00051
) Is the expected reduction rate (
Figure 112019102078563-pat00052
If it is determined that the early termination is smaller than ), the error correction performance of the early termination apparatus 100 may be deteriorated.

이에, 조기 종료 장치(100)는 공차 카운터 값(S)과 판단 임계값(

Figure 112019102078563-pat00053
)을 설정하며, 공차 카운터 값(S)의 증가 이벤트가 여러 번 발생되어 공차 카운터 값(S)이 판단 임계값(
Figure 112019102078563-pat00054
)까지 도달하게 되면 오류정정 성능의 저하 없이 조기 종료를 수행할 수 있다. Thus, the early termination device 100 is the tolerance counter value (S) and the determination threshold (
Figure 112019102078563-pat00053
), and the tolerance counter value (S) is judged by the threshold value (
Figure 112019102078563-pat00054
), early termination can be performed without deteriorating the error correction performance.

즉, 조기 종료 장치(100)는 기존 Chase-Pyndiah 알고리즘 중 이미 포함되어 있는 신드롬 검출 정보들을 활용하여 아주 간단한 산술연산만을 추가하여 효과적인 조기 종료를 수행할 수 있다.That is, the early termination apparatus 100 may perform effective early termination by adding only a very simple arithmetic operation using syndrome detection information already included in the existing Chase-Pyndiah algorithm.

다시 말해, 조기 종료 장치(100)는 기존 Chase-Pyndiah 알고리즘 중 이미 포함되어 있는 신드롬 검출 정보들에 기반한 단순한 산술 연산만으로 효과적으로 조기 종료를 수행할 수 있으며, 이를 통해 조기 종료를 위한 추가 연산량을 최소화하고 복호 계산의 복잡도는 크게 저감할 수 있다. In other words, the early termination device 100 can effectively perform early termination with only a simple arithmetic operation based on the syndrome detection information already included in the existing Chase-Pyndiah algorithm, thereby minimizing the amount of additional computation for early termination. The complexity of decoding calculation can be greatly reduced.

도 2는 기존 Chase-Pyndiah 알고리즘을 이용하여 오류정정을 수행하는 과정에서 반-반복 복호 횟수 증가에 따른 각 신드롬들의 검출 비율을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating a detection rate of each syndrome according to an increase in the number of half-repeated decoding in a process of performing error correction using the existing Chase-Pyndiah algorithm.

도 2를 참조하면, 도 2의 (a) 내지 (d)는 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)가 각각 1.0 dB, 2.75 dB, 3.25 dB 및 3.5 dB일 때, 각 신드롬의 검출 결과를 나타내는 것으로, 이때 1.0 dB은 비트 오류율(bit error ratio, BER)이 10-1인 영역, 2.75 dB은 비트 오류율이 10-2인 영역, 3.25 dB은 비트 오류율이 10-4인 영역, 3.5 dB은 비트 오류율이 10-6인 영역에 대응될 수 있다. Referring to FIG. 2, (a) to (d) of FIG. 2 show the detection results of each syndrome when the signal to noise ratio (SNR) is 1.0 dB, 2.75 dB, 3.25 dB, and 3.5 dB, respectively. In this case, 1.0 dB is the area where the bit error ratio (BER) is 10 -1 , 2.75 dB is the area where the bit error rate is 10 -2 , 3.25 dB is the area where the bit error rate is 10 -4 , and 3.5 dB is It may correspond to a region having a bit error rate of 10 -6 .

또한, 도 2의 (a) 내지 (d)에서 x축은 반-반복 복호 횟수(half-interation number)를 나타내고, y축은 각 신드롬의 검출 비율(syndrome detection ratio)을 나타낸다. In addition, in FIGS. 2A to 2D, the x-axis represents the half-interation number, and the y-axis represents the syndrome detection ratio of each syndrome.

또한, 도 2의 (a) 내지 (d)의 결과를 산출하기 위한 시뮬레이션 과정은 가장 흔히 사용되는 확장 해밍 부호(extended Hamming codes)를 이용해 블록 터보 부호를 구성하였고, 사용된 부호는 (64,57,4)2 블록 터보 부호이며, 최대 반-반복 복호 횟수는 총 8회, 최소 신뢰도 비트 수는 4로 설정하였다. In addition, the simulation process for calculating the results of FIGS. 2A to 2D consisted of block turbo codes using the most commonly used extended Hamming codes, and the codes used were (64,57). ,4) It is a 2- block turbo code, and the maximum number of half-repeated decoding is set to 8 times and the minimum number of reliability bits is set to 4.

한편, 도 2의 (a) 내지 (d)에서는 확장 해밍 부호를 구성 부호로 사용했기 때문에 복호 과정 중 검출 가능한 신드롬의 종류는 노-에러(no-error) 신드롬, 싱글-에러(single-error) 신드롬 및 더블-에러(double-error) 신드롬으로 구분할 수 있다.Meanwhile, since the extended Hamming codes are used as constituent codes in FIGS. 2A to 2D, the types of syndromes detectable during the decoding process are no-error syndrome and single-error. It can be classified into syndrome and double-error syndrome.

일반적으로, 블록 터보 부호는 다른 오류정정 부호들과 마찬가지로 동일한 오류정정 과정을 반복적으로 수행하면서 그 효과를 극대화 시킨다. In general, block turbo codes maximize their effect by repeatedly performing the same error correction process like other error correction codes.

오류정정 분야의 최대 반복 복호 횟수는 부호의 종류 및 부호 길이, 부호율에 따라 각각 다르게 설정 가능하고, 블록 터보 부호에서는 일반적으로 4 내지 6회 정도 수행될 수 있다. 여기서, 반복 복호 1회는 반-반복 복호 2회와 동일한 의미일 수 있다. The maximum number of repetitive decoding in the field of error correction can be set differently depending on the type of code, code length, and code rate, and generally 4 to 6 times in the block turbo code. Here, one repetitive decoding may have the same meaning as two semi-repetitive decoding.

이와 같이 최대 반복 복호 횟수를 정의하는 이유는 과도한 복호 계산 복잡도의 증가를 막기 위함이다. The reason for defining the maximum number of repetitive decoding is to prevent an excessive increase in decoding computation complexity.

다시 말해, 만약 블록 터보 부호 코드워드의 초기 오류율이 높을 경우, 그리고 만약 최대 반복 복호 횟수를 정해놓지 않는다면, 복호 과정이 끝나지 않고 지속되어 계산 복잡도가 계속적으로 증가될 수 있으며, 이는 기공지된 종래의 조기 종료 기법들이 유효하게 적용될 가능성이 매우 낮다는 것을 의미한다. In other words, if the initial error rate of the block turbo codeword is high, and if the maximum number of repetitive decoding is not determined, the decoding process continues without ending and the computational complexity may be continuously increased, which is known in the prior art. This means that early termination techniques are unlikely to be effectively applied.

도 2의 (a) 내지 (d)에 따르면, 첫번째 반-반복 과정에서 싱글-에러 신드롬 및 더블-에러 신드롬이 총 비율의 대부분을 차지하는 것을 확인할 수 있다. 특히 낮은 SNR 영역에서는 그 정도가 거의 100%에 가까우며, 이는 대부분의 구성 부호 코드워드에 오류 비트들이 존재한다는 것을 의미한다. According to (a) to (d) of FIG. 2, it can be seen that in the first half-repetition process, the single-error syndrome and the double-error syndrome occupy most of the total ratio. In particular, in the low SNR region, the degree is close to 100%, which means that error bits exist in most of the constituent code codewords.

이후에 반복 복호 과정을 계속적으로 수행하면서 싱글-에러 신드롬 및 더블-에러 신드롬의 비율이 점차 감소하고, 그만큼 노-에러 신드롬의 비율이 증가하는 것을 확인할 수 있다.Subsequently, while continuously performing the iterative decoding process, the ratio of single-error syndrome and double-error syndrome gradually decreases, and the ratio of no-error syndrome increases accordingly.

이는 직관적으로 Chase-Pyndiah 알고리즘의 수행으로 인해 부호 내 오류의 개수가 점차 감소하기 때문으로 생각할 수 있으나 그 비율들의 감소 및 증가 정도는 SNR 영역에 따라 다르게 나타난다. Intuitively, this can be thought to be because the number of errors in the code gradually decreases due to the execution of the Chase-Pyndiah algorithm, but the degree of decrease and increase of the ratios differs depending on the SNR area.

예를 들면, 상대적으로 높은 SNR 영역인 3.25 dB 및 3.5 dB 영역에서는 싱글-에러 신드롬 및 더블-에러 신드롬의 감소 비율의 기울기가 매우 가파른 것을 알 수 있다. 따라서 최대 반-반복 복호 횟수에 도달하기 전 매우 높은 확률로 오류 정정에 성공하게 될 것을 예상할 수 있다.For example, it can be seen that the slope of the reduction ratio of single-error syndrome and double-error syndrome is very steep in the relatively high SNR region of 3.25 dB and 3.5 dB region. Therefore, it can be expected that error correction will succeed with a very high probability before reaching the maximum number of half-repeated decoding.

또한, 복호 과정을 수행하는 동안 기공지된 종래의 조기 종료 기법들을 적용한다면 최대 반-반복 복호 수에 도달하기 전에 오류정정을 사전이 종료하여 전체 복호 계산의 복잡도는 저감시킬 수 있다. In addition, if conventional early termination techniques known during the decoding process are applied, error correction is terminated before the maximum number of half-repeated decoding is reached, thereby reducing the complexity of the entire decoding calculation.

그러나, 상대적으로 낮은 SNR 영역 및 중간 SNR 영역인 1.0 dB 및 2.75 dB 영역에서는 에러 신드롬들이 어느정도 저감되기는 하지만 저감 정도가 충분하지 않은 것을 확인할 수 있다. However, in the relatively low SNR region and the intermediate SNR region of 1.0 dB and 2.75 dB region, it can be seen that although the error syndromes are somewhat reduced, the degree of reduction is not sufficient.

다시 말해, 최대 반 반복 복호 횟수인 8회까지 오류정정을 충분히 수행하더라도 노-에러 신드롬의 검출 비율이 100%에 도달하지 못하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 결과적으로 오류정정에 실패할 가능성이 높음을 의미한다. In other words, even if error correction is sufficiently performed up to the maximum number of half-repeated decoding, it can be confirmed that the detection rate of the no-error syndrome does not reach 100%, which means that there is a high possibility that error correction will fail as a result. do.

이와 같은 경우는 사전에 정의된 최대 반-반복 복호 횟수만큼 오류정정을 수행하는 것이 무의미하며, 만약 최대 반-반복 복호 수에 도달하기 전, 사전에 미리 오류정정 실패 가능성이 예측된다면, 좀 더 이른 시기에 오류정정 과정을 종료하고 송신단으로 재전송 요청을 하는 것이 보다 합리적일 수 있다. In such a case, it is meaningless to perform error correction as many as the maximum number of half-repeated decodings previously defined, and if the possibility of error correction failure is predicted in advance before the maximum number of half-repeated decodings is reached, it is a little earlier. It may be more reasonable to terminate the error correction process at the timing and request retransmission to the transmitter.

물론 일반적으로 통신 시스템을 구축하는데 있어, 채널 환경을 고려하여 데이터 전송 파워를 충분히 고려하지만, 무선 통신 채널의 페이딩(fading) 효과와 같은 요소들로 인해 오류정정 부호 코드워드 내 초기 오류율이 과도하게 클 가능성이 충분히 존재할 수 있다. 다시 말해, 통신 채널 환경 특성에 따라 의도치 않은 과도한 복호 계산 복잡도의 증가를 야기할 수 있다. Of course, in general, when constructing a communication system, the data transmission power is sufficiently considered in consideration of the channel environment, but the initial error rate in the error correction code codeword is excessively large due to factors such as the fading effect of the wireless communication channel. There are plenty of possibilities. In other words, it may cause an unintended increase in complexity of decoding calculations, depending on the communication channel environment characteristics.

반면, 일실시예에 따른 조기 종료 장치는 블록 터보 부호의 반-반복 복호 과정 중, 복호 중 각 구성 부호 코드워드의 신드롬 검출 결과를 이용하여 지속적인 오류정정 실패 가능성을 따지고, 오류정정 실패 가능성이 매우 높다고 판단될 경우에 사전에 복호 과정을 종료시킬 수 있으며, 이를 통해 평균 반-반복 복호 횟수를 줄임으로써 전체 복호 계산 복잡도를 효과적으로 저감시킬 수 있다. On the other hand, the early termination apparatus according to an embodiment considers the possibility of continuous error correction failure by using the syndrome detection result of each constituent code codeword during the half-repeated decoding process of the block turbo code, and the possibility of error correction failure is very high. If it is determined that it is high, the decoding process can be terminated in advance, and through this, the total decoding computation complexity can be effectively reduced by reducing the average number of half-repetitive decoding.

도 3은 일실시예에 따른 조기 종료 장치에서 판단 임계값 설정에 따른 오류정정 성능을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for explaining error correction performance according to a determination threshold setting in an early termination apparatus according to an embodiment.

도 3을 참조하면, 도 3의 (a) 내지 (c)는 블록 터보 부호가 각각 (64,57,4)2, (128,120,4)2, (256,247,4)2 일 때의 비트 오류율(bit error ratio, BER)을 나타낸다.3, (a) to (c) of FIG. 3 show the bit error rates when the block turbo codes are (64,57,4) 2 , (128,120,4) 2 and (256,247,4) 2 , respectively. bit error ratio, BER).

구체적으로, 도 3의 (a) 내지 (c)에서 x축은 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)를 나타내고, y축은 비트 오류율을 나타낸다. Specifically, in FIGS. 3A to 3C, the x-axis represents a signal to noise ratio (SNR), and the y-axis represents the bit error rate.

또한, 도 3의 (a) 내지 (c)에서 'CPA'는 기공지된 Chase-Pyndiah 알고리즘에 기반한 시뮬레이션 결과를 나타내고, 'S_max_2', 'S_max_3' 및 'S_max_4'는 일실시예에 따른 조기 종료 장치에서 판단 임계값이 각각 '2', '3' 및 '4'일 때의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. In addition, in (a) to (c) of Fig. 3,'CPA' represents a simulation result based on the known Chase-Pyndiah algorithm, and'S_max_2','S_max_3' and'S_max_4' are early termination according to an embodiment. The simulation results when the judgment threshold values of the device are '2', '3' and '4', respectively are shown.

한편, 도 3의 (a) 내지 (c)에 따른 모든 시뮬레이션 과정은 공통적으로 최대 반-반복 복호 횟수를 8회, 최소 신뢰도 비트 개수를 4개로 설정 하였다. Meanwhile, in all simulation processes according to FIGS. 3A to 3C, the maximum number of half-repeated decoding is set to 8 times and the minimum number of reliability bits is set to 4 in common.

도 3의 (a) 내지 (c)에 따르면, 판단 임계값은 부호에 따라 서로 다른 값으로 설정해야 함을 확인할 수 있다. According to FIGS. 3A to 3C, it can be seen that the determination threshold should be set to different values according to signs.

구체적으로, (64,57,4)2의 블록 터보 부호의 경우에는 판단 임계값의 크기를 최소 '4' 이상으로 설정해야 오류정정 성능의 저하 없이 유지가 가능함을 확인할 수 있다.Specifically, in the case of the block turbo code of (64,57,4) 2 , it can be confirmed that the size of the determination threshold must be set to at least '4' or more to maintain error correction performance without deterioration.

만일, (64,57,4)2의 블록 터보 부호에서 '4' 미만의 판단 임계값을 사용한다면, 평균 반-반복 복호 횟수를 줄이는 것은 가능할지 몰라도, 그만큼 오류정정 성능 저하가 발생하기 때문에 문제가 될 수 있다.If a judgment threshold of less than '4' is used in the block turbo code of (64,57,4) 2 , it may be possible to reduce the average number of half-repeated decoding, but the error correction performance deteriorates accordingly. Can be.

반면, (256,247,4)2의 블록 터보 부호의 경우에는 보다 작은 크기의 판단 임계값의 이용 가능함을 확인할 수 있다. 구체적으로, (256,247,4)2의 블록 터보 부호는 판단 임계값을 '2'로 설정해도 오류정정 성능에 영향이 없는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, in the case of the block turbo code of (256,247,4) 2 , it can be seen that a smaller decision threshold can be used. Specifically, it can be seen that the block turbo code of (256,247,4) 2 does not affect the error correction performance even if the determination threshold is set to '2'.

결과적으로, 시뮬레이션 결과에 따르면 일실시예에 따른 판단 임계값은 블록 터보 부호의 길이가 길어질수록 상대적으로 작은 크기의 판단 임계값을 설정할 수 있으며, 일실시예에 따른 조기 종료 장치는 판단 임계값 설정에 따라 오류정정 성능의 저하를 완벽하게 방지하며 동시에 계산 복잡도를 낮춤을 확인할 수 있음을 확인할 수 있다.As a result, according to the simulation result, the determination threshold value according to an embodiment may set a determination threshold value of a relatively small size as the length of the block turbo code increases, and the early termination apparatus according to an embodiment sets the determination threshold value. As a result, it can be confirmed that the deterioration of the error correction performance can be completely prevented and the computational complexity can be reduced.

도 4는 일실시예에 따른 조기 종료 장치에서 판단 임계값 설정에 따른 평균 반-반복 복호 횟수의 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a measurement result of an average number of half-repeated decoding according to a determination threshold setting in an early termination apparatus according to an exemplary embodiment.

도 4를 참조하면, 도 4의 (a) 내지 (c)는 블록 터보 부호가 각각 (64,57,4)2, (128,120,4)2, (256,247,4)2 일 때의 평균 반-반복 복호 횟수를 나타낸다. Referring to FIG. 4, in (a) to (c) of FIG. 4, the average half when the block turbo codes are (64,57,4) 2 , (128,120,4) 2 and (256,247,4) 2 respectively- Represents the number of repetitive decoding.

구체적으로, 도 4의 (a) 내지 (c)에서 x축은 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR)를 나타내고, y축은 평균 반-반복 복호 횟수를 나타낸다.Specifically, in (a) to (c) of FIG. 4, the x-axis represents a signal to noise ratio (SNR), and the y-axis represents the average number of half-repeat decoding.

또한, 도 4의 (a) 내지 (c)에서 'CPA'는 기공지된 Chase-Pyndiah 알고리즘에 기반한 시뮬레이션 결과를 나타내고, 'S_max_2', 'S_max_3' 및 'S_max_4'는 일실시예에 따른 조기 종료 장치에서 판단 임계값이 각각 '2', '3' 및 '4'일 때의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. In addition, in (a) to (c) of Fig. 4,'CPA' represents a simulation result based on the known Chase-Pyndiah algorithm, and'S_max_2','S_max_3' and'S_max_4' are early termination according to an embodiment. The simulation results when the judgment threshold values of the device are '2', '3' and '4', respectively are shown.

한편, 도 4의 (a) 내지 (c)에 따른 모든 시뮬레이션 과정은 공통적으로 최대 반-반복 복호 횟수를 8회, 최소 신뢰도 비트 개수를 4개로 설정 하였다. Meanwhile, in all simulation processes according to FIGS. 4A to 4C, the maximum number of half-repeated decoding is set to 8 times and the minimum number of reliability bits is set to 4 in common.

도 4의 (a) 내지 (c)에 따르면, 낮은 수준 및 중간 수준의 SNR 영역에서 판단 임계값의 크기 설정에 따라 평균 반-반복 복호 횟수의 크기가 달라짐을 확인할 수 있으며, 그 값의 크기가 작을수록 복잡도 감소 효과가 더욱 큰 것을 알 수 있다.According to (a) to (c) of FIG. 4, it can be seen that the size of the average number of half-repeated decoding varies according to the size setting of the determination threshold in the low and intermediate SNR regions, and the size of the value is It can be seen that the smaller it is, the greater the complexity reduction effect.

도 2를 통해 설명한 오류정정 성능 결과를 기준으로, 각 블록 터보 부호에 적용 가능한 판독 임계값은 (64,57,4)2에서 '4', (128,120,4)2에서 '3', (256,247,4)2에서 '2' 일 수 있다. Based on the error correction performance result described with reference to FIG. 2, the read threshold applicable to each block turbo code is (64,57,4) 2 to '4', (128,120,4) 2 to '3', (256,247) ,4) can be from 2 to '2'.

기공지된 Chase-Pyndiah 알고리즘을 기반으로 오류정정을 수행한다면, 전체 복호 계산의 복잡도는

Figure 112019102078563-pat00055
으로 표현될 수 있으며, 여기서
Figure 112019102078563-pat00056
는 사전에 정의되어 사용하는 최대 반-반복 복호의 총 횟수, n은 코드워드 길이, p는 소프트 값들 중 크기가 상대적으로 작은 비트를 나타낸다. If error correction is performed based on the known Chase-Pyndiah algorithm, the complexity of the entire decoding calculation is
Figure 112019102078563-pat00055
Can be expressed as, where
Figure 112019102078563-pat00056
Denotes the total number of maximum half-repeated decoding that is predefined and used, n denotes a codeword length, and p denotes a bit having a relatively small size among soft values.

따라서, 일실시예에 따른 조기 종료 장치는 높은 SNR 영역뿐만 아니라 그 외 영역에서도

Figure 112019102078563-pat00057
의 크기가 변화하게 되고, 결국 일실시예에 따른 조기 종료 장치에 따른 조기 종료 기법의 적용 전후를 기준으로 하는 복호 계산의 복잡도 감소 효과는 (64,57,4)2에서 최대 약 25.75%, (128,120,4)2에서 최대 약 45.5%, (256,247,4)2에서 최대 약 66.125% 인 것을 확인할 수 있다.Therefore, the early termination device according to an embodiment is not only in the high SNR area but also in other areas
Figure 112019102078563-pat00057
The size of is changed, and as a result, the effect of reducing the complexity of the decoding calculation based on before and after the application of the early termination technique according to the early termination device according to an embodiment is (64,57,4) 2 to a maximum of about 25.75%, ( 128,120,4) can be confirmed to be in 2 up to about 45.5%, (256,247,4) from 2 up to about 66.125%.

도 5는 일실시예에 따른 조기 종료 방법을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram for describing an early termination method according to an embodiment.

다시 말해, 도 5는 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 일실시예에 따른 조기 종료 장치의 동작 방법에 관한 도면으로, 이후 도 5를 통해 설명하는 내용 중 도 1 내지 도 4를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In other words, FIG. 5 is a diagram illustrating a method of operating an early termination device according to an embodiment described with reference to FIGS. 1 to 4, and overlaps with the content described with reference to FIGS. 1 to 4 among the contents described with reference to FIG. Description will be omitted.

도 5를 참조하면, 510 단계에서 일실시예에 따른 조기 종료 방법은 코드워드 수신부에서, 복호기(decoder)로 입력되는 구성 부호 코드워드를 수신할 수 있다. Referring to FIG. 5, in step 510, in the early termination method according to an embodiment, a codeword receiver may receive a constituent code codeword input to a decoder.

다음으로, 520 단계에서 일실시예에 따른 조기 종료 방법은 기대 감소율 산출부에서, 기설정된 횟수만큼 수행되는 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 수신한 구성 보호 코드워드의 신드롬(syndrome)을 검출하고, 검출된 신드롬의 개수를 카운팅하며, 카운팅된 신드롬의 개수에 기초하여 신드롬의 기대 감소율을 산출할 수 있다. Next, in step 520, in the early termination method according to an embodiment, in the expected reduction rate calculation unit, the syndrome of the configuration protection codeword received in the half-iteration decoding process performed a predetermined number of times. It is possible to detect, count the number of detected syndromes, and calculate an expected reduction rate of the syndrome based on the counted number of syndromes.

다음으로, 530 단계에서 일실시예에 따른 조기 종료 방법은 조기 종료 판단부에서, 반-반복 복호 과정에서 신드롬의 검출 비율차를 산출하고, 산출된 검출 비율차와 산출된 기대 감소율에 기초하여 반-반복 복호 과정의 조기 종료 여부를 판단할 수 있다. Next, in step 530, in the early termination method according to an embodiment, the early termination determination unit calculates a difference in detection rate of the syndrome in the semi-repetitive decoding process, and based on the calculated detection rate difference and the calculated expected reduction rate, -It is possible to determine whether the iterative decoding process is terminated early.

결국, 본 발명을 이용하면, 블록 터보 부호 복호기에 입력되는 구성 부호 코드워드의 신드롬 정보를 이용하여 복호 과정의 조기 종료 여부를 결정할 수 있다. Consequently, using the present invention, it is possible to determine whether or not to terminate the decoding process early by using the syndrome information of the constituent code codeword input to the block turbo code decoder.

또한, 본 발명은 반-반복 복호 과정이 진행됨에 따라 더블-에러 신드롬의 차지 비율의 감소 정도를 이용하여 오류정정 능력의 저하 없이 효과적으로 평균 반-반복 복호 횟수를 줄일 수 있다. In addition, the present invention can effectively reduce the average number of half-repeated decoding without deteriorating the error correction ability by using the degree of reduction in the charge ratio of the double-error syndrome as the half-repeated decoding process proceeds.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, various modifications and variations are possible from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.

100: 조기종료 장치 110: 코드워드 수신부
120: 기대 감소율 산출부 130: 조기 종료 판단부
100: early termination device 110: codeword receiver
120: expected reduction rate calculation unit 130: early termination determination unit

Claims (11)

복호기(decoder)로 입력되는 구성 부호 코드워드를 수신하는 코드워드 수신부;
기설정된 횟수 만큼 수행되는 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 상기 수신한 구성 부호 코드워드의 노-에러 신드롬(no-error syndrome), 싱글-에러 신드롬(single-error syndrome) 및 더블-에러 신드롬(double-error syndrome) 중 적어도 하나의 신드롬을 검출하고, 상기 검출된 적어도 하나의 신드롬의 개수를 카운팅하며, 상기 카운팅된 신드롬의 개수에 기초하여 상기 검출된 적어도 하나의 신드롬에서 상기 더블-에러 신드롬이 차지하는 비율인 검출 비율을 산출하고, 상기 산출된 검출 비율에 기초하여 상기 더블-에러 신드롬의 기대 감소율을 산출하는 기대 감소율 산출부 및
m-1번째(여기서, m은 2 이상의 양의 정수) 반-반복 복호 과정을 통해 산출된 m-1번째 검출 비율에서 m번째 반-반복 복호 과정을 통해 산출된 m번째 검출 비율을 감산하여 검출 비율차를 산출하고, 상기 산출된 검출 비율차와 상기 산출된 기대 감소율에 기초하여 상기 반-반복 복호 과정의 조기 종료 여부를 판단하는 조기 종료 판단부
를 포함하는 조기 종료 장치.
A codeword receiving unit for receiving a constituent code codeword input to a decoder;
No-error syndrome, single-error syndrome, and double-error of the received constituent code code word in the half-iteration decoding process performed a predetermined number of times Detect at least one syndrome among double-error syndromes, count the number of the detected at least one syndrome, and the double-error in the detected at least one syndrome based on the counted number of syndromes. An expected reduction rate calculation unit that calculates a detection ratio, which is a ratio occupied by a syndrome, and calculates an expected reduction ratio of the double-error syndrome based on the calculated detection ratio; and
m-1th (where m is a positive integer greater than or equal to 2) detection by subtracting the m-th detection ratio calculated through the m-th half-repeated decoding process from the m-1th detection ratio calculated through the half-repeated decoding process An early termination determination unit that calculates a ratio difference and determines whether or not the half-repeated decoding process is prematurely terminated based on the calculated detection ratio difference and the calculated expected reduction rate
Early termination device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 구성 부호 코드워드는 블록 터보 부호(block turbo code; BTC)에 기초한 오류정정부호 코드워드인
조기 종료 장치.
The method of claim 1,
The constituent code codeword is an error correction code word based on a block turbo code (BTC).
Early termination device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기대 감소율 산출부는,
상기 반-반복(half-iteration) 복호 과정의 수행 전에 상기 조기 종료 여부의 판단을 위한 공차 카운터(tolerance counter) 값과, 신드롬 카운터 값 및 반-반복 카운터 변수를 초기화하는
조기 종료 장치.
The method of claim 1,
The expected reduction rate calculation unit,
Initializing a tolerance counter value, a syndrome counter value, and a half-iteration counter variable for determining whether to terminate the early stage before performing the half-iteration decoding process
Early termination device.
제1항에 있어서,
상기 기대 감소율 산출부는,
상기 수신한 구성 부호 코드워드의 구성 부호의 종류, 부호 길이 및 부호율 중 적어도 하나에 대응되는 판단 임계값을 설정하는
조기 종료 장치.
The method of claim 1,
The expected reduction rate calculation unit,
Setting a determination threshold corresponding to at least one of a type of a constituent code, a code length, and a code rate of the received constituent code codeword
Early termination device.
제4항에 있어서,
상기 기대 감소율 산출부는,
상기 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 상기 적어도 하나의 신드롬이 검출될 때마다 상기 신드롬 카운터 값을 '1' 씩 증가시키는
조기 종료 장치.
The method of claim 4,
The expected reduction rate calculation unit,
Increasing the syndrome counter value by '1' whenever the at least one syndrome is detected in the half-iteration decoding process
Early termination device.
제6항에 있어서,
상기 기대 감소율 산출부는,
첫번째 반-반복 복호 과정을 통해 증가된 신드롬 카운터 값을 이용하여 초기 검출 비율을 산출하고, 상기 산출된 초기 검출 비율을 최대 반-반복 복호 수로 나누어 상기 기대 감소율을 산출하는
조기 종료 장치.
The method of claim 6,
The expected reduction rate calculation unit,
The initial detection rate is calculated using the syndrome counter value increased through the first half-repeated decoding process, and the expected reduction rate is calculated by dividing the calculated initial detection rate by the maximum number of half-repeated decoding.
Early termination device.
제6항에 있어서,
상기 조기 종료 판단부는,
상기 m-1번째 반-반복 복호 과정을 통해 증가된 신드롬 카운터 값을 이용하여 상기 m-1번째 검출 비율을 산출하고, 상기 m번째 반-반복 복호 과정을 통해 증가된 신드롬 카운터 값을 이용하여 상기 m번째 검출 비율을 산출하는
조기 종료 장치.
The method of claim 6,
The early termination determination unit,
The m-1th detection rate is calculated using the syndrome counter value increased through the m-1th half-repeated decoding process, and the syndrome counter value increased through the m-th half-repeated decoding process is used. to calculate the m-th detection rate
Early termination device.
제4항에 있어서,
상기 조기 종료 판단부는,
상기 산출된 검출 비율차가 상기 산출된 기대 감소율 보다 작으면, 상기 공차 카운터 값을 증가시키는
조기 종료 장치.
The method of claim 4,
The early termination determination unit,
If the calculated detection ratio difference is less than the calculated expected reduction rate, increasing the tolerance counter value
Early termination device.
제9항에 있어서,
상기 조기 종료 판단부는,
상기 증가된 공차 카운터 값이 기설정된 판단 임계값과 일치하면, 상기 반-반복 복호 과정을 조기 종료하는
조기 종료 장치.
The method of claim 9,
The early termination determination unit,
If the increased tolerance counter value coincides with a preset determination threshold, early termination of the half-repeated decoding process
Early termination device.
코드워드 수신부에서, 복호기(decoder)로 입력되는 구성 부호 코드워드를 수신하는 단계;
기대 감소율 산출부에서, 기설정된 횟수 만큼 수행되는 반-반복(half-iteration) 복호 과정에서 상기 수신한 구성 부호 코드워드의 노-에러 신드롬(no-error syndrome), 싱글-에러 신드롬(single-error syndrome) 및 더블-에러 신드롬(double-error syndrome) 중 적어도 하나의 신드롬을 검출하고, 상기 검출된 적어도 하나의 신드롬의 개수를 카운팅하며, 상기 카운팅된 신드롬의 개수에 기초하여 상기 검출된 적어도 하나의 신드롬에서 상기 더블-에러 신드롬이 차지하는 비율인 검출 비율을 산출하고, 상기 산출된 검출 비율에 기초하여 상기 더블-에러 신드롬의 기대 감소율을 산출하는 단계 및
조기 종료 판단부에서, m-1번째(여기서, m은 2 이상의 양의 정수) 반-반복 복호 과정을 통해 산출된 m-1번째 검출 비율에서 m번째 반-반복 복호 과정을 통해 산출된 m번째 검출 비율을 감산하여 검출 비율차를 산출하고, 상기 산출된 검출 비율차와 상기 산출된 기대 감소율에 기초하여 상기 반-반복 복호 과정의 조기 종료 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 조기 종료 방법.
Receiving, at a codeword receiving unit, a constituent code codeword input to a decoder;
In the expected reduction rate calculation unit, a no-error syndrome and a single-error syndrome of the received constituent code codeword in a half-iteration decoding process performed a predetermined number of times. syndrome) and double-error syndrome, counting the number of the detected at least one syndrome, and the detected at least one syndrome based on the counted number of syndromes. Calculating a detection ratio, which is a ratio occupied by the double-error syndrome in syndrome, and calculating an expected reduction rate of the double-error syndrome based on the calculated detection ratio; and
In the early termination determination unit, the m-th (where m is a positive integer greater than or equal to 2) the m-th detection rate calculated through the half-repeated decoding process, the m-th calculated through the m-th half-repeated decoding process Calculating a detection ratio difference by subtracting the detection ratio, and determining whether or not the half-repetitive decoding process is prematurely terminated based on the calculated detection ratio difference and the calculated expected reduction rate
Early termination method comprising a.
KR1020190123789A 2019-10-07 2019-10-07 Early termination apparatus for enhancing efficiency of code decoder and method thereof KR102205630B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190123789A KR102205630B1 (en) 2019-10-07 2019-10-07 Early termination apparatus for enhancing efficiency of code decoder and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190123789A KR102205630B1 (en) 2019-10-07 2019-10-07 Early termination apparatus for enhancing efficiency of code decoder and method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102205630B1 true KR102205630B1 (en) 2021-01-21

Family

ID=74237640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190123789A KR102205630B1 (en) 2019-10-07 2019-10-07 Early termination apparatus for enhancing efficiency of code decoder and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102205630B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030047178A (en) 2001-12-08 2003-06-18 한국전자통신연구원 Method for iterative decoding of block turbo code and Recording medium for iterative decoding program of block turbo code
KR100881192B1 (en) * 2006-11-14 2009-02-05 삼성전자주식회사 A method of detecting an error pattern, an error correction apparatus, and a method of encoding data
KR20090083758A (en) * 2008-01-30 2009-08-04 삼성전자주식회사 Method and apparatus for decoding concatenated code

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030047178A (en) 2001-12-08 2003-06-18 한국전자통신연구원 Method for iterative decoding of block turbo code and Recording medium for iterative decoding program of block turbo code
KR100881192B1 (en) * 2006-11-14 2009-02-05 삼성전자주식회사 A method of detecting an error pattern, an error correction apparatus, and a method of encoding data
KR20090083758A (en) * 2008-01-30 2009-08-04 삼성전자주식회사 Method and apparatus for decoding concatenated code

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AlMahamdy, Mohammed, and Jeffrey Dill. "Early Termination of Turbo Decoding by Identification of Undecodable Blocks." 2017 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC). IEEE, 2017.
Chen, Guo Tai, et al. "An efficient stopping criterion for turbo product codes." IEEE communications letters 11.6 (2007): 525-527.
R, Pyndiah, "Near-optimum decoding of product codes: block turbo codes," IEEE Trans. Commun., vol 46, No. 8, pp. 1003-1010, Aug. 1998.
Tawfeek, Hazem, Ashraf Mahran, and Gamal M. Abdel-Hamid. "A Reliability-based Stopping Criterion for Turbo Product Codes." 2018 14th International Computer Engineering Conference (ICENCO). IEEE, 2018.
Xia, Tian, Hsiao-Chun Wu, and Scott C-H. Huang. "A new stopping criterion for fast low-density parity-check decoders." 2013 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM). IEEE, 2013.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6888901B2 (en) Apparatus and method for stopping iterative decoding in a CDMA mobile communication system
US7577899B2 (en) Cyclic redundancy check (CRC) based error correction method and device
US6865708B2 (en) Hybrid early-termination methods and output selection procedure for iterative turbo decoders
US9214958B2 (en) Method and decoder for processing decoding
WO2015139160A1 (en) Hard decision decoding method for ldpc code of dynamic threshold bit-flipping
JP4777876B2 (en) Early termination of turbo decoder iterations
WO2014044072A1 (en) Generation method and generation device for mixed polar code
JP3811699B2 (en) Error correction apparatus and method for code division multiple access mobile communication system
WO2018179246A1 (en) Check bit concatenated polar codes
CN111669187B (en) Decoding method and device, equipment and storage medium
US9219501B2 (en) LDPC encoding/decoding method and device using same
EP3713096B1 (en) Method and device for decoding staircase code, and storage medium
US10461776B2 (en) Device and method of controlling an iterative decoder
KR102205630B1 (en) Early termination apparatus for enhancing efficiency of code decoder and method thereof
KR20110082311A (en) Apparatus and method for diciding a reliability of decoded data in a communication system
US9344116B2 (en) Method for determining layer stoppage in LDPC decoding
KR102197751B1 (en) Syndrome-based hybrid decoding apparatus for low-complexity error correction of block turbo codes and method thereof
WO2020011761A1 (en) Soft-aided decoding of staircase codes
KR101630114B1 (en) LDPC Decoding Device and Method Using Min-Sum Algorithm
EP4072023A1 (en) Decoding method, decoder, and decoding device
KR102045438B1 (en) Method and Apparatus for Decoding of Low-density parity-check
CN107565982B (en) Output control method and device for Turbo iterative decoding and decoding equipment
US20120166905A1 (en) Method and apparatus for controlling decoding in receiver
CN114448448B (en) CA-SCL-based polarization code encoding and decoding method
CN112398486B (en) Turbo code interleaving parameter identification method and system optimized by using multiple error correction modes

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant