KR20030069431A - 통신 시스템에 적용되는 모뎀 에이직의 터보 부호화 장치및 그 부호화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 터보 부호화 장치는, 입력되는 터보 인터리버 크기의 값에 따른 삭제 인터리버 어드레스 정보를 미리 계산하는 예비 프로세서와, 예비 프로세서의 계산 결과에 따라 터보 인터리버 어드레스가 삭제되지 않는 경우의 값을 저장하는 레지스터 저장부와, 패킷 데이터가 저장된 패킷 메모리와, 레지스터 저장부에서 전달하는 어드레스 정보에 따라 패킷 메모리로부터 패킷 데이터를 읽어와서 어드레스를 발생하기 위한 어드레스 발생기와, 어드레스 발생기에서 출력되는 어드레스에 따라 데이터를 터보 부호화 시키는 터보 부호화기로 구성된다. 따라서, 유/무선 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 인터리빙 동작의 효율성을 높이기 위해 어드레스의 발생주기를 일정하게 할 수 있으며, 유/무선 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 데이터 처리 용량을 크게 높일 수 있다.
Description
본 발명은 유무선 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC (Application Specific Integrated Circuit)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터의 처리 속도를 향상시킨 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치(Turbo Encoder) 및 그 부호화 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선 또는 유선 통신시스템의 부호화기(encoder)로 터보 코드(Turbo code)를 사용하는 부호화기(이하 "터보 부호화기"라 칭함)가 사용될 수 있다. 이러한 터보 부호화기의 내부에는 인터리버(interleaver)가 포함되는데, 이 인터리버는 부호화기에 입력되는 정보를 랜덤화(randomization)함으로써 코드워드의 디스턴스 특성(distance property)을 개선시키기 위한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 터보 인터리빙 어드레스 발생 장치의 구성 블록도 이다.
도 1을 참조하면, 입력되는 두 개의 값 중에서 하위 5비트(L5_cnt)는 룩업 테이블(lookup table)(20)의 어드레스를 결정하고, 또한 비트 반전기(bit reverser)(30)의 동작에 의해 그룹(group)을 결정하는 값으로 사용된다. 이때, 비트 반전기(30)에 의해 비트 반전된 값은 어드레스 발생기(50)로 인가된다. 반면, 입력되는 상위 n비트(N_cnt)는 각각의 그룹에서 2n개의 인덱스(index)를 서로 치환(permutation)하기 위한 변수로 사용된다. 즉, 입력되는 상위 n비트의 값은 가산기(10)에 의해 1이 가산된 후 곱셈 및 모듈러 연산기(40)으로 인가된다. 곱셈 및 모듈러 연산기(40)는 인가되는 값과 룩업 테이블(20)에서 읽어오는 각각의 그룹에 대한 값(Value)을 곱셈(multiplication) 및 모듈러(modulo) 연산한 최종 값을어드레스 발생기(50)로 인가한다. 여기서, 모듈러 연산한다는 것은 가산기(10)의 출력과 룩업 테이블(20)의 출력을 곱한 결과로부터 하위 n비트만을 선택한다는 것을 의미한다.
어드레스 발생기(50)는 비트 반전기(30)의 출력을 상위 5비트로 하고 곱셈 및 모듈러 연산기(40)의 출력을 하위 n비트로 하는 어드레스를 구성하여 터보 인터리빙 동작을 위한 어드레스로서 출력한다.
이때, 어드레스 발생기(50)는 출력되는 어드레스(Input)가 터보 인터리버 크기(Nturbo)보다 크거나 같은 경우에는 이를 삭제(discard)하고, 터보 인터리버 크기(Nturbo)보다 작은 경우에만 출력한다. 즉, 어드레스 발생기(50)는 비트 반전기(30)의 출력과 곱셈 및 모듈러 연산기(40)의 출력을 어드레스로서 구성하고, 이 구성된 어드레스 중에서 터보 인터리버 크기(Nturbo)보다 작은 어드레스(Input)만을 출력 어드레스로서 발생한다. 이때 발생된 어드레스(Input)는 터보 인터리버의 메모리 블록(미도시)의 어드레스로서 제공된다.
여기서, 부호화(encoding)는 컨볼루션 부호화 방식과 터보 부호화 방식으로 나눌 수 있으며, 데이터를 높은 데이터 레이트(high data rate)로 처리할 경우에는 터보 부호화 방식이 사용되나 컨볼루션 부호화 방식도 사용될 수 있다.
컨볼루션 부호화 방식의 경우에는 매 사이클(cycle)마다 부호화 과정을 수행할 수가 있어 부호화 시간은 부호화기에 입력되는 데이터의 크기에 해당하는 사이클이 소요된다.
그러나, 터보 부호화기(turbo encoder)의 경우에는 매 사이클마다 부호화 과정이 수행되는 것은 아니다. 왜냐하면, 어드레스 발생기(50)에서 출력되는 어드레스중 상당 부분은 천공(puncturing)되기 때문에 어드레스는 불연속적인 시간간격으로 발생되게 된다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 매 사이클(cycle)마다 어드레스 발생기(50)에서 출력되는 어드레스(Input)가 터보 인터리버 어드레스 발생기(turbo interleaver address generator)의 터보 인터리버 크기(Nturbo)보다 클 경우에는 삭제(discard) 되어 터보 부호화를 수행할 수 없다. 따라서, 1 사이클을 낭비한 채 다음 사이클로 넘어 가게 된다. 이는 실제 하드웨어 구현에 있어서 터보 부호화기의 클럭 타이밍을 일정하게 유지할 수 없게 하고, 터보 부호화기의 구현을 매우 복잡하게 만든다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유/무선 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 인터리빙 동작의 효율성을 높이기 위해 어드레스의 발생주기를 일정하게 할 수 있는 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치 및 그 부호화 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 유/무선 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 데이터 처리 용량을 높일 수 있는 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치 및 그 부호화 방법을 제공하기 위한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 터보 인터리빙 어드레스 발생 장치의 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치의 구성 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 예비 프로세서의 동작을 코드로 나타낸 일실시예도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
110 : 예비 프로세서
120 : 레지스터 저장부
130 : 어드레스 발생기
140 : 패킷 메모리
150 : 터보 부호화기
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치는, 입력되는 터보 인터리버 크기의 값에 따른 삭제 인터리버 어드레스 정보를 미리 계산하는 예비 프로세서와, 예비 프로세서의 계산 결과에 따라 터보 인터리버 어드레스가 삭제되지 않는 경우의 값을 저장하는 레지스터 저장부와, 패킷 데이터가 저장된 패킷 메모리와, 레지스터 저장부에서 전달하는 어드레스 정보에 따라 패킷 메모리로부터 패킷 데이터를 읽어와서 어드레스를 발생하기 위한 어드레스 발생기와, 어드레스 발생기에서 출력되는 어드레스에 따라 데이터를 터보 부호화 시키는 터보 부호화기로 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화기 를 이용한 부호화 방법은, 예비 프로세서, 레지스터 저장부, 어드레스 발생기, 패킷 메노리, 및 터보 부화기를 갖는 터보 부호화 장치의 부호화 방법에 있어서, 입력되는 터보 인터리버 크기의 값에 따른 삭제 인터리버 어드레스 정보를 생성하는 단계와, 터보 인터리버 어드레스가 삭제되지 않는 경우의 값을 레지스터 저장부에 저장하는 단계와, 레지스터 저장부에서 읽어오는 값이 터보 인터리버 크기의 값과 같을 경우를 제외하는 모든 경우에 대해 순차적으로 터보 부호화를 위한 터보 인터리버 어드레스를 생성하는 단계와, 터보 인터리버 어드레스를 패킷 메모리에 전달하여 터보 부호화 블럭으로 부호화된 데이터를 전달하는 단계를 수행한다.
이와 같이 본 발명에 의한 터보 부호화 장치는 최소한의 리소스 증가로, 어드레스의 발생 주기를 일정하게 하여 낭비되는 사이클(cycle)의 수를 최소로 줄이도록 함으로써, 전체 모뎀 ASIC에 데이터 처리 속도를 크게 향상시키는 장점을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명해 보자.
도 2는 본 발명에 따른 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치의 구성을 보여주는 구성 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치는, 입력되는 터보 인터리버 크기의 값에 따른 삭제 인터리버를 미리 계산하는 예비 프로세서(110)와, 예비 프로세서(110)의 계산값에 따라 터보 인터리버 어드레스가 삭제되지 않는 경우의 값을 저장하는 레지스터 저장부(120)와, 패킷 데이터가 저장된 패킷 메모리(140)와, 레지스터 저장부(120)에서 전달하는 어드레스 정보에 따라 패킷 메모리(140)로부터 패킷 데이터를 읽어와서 어드레스를 발생하기 위한 어드레스 발생기(address generator)(130)와, 어드레스 발생기(130)에서 출력되는 어드레스에 따라 데이터를 터보 부호화시키는 터보 부호화기(turbo encoder)(150)로 구성된다.
여기서, 어드레스 발생기(130)는 순차적으로 어드레스를 발생시키는 노말 어드레스 발생기(normal address generator)와, 터보 인터리버 어드레스 계산 규칙(interleaver address generator calculation rule)에 따라 인터리버 어드레스를 발생시키는 인터리버 어드레스 발생기(interleaver address generator)로 구성된다.
여기서, 인터리버 어드레스 발생기(interleaver address generator)는 2가지모드(mode)의 동작을 수행한다. 첫 번째 모드는 터보 부호화기(150)에서 실제 터보 부호화 과정이 실행되기 전에 미리 수행되어지는 삭제 인터리버 어드레스(discard interleaver address)정보를 생성하는 과정이고, 두 번째 모드(mode)에서는 실제 터보 부호화를 위한 어드레스를 생성하는 과정이다. 삭제 인터리버 어드레스 정보의 생성은 터보 인터리버 크기(Nturbo)의 값에 따라 달라지게 되는데, CDMA2000 1x에서 규정되는 터보 인터리버 크기(Nturbo)의 값은 유동 레이트 (flexible rate)를 고려할 경우 384 - 6144 까지의 값을 가질 수 있다. 384에서 6144까지의 모든 값에 대한 각각의 삭제 인터리버 어드레스 정보를 저장하기에는 하드웨어 리소스(hardware resource)의 양이 너무 크므로, 낭비되는 사이클과 하드웨어 리소스와는 적절한 트레이드 오프(trade-off)가 필요하게 된다.
본 발명에 따른 터보 부호화기의 어드레스 발생기(130)는 n-비트 카운터(N_cnt)와 5 비트 카운터(L5_cnt)를 각각 사용하며, 그 비트 반전된 값이 터보 인터리버 크기(Nturbo)의 MSB 5 비트 값보다 작을 경우에는 터보 인터리버 어드레스가 삭제되는 일이 없으므로, 이 때의 카운터의 값은 유효한 값으로 간주된다. 또한, 비트 반전된 값이 입력신호인 L5_cnt[4:0]의 5 비트와 같을 경우에는 하위 n-비트의 값에 따라 유효한 값이 될 수 있다.
예비 프로세서(110)는 전체 처리 속도에 영향을 주지 않도록 프레임 품질 지시자(Frame Quality indicator) 과정이 일어나는 동안에 수행되며, 터보 인터리버 크기(Nturbo)에 대한 파라메터(parameter)를 입력받아 터보 인터리버 어드레스가 삭제되지 않는 경우의 값을 레지스터 저장부(120)에 저장하게 되고, 5 비트 카운터값과 터보 인터리버 크기(Nturbo)의 상위 5 비트 카운터가 같을 경우의 값도 또한 저장된다.
예비 프로세서(pre-processor)(110)의 이러한 동작을 코드로 나타내면 도 3과 같다.
터보 부호화기(150)가 동작되기 시작하면, 어드레스 발생기(130)의 n-비트 카운터와 5 비트 카운터가 동작되는데, 5 비트 카운터는 레지스터 저장부(120)에 저장되어 있는 수만큼 순차적으로 카운팅하여 레지스터 값을 읽어온다. 만일, 저장되어 있는 값을 다 읽어 오면 다시 5 비트 카운터의 값이 초기화 된 후 다시 순차적으로 증가된다. 반면, n-비트 카운터는 5 비트 카운터의 이러한 동작이 반복 될 때마다 카운터 값을 1씩 증가시키는 동작을 한다.
따라서, 레지스터 저장부(120)에서 읽어오는 값이 MSB 5 비트의 값과 같을 경우를 제외하고는 5 비트 카운터와 n-비트 카운터로서 삭제되지 않는 터보 인터리버 어드레스를 만들게 되므로 순차적으로 터보 부호화가 가능하게 된다. 그러나, 레지스터 저장부(120)에서 읽어 오는 값이 터보 인터리버 크기(Nturbo)의 MSB 5 비트의 값과 같을 경우에는 도 1의 LSBs(룩업 테이블의 값과 1sb_n 의 값이 곱해진 값에서 하위 n 비트만을 취한 값)를 터보 인터리버 크기(Nturbo)인 LSB n 비트의 값과 비교하여, 작을 경우에만 터보 인터리버 어드레스가 될 수 있으며, 같거나 클 경우에는 삭제되므로, 이때는 터보 부호화 동작이 이루어지지 않는다.
이렇게 만들어진 터보 인터리버 어드레스는 패킷 메모리(140)에 전달되어 터보 부호화 블럭으로 부호화되는 데이터가 전달될 수 있도록 하며, 터보 부호화 블록은 어드레스 발생기(130)로부터 제어신호를 받아서 부호화 수행 여부를 결정하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에서 터보 부호화를 수행할 때 초기 터보 인터리버에 대한 정보가 없다면, 최대 3500 사이클 이상의 사이클의 낭비가 발생할 것이다. 그러나, 본 발명에 의해 5 비트 카운터와 5 비트 레지스터 32개로 구성된 어드레스 발생기기만을 구비시켜 사이클의 낭비를 터보 인터리버 크기(Nturbo)의 값에 따라 최대 244개로 줄일 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 유/무선 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 인터리빙 동작의 효율성을 높이기 위해 어드레스의 발생주기를 일정하게 할 수 있으며, 유/무선 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 데이터 처리 용량을 크게 높일 수 있다.
Claims (5)
- 입력되는 터보 인터리버 크기의 값에 따른 삭제 인터리버 어드레스 정보를 미리 계산하는 예비 프로세서와,상기 예비 프로세서의 계산 결과에 따라 터보 인터리버 어드레스가 삭제되지 않는 경우의 값을 저장하는 레지스터 저장부와,패킷 데이터가 저장된 패킷 메모리와,상기 레지스터 저장부에서 전달하는 어드레스 정보에 따라 상기 패킷 메모리로부터 패킷 데이터를 읽어와서 어드레스를 발생하기 위한 어드레스 발생기와,상기 어드레스 발생기에서 출력되는 어드레스에 따라 데이터를 터보 부호화 시키는 터보 부호화기로 구성되는 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 어드레스 발생기는, 상기 레지스터 저장부에 저장되어 있는 레지스터를 순차적으로 카운팅하여 상기 레지스터 값을 읽어오는 제1 카운터와, 상기 제1 카운터의 동작이 반복 될 때마다 카운터 값을 1씩 증가시키는 제 2 카운터로 구성되는 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 예비 프로세서는 입력 프레임에 프레임 지시자를 붙이는 과정이 수행되는 동안에 설정된 동작을 수행하는 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 장치.
- 예비 프로세서, 레지스터 저장부, 어드레스 발생기, 패킷 메모리, 및 터보 부화기를 갖는 터보 부호화 장치의 부호화 방법에 있어서,입력되는 터보 인터리버 크기의 값에 따른 삭제 인터리버 어드레스 정보를 생성하는 단계와,상기 터보 인터리버 어드레스가 삭제되지 않는 경우의 값을 레지스터 저장부에 저장하는 단계와,상기 레지스터 저장부에서 읽어오는 값이 상기 터보 인터리버 크기의 값과 같을 경우를 제외하는 모든 경우에 대해 순차적으로 터보 부호화를 위한 터보 인터리버 어드레스를 생성하는 단계와,상기 터보 인터리버 어드레스를 패킷 메모리에 전달하여 터보 부호화 블록으로 부호화된 데이터를 전달하는 단계를 수행하는 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 어드레스 발생기 상기 터보 부호화기에서 실제 터보부호화 과정이 실행되기 전에 미리 수행되어지는 삭제 인터리버 어드레스 정보를 생성하는 모드와, 실제 터보 부호화를 위한 어드레스를 생성하는 모드를 선택적으로 제공하는 통신 시스템에 적용되는 모뎀 ASIC의 터보 부호화 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020009065A KR20030069431A (ko) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 통신 시스템에 적용되는 모뎀 에이직의 터보 부호화 장치및 그 부호화 방법 |
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Publications (1)
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| KR20030069431A true KR20030069431A (ko) | 2003-08-27 |
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ID=32221996
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|---|---|
| KR (1) | KR20030069431A (ko) |
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