KR19990043419A - 케이블모뎀 다운스트림 시스템 tcm 디코더의 입력 심볼 결합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블모뎀 다운스트림 시스템 TCM 디코더의 입력 심볼 결합 장치에 관한 것으로, 스위칭부(41)와 제1 내지 제4 저장부(42~45), 및 선택부(46)로 구성된다. 스위칭부(41)는 TCM 디코더의 비복호처리부(도 3의 31)와 복호처리부(도 3의 32)로부터 5클럭에 걸쳐 그룹 데이터들을 입력받아 스위치 제어 신호(S_CONTROL)에 따라 7비트씩의 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼별로 구분하여 각각 제1 내지 제4 저장부(42~45)로 출력하고, 제1 내지 제4 저장부(42~45)는 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼을 각각 저장하였다가 버퍼 제어 신호(B_CONTROL)에 따라 선택부(46)로 일시에 출력하며, 선택부(46)는 선택 제어 신호(M_CONTROL)에 따라 제1 내지 제4 저장부(42~45)의 출력을 차례대로 선택하여 출력한다. 따라서, 매 클럭마다 6비트씩 또는 4비트씩 입력되는 그룹 데이터를 심볼별로 버퍼에 저장하였다가 선택 제어 신호(M_CONTROL)에 따라 7비트의 4개 심볼을 순서대로 선택하여 출력함으로써, 입력 심볼들을 보다 효율적으로 결합할 수 있는 효과가 있다.

Description

케이블모뎀 다운스트림 시스템 ＴＣＭ 디코더의 입력 심볼 결합 장치(A deparser for input symbol of TCM decoder in a cablemodem downstream system)

본 발명은 케이블모뎀 다운스트림 시스템의 TCM 디코더에 관한 것으로, 특히TCM 디코더에서 QAM 디매핑시켜 얻은 비트들을 재정렬하여 심볼단위로 출력할 수 있도록 된 케이블모뎀 다운스트림 시스템 TCM 디코더의 입력 심볼 결합 장치에 관한 것이다.

케이블모뎀 네트워크는 원격지 접속 분야에서 종합정보통신망(ISDN), 멀티디지털가입자회선(xDSL) 등과 함께 관심을 끌고 있는 네트워크 시스템으로서, 인터넷, 인트라넷에 접속하여 Mbps 급의 고속 데이터 전송 속도로 가입자에게 재택근무, 영상회의, 웹검색 등의 다양한 서비스를 제공한다.

최근 들어 미국을 중심으로 폭넓은 사용자층을 확보하고 있는 케이블모뎀 네트워크의 개념은 케이블 TV망을 데이터 통신분야에 끌어들인 것으로서 동축케이블을 이용한다는 측면에서는 서로 유사하지만, 케이블 TV는 외부의 동축케이블을 셋톱박스로 연결한 후 이 셋톱박스에 TV를 접속시키는 반면 케이블모뎀 네트워크는 케이블모뎀으로 동축케이블과 PC를 연결하는 방식이다. 이때 케이블모뎀에 접속되는 PC는 1 대일 수도 있고 여러 대일 수도 있다.

케이블모뎀은 워크그룹용, 멀티유저용, 및 개인용으로 구분된다. 워크그룹 케이블모뎀은 PC를 접속시킬 수 있는 포트 수가 4개, 8개 등으로 소규모 그룹을 대상으로 하고, 이를 통해 소형 LAN을 구축할 수 있으며, 멀티유저 케이블모뎀은 도서관, 학교, 공장 등 비교적 규모가 큰 곳에 사용된다.

도 1은 일반적인 케이블모뎀을 이용하여 구축한 네트워크를 도시한 도면으로, 케이블망(20)에 다수개의 케이블모뎀(CM,11~14)이 연결되고 케이블모뎀(11~14)에는 각각 PC가 연결되어 있어, 가입자가 백본망(40)으로부터 인터넷 등의 서비스를 제공받으며, 케이블모뎀 단말시스템(30,CMTS:Cable Modem Termination System)은 헤드엔드에 위치하여 상향 채널 및 하향 채널을 제공하는 역할을 한다. 상기 CMTS(30)는 하향 채널에서 500kbps~30Mbps의 전송 속도로 광대역의 데이터를 방송(broadcast )하고, 각 CM은 상향 채널에서 96kbps~10Mbps의 속도로 협대역의 질의데이터를 점대점 방식으로 전송한다.

상기 CMTS(30)와 CM(11~14)는 상향스트림(Upsteram) 및 하향스트림(Downstream )에서 기본 전송 단위인 MAC(Medium Access Control) 프레임을 이용하여 데이터를 주고 받는데, MAC 프레임의 구조는 MAC 프레임의 내용을 정의하는 MAC 헤더 및 MAC 헤더에 따라 그 길이와 존재 여부가 정해지는 데이터 PDU(Protocol data Unit)로 구성된다. 상기 MAC 프레임은 상향스트림의 경우 MAC 헤더 앞에 물리 매체 종속(PMD) 부계층 오버헤드가 붙고, 하향스트림의 경우 MPEG 전송 헤더가 붙어서 전송된다.

한편, 케이블모뎀을 이용한 통신방식에 있어서의 계층 구조가운데 전송(transport) 계층에서는 188바이트 MPEG-2 패킷의 연속으로 이루어지는 비트스트림을 하향스트림으로 전송한다. 상기 188바이트는 동기를 위한 1바이트와, 서비스 정의, 스크램블링, 및 제어 정보를 위한 3바이트와, MPEG-2 데이터 또는 보조 데이터를 위한 184바이트로 구분된다.

도 2는 케이블모뎀 시스템에 있어서 케이블 전송 처리 단계를 나타낸 블록도로서, 송신부의 MPEG 프레임부(21), FEC 인코더(22), QAM 변조부(23), 수신부의 MPEG 프레임부(27), FEC 디코더(26), QAM 복조부(25), 및 채널(24)로 이루어져 있다.

상기 송신부의 MPEG 프레임부(21)는 188바이트의 고정길이 패킷의 연속으로 이루어진 MPEG-2 데이터 스트림을 입력받아, MPEG 패킷의 동기를 수신부에 전달하고, FEC(Forward Error Correction) 인코더(22)는 케이블 채널(24)을 통하여 데이터를 신뢰성있게 전달하기 위하여 리드솔로몬 코딩, 인터리빙, 랜덤화, 및 트렐리스 코딩을 수행하며, QAM 변조부(23)는 64 QAM, 또는 256 QAM의 변조방식을 사용한다. 그리고, 수신부의 MPEG 프레임부(27), FEC 디코더(26), QAM 복조부(25)는 송신부의 반대기능을 수행한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, FEC 인코더(22)는 리드솔로몬 인코더(22-1), 인터리버(22-2), 랜덤화부(22-3), 트렐리스 인코더(22-4)로 이루어지고, FEC 디코더(26)는 트렐리스 디코더(26-1), 역랜덤화부(26-2), 디인터리버((26-3), 리드솔로몬 디코더(26-4)로 이루어진다.

상기 리드솔로몬 인코더(22-1)는 (128,122) 코드를 이용하여 리드솔로몬 인코딩을 수행하며, 최대 3개의 심볼까지 에러정정이 가능하고 상기 RS 코드는 64QAM, 256QAM에 모두 이용된다. 상기 인터리버(22-2)는 에러를 야기시키는 군집 노이즈를 방지하는 것으로서, 64QAM과 256QAM의 경우 프로그램가능한 구조(programmable structure)로 이루어진다. 그리고, 상기 랜덤화부(22-3)는 QAM 복조부(23-2)의 동기를 위하여 데이터를 랜덤화시키고, 트렐리스 인코더(TCM encoder,22-4)는 연접 부호화(concatenated coding) 기법의 내부 부호(inner code)를 이용하여 이진 길쌈 부호화(convolutional encoding)를 수행하여 전송된 신호를 부호화한다. 또한, FEC 디코더(26)의 TCM 디코더(26-1), 역랜덤화부(26-2), 디인터리버(26-3), 리드솔로몬 디코더(26-4)는 상기 FEC 인코더(22)의 반대 기능을 수행한다.

상기 TCM 인코더(22-4)는 64 QAM의 경우, 상기 랜덤화부(22-3)로부터 4개의 7비트 심볼, 즉 28비트를 입력받아 6비트 심볼의 5개 그룹으로 만들어 64레벨 심볼로 변환시켜 QAM 변조부(23)로 출력하며, 이때 상기 28비트를 재정렬하여 QAM 규격에 맞도록 배분하기 위한 입력 심볼을 분배 장치가 필수적이다.

또한, 상기 TCM 디코더(26-1)는 64 QAM의 경우, 상기 TCM 인코더(22-4)와 반대로 QAM 복조부(25)로부터 64레벨 심볼을 입력받아 6비트 심볼의 5개 그룹으로 QAM 디매핑시킨 후, 상기 5개의 6비트 심볼, 즉 30비트 심볼을 복호처리 및 비복호처리하여 28비트를 만들고, 다시 이를 4개의 7비트 심볼로 변환하여 역랜덤화부(26-2)로 출력한다.

이때, TCM 디코더는 QAM 디매핑과 복호처리 및 비복호처리과정을 통하여 출력된 28비트 심볼을 적절히 재정렬하여 4개의 심볼을 만들어야 하므로, 상기 TCM 인코더의 입력 심볼 분배 장치 못지않게 입력 심볼을 결합하기 위한 장치(Depaser)가 필수적이다. 그런데, 디코더 분야는 인코더 분야에 비해 연구가 활발하지 못한 실정으로서, 아직까지 그 구성에 대한 논의가 없었으므로, 28비트의 입력 심볼을 효율적으로 결합하여 4개의 심볼로 출력하기 위한 입력 심볼 결합 장치(Deparser)를 설계하여야 한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 의하여 안출된 것으로, 본 발명은 케이블모뎀 다운스트림 시스템의 TCM 디코더에 구비되어, 28비트의 입력 심볼들을 4개의 7비트 심볼로 결합하여 심볼단위로 출력할 수 있도록 된 TCM 디코더의 입력 심볼 결합 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 케이블모뎀 다운스트림 시스템의 TCM 디코더에 있어서, 다수의 클럭동안 그룹 데이터를 입력받아 스위치 제어 신호(S_CONTROL)에 따라 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼별로 각각 제1 내지 제4 저장부로 출력하는 스위칭부, 상기 스위칭부로부터 심볼들을 각각 입력받아 저장하였다가, 버퍼 제어 신호(B_CONTROL)에 따라 출력하는 상기 제1 내지 제4 저장부, 및 선택 제어 신호(M_CONTROL)에 따라 상기 제1 내지 제4 저장부의 출력을 차례대로 선택하여 출력하는 선택부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 케이블모뎀을 이용하여 구축한 네트워크를 도시한 도면,

도 2는 케이블모뎀 시스템에 있어서 케이블 전송 처리 단계를 도시한 블록도,

도 3은 일반적인 입력 심볼 결합 장치와 그 주변과의 입출력 관계를 도시한 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 입력 심볼 결합 장치를 도시한 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41 : 스위칭부 42~45 : 저장부

46 : 선택부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예에 대하여 자세히 살펴보기로 한다.

도 3은 일반적인 입력 심볼 결합 장치와 그 주변과의 입출력 관계를 도시한 블록도이다.

도 3의 비부호처리부(31)와 부호처리부(32)는 QAM 디매퍼(demapper,미도시)로부터 5클럭마다 3비트의 I신호와 3비트의 Q신호를 입력받아 입력 심볼 결합 장치(33)로 전달한다. 이때, 상기 비복호처리부(31)는 총 30비트의 I신호와 Q신호중 복호화하지 않을 20비트를 그대로 입력 심볼 결합 장치(33)로 전달하고, 상기 부호처리부(32)는 I신호와 Q신호중 복호화할 10비트를 복호처리하여 8비트로 만들어 입력 심볼 결합 장치(33)로 전달한다. 이에 따라 상기 입력 심볼 결합 장치(33)는 총 28비트를 입력받게 된다. 여기서, 상기 I신호는 A심볼로 표시되고, Q신호는 B심볼로 표시되는 신호이다.

상기와 같이 입력 심볼 결합 장치(deparser,33)는 비복호처리부(31)와 부호처리부(32)로부터 5클럭동안 28비트를 입력받아 이들을 재정렬하여 7비트의 심볼을 4개 출력하는데, 이때 매 클럭마다 상기 비복호처리부(31)와 복호처리부(32)로부터 출력되어 상기 입력 심볼 결합 장치(33)로 입력되는 28비트는 다음 표 1과 같다.

	비복호처리부로부터의 입력비트	복호처리부로부터의 입력비트
1클럭의 입력비트	A2,A1,B2,B1	A0,B0
2클럭의 입력비트	A5,A4,B5,B4	A3,B3
3클럭의 입력비트	A8,A7,B8,B7	A6,B6
4클럭의 입력비트	A11,A10,B11,B10	A9,B9
5클럭의 입력비트	A13,A12,B13,B12

상기에서 1클럭 내지 5클럭에 입력되는 비트들을 각각 제1 내지 제5 그룹이라 했을 때, 입력 심볼 결합 장치(33)는 상기 표 1과 같이 제1 내지 제4 그룹의 6비트씩과 제5 그룹의 4비트, 즉 총 28비트를 입력받아서 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼을 순서대로 출력하게 된다. 상기 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼은 각각 7비트로서, 각 심볼에 대한 7비트들은 다음의 표 2와 같다.

A 그룹	B 그룹
A(1) 심볼	A(2) 심볼	B(1) 심볼	B(2) 심볼
A10,A8,A7,A5,A4,A2,A1	A9,A6,A3,A0,A13,A12,A11	B10,B8,B7,B5,B4,B2,B1	B9,B6,B3,B0,B13,B12,B11

즉, 입력 심볼 결합 장치(33)는 상기 표 1에서 보인 28비트를 입력받아 상기 표 2와 같은 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼을 차례로 출력하는 것이다.

이어서, 본 발명에 따른 TCM 디코더의 입력 심볼 결합 장치의 동작 및 효과를 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 다른 입력 심볼 결합 장치를 도시한 블록도로서, 스위칭부(41)와 제1 내지 제4 저장부(42~45), 및 선택부(46)로 구성되어 있다.

상기 스위칭부(41)는 상기 표 1과 같이 매 클럭마다 6비트씩 또는 4비트씩 입력되는 심볼을 스위치 제어 신호(S_CONTROL)에 따라 상기 표 2와 같은 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼별로 상기 제1 내지 제4 저장부(42~45)로 출력한다.

즉, 스위칭부(41)는 상기 스위치 제어 신호(S_CONTROL)에 따라, 처음으로 입력되는 제1 그룹 (A2,A1,B2,B1,A0,B0)중에서 'A2,A1','A0','B2,B1',B0'을 각각 제1 내지 제4 저장부(42~45)로 출력하고, 이와 마찬가지로 두 번째로 입력되는 제2 그룹 (A5,A4,B5,B4,A3,B3)와 세 번째로 입력되는 제3 그룹 (A8,A7,B8,B7,A6,B6)중에서 각각 2비트, 1비트, 2비트, 1비트를 상기 제1 내지 제4 저장부(42~45)로 출력하고, 네 번째로 입력되는 제4 그룹 (A11,A10,B11,B10,A9,B9)중에서 'A10','A11,A9','B10','B11,B9'를 각각 제1 내지 제4 저장부(42~45)로 출력하며, 마지막으로 입력되는 제5 그룹 (A13,A12,B13,B12)중에서 'A13,A12'를 제2 저장부(43)로 출력하고, 'B13,B12'를 제4 저장부(45)로 출력한다.

이에 따라 상기 제1 내지 제4 저장부(42~45)는 7비트씩의 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼을 각각 저장하게 되며, 버퍼 제어 신호(B_CONTROL)에 따라 상기 선택부(46)로 출력한다. 그러면, 상기 선택부(46)가 선택 제어 신호(M_CONTROL)에 따라 상기 제1 내지 제4 저장부(42~45)의 출력을 순서대로 선택하여 출력함으로써, TCM 디코더는 역랜덤화부(도 2의 26-2)로 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼을 출력하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 입력 심볼 결합 장치는 제1 내지 제5 그룹의 28비트 입력 심볼을 7비트씩의 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼 단위로 적절히 결합해주는 것으로, 본 명세서에서는 본 발명을 특정한 실시예들과 관련하여서만 설명하였으나, 이외에도 데이터를 결합(deparse)하는 다른 시스템에서도 적합하게 변형하여 적용할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 장치는 매 클럭마다 6비트씩 또는 4비트씩 입력되는 그룹 데이터를 심볼별로 버퍼에 저장하였다가 선택 제어 신호(M_CONTROL)에 따라 7비트의 4개 심볼을 순서대로 선택하여 출력함으로써, 입력 심볼들을 보다 효율적으로 결합할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 케이블모뎀 다운스트림 시스템의 TCM 디코더에 있어서,

   다수의 클럭동안 그룹 데이터를 입력받아 스위치 제어 신호(S_CONTROL)에 따라 A(1),A(2),B(1),B(2)심볼별로 각각 제1 내지 제4 저장부(42~45)로 출력하는 스위칭부(41);

   상기 스위칭부(41)로부터 상기 심볼들을 각각 입력받아 저장하였다가, 버퍼 제어 신호(B_CONTROL)에 따라 출력하는 상기 제1 내지 제4 저장부(42~45); 및

   선택 제어 신호(M_CONTROL)에 따라 상기 제1 내지 제4 저장부(42~45)의 출력을 차례대로 선택하여 출력하는 선택부(46)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀 다운스트림 시스템 TCM 디코더의 입력 심볼 결합 장치.