KR20000044297A - 통신시스템의 채널 송신장치 및 방법 - Google Patents

통신시스템의 채널 송신장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신시스템의 채널송신 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 통신시스템의 채널 송신장치가, 각기 다른 사용자 정보원들을 저장하는 다수의 레지스터들과, 상기 레지스터들의 출력을 다중화 출력하는 다중화기와, 상기 다중화기의 출력과 제어/신호 정보원을 선택하여 출력하는 스위치와, 상기 스위치의 출력을 부호화하여 출력하는 채널부호기로 구성된다.

Description

통신시스템의 채널 송신장치 및 방법
본 발명은 통신시스템에 관한 것으로, 특히 통신시스템의 채널송신 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 통신시스템의 구조를 보여준다.
상기 도 1를 참조하면, 소스부호기112는 사용자 정보111에서 잉여 정보를 제거하여 전송정보량을 압축하여 출력한다. 채널부호기113은 상기 소스부호기112의 출력에 패리티 비트를 추가하여 전송시에 발생할수 있는 오류에 대해 복구능력을 갖추게 한 다음 출력한다. 변조기114은 상기 채널부호기114는 상기 채널부호기113의 출력을 채널에 적합한 신호 형태로 변조한 후 출력한다. 상기 변조기114의 출력은 채널을 통해 수신측에 도착되는데 이 과정에서 115와 같은 잡음이 추가된다. 수신기에서는 상술한 역과정을 수행하는 복조기116, 채널복호기117, 소스복호기118를 통해 원래의 데이터를 복원한다.
도 2는 종래기술에 따른 채널 송신장치의 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, 제어/신호정보211은 대응되는 채널부호기221 및 변조기231을 거쳐 부호화되고 채널에 적합한 신호형태로 변조된다. 사용자정보#1 212은 대응도는 채널부호기222 및 변조기232를 거쳐 부호화되고 채널에 적합한 신호형태로 변조된다. 사용자정보#N 213은 대응되는 채널부호기#N 223을 거쳐 부호화되고 채널에 적합한 신호형태로 변조된다. 상기와 같이 변조과정을 마친 신호들은 가산기241을 통해 모두 가산되어 송신된다.
일반적으로 전송되는 정보에는 사용자 정보 외에도 제어/신호정보가 있다. 이때 상기 사용자정보에서 요구되는 비트오류율(BER, Bit Error Rate, 음성의 경우 10-3)은 보통 제어/신호정보 전달에 요구되는 BER(10-4~10-6)에 비해서 큰 값을 가지게 된다. 따라서 서로 다른 부호화율(r=사용자정보량(k)/전송정보량(n))을 사용하는 복수개의 부호기를 사용하여 각각의 정보를 송신한다. 예를 들어, 사용자정보일 경우에는 부호화율을 1/2로 사용하는 채널부호기를 사용하며, 제어/신호정보인 경우에는 부호화율이 1/3인 채널부호기를 사용한다.
또한 한 사용자에게 여러개의 서로 다른 정보원을 전송해야 할 경우(다중 반송파 방식(multi carrier) 또는 다중호부방식(multi code) 등)에도 각각의 정보원을 별도의 채널 부호기를 통해 처리한 다음 결합하여 변조단으로 보내는 방식을 사용하고 있다.
상술한 바와 같이, 종래기술은 서로 다른 등급의 정보원(예 : 사용자 정보, 제어/신호정보 등)을 처리할 때 서로 다른 성능의 채널부호기를 (예 : 부호화율 1/2, 1/3)을 사용해야 한다. 또한 사용자 정보에 대해서도 한 사용자에게 복수개의 정보원이 연결될 경우에도 정보원의 개수 만큼의 채널 부호기가 필요하였다. 결국, 다수개의 채널부호기가 필요하며(복호기도 마찬가지), 따라서 시스템 복잡도(complexity) 및 전력소모, 가격 등에서 여러 가지 문제를 야기시킬수 있다.
이 경우에 부호기와 복호기 상호간에 일정한 규약을 정하면, 여러개의 서로 독립적인 정보원을 하나의 채널부호기/복호기로 처리할 수 있다. 또한 특별히 설계된 채널 부호화기/복호화기에서는 프레임내의 비트의 위치에 따라서 서로 다른 오류정정 성능을 발휘한다. 이것을 이용하여 더 중요한 정보는 오류가 적게 일어나는 위치에 배치하고 덜 중요한 정보는 나머지 지역에 배치하면 하나의 부/복호화기로 서로 다른 오류 등급의 2개 이상의 정보원을 처리할수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 통신시스템에서 다수의 정보원을 하나의 부호기를 이용하여 전송할수 있는 채널송신장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 통신시스템에서 다수의 정보원을 프레임 내의 비트 위치에 따라 오류 특성이 다르도록 적절히 설계된 부호기를 이용하여 송신함에 있어 오류율이 낮은 부분에 등급이 높은 정보원을 전송하는 채널송신장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 통신시스템의 채널부호화 장치가, 각기 다른 사용자 정보원들을 저장하는 다수의 레지스터들과, 상기 레지스터들의 출력을 다중화 출력하는 다중화기와, 상기 다중화기의 출력과 제어/신호 정보원을 선택하여 출력하는 스위치와, 상기 스위치의 출력을 부호화하여 출력하는 채널부호기로 구성됨을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 통신시스템의 구조를 도시한 도면.
도 2는 종래기술에 따른 통신시스템에서 채널 송신장치를 도시한 도면.
도 3은 종래기술에 따른 채널 프레임을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 채널 프레임을 도시한 도면.
도 5는 프레임 위치에 따른 비트 오류율을 그래프한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신시스템의 채널 송신장치를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신신스템의 채널 수신장치를 도시한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일 부호를 가지도록 하였다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 정보원의 오류율 요구 등급이 다름에 따라 그리고 사용자 정보에 포함되는 정보원이 많아짐에 따라 비례하여 채널부호기가 필요한 상황을 해결하고자 한다. 즉, 프레임내의 비트 위치에 따라 오류특성이 다르게 설계된 하나의 고속 채널부호기를 이용하여 다양한 정보원을 하나의 채널부호기를 통해 송신하므로써 시스템구조를 간단히 하고, 가격 및 소비전력 등을 줄이고자 한다.
도 3은 일반적인 전송 프레임 구조를 도시하고 있다. 상기 도 3을 참조하면, 각각의 정보원들은 각기 다른 프레임에 실려 전송된다. 즉, 프레임 단위를 10ms라 했을 경우, 하나의 프레임 내에 실리는 정보는 하나의 정보원이다. 그러나 본 발명에서는 다수의 정보원을 다중화하여 하나의 프레임 내에 실어 전송하게 된다. 그 형태는 도 4에 도시되어 있다.
상기 도 4를 참조하면, 프레임 길이는 이전과 동일하지만, 내부는 여러 가지 정보원들이 시간적으로 다중화되어 실려있다. 이때 각 정보원들이 점유하는 프레임내의 시간 슬롯 길이는 동일하게 할수도 있으며, 정보용량에 따라 다르게 설정할수도 있다. 물론, 상기 프레임내의 시간슬롯의 길이는 송신측과 수신측 사이에 약속된 길이여만 한다.
도 5는 본 발명에 따른 채널부호기에서 프레임 내에 비트 위치에 따라 다른 오류 특성을 다른 것을 보여주기 위한 도면이다. 상기 도 5는 터보코더(Turbo coder)인 경우를 예를 들고 있다.
상기 도 5에 도시된 바와 같이, 터보코더는 프레임의 처음 및 끝 부분이 오류율이 낮은 것으로 나타나고 있다. 따라서, 상기 터보코더를 채널부호기로 사용할 경우, 제어/신호정보은 오류율이 낮은 프레임의 처음과 끝 부분에 배치되며, 사용자 정보는 가운데 부분에 배치된다. 또한, 복수의 사용자 정보원에 대해서는 역시 가운데 부분을 시간 다중화하여 전송할수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다수의 정보원을 하나의 채널부호기를 통해 전송하는 채널송신장치를 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 레지스터 611은 제어/시간정보를 저장하는 버퍼이다. 레지스터 612-614는 각기 다른 사용자 정보원을 저장하고 있는 버퍼들이다. 일예를 들어, 상기 사용자 정보로 음성정보, 고속데이타 정보, 영상 정보 등이 있을 수 있다. 스위치615는 상기 레지스터 612-614의 출력을 시분할 다중화하여 출력한다. 스위치 616은 상기 제어/신호정보를 저장하는 레지스터 611의 출력과 상기 스위치 615의 출력을 선택하여 전달한다. 즉, 상기 스위치615 및 616은 미리 사용자 정보를 다중화하고, 상기 다중화된 정보를 다시 제어/신호정보와 다중화한다. 만일, 제어/신호정보와 사용자 정보 4개를 다중화할 경우, 생성되는 프레임은 하기 표 1과 같다.
제어/신호정보 사용자정보#1 사용자정보#2 사용자정보#3 사용자정보#4
상기 표 1은 프레임 위치에 따른 오류 특성이 처음 부분이 좋은 것을 예로 든 것이다. 즉, 정보원들을 다중화함에 있어, 등급이 높은 정보원은 오류특성이 좋은 부분에 배치되도록 다중화한다.
채널부호기617은 상기 표 1과 같은 스트림을 입력받아 부호화 과정을 거쳐 부호화된 심볼 데이터를 출력한다. 여기서 상기 채널부호기617은 프레임 내의 비트위치에 따라 오류 특성이 다르도록 설계한 고속 채널부호화기로서, 일예로 터보코더(Turbo coder)를 들수 있다. 변조기618은 상기 채널부호기617을 거쳐 부호화된 데이터를 채널환경에 맞는 신호형태로 변환하여 출력한다.
상기 도 6의 구성에 근거한 동작을 살펴본다.
우선, 제어/신호정보 및 다수의 사용자 정보원들은 미리 하나의 스트림으로 시간 다중화되어 채널부호기631로 입력된다. 이때 상기 다중화하는 방식은 상기 채널부호기631의 특성에 따라 결정된다. 즉, 등급이 높은 제어/신호정보는 프레임 내에서 오류특성이 좋은 부분에 배치하고, 일반 정보원들은 나머지 부분에 다중화하여 배치한다. 이렇게 하나의 프레임 내에 다중화되어 배치된 정보들은 채널부호기617를 거쳐 부호화되고, 변조기618를 통해 변조된 후 채널로 전송된다.
도 7은 상기 도 6의 구성에 대응되는 채널수신장치를 도시한 도면이다.
상기 도 7를 참조하면, 복조기711은 채널을 통해 수신된 신호를 신호처리 가능한 형태로 복조하여 출력한다. 채널복호기712는 상기 채널부호기617에 대응되는 복호기로서 상기 복조기711의 출력을 복호화하여 원래의 데이터로 복원하여 출력한다. 스위치713은 상기 채널복호기712의 출력을 역다중화하여 제어/신호정보와 사용자정보들을 해당 레지스터로 출력한다. 여기서 레지스터 714는 제어/신호정보를 저장하는 버퍼이고, 나머지 레지스터들 715-717은 다양한 사용자 정보원을 저장하는 버퍼이다.
상기 도 7의 구성에 따른 동작을 살펴본다.
상기 표 1과 같이 제어/신호정보 및 사용자 정보원들이 다중화되어 수신되었다고 가정하면, 먼저 복조기711 및 채널복호기712는 일반적인 복조 및 복호를 통해 프레임 데이터를 복원한다. 그리고 상기 스위치713은 미리 송신측과 약속한 규약에 따라 역다중화를 수행해 각 정보원들을 추출한다. 즉, 상기 스위치713은 프레임내 처음부분에 실려 있는 제어/신호정보를 레지스터 714로 전달하고, 이후 데이터들 또한 슬롯 단위로 해당 레지스터로 전달한다.
본 발명의 기본 개념은 하나의 프레임내에 다수의 정보원을 실어 전송하므로써 하나의 채널부호기만을 사용하고자 하는 것이다. 여기서 상기 채널부호기는 프레임 내의 위치에 따라 오류특성이 다르도록 설계된 고속 부호기여야 한다. 그리고 프레임내에 정보원을 배치함에 있어 등급이 높은 정보는 오류율이 낮은 부분에 배치한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 오류 등급에 따라서 서로 다른 특성의 부호기를 사용하거나, 정보원의 개수만큼의 부호기를 사용할 필요가 없어 최선의 경우에는 하나의 고속 부호화기 만으로도 필요한 서비스를 수용할수 있다. 따라서 복잡도, 가격, 기기의 전력소모 감소 등의 효과를 얻을수 있다.

Claims (8)

  1. 통신시스템의 채널 송신장치에 있어서,
    각기 다른 사용자 정보원들을 저장하는 다수의 레지스터들과,
    상기 레지스터들의 출력을 다중화 출력하는 다중화기와,
    상기 다중화기의 출력을 부호화하여 출력하는 채널부호기와
    상기 채널부호기의 출력을 확산변조하여 송신하는 변조기로 구성됨을 특징으로 하는 채널 송신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널부호기가 터보코더임을 특징으로 하는 채널 송신장치.
  3. 통신시스템의 채널 송신장치에 있어서,
    각기 다른 사용자 정보원들을 저장하는 다수의 레지스터들과,
    상기 레지스터들의 출력을 다중화 출력하는 다중화기와,
    상기 다중화기의 출력과 제어/신호 정보원을 선택하여 출력하는 스위치와,
    상기 스위치의 출력을 부호화하여 출력하는 채널부호기와,
    상기 채널부호기의 출력을 확산변조하여 송신하는 변조기로 구성됨을 특징으로 하는 채널 송신장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 채널부호기가 터보코더임을 특징으로 하는 채널 송신장치.
  5. 통신시스템의 채널 송신방법에 있어서,
    각기 다른 정보원들을 시간 다중화하여 하나의 프레임내에 배치하는 과정과,
    다수 정보원들이 다중화 배치된 상기 프레임을 부호화하는 과정과,
    상기 부호화된 프레임 데이타를 확산변조하여 송신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 채널 송신방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정보원들중 등급이 높은 정보원은 프레임내에서 오류 특성이 좋은 부분에 배치함을 특징으로 하는 채널 송신방법.
  7. 통신시스템의 채널 송신방법에 있어서,
    각기 다른 사용자 정보원들을 시간 다중화하는 과정과,
    상기 다중화된 사용자 정보원들과 신호/제어 정보원을 다중화하여 하나의 프레임내에 배치하는 과정과,
    다수 정보원들이 다중화 배치된 상기 프레임을 부호화하는 과정과,
    상기 부호화된 프레임 데이터를 확산 변조하여 송신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 채널 송신방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 정보원들을 하나의 프레임내에 배치하는 과정에 있어서,
    상기 신호/제어 정보원은 프레임내에서 오류특성이 좋은 부분에 배치함을 특징으로 하는 채널 송신방법.
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KR101126805B1 (ko) * 2004-09-20 2012-03-23 알까뗄 루슨트 다수 사용자/다수 서비스의 처리 방법 및 장치

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