KR20000000521A - 터보부호의부호화방법및그송신기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터보부호의 부호화 방법 및 터보 부호기에 관한 것으로서, 터보부호를 사용하여 송신할 데이터를 부호화하는 방법에 있어서, 원 데이터에 수신측이 알고 있는 임의의 데이터를 삽입하여 부호화한다. 삽입되는 비트는 PN 부호와 랜덤 비트(random bits)가 있을 수 있다. 또한 그에 맞는 송신기로서는, PN 부호를 생성하는 PN 부호 생성기(또는 랜덤 비트를 생성하는 랜덤 비트 발생기)와 상기 PN 부호(또는 랜덤 비트)와 원 데이터를 다중화하는 먹서와, 상기 먹스된 신호를 부호화하는 터보부호기로 구성된 데이터 송신기이다.

Description

터보부호의 부호화 방법 및 그 송신기

본 발명은 터보부호기를 사용하는 통신 시스템에 관한 것이다.

현재 터보부호(turbo codes)가 차세대 이동통신의 오류정정부호(error correction codes)로 많은 연구가 되고 있다.

이러한 터보부호의 기본적인 구조는 도1과 같다.

터보부호는 도1과 같이 N 정보비트의 프레임(frames)으로 이루어진 입력을 이용하여 패리티(parity) 심벌을 만드는 두 개의 간단한 RSC(recursive systematic convolutional) 부호를 병렬로 연결한 구조로 되어있다. 도1에서처럼 터보부호기는 정보비트(101)를 하나의 출력 X_K(101)로 하고, 이 정보신호(101)를 RSC 부호기(100)를 통과시켜 Y_1k(102)를 얻고, 정보신호(101)를 N 정보비트의 프레임과 동일한 크기를 갖는 인터리버(interleaver)(11O)를 통과시켜 얻은 신호(103)를 또 다른 RSC 부호기(120)를 통과하여 Y_2k(104)를 얻은 후 송신한다.

따라서 터보부호의 출력은 RSC 부호기의 출력 뿐만 아니라 인터리버를 통해 변형된 출력으로 인해 이중의 패리티 정보를 지니게 된다. 그러나 터보부호기에서 원하는 부호율을 얻기 위해 Y_1k(102)와 Y_2k(104)를 천공기를 통해 출력신호를 천공한다. 예를 들어 부호율을 1/2로하기 위해서는 Y_1k와 Y_2k를 번갈아 한번씩 출력되도록 천공하면 된다. 이렇게 천공하여 최종적으로 얻은 패리티 비트 Y_k(105)를 X_k함께 전송한다.

이러한 터보부호의 성능은 고속데이타 일 경우에는 현재 이동통신 환경에서 많이 사용되고 있는 길쌈부호(convolutional codes)의 성능보다 더 우수한 것으로 알려져 있다. 그러나 저속 데이터 및 음성의 경우에는 성능이 떨어진다.

따라서 차세대 이동통신에서도 고속데이타일 경우에는 터보부호를 그리고 저속데이타와 음성일 경우에는 길쌈부호를 사용하는 것이 고려되고 있다.

그러나 본 발명은 저속 데이타일 경우에도 터보부호를 사용하여 하나의 오류정정기술을 사용하고자 하는 것이다. 또한 고속 데이타의 경우에도 일반적인 터보부호보다 성능이 뛰어난 부호기를 제공하고자 하는 것이다

도1은 터보부호기의 기본적인 구조를 나타내는 도면,

도2는 본 발명의 터보부호 부호기의 구조를 나타내는 도면이다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 송신측에서 수신측이 알고 있는 비트를 삽입하여 부호화하고 이들 비트를 송신하기 전에 제거하는 것이다. 이렇게 송신측이 수신측이 알고 있는 비트를 삽입하고 수신측은 복호할 때에 이들 비트를 다시 삽입하여 복호한다.

이렇게 하는 이유는 일반적인 이동통신 환경은 페이딩 환경이기 때문에 연집오류(burst error : 한번 발생되면 계속 일어나는 오류)가 많이 생기게 된다. 즉 이러한 오류가 발생했을 경우 수신측에서는 이미 아는 비트들을 중간에 삽입하기 때문에 이러한 연집오류들의 길이가 짧아지는 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명의 송신처리는 다음과 같이 이루어진다. 즉, 기존의 터보부호기에 다음과 같은 처리과정을 더 추가 한다. 송신하고자 하는 데이터가(200) 있을 경우 이 데이터들(200) 사이에 수신측과 송신측이 서로 아는 비트들을(210) 삽입하여 터보부호기(230)의 입력(203)으로 하는 것이다. 이 때 삽입한 비트들은 이미 수신측에서도 알기 때문에 송신할 필요없이 삭제하여(240) 송신한다. 예를 들어 도2에서 처럼 수신측에서도 알고 있는 비트인 PN 부호(또는 랜덤 비트)를 사용하는 것이다. PN 부호는 PN 부호 생성기에서 씨드(seed)만 알면 알 수 있는 부호이기 때문에 사용하기에 용이하다. 먼저 송신하고자 하는 데이터가(200) 있을 경우 이 데이터들(200) 사이에 PN 부호 생성기 (또는 랜덤 비트 발생기)에 의해 발생되는 PN 부호(또는 랜덤비트)들을(210) 삽입하여 터보부호기(230)의 입력(203)으로 하는 것이다. 이 때 삽입한 비트들은 이미 수신측에서도 알기 때문에 송신할 필요없이 삭제하여(240) 송신한다.

아래 그림은 매 1비트 데이터에 수신측과 아는 비트 1비트를 삽입한 경우의 데이터 형태를 예로 나타낸 것이다. 아래 데이터 형태는 MUX (220)를 통과한 신호(203)를 나타낸 것이다. 여기서 D는 송신할 데이터(200)이고 K는 수신측과 송신측이 서로 아는 비트(210), 즉 PN 비트 ( 혹은 랜덤 비트 )를 의미한

위의 데이터 형태를 가지는 데이터가 부호율이 1/3인 터보부호기(230)를 통과한 신호(204)의 데이터 형태는 아래 그림과 같이 된다. 여기서 DP는 D에대한 패리티비트를 KP는 K에 대한 패리티 비트를 의미한다.

다시 여기서 K비트는 수신측도 알고 있기 때문에 삭제하면(240) 아래와 같은 형태의 데이터(205)가 된다. 이러한 데이터를 송신하게 된다.

이러한 데이터를 수신측에서는 복호할 경우 삭제한 비트들을 다시 삽입하여 복호하게 된다. 이 때 삽입하는 비트들의 크기는 수신된 신호들 보다 훨씬 크게 한다. 이렇게 값을 크게하여 삽입하므로써 신호대 잡음비를 크게 할 수 있는 효과가 있다. 즉 신호대 잡음비가 커지면 데이터들의 신뢰도가 커지므로 복호 오류가 줄어들게 든다. 특히 터보부호에서는 주의 데이터들의 신뢰도가 커지면 자신의 신뢰도 커지므로 아는 비트들을 다른 신호들보다 크게 삽입하면 삽입된 데이터 주위의 비트들의 신뢰도도 따라서 올라가게 된다.

이상과 같은 구성의 본 발명은 저속 데이터나 음성에 있어서도 우수한 성능을 발휘한다. 즉, 기존의 길쌈부호에 비해 0.5 dB 정도 전력 이득을 얻을 수 있고 기존의 터보부호에게는 1.0 dB정도 전력이득을 얻을 수 있으므로, 그 성능이 우수하다는 것을 알 수 있다.

Claims (9)

1. 터보부호를 사용하여 송신할 데이터를 부호화하는 방법에 있어서,

   원 데이터에 수신측이 알고 있는 임의의 데이터를 삽입하여 부호화하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   삽입한 비트를 삭제하는 부호화 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   삽입되는 비트는 PN 코드인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   삽입되는 비트는 랜덤 비트인 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서

   터보복호기에서 삭제한 비트대신 다시 삽입되는 비트는 원 데이터보다 큰것을 특징으로 하는 부호화 방법.
6. 제2항에 있어서,

   수신측에서 복호기가 수신한 데이터를 복호하는데 삭제한 비트들을 다시 삽입하여 복호하는 데 있어서 삽입하는 값을 수신 신호 값보다 훨씬 더 큰 값으로 하여 삽입하는 것을 특징으로 하는 부호화 방법.
7. PN 부호를 생성하는 PN 부호 생성기와,

   상기 PN 부호와 원 데이터를 다중화하는 먹서와,

   상기 먹스된 신호를 부호화하는 터보부호기로

   구성된 데이터 송신기.
8. 랜덤 비트를 생성하는 랜덤 비트 생성기와,

   상기 랜덤 비트와 원 데이터를 다중화하는 먹서와,

   상기 먹스된 신호를 부호화하는 터보부호기로

   구성된 데이터 송신기.
9. 제7항에 있어서,

   상기 PN 부호를 제거하는 PN 부호 삭제기를 더 포함하여 구성되는 데이터송신기.