KR20000047580A

KR20000047580A - 레이트 매칭방법 및 디지털 통신 시스템

Info

Publication number: KR20000047580A
Application number: KR1019990047968A
Authority: KR
Inventors: 쯔무라소이치
Original assignee: 카네코 히사시; 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2000-07-25
Also published as: JP2000201084A; DE69932213D1; JP3239880B2; EP0999648A2; CN1255000A; US6580762B1; KR100343400B1; DE69932213T2; EP0999648B1; CN1243425C; DE69932213T8; EP0999648A3

Abstract

보다 신뢰성이 높은 데이터 통신을 가능하게 하는 레이트 매칭 방법을 제공한다. 심볼 수(n)의 입력 심볼 열에서 심볼 수(m)의 출력 심볼 열을 생성할 때, N과 M과의 차이(Y), N/Y의 정수부를 Q로 하고, 입력 심볼 열을 Q개 및 (Q+1)개중 어느 하나의 개수로 이루어지는 Y개의 심볼 열을 생성하도록 차례로 구분함으로써 입력 심볼 열을 배열(C, R)한다. 계속해서, Y개의 심볼 열의 각각에 있어서의 소정위치(q)의 심볼을 특정하고, 그 특정 심볼에 대하여, N＞M이면 삭제, n＞m이면 반복 처리를 실행함으로써, 출력 심볼 열을 생성한다.

Description

레이트 매칭방법 및 디지털 통신 시스템{RATE MATCHING METHOD AND DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 디지털 통신 시스템에 관하며, 특히 n 심볼의 입력에 대하여 m(m≠n) 심볼의 출력을 얻는 레이트 매칭방법에 관한 것이다.

n 심볼의 입력에 대하여 m 심볼의 출력을 얻는 방법으로서, n＞m인 경우에는 입력 심볼의 선두로부터 n-m 심볼분을 삭제하고, 그것에 계속되는 m 심볼분을 출력하는 방법, 또한, n＞m인 경우에는 선두의 입력 심볼을 m-n+1회 반복한 후 그것에 계속되는 m-1 심볼을 출력하는 방법이 있다.

일반적으로, 접침 부호화후의 심볼 열인 경우, 그 일부를 삭제하여도 복조할 때 삭제된 심볼위치에 값 0의 더미 심볼을 삽입하고 나서 복조함으로써, 원래의 정보를 바르게 재생할 수 있는 것이 공지되어 있다. 이 것은 부호화(및 그 복호화)에 의해서 얻어지는 부호화 이득을 취함으로써 가능해진다.

그러나, 대부분의 복호방식은 버스트적인 오류에 약하고, 위에서 언급한 바와 같이, 삭제되는 심볼이 연속되고 있는 경우에는 충분히 그 오류 정정 능력을 발휘할 수 없다.

한편, 연속한 심볼이 반복되고 있는 바와 같은 경우, 반복된 심볼의 에너지를 유효하게 이용함으로써 등가적으로 그 심볼의 에너지가 큰 상태로 된다. 이 때문에, 해당하는 심볼의 주변에서는 효과적으로 오류 율을 경감될 가능성이 있다. 그러나, 예를 들면 부호화처리로서 접침 부호화를 행한 경우, 그 구속 길이 이상 떨어진 심볼에 대한 오류 율의 경감은 전혀 기대할 수 없다.

이들의 문제를 어느 정도 해결하는 방법으로서, 현재 ARIB(Association of Radio Industries and Businesses: 전파산업회)에서 표준화 작업중인 IMT-2000 방식의 레이트 매칭방법이 있다. 이 방법의 상세는, 「Volume 3, Specification of Air-Interface for the 3G Mobile System Version 0.5」에 기재되어 있다. 이하, 이 수단에 관해서 간단히 설명한다.

입력 심볼을 S₀, 입력 심볼 열의 심볼 수를 n, 출력 심볼 열의 심볼 수를 m으로 한 경우, 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭(n＞m)은 다음 알고리즘에 따라서 행하여진다.

(a) j=0, x=n, y=n-m으로 한다 ;

(b) y가 1 이상이면 스텝(C)에, 1 미만이면 종료한다(이 때의 심볼 열(S)이 출력 심볼 열이 된다);

(d) x/y를 하회하지 않는 최소의 정수를 z로 한다;

(c) x/z를 상회하지 않는 최대의 정수를 k로 한다;

(e) 심볼 열(s_j)에 대하여 z 심볼 걸러 심볼을 삭제하고, 그것에 의해 얻어진 새로운 심볼 열을 S_J+1로 한다;

(f) x=-x-k, y=y-k, j=j+l로 갱신한다;

(g) 스텝(b)으로 되돌아간다.

다른쪽, 심볼 반복에 의한 레이트 매칭(n＞m)은 다음의 알고리즘에 따라서 행하여진다.

(A) j=0으로 한다;

(B) 2n이 m 미만이면 스텝(C)에, 그 이외이면 스텝(F)으로 진행한다;

(C) Sj의 모든 심볼을 반복한 것을 S_j+1로 한다;

(D) n=2n, j=j+1로 한다;

(E) 스텝(B)으로 되돌아간다;

(F) x=n, y=m-n으로 한다;

(G) y가 1을 초과하게 되면 스텝(H)에, 그 이외는 스텝(M)으로 진행한다;

(H) x/y를 하회하지 않는 최소의 정수를 z로 한다;

(I) x/z를 상회하지 않는 최대의 정수를 k로 한다;

(J) S_j를 z 심볼 걸러 반복하고(단, 이미 반복된 심볼은 반복하지 않는다), 그로 인하여 얻어진 새로운 심볼 열을 S_j+1로 한다;

(K) x=x-k, y=y-k, j=j+1로 한다;

(L) 스텝(G)으로 되돌아간다;

(M) y=1이면 Sj의 최초의 심볼만 반복하고, 그로 인하여 얻어진 심볼 열을 S_j+1로 하여 종료하고, 그 외이면 그대로 종료한다(이 때의 최종적인 심볼 열(S)을 출력 심볼 열로 한다).

도 15는 상기 IMT-2000 방식에 따른 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭방법의 구체적인 처리과정을 도시하는 도면이다. 여기에서는, 입력 심볼 수(n=128), 출력 심볼 수(M=100)로 한 경우를 예시한다.

도 15(A)에 도시하는 바와 같이, 우선 심볼 수(n=128)의 심볼 열(S0)이 입력된다. 상기 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭의 알고리즘(스텝 a 내지 g)에 따라, 최초의 처리(스텝 a 내지 e)에 의해서, x=128, y=28, z=5, k=25가 되며, 도 15(B)에 도시하는 바와 같은 심볼 열(S1)을 얻는다. 이것은, S0을 5 심볼마다 삭제한 심볼 열이다.

다음의 처리(스텝 a 내지 e)에 의해서, x=x-k-103, y=y-k=3, z=35, k=2가 되며, 심볼 열(S1)을 35 심볼마다 삭제함으로써, 도 15(C)에 도시하는 바와 같이, 심볼 열(S2)이 얻어진다.

최후의 처리(스텝 a 내지 e)에 의해서, x=101, y=1, z=101, k-1이 되며, 심볼 열(S2)을 101 심볼마다(결국 최후의 심볼만) 삭제함으로써, 최종적인 심볼 열(S3)이 얻어진다.

따라서, 이 수치 예에서는, 3회의 처리에 의해 128 심볼의 입력 심볼 열이 100 심볼의 출력 심볼 열로 변환된다.

그러나, 도 15에 도시한 수치 예에서도 이해되는 바와 같이, 종래의 레이트 매칭방법으로는 각 심볼 삭제처리에서는 될 수 있는 한 삭제하는 심볼 위치를 떼어 놓기 위하여 적합한 처리가 행하여지고 있지만, 처리 전체에서 보면, 앞에서 행하여진 삭제처리와의 관련성이 적기 때문에 반드시 적합한 삭제처리가 되지 않는다. 결국, 앞의 처리에서 심볼 간격의 최소치가 최대가 되도록 연구되고 있기 때문에, 다음의 처리에서의 삭제 심볼과 앞의 처리에서의 삭제 심볼과의 간격은, 앞의 처리에서 확보된 간격 이하(대개의 경우, 앞의 처리에서 확보된 간격의 1/2 이하)의 간격밖에 확보할 수 없다.

구체적으로는, 도 15(B)에 도시하는 바와 같이 심볼 열(S1)의 45번째의 심볼이 삭제되고, 계속해서, 도 15(C)에 도시하는 바와 같이 43번째의 심볼이 삭제된다. 마찬가지로, 85번째의 심볼과 87번째의 심볼이 삭제된다. 이 경우, 삭제되는 심볼의 간격은 2 심볼밖에 없다.

도 15에서 알수 있는 바와 같이, 종래의 알고리즘에 따르면, 입력 심볼 수와 출력 심볼 수의 관계에 따라서는 최종적으로 삭제되는 심볼 위치가 연속하는 것 조차 고려되어, 이 경우 복조시에 문제가 될 가능성이 높다.

또한, 반복 처리에 의한 레이트 매칭에 관해서도 같으며, 반복되는 심볼의 위치가 불균일하게 되어, 복조시의 오류가 발생하기 쉬운 부분과 발생하기 어려운 부분이 만들어져 버린다.

본 발명의 목적은 보다 신뢰성이 높은 데이터 통신을 가능하게 하는 레이트 매칭방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 레이트 매칭처리가 디지털 통신 시스템의 중에서 어떻게 위치결정되는지를 설명하기 위한 개략도이다.

도 2는 본 발명에 의한 레이트 매칭방법의 개략적 흐름을 도시하는 플로우 차트이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태인 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시형태인 심볼 반복에 의한 레이트 매칭처리의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.

도 5는 N=128, 입출력 심볼 수의 차이가 28인 경우의 R 및 C의 계산결과를 표 형식으로 도시하는 개략도이다.

도 6은 q=2로 한 경우의 N=128에서 M=100에의 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이다.

도 7은 (A)는 각 열의 최하행(p=0)의 심볼을 삭제하는 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이고, (B)는 각 열의 최하행으로부터 3번째(p=2)의 심볼을 삭제하는 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이다.

도 8은 q=2로 한 경우의 N=128에서 M=156에의 심볼 반복에 의한 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이다.

도 9는 (A)는 각 열의 최하행(p=0)의 심볼을 반복하는 레이트 매칭의 예를 도시하는 개략도이며, (B)는 각 열의 최하행으로부터 3번째(p=2)의 심볼을 반복하는 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이다.

도 10은 본 발명의 제3 실시형태인 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.

도 11은 도 10에 도시하는 순서의 C 언어에 의한 프로그래밍의 구체 예를 도시하는 도면이다.

도 12는 본 발명의 제4 실시형태인 심볼 반복에 의한 레이트 매칭의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.

도 13은 도 12에 도시하는 순서의 C 언어에 의한 프로그래밍의 구체 예를 도시하는 도면이다.

도 14는 (A) 및 (B)는 각각, 도 10 및 도 12에 도시한 알고리즘을 실행한 경우에 얻어지는 레이트 매칭의 수치 예를 도시하는 개략도이다.

도 15는 TMT-2000 방식에 따른 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭방법의 구체적인 처리과정을 도시하는 도면이다.

본 발명에 의한 레이트 매칭방법은 삭제 또는 반복되는 심볼의 최소 간격을 최대로 하고, 또한, 삭제 또는 반복되는 심볼 간격의 총합을 최대로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 관점에 의하면, 심볼 수(n)의 제1 심볼 열(S(k))(k는 0 내지 n-1의 정수)을 입력하여 심볼 수(m(m≠n))의 제2 심볼 열(d(j))(j는 O 내지 m-1의 정수)을 생성하기 위한 디지털 통신 시스템에 사용되는 레이트 매칭방법에 있어서,

(a) 상기 심볼 수(n)와 상기 심볼 수(m)와의 차이(D)를 설정하는 스텝과,

(b) n/D의 정수부를 Q로 하는 스텝과,

(c) 상기 제1 심볼 열(S(k))을 Q 개 및 (Q+1)개중 어느 하나의 개수로 이루어지는 D개의 심볼 열을 생성하도록 차례로 구분하는 스텝과,

(d) 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서의 미리 정해진 위치에 있는 1개의 심볼을 특정하는 스텝과,

(e) 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서의 상기 특정된 심볼에 대하여, n 및 m의 대소 관계에 의존하여 삭제 및 반복중 어느 하나의 처리를 실행함으로써, 상기 제2 심볼 열을 생성하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 심볼 열(S(k))은 바람직하게는, 오류 정정 부호화에 의해 생성된 부호화 심볼 열이다. 오류 정정 부호화는 접침 부호화와 같은 부호화 이득을 갖는 것이다. 얻어진 제2 심볼 열을 또한 인터리브 처리함으로써, 데이터 전송의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.

상기 스텝(c)은 바람직하게는 상기 제1 심볼 열(S(k))을 차례로 배치하기 위한 배열의 각 요소의 위치(R, C)를

C=INT(k×D/n)

R=INT(k-C×n/D)

에 의해서 특정된다. 이 R과 상기 미리 정해진 위치를 나타내는 수치를 비교함으로써 상기 심볼을 특정할 수 있다.

<발명의 실시의 형태>

도 1은 본 발명에 의한 레이트 매칭처리가 디지털 통신 시스템 중에서 어떻게 위치가 결정되는지를 설명하기 위한 모식도이다. 여기에서는, 간략화를 위해 송신부, 전송로 및 수신부로 이루어지는 시스템을 고려한다.

송신부에 있어서, 송신해야 할 데이터는 부호화 처리부(101)에 입력되고, 그래서 부호화된다. 이 부호화된 심볼 열이 입력 심볼 열(S)로서 레이트 매칭 처리부(102)에 입력된다. 또한, 여기에 사용되는 부호화 방식은, 예를 들면 접침 부호화나 Turbo 부호화등, 일반적으로 원래의 정보에 대하여 중복성을 갖게 하고, 수신측에서 복호할 때 어느 정도의 오류 정정이 가능한 것이다.

입력 심볼 열(S)은 미리 정해진 길이(N)마다 본 발명에 의한 레이트 매칭처리부(102)에 입력하고, 미리 정해진 심볼 수(M)의 출력 심볼 열(D)을 인터리브 처리부(103)에 출력한다. 출력 심볼 열(D)은 인터리브 처리부(103)에 의해 인터리브처리를 받은 후 송신신호로서 전송로에 출력된다. 일반적으로, 복수의 전송로 오류가 버스트적으로 부가된 경우, 복호기의 오류 정정 능력은 현저하게 저하한다. 수신부에 있어서, 이러한 버스트 오류를 분산시키는 것을 목적으로서 수신 심볼의 시간적인 교체(후술하는 디인터리브)를 한다. 이 때문에 송신측에서 미리 출력 심볼 열을 시간적으로 교체해 두는 것이 인터리브 처리부(103)의 기능이다. 여기에서는 인터리브 처리부(103)에 있어서, 출력 심볼 열(D)의 심볼 수(M)의 정수배의 단위로 인터리브 처리된다.

송신 신호는 전송로상에서 전송로 오류가 부가되고, 수신부에 의해 수신된다. 수신부에서는 수신 신호를 디인터리브 처리부(104)에 입력하고, 입력 심볼 열을 생성한다. 이 입력 심볼 열은 미리 정해진 길이(M)마다 본 발명에 의한 레이트 매칭처리부(105)에 입력하고, 송신부의 입력 심볼 열(S)과 같은 길이(N)의 출력 심볼 열을 복호화 처리부(106)에 출력한다. 복호화 처리부(106)는 출력 심볼 열을 복호하고, 수신정보로서 출력한다.

본 발명에 의한 레이트 매칭방법은 도 1에 있어서의 레이트 매칭 처리부(102) 및 레이트 매칭 처리부(105)에 적용되는 것이다. 후술하는 바와 같이, 본 발명에 의한 레이트 매칭 방법에 의하면, 처리되는 심볼의 위치에 기울기가 없고 균일하기 때문에, 인터리브 처리와의 조합에 의해, 신뢰성이 높은 데이터 통신을 달성할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 레이트 매칭방법의 개략적 흐름을 도시하는 플로우 차트이다. 동 도면에 스텝(S201)에 도시하는 바와 같이, 심볼 수(N)의 입력 심볼 열 S={S(0), S(1), …, S(N-1)}, 심볼 수(M)의 출력 심볼 열 D={d(0), d(1), …, d(M-1)}로 하고, 입력 심볼 수(N)를 출력 심볼 수(M)에 레이트 매칭하는 경우에 관하여 설명한다.

우선, 입력 심볼 수(N)와 출력 심볼 수(M)를 비교하여(스텝 S202 및 S203), 양자가 같은 경우는(스텝 S202의 YES), 레이트 매칭을 할 필요가 없기 때문에, 입력 심볼 열(S)을 단지 출력 심볼 열(D)로서, 즉 복사하여 출력하면 된다(스텝 S204).

입력 심볼 수(N)가 출력 심볼 수(M)보다도 큰 경우는(스텝 S203의 YES), 입력 심볼 열(S)에서 (N-M) 심볼분 삭제할 필요가 있기 때문에, 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭처리(S205)를 실행한다. 반대로 입력 심볼 수(N)가 출력 심볼 수(M)보다도 작은 경우는(스텝 S203의 NO), 입력 심볼 열(S)에 대하여 M-N 심볼분 증가할 필요가 있기 때문에, 심볼 반복에 의한 레이트 매칭처리(S2061)를 실행한다.

심볼 삭제에 의한 레이트 매칭 (1)

도 3은 본 발명의 제1 실시형태인 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭의 일례를 도시하는 플로우 차트이다. 입력 심볼 열에서 (N-M)개의 심볼을 아래에 도시하는 순서에 따라 삭제해 간다.

우선, N-M을 Y로 하고, 또한 N/Y의 정수부 INT(N/Y)를 Q로 한다(스텝 S3011). 계속해서, {0, 1, 2, …, Q-1} 중에서 q를 미리 정해진 방법(예를 들면 q는 항상 O}으로 선택해 둔다(스텝 S302). 다음에, 입력 심볼 열에 대한 인덱스 번호(K) 및 출력 심볼 열에 대한 인덱스 번호(J)를 각각 O에 초기화한다(스텝 S 303).

다음에, K×Y/N의 정수부 INT(K×Y/N)를 C로 하고(스텝 S304), 또한, K-C×N/Y의 정수부 INT(K-C×N/Y)를 R로 한다(스텝 S305). 계속해서, R과 q를 비교하여(스텝 S306), 일치하지 않는 경우는(스텝 S306의 NO), 출력 심볼(d(J))에 입력 심볼(S(K))을 복사하여, J를 1만 인크리멘트하고(스텝 S307), 계속해서, K도 1만 인크리멘트한다(스텝 S308). R과 q가 일치한 경우는(스텝 S306의 YES), 아무것도 하지 않고, K만을 1만 인크리멘트한다(스텝 S308). 계속해서, K와 N을 비교하여 (스텝 S309), 일치한 경우는 종료하고, 일치하지 않는 경우는(스텝 S309의 NO), C 및 R의 계산(스텝 S304, S305)으로 되돌아가, K=N이 될 때까지 스텝(S304 내지 S309)을 반복한다.

심볼 삭제에 의한 레이트 매칭 (1)

도 4는 본 발명의 제2 실시형태인 심볼 반복에 의한 레이트 매칭처리의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 입력 심볼 열의 심볼을 다음의 순서로 반복함으로써, (M-N)개만 심볼을 증가시킨다.

우선, M/N의 정수부 INT(M/N)를 P로 하고(스텝 S401), 계속해서 입력 심볼 열(S)의 모든 심볼을 P회 반복한 것을 새롭게 S로 한다(스텝 S402). 예를들면 P=2인 경우에는, S={S(0), S(1), …, S(N-1)}의 각 입력 심볼에 관해서 2회 반복함으로써, s={S(0), S(0), S(1), S(1), …, S(N-1), S(N-1)}를 새로운 입력 심볼 열로 한다.

계속해서, N도 P×N으로 교체하고, 증가시키는 심볼 수(M-N)를 Y로 하고, 또한 N/Y의 정수부 INT(N/Y)를 Q로 한다(스텝 S403). 계속해서, {0, 1, 2, …, Q-1} 중에서 q를 미리 정해진 방법(예를들면 q는 항상 0)으로 선택해 놓는다(스텝 S404). 다음에, 입력 심볼 열에 대한 인덱스 번호(K) 및 출력 심볼 열에 대한 인덱스 번호(J)를 각각 O으로 초기화한다(스텝 S405).

다음에, K×Y/N의 정수부 INT(K×Y/N)를 C로 하고(스텝 S406), 또한, K-C×N/Y의 정수부 INT(K-C×N/Y)를 R로 한다(스텝 S407). 계속해서, 출력 심볼(d(J))에 입력 심볼(S(k))을 복사하고, J를 1만 인크리멘트한다(스텝 S408). 다음에, R과 q를 비교하여(스텝 S409), 일치한 경우는(스텝 S409의 YES), 또한, 출력 심볼(d(J))에 입력 심볼(S(K))을 복사하고, 또한 J를 1만 인크리멘트한다(스텝 S410). 계속해서, K도 1만 인크리멘트한다(스텝 S411). R과 q가 일치하지 않는 경우는(스텝 S409의 NO) 아무것도 하지 않고, K만을 1만 인크리멘트한다(스텝 S411). 계속해서, K와 N을 비교하여(스텝 S412), 일치한 경우는 종료하고, 일치하지 않는 경우는(스텝 S412의 NO) C 및 R의 계산(스텝 S406, S407)으로 되돌아가, K=N이 될 때까지 스텝(S406 내지 S412)을 반복한다.

구체 예 (1)

이상으로 설명한, 「심볼 삭감에 의한 레이트 매칭」처리 및 「심볼 반복에 의한 레이트 매칭」처리를 실제로 행한 예를 이하에 설명한다.

(R 및 C의 계산 예)

도 5는 N=128, 입출력 심볼 수의 차이가 28인 경우의 R 및 C의 계산결과를 표 형식으로 도시하는 개략도이다. 즉, 입력 심볼 열 S={1, 2, …, 127, 128})로부터 심볼 수 M=100 또는 M=156(입출력 심볼 수 차이가 28)의 출력 심볼 열(D)에 레이트 매칭을 하는 경우의 R 및 C의 계산 결과이다. 도 5에 도시하는 바와 같은 형식에서는 R 및 C는 행 및 열로 각각 대응한다. 도 3의 스텝(S304 및 S305)이나 도 4의 스텝(S406 및 S407)의 계산에 의해, 입력 심볼 열(S={1, 2, …, 127, 128})의 각 심볼은 0행 0열로부터 4행 0열, 계속해서 0행 1열로부터 4행 1열, …과 같은 차례로 배열된다.

(심볼 삭제 레이트 매칭 예1)

도 6은 q=2로 한 경우의 N=128로부터 M=100에의 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 3에 도시하는 플로우 차트의 스텝(S302)에서 q=2가 선택된 경우에는, 스텝(S306)에 있어서 R=q=2, 즉, 도 6의 R=2의 행만, 입력 심볼(S(k))로부터 출력 심볼(d(J))에의 복사가 행하여지지 않고, 스텝(S307)이 스킵된다. 그 이외의 행에서는, 스텝(307)이 실행되기 때문에 결과적으로, 도 6에 도시한 바와 같은 R=2의 행의 28개의 심볼이 삭제된 출력 심볼 열(D={1, 2, 4, 5. 6, 7, 9, 10, 11, 12, 14, 15, …, 125, 126, 128})이 얻어진다. 이와 같이 q의 값을 선택함으로써 임의의 행의 심볼을 삭제할 수 있다.

(심볼 삭제 레이트 매칭 예2)

심볼 삭제의 방법은, q의 선택에 의해 정해지는 행을 삭제하는 것 만이 아니다. 각 열(즉 C의 각 값)의 최하행으로부터의 위치를 지정함으로써, 같은 효과를 갖는 심볼 삭제를 할 수 있다. 예를 들면, 각 열의 최하행으로부터의 위치(p)를 {0, 1, 2, 3}에서 선택하여 놓고, 각 C에 대한 R의 값과 위치(p)와의 비교에 의해, 심볼의 복사를 하는지의 여부, 즉 도 3의 스텝(S307)에 상당하는 처리를 스킵하는지의 여부를 판정한다. 구체 예를 이하에 도시한다.

도 7(A)은 각 열의 최하행(p=0)의 심볼을 삭제하는 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이다. 즉, p=0으로 한 경우에는 입력 심볼 열(S) 중에서, 각 열의 최후의 심볼{5, 10, 14, 19, 23, 28, …, 115, 119, 124, 128}이 삭제된다.

도 7(B)은 각 열의 최하행으로부터 3번째(p=2)의 심볼을 삭제하는 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이다. 즉, p=2로 한 경우에는 입력 심볼 열(S) 중에서, 각 열의 최후의 심볼로부터 3번째의 심볼{3, 8, 12, l7, 21, 26, …, 113, 117, 122, 126}이 삭제된다.

위에서 언급한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 삭제되는 심볼 간의 가장 좁은 간격과 가장 넓은 간격이 거의 같다. 도 6 내지 도 7에 의하면, 가장 좁은 간격이 4 심볼, 가장 넓은 간격이 5 심볼일 뿐이다. 다시 말하면, 최소 간격이 최대화되고, 그것에 의해 삭제되는 심볼 간격의 총합도 최대화되고 있다. 또한, 삭제되는 심볼이 전체적으로 균일하게 분포되고 있다.

(심볼 반복 레이트 매칭 예1)

도 8은, q=2로 한 경우의 N=128로부터 M=156에의 심볼 반복에 의한 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이다. 도 4에 도시하는 플로우 차트의 스텝(S404)에서 q=2가 선택된 경우에는, 스텝(S409)에 있어서 R=q=2, 즉, 도 8의 R=2의 행만이, 입력 심볼(S(k))로부터 출력 심볼(d(J))에의 두 번째의 복사가 행하여진다(스텝 S410). 그 이외의 행에서는 스텝(410)이 스킵됨으로 결과적으로, 도 8에 도시하는 바와 같은 R=2의 행의 28개의 심볼이 반복된 출력 심볼 열(D={1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 13, 14, 15, …, 125, 126, 127, 127, 128}이 얻어진다. 이와 같이 q의 값을 선택함으로써 임의의 행의 심볼을 반복할 수 있다.

(심볼 반복 레이트 매칭 예2)

심볼의 반복방법은 q의 선택에 의해 정해지는 행을 반복하는 것 만이 아니다. 각 열(즉 C의 각 값)의 최하행으로부터의 위치를 지정함으로써, 같은 효과를 갖는 심볼 반복을 행할 수 있다. 예를 들면, 각 열의 최하행으로부터의 위치(p)를 {0, 1, 2, 3}으로부터 선택해 놓고, 각 C에 대한 R의 값과 위치(p)와의 비교에 의해, 심볼의 재복사를 하는지의 여부, 즉 도 4의 스텝(S410)에 상당하는 처리를 스킵하는지의 여부를 판정한다. 구체 예를 이하에 도시한다.

도 9(A)는 각 열의 최하행(p=0)의 심볼을 반복하는 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이다. 즉, p=0으로 한 경우에는 입력 심볼 열(S) 중에서, 각 열의 최후의 심볼{5, 10, 14, 19, 23, 28, …, 115, 119, 124, 128}이 반복된다.

도 9(B)는 각 열의 최하행으로부터 3번째(p=2)의 심볼을 반복하는 레이트 매칭의 일례를 도시하는 개략도이다. 즉, p=2로 한 경우에는 입력 심볼 열(S) 중에서, 각 열의 최후의 심볼로부터 3번째의 심볼{3, 8, 12, 17, 21, 26, …, 113, 117, 122, 126}이 반복된다.

위에서 언급한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 반복되는 심볼 간의 가장 좁은 간격과 가장 넓은 간격이 거의 같다. 도 8 내지 도 9에 의하면, 가장 좁은 간격이 4 심볼, 가장 넓은 간격이 5 심볼일 뿐이다. 다시 말하면, 최소 간격이 최대화되어 있고, 그것에 의해 반복되는 심볼 간격의 총합도 최대화되고 있다. 게다가, 반복되는 심볼이 전체에 균일하게 분포되고 있다.

심볼 삭제에 의한 레이트 매칭 (2)

도 10은 본 발명의 제3 실시형태인 심볼 삭제에 의한 레이트 매칭의 일례를 도시하는 플로우 차트이다. 이하, 입력 심볼 열을 X, 출력 심볼 열을 Y, 입력 심볼 수를 Nx, 출력 심볼 수를 Ny로 한다. 입력 심볼 열(X)에서 (Nx-Ny)개의 심볼을 이하에 도시하는 순서에 따라 삭제해 간다.

우선, 변수 j를 0에, 변수 n 및 y를 Ny에 각각 초기화하고, 다시 Nx-Ny를 D로 한다(스텝 S501). 변수 i를 0에 초기화(스텝 S502)한 후, 변수 i가 Ny보다 작은지의 여부를 판정한다(스텝 S503).

i＜Ny인 경우에는(스텝(S503)의 YES), 또한 y가 0 이하인지의 여부를 판정한다(스텝 S504). y가 0 이하이면(스텝(S504)의 YES), j를 인크리멘트하는 동시에 n을 디크리멘트하고(스텝 S505), 디크리멘트된 n을 y에 대입하고(스텝 S506), 또한, y-D를 y로 한다(스텝 S507). y가 0보다 큰 경우에는(스텝(S504)의 NO), 스텝(S505 및 5506)을 스킵하여 아무것도 하지 않고 y-D를 y로 한다(스텝 S507). 스텝(S505)의 j의 인크리멘트(j=j+1)가 입력 심볼의 스킵리딩, 즉 삭제 동작에 대응한다.

계속해서, 입력 심볼(X(j))을 출력 심볼(Y(i))에 복사하고(스텝 S508), j 및 i를 각각 인크리멘트한 후(스텝 S509 및 5510), 스텝(S503)으로 되돌아간다. 이렇게 해서, i가 Ny와 같아질 때까지 스텝(S503 내지 S510)이 반복된다.

도 11은 도 10에 도시하는 순서의 C 언어에 의한 프로그래밍의 구체 예를 도시하는 도면이다. 여기서는, X는 입력 심볼 열에의 포인터, Y는 출력 심볼 열에의 포인터, Nx는 입력 심볼 열의 심볼 수, Ny는 출력 심볼 수의 심볼 수를 도시한다.

심볼 반복에 의한 레이트 매칭 (2)

도 12는 본 발명의 제4 실시형태인 심볼 반복에 의한 레이트 매칭의 일례를 도시하는 플로우 차트이다. 이하, 입력 심볼 열을 X, 출력 심볼 열을 Y, 입력 심볼 수를 Nx, 출력 심볼 수를 Ny로 한다. 입력 심볼 열(X)의 심볼은 이하의 순서에 따라, (Ny-Nx)개만 증가시켜진다.

우선, 변수(j)를 0에, 변수(n 및 x)를 Nx에 각각 초기화하고, 다시 Ny-Nx를 D로 한다(스텝 S601). 변수 i를 0에 초기화(스텝 S602)한 후, 변수 i가 Ny보다 작은지의 여부를 판정한다(스텝 S603).

i＜Ny인 경우에는(스텝 S603의 YES), 다시 x가 0 이하인지의 여부를 판정한다(스텝 S604). x가 0 이하이면(스텝 S604의 YES), l을 디크리멘트하는 동시에 n도 디크리멘트하고(스텝 S605), 디크리멘트된 n을 x에 대입하여(스텝 S606), 입력 심볼(X(j))을 출력 심볼(Y(i))에 복사한다(스텝 S608). x가 0보다 큰 경우에는(스텝 S604의 NO), x-D를 x에 대입하고(스텝 S607), 입력 심볼(X(j))을 출력 심볼(Y(i))에 복사한다(스텝 S608). 스텝(S605)의 j의 디크리멘트(j=j-1)가 입력 심볼의 반복에 대응한다.

계속해서, j 및 i를 각각 인크리멘트한 후(스텝 S609 및 S610), 스텝(S603)으로 되돌아간다. 이렇게 해서, i가 Ny와 같아질 때까지, 스텝(S603 내지 S610)이 반복된다.

도 13은 도 12에 도시하는 순서의 C 언어에 따른 프로그래밍의 구체 예를 도시하는 도면이다. 여기에서도, X는 입력 심볼 열에의 포인터, Y는 출력 심볼 열에의 포인터, Nx는 입력 심볼 열의 심볼 수, Ny는 출력 심볼 수의 심볼 수를 도시한다.

구체 예(2)

도 14(A), (B)에 각각, 도 10, 도 12에 도시한 알고리즘을 실행한 경우의 수치 예를 도시한다.

도 14(A)는 심볼 수(128)의 입력 심볼 열(S0)부터 심볼 수(100)의 출력 심볼 열(S1)에의 레이트 매칭을 도시한다. 입력 심볼 열(S0)은 {1, 2, 3, …, 128}이라는 심볼 열이다. 본 실시형태의 동작을 설명하기 위해서는 도시하는 바와 같이, (28(=128-100)열)×(5행 또는 4행)으로 배열되어 있다고 생각하는 것이 편리하다. 본 실시형태에서는 각 열의 최후의 심볼을 삭제함으로써 28 심볼분의 삭제를 행하고, 그 결과로서 심볼 수(100)의 출력 심볼 열(S1)을 얻는다. 이 경우, 삭제된 심볼의 최소 간격은 4이며, 먼저 도시한 종래 예에 의한 레이트 매칭에서의 최소 간격(2)에 비하여 크게 된 것을 알 수 있다.

또한, 도 14(A)에서는 각 열의 최후의 심볼을 삭제하는 바와 같은 기술로 되어 있지만, 임의의 한행(예를 들면 한행마다:1, 6, 11, …, 125)을 삭제함으로써도 같은 효과가 얻어지는 것은 명백하다.

한편, 도 14(B)에 도시한 심볼 반복에 의한 레이트 매칭방법에서는 심볼 수(128)의 입력 심볼 열(S0)에서 심볼 수(156)의 출력 심볼 열(S1)에의 레이트 매칭을 행한다.

입력 심볼 열(S0)은 {1, 2, 3, …, 128}이라는 심볼 열이며, 여기에서도, (28(=128-100)열)×(5행 또는 4행)으로 배열되어 있다고 생각한다. 각 열의 최후의 심볼을 반복함으로써 28 심볼분의 반복을 행하여, 그 결과로서 심볼 수(156)의 출력 심볼 열(S1)을 얻을 수 있다. 이 경우, 반복된 심볼의 최소 간격은 4이다. 또한, 도 14(B)에 도시한 임의의 1행(예를 들면 1행째:1, 6, 11, …, 125)을 반복함으로써도 같은 효과가 얻어지는 것은 명백하다.

또한, 여기에서는 입력 심볼 수의 2배가 출력 심볼 수보다도 큰 경우에 관해서 도시되어 있지만, 입력 심볼 수의 2배가 출력 심볼 수보다 작은 경우에는 종래 예와 마찬가지로 모든 입력 심볼을 한개씩 반복한 결과를, 새로운 입력 심볼 열로서 처리함으로써, 도 12에서 설명한 본 발명의 방법에 귀착시킬 수 있다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 삭제 또는 반복되는 심볼의 최소 간격을 최대로 하고, 또한, 삭제 또는 반복되는 심볼 간격의 총합을 최대로 하는 것이 가능해지고, 삭제 또는 반복되는 심볼의 위치의 불균일성에 기인하는 복조시의 오류가 발생하기 쉬운 부분과 발생하기 어려운 부분이 만들어져 버린다고 하는 종래 방법의 문제점을 해결할 수 있다. 이로 인하여, 신뢰성이 높은 디지털 통신을 달성할 수 있다.

Claims

n 및 m을 1 이상의 정수로 하고, n 심볼의 입력에 대하여, n과 m과의 차이에 따른 심볼 수만 입력 심볼을 삭제 또는 반복함으로써, m 심볼의 출력을 얻는 레이트 매칭방법에 있어서,

삭제 또는 반복되는 심볼의 최소 간격을 최대로 하고, 또한, 삭제 또는 반복되는 심볼 간격의 총합을 최대로 하는 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제1항에 있어서,

k를 1 이상의 정수로 하고, 삭제 또는 반복되는 심볼의 간격이 k 또는 k+l인 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
심볼 수(n)의 제1 심볼 열(S(k))(k는 0 내지 n-1의 정수)을 입력하여 심볼 수(m)(m≠n)의 제2 심볼 열(d(j))(j는 0 내지 m-1의 정수))을 생성하기 위한 디지털 통신 시스템에 사용되는 레이트 매칭방법에 있어서,

(a) 상기 심볼 수(n)와 상기 심볼 수(m)와의 차이(D)를 설정하는 스텝과,

(b) n/D의 정수부를 Q로 하는 스텝과,

(c) 상기 제1 심볼 열(S(k))을 Q개 및 (Q+1)개중 어느 하나의 개수로 이루어지는 D개의 심볼 열을 생성하도록 차례로 구분하는 스텝과,

(d) 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서 미리 정해진 위치에 있는 1개의 심볼을 특정하는 스텝과,

(e) 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서의 상기 특정된 심볼에 대하여, n 및 m의 대소 관계에 의존하여 삭제 및 반복중 어느 하나의 처리를 실행함으로써, 상기 제2 심볼 열을 생성하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제3항에 있어서,

상기 제1 심볼 열(S(k))은 오류 정정 부호화에 의해 생성된 부호화 심볼 열인 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제4항에 있어서,

상기 오류 정정 부호화는 접침 부호화인 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제3항에 있어서,

상기 제2 심볼 열(d(j))은 인터리브 처리되어 송신되는 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제3항에 있어서,

상기 제1 심볼 열(S(k))은 미리 송신측에서 인터리브 처리된 수신 심볼 열이 디인터리브 처리된 것임을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제3항에 있어서,

상기 스텝(c)은 상기 제1 심볼 열(S(k))을 차례로 배치하기 위한 배열의 각 요소의 위치(R, C)를, INT(x)를 x의 정수부를 취하는 처리로서,

C=INT(k×D/n)

R=INT(k-C×n/D)

에 의해서 특정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제8항에 있어서,

상기 스텝(d)은 상기 R과 상기 미리 정해진 위치를 나타내는 수치를 비교함으로써 상기 심볼을 특정하는 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제3항에 있어서,

상기 스텝(d)의 미리 정해진 위치는 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서의 최후의 심볼을 나타내는 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제3항에 있어서,

상기 스텝(d)의 미리 정해진 위치는 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서의 선두로부터 일정한 거리에 있는 심볼을 나타내는 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
제3항에 있어서,

상기 스텝(d)의 미리 정해진 위치는 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서의 최후의 심볼로부터 일정한 거리에 있는 심볼을 나타내는 것을 특징으로 하는 레이트 매칭방법.
디지털 정보를 전송로를 통하여 송신부로부터 수신부에 전송하는 디지털 통신 시스템에 있어서,

상기 송신부는,

송신 정보를 오류 정정 부호화하여 n 심볼 수를 단위로 하는 제1 심볼 열을 생성하는 부호화 수단과,

상기 제1 심볼 열을 입력하여, m(m≠n) 심볼 수의 제2 심볼 열을 생성하는 레이트 매칭수단으로 이루어지며,

상기 수신부는,

수신한 m 심볼 수의 제3 심볼 열을 입력하고, n 심볼 수의 제4 심볼 열을 생성하는 레이트 매칭수단과,

상기 제4 심볼 열을 오류 정정 부호화하여 수신정보를 재생하는 부호화수단으로 이루어지며,

상기 레이트 매칭수단은 상기 심볼 수(n)와 상기 심볼 수(m)와의 차이(D)를 설정하여 n/D의 정수부를 Q로 한 후, 상기 제1 심볼 열을 Q개 및 (Q+ 1)개중 어느 하나의 개수로 이루어지는 D개의 심볼 열을 생성하도록 차례로 구분하여, 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서 미리 정해진 위치에 있는 1개의 심볼을 특정하고, 상기 특정된 심볼에 대하여 n 및 m의 대소 관계에 의존하여 삭제 및 반복중 어느 하나를 실행함으로써 상기 제2 심볼 열을 생성하고,

상기 레이트 매칭수단은 상기 심볼 수(n)와 상기 심볼 수(m)와의 차이(D)를 설정하여 n/D의 정수부를 Q로 한 후, 상기 제3 심볼 열을 Q개 및 (Q+1)개중 어느 하나의 개수로 이루어지는 D개의 심볼 열을 생성하도록 차례로 구분하고, 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서 상기 미리 정해진 위치에 있는 1개의 심볼을 특정하여, 상기 특정된 심볼에 대하여 n 및 m의 대소 관계에 의존하여 삭제 및 반복중 어느 하나를 실행함으로써 상기 제4 심볼 열을 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 통신 시스템.
제13항에 있어서,

상기 송신부는 또한, 상기 제2 심볼 열을 인터리브 처리하여 송신 심볼 열을 생성하는 인터리브 수단으로 이루어지고,

상기 수신부는 또한, 수신 심볼 열을 디인터리브 처리하여 상기 제3 심볼 열을 생성하는 디인터리브수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 통신 시스템.
심볼 수(n)의 제1 심볼 열(S(k))(k는 O 내지 n-1의 정수)을 입력하여 심볼 수 m(m≠n)의 제2 심볼 열(d(j)(j는 0 내지 m-1의 정수)을 생성하는 레이트 매칭을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 격납한 기억매체에 있어서,

상기 프로그램은,

(a) 상기 심볼 수(n)와 상기 심볼 수(m)와의 차이(D)를 설정하는 스텝과,

(b) n/D의 정수부를 Q로 하는 스텝과,

(c) 상기 제1 심볼 열(s(k))을 Q개 및 (Q+1)개중 어느 하나의 개수로 이루어지는 D개의 심볼 열을 생성하도록 차례로 구분하는 스텝과,

(d) 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서의 미리 정해진 위치에 있는 1개의 심볼을 특정하는 스텝과,

(e) 상기 D개의 심볼 열의 각각에 있어서의 상기 특정된 심볼에 대하여, n 및 m의 대소 관계에 의존하여 삭제 및 반복중 어느 하나의 처리를 실행함으로써, 상기 제2 심볼 열을 생성하는 스텝으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기억매체.