KR20000038378A - Apparatus and method for estimating error range in wireless communication system - Google Patents

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KR20000038378A KR1019980053365A KR19980053365A KR20000038378A KR 20000038378 A KR20000038378 A KR 20000038378A KR 1019980053365 A KR1019980053365 A KR 1019980053365A KR 19980053365 A KR19980053365 A KR 19980053365A KR 20000038378 A KR20000038378 A KR 20000038378A
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이한섭
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이계철
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Abstract

PURPOSE: An apparatus and method for estimating error range in wireless communication system is provided to improve the performance of a MAP decoder by extracting original information from a receiving signal, encoding extracted original information through a re-encoder, and estimating an error range of the receiving signal using encoded original information to transmit the estimated error range to the MAP decoder. CONSTITUTION: A pre-decoder(110) predecodes a receiving signal received from a transmitting terminal and extracts original information. A re-encoder(120) reencodes original information predecoded in the pre-decoder(110). An error range estimating unit(330) compares original information reencoded in the re-encoder(120) with the receiving signal and estimates an error range occurred in the receiving signal.

Description

무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치 및 그 방법Error range estimation device and method in wireless communication system

본 발명은 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 송신단의 터보(turbo) 부호기를 통해 부호화된 수신신호의 에러범위를 추정하기 위한 에러범위 추정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an error range estimating apparatus and method thereof in a wireless communication system, and more particularly, to an error range estimating apparatus for estimating an error range of a received signal encoded by a turbo encoder of a transmitting end.

일반적으로, 이동통신 등의 무선통신 분야에서는 전파 지연 및 다중 전파 경로 수신에 의한 페이딩(fading) 등으로 인하여 채널 잡음이 심하여 많은 전송 에러가 발생하게 된다.In general, in the field of wireless communication such as mobile communication, many transmission errors occur due to severe channel noise due to propagation delay and fading due to multiple propagation path reception.

이러한, 전송 에러를 감소시켜 무선통신의 신뢰도를 높이기 위하여 사용하는 오류 정정 부호는 디지털 이동통신 시스템에서 중요한 요소로 자리잡고 있다. 1998년 발표된 터보 부호는 RSC(Recursive Systematic Convolutional) 부호를 병렬로 연접하여 부호화하며, 준 최적 복호 방법인 반복 복호(Iterative Decoding)를 통하여 복호 동작을 수행하게 된다.The error correction code used to reduce the transmission error and to improve the reliability of wireless communication has become an important element in the digital mobile communication system. The turbo code released in 1998 concatenates and encodes a recursive systematic convolutional (RSC) code in parallel, and performs a decoding operation through iterative decoding, which is a quasi-optimal decoding method.

또한, 터보 부호는 인터리버(Interleaver)의 크기가 크고 반복 복호가 충분히 수행되었을 때, 비트 에러율(BER : Bit Error Rate)의 관점에서 새논 한계(Shannon Limit)에 근접하는 우수한 성능을 보였다.In addition, when the turbo coder has a large interleaver and sufficient repetitive decoding is performed, the turbo code shows an excellent performance of approaching the Shannon limit in terms of a bit error rate (BER).

그러나, 상기한 바와 같이 무선통신 시스템의 송신단의 터보 부호기를 통해 부호화되어 수신단으로 송신되는 신호의 에러범위를 추정하는 경우, 터보 부호기의 우수한 성능에도 불구하고 지나치게 많은 연산량으로 인해 시스템의 구성이 복잡해져 하드웨어로 구현하기 어려운 문제점이 있었다.However, when estimating the error range of a signal encoded through the turbo encoder of the transmitting end of the wireless communication system and transmitted to the receiving end as described above, the system configuration becomes complicated due to the excessive amount of computation despite the excellent performance of the turbo encoder. There was a problem that is difficult to implement.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무선통신 시스템의 수신단에 수신되는 신호의 에러범위를 추정하는 장치를 구현함에 있어, 수신신호를 프리디코딩하여 원래의 정보를 추출한 후, 이 원래의 정보를 이용하여 수신신호의 에러범위를 용이하게 추정할 수 있도록 하므로써, 하드웨어의 구성을 간단하게 할 수 있는 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치 및 그 방법, 그리고 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, in the implementation of the apparatus for estimating the error range of the signal received at the receiving end of the wireless communication system, after extracting the original information by pre-decoding the received signal The error range estimating apparatus and method therefor in a wireless communication system that can simplify the configuration of hardware by making it possible to easily estimate the error range of a received signal using the original information, and a program for realizing the same. Its purpose is to provide a computer readable recording medium having recorded thereon.

도 1은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치의 일실시예 블록도.1 is a block diagram of an embodiment of an apparatus for estimating an error range in a wireless communication system according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 방법에 대한 절차도.2 is a flowchart illustrating a method for estimating an error range in a wireless communication system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치를 적용하였을 경우 MAP 디코더의 성능을 나타내는 특성도.3 is a characteristic diagram showing the performance of the MAP decoder when applying the error range estimation apparatus in the wireless communication system according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치를 적용하였을 경우 터보 인코더의 성능을 나타내는 특성도.4 is a characteristic diagram showing the performance of the turbo encoder when the error range estimation apparatus is applied to a wireless communication system according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110: 프리디코더 120: 재인코더110: predecoder 120: re-encoder

130: 에러범위 추정부130: error range estimation unit

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치에 있어서, 수신신호를 프리디코딩(predecoding)하여 원래의 정보를 추출하는 프리디코딩수단; 상기 프리디코딩수단에 의해 프리디코딩된 원래의 정보를 재인코딩(reencoding)하기 위한 재인코딩수단; 및 상기 재인코딩수단에 의해 재인코딩된 원래의 정보와 상기 수신신호를 비교하여, 상기 수신신호에 발생된 에러범위를 추정하기 위한 에러범위 추정수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for estimating an error range in a wireless communication system, the apparatus comprising: pre-decoding means for pre-decoding a received signal to extract original information; Re-encoding means for re-encoding the original information pre-decoded by the pre-decoding means; And error range estimating means for estimating an error range generated in the received signal by comparing the original information re-encoded by the re-encoding means with the received signal.

그리고, 본 발명은, 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 방법에 있어서, 수신신호를 프리디코딩(predecoding)하여 원래의 정보를 추출하는 제 1 단계; 추출한 원래의 정보를 재인코딩(reencoding)하는 제 2 단계; 및 재인코딩된 원래의 정보와 상기 수신신호를 비교하여, 상기 수신신호에 발생된 에러범위를 추정하는 제 3 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides an error range estimation method in a wireless communication system, comprising: a first step of predecoding a received signal to extract original information; Re-encoding the extracted original information; And a third step of estimating an error range generated in the received signal by comparing the re-encoded original information with the received signal.

또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 정보제공 시스템에, 수신신호를 프리디코딩(predecoding)하여 원래의 정보를 추출하는 제 1 기능; 추출한 원래의 정보를 재인코딩(reencoding)하는 제 2 기능; 및 재인코딩된 원래의 정보와 상기 수신신호를 비교하여, 상기 수신신호에 발생된 에러범위를 추정하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.The present invention also provides an information providing system having a processor, comprising: a first function of predecoding a received signal to extract original information; A second function of re-encoding extracted original information; And a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a third function of estimating an error range generated in the received signal by comparing the re-encoded original information with the received signal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치의 일실시예 블록도이다.1 is a block diagram of an embodiment of an error range estimation apparatus in a wireless communication system according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 에러범위 추정 장치는, 송신단으로부터 수신되는 수신신호를 프리디코딩(predecoding)하여 원래의 정보를 추출하는 프리디코더(110)와, 프리디코더(110)에 의해 프리디코딩된 원래의 정보를 재인코딩(reencoding)하기 위한 재인코더(320)와, 재인코더(120)에 의해 재인코딩된 원래의 정보와 수신신호를 비교하여, 수신신호에 발생된 에러범위를 추정하기 위한 에러범위 추정부(330)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the error range estimating apparatus of the present invention includes a predecoder 110 for predecoding a received signal received from a transmitter and extracting original information, and by the predecoder 110. The error range generated in the received signal is estimated by comparing the received signal with the re-encoder 320 for re-encoding the pre-decoded original information and the original information re-encoded by the re-encoder 120. An error range estimating unit 330 is provided.

도 1에서, 인터리버(141), 터보 인코더(142, 143)들은 송신단에 구성된다.In FIG. 1, the interleaver 141 and the turbo encoders 142 and 143 are configured at the transmitting end.

또한, MAP(full-name 기재 바랍니다. ) 디코더(144, 145)들은 본 발명의 에러범위 추정 장치와 함께 수신단에 포함된다.Also, MAP (full-name) decoders 144 and 145 are included in the receiver together with the error range estimation apparatus of the present invention.

여기서, 송신단의 송신 과정에 대하여 살펴보면, 터보 인코더(142)는 송신 정보를 인코딩하여 채널을 통해 수신단으로 송신하고, 또한 터보 인코더(143)는 인터리버(141)에 의해 재정렬된 송신 정보를 인코딩하여 수신단으로 전송한다.Here, referring to the transmission process of the transmitter, the turbo encoder 142 encodes the transmission information and transmits it to the receiver through the channel, and the turbo encoder 143 encodes the transmission information rearranged by the interleaver 141 and receives the receiver. To send.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치에 대한 동작은 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.An operation of the apparatus for estimating an error range in the wireless communication system of the present invention having the structure as described above will be described in detail with reference to FIG.

즉, 도 2는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 방법에 대한 절차도로서, 이를 참조하여 상기 도 1의 에러범위 추정 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 여기서, "0"은 데이터 '0'을 표현할 수 있는 가장 이상적인 값, "xxx"은 데이터 '1'을 표현할 수 있는 가장 이상적인 값, "N"은 잡음이 없는 데이터, "S"는 약간의 잡음이 섞였으나 데이터 자체가 값이 변화되지는 않는 것(예를 들어, '0'비트가 '1'비트로 바뀌는 것이 아니라 '0'비트 그자체는 유지하는 것임)을 나타내는 표시, 그리고 "D"는 잡음이 심하게 섞여있어 데이터 자체가 변화되는 것(예를 들어, '1'비트가 '0'비트로 바뀌는 것임)을 나타내는 표시이다.That is, FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for estimating an error range in a wireless communication system according to the present invention. Referring to this, the operation of the apparatus for estimating the error range of FIG. 1 is as follows. Where "0" is the most ideal value to represent data "0", "xxx" is the most ideal value to represent data "1", "N" is noisy data, and "S" is a little noise Is mixed but the data itself does not change in value (for example, the '0' bit does not change to the '1' bit but the '0' bit itself is maintained), and the "D" The noise is so mixed that the data itself changes (for example, the '1' bit is changed to '0' bit).

일반적으로, 채널을 통과한 데이터는 변조된 신호에 잡음이 섞여서 들어오기 신호를 그대로 디코때문에 원래의 데이터를 알아보기 어렵게 되는데, 지금까지의 복호 방법은 이러한 더에 입력하여 복호 동작을 수행하였다.In general, the data passing through the channel is mixed with the modulated signal and the incoming signal is decoded as it is, making it difficult to recognize the original data. Until now, the decoding method has been inputted to such a decoder to perform a decoding operation.

에러가 발생한 범위를 추정하여 MAP 디코더(144, 145)들에 좀 더 깨끗한(잡음이 제거된) 데이터를 입력으로 주게 된다면, 어느 정도의 성능 향상을 기대할 수 있을 것이다(202, 203).If the error range is estimated and the cleaner (noise removed) data is input to the MAP decoders 144 and 145, some improvement in performance may be expected (202 and 203).

즉, 에러가 발생한 것으로 추정된 범위에는 채널을 통과한 데이터를(203), 나머지 데이터에 대해서는 잡음이 제거된 값(즉, 소프트(soft) 데이터의 최대값)(203)을 MAP 디코더(144, 145)들의 입력으로 사용하는 것이다.That is, the data passing through the channel 203 is included in the range where the error is estimated to occur, and the value from which the noise is removed (ie, the maximum value of the soft data) 203 is stored in the MAP decoder 144. 145) as input.

도면서와 같이, 에러범위 추정 방법에는 비교적 간단한 구조로 인코더의 역행렬 특성을 이용하여 에러의 범위를 추정할 수 있는 에러범위 추정 장치 및 방법을 제안하는 것이다.As shown, the error range estimation method proposes an error range estimating apparatus and method that can estimate the range of errors using the inverse matrix characteristics of the encoder with a relatively simple structure.

송신 정보는 터보 인코더(142)에 의해 부호화 되고 인터리버(141)를 통해 또하나의 터보 인코더(143)에 의해 부호화된다.The transmission information is encoded by the turbo encoder 142 and encoded by another turbo encoder 143 via the interleaver 141.

수신 데이터는 전송 채널에서 에러를 포함하고 있으며 길쌈 부호화된 데이터가 길쌈 부호기의 역행렬로 이루어진 프리디코더(110)의 입력으로 사용된다.The received data contains an error in the transmission channel and the convolutional coded data is used as an input of the predecoder 110 formed of an inverse of the convolutional encoder.

프리디코더(110)에 의해 디코딩된 신호가 전송단의 길쌈 부호기와 똑같은 다항식을 갖는 재인코더(120)에 의해 다시 부호화되어 에러범위 추정부(130)로 전달된다.The signal decoded by the predecoder 110 is re-encoded by the re-encoder 120 having the same polynomial as that of the convolutional encoder of the transmitter, and then transmitted to the error range estimator 130.

이렇게, 재인코딩 데이터와 송신단으로부터 곧바로 수신된 데이터는 에러범위 추정부(130)를 통해 비교되는데, 이와 같은 비교 과정을 통해 수신 데이터의 에러범위가 추정된다. 이때, 에러범위 추정부(130)는 신드롬을 생성한다.In this way, the re-encoded data and the data immediately received from the transmitter are compared through the error range estimation unit 130. Through this comparison process, the error range of the received data is estimated. In this case, the error range estimation unit 130 generates a syndrome.

에러범위 추정부(130)로부터 발생된 신드롬은 채널 에러가 발생하지 않는다면, "0"이 되며, 만약 신드롬이 "0"이 아니라면, 에러범위 추정부(130)는 에러 발생을 검출 할 수 있으며 최대 프리디코더(110)의 구속장 길이 만큼 에러 범위를 추정할 수 있다.The syndrome generated from the error range estimator 130 becomes "0" if a channel error does not occur. If the syndrome is not "0", the error range estimator 130 may detect an error occurrence and the maximum. The error range may be estimated by the length of the constraint of the predecoder 110.

그리고, 도 2에서 전송 정보열(201)을 채널을 통하면 수신 데이터는 잡음을 포함하게 된다.In addition, in FIG. 2, when the transmission information string 201 is transmitted through the channel, the received data includes noise.

또한, 도 2의 에러범위 추정 과정(202)에서, "S" 표시는 부호에(즉, '-1' 또는 '1'임) 영향을 끼치지 않은 미세한 에러를 포함한 수신 데이터를 의미하며, "D" 표시는 수신 데이터에 잡음이 심하게 발생되어 부호가 바뀌는 실제 에러(예를 들어, 데이터 '0'이 데이터 '1'로 바뀜는 것임)를 의미한다.In addition, in the error range estimating process 202 of FIG. 2, the "S" designation means received data including a fine error that does not affect the sign (that is, '-1' or '1'). D " denotes an actual error (e.g., data '0' is replaced with data '1') due to excessive noise in the received data.

본 발명의 에러범위 추정 방식에 의해 추정된 에러 범위(202, 203)에는 채널을 통과한 데이터를 MAP 디코더(144, 145)들의 입력으로 사용하고(203), 에러범위 밖의 데이터는 잡음을 제거시켜 사용하므써(203), MAP 디코더(144, 145)들의 성능을 향상시킨다.In the error ranges 202 and 203 estimated by the error range estimation method of the present invention, data passing through a channel is used as an input of the MAP decoders 144 and 145 (203), and data outside the error range is removed by removing noise. By using 203, the performance of the MAP decoders 144, 145 is improved.

도 3은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치를 적용하였을 경우, 수신단의 MAP 디코더의 성능을 나타내는 특성도이다. 여기서, 부호율 R=1/2, 구속장 K=5이다.3 is a characteristic diagram showing the performance of the MAP decoder of the receiver when the error range estimation apparatus in the wireless communication system according to the present invention is applied. Here, code rate R = 1/2 and restriction length K = 5.

도 4는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치를 적용하였을 경우, 송신단의 터보 인코더의 성능을 나타내는 특성도이다. 여기서, 부호율 R=1/2, 구속장 K=5이다.4 is a characteristic diagram showing the performance of the turbo encoder of the transmitter when the error range estimation apparatus in the wireless communication system according to the present invention is applied. Here, code rate R = 1/2 and restriction length K = 5.

도면에 도시된 바와 같이, 터보 인코더와 MAP 디코더의 성능이 향상되는 것을 알 수 있다.As shown in the figure, it can be seen that the performance of the turbo encoder and the MAP decoder is improved.

여기에서, 신뢰도의 범위 안에 존재하는 모든 에러를 포함한다는 것을 가정하였으며, 신뢰도를 높인다는 의미는 추정이 정확해진다는 것을 의미한다.Here, it is assumed that all errors existing within the range of reliability are assumed, and increasing the reliability means that the estimation is accurate.

가령, 신뢰도가 50%라는 것은 추정된 위치 가운데 절반이 실제 에러가 발생한 위치를 포함하는 범위이다.For example, 50% confidence is a range in which half of the estimated positions include the position where the actual error occurred.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 프리디코더를 이용하여 수신신호에서 원래의 정보를 추출하여 추출한 원래의 정보를 재인코더를 통해 인코딩한 다음, 인코딩한 원래의 정보를 이용하여 수신신호의 에러범위를 추정하여 MAP 디코더로 전달하므로써, MAP 디코더의 성능을 현저하게 향상시킬 수 있고, 또한 터보 인코더에 응용되었을 때 반복 복호의 수 및 반복 복호로 인한 지연을 줄일 수 있다.As described above, the present invention uses the predecoder to extract the original information from the received signal, encodes the extracted original information through the re-encoder, and then uses the encoded original information to determine an error range of the received signal. By estimating and delivering to the MAP decoder, the performance of the MAP decoder can be remarkably improved, and when applied to a turbo encoder, the number of repetitive decoding and delay due to repetitive decoding can be reduced.

Claims (3)

무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치에 있어서,An error range estimation apparatus in a wireless communication system, 수신신호를 프리디코딩(predecoding)하여 원래의 정보를 추출하는 프리디코딩수단;Pre-decoding means for pre-decoding the received signal to extract original information; 상기 프리디코딩수단에 의해 프리디코딩된 원래의 정보를 재인코딩(reencoding)하기 위한 재인코딩수단; 및Re-encoding means for re-encoding the original information pre-decoded by the pre-decoding means; And 상기 재인코딩수단에 의해 재인코딩된 원래의 정보와 상기 수신신호를 비교하여, 상기 수신신호에 발생된 에러범위를 추정하기 위한 에러범위 추정수단Error range estimation means for estimating an error range generated in the received signal by comparing the original information re-encoded by the re-encoding means with the received signal 을 포함하여 이루어진 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 장치.Error range estimation apparatus in a wireless communication system comprising a. 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 방법에 있어서,In the error range estimation method in a wireless communication system, 수신신호를 프리디코딩(predecoding)하여 원래의 정보를 추출하는 제 1 단계;A first step of predecoding the received signal to extract original information; 추출한 원래의 정보를 재인코딩(reencoding)하는 제 2 단계; 및Re-encoding the extracted original information; And 재인코딩된 원래의 정보와 상기 수신신호를 비교하여, 상기 수신신호에 발생된 에러범위를 추정하는 제 3 단계A third step of estimating an error range generated in the received signal by comparing the re-encoded original information with the received signal 을 포함하여 이루어진 무선통신 시스템에서의 에러범위 추정 방법.Error range estimation method in a wireless communication system comprising a. 프로세서를 구비한 정보제공 시스템에,In an information providing system having a processor, 수신신호를 프리디코딩(predecoding)하여 원래의 정보를 추출하는 제 1 기능;A first function of predecoding a received signal to extract original information; 추출한 원래의 정보를 재인코딩(reencoding)하는 제 2 기능; 및A second function of re-encoding extracted original information; And 재인코딩된 원래의 정보와 상기 수신신호를 비교하여, 상기 수신신호에 발생된 에러범위를 추정하는 제 3 기능A third function of estimating an error range generated in the received signal by comparing the re-encoded original information with the received signal 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100746790B1 (en) * 2001-11-14 2007-08-06 엘지노텔 주식회사 Encoding method for status information

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