KR20060025350A - 복호기에서의 반복 복호 중지 방법 및 그 장치 - Google Patents

복호기에서의 반복 복호 중지 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 송신기로부터 수신되는 부호화된 데이터를 적어도 한 번 이상 반복 복호하는 복호기에서의 반복 복호 중지 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명에서는, 복호기가 반복 복호를 수행하는 동시에, 반복 복호의 결과 값을 순차적으로 입력 받아 정보 비트열 단위로 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 수행한다. 그 결과, 에러가 없으면 반복 복호를 중지시키거나, 에러가 있으면 반복 복호를 다시 수행하도록 한다. 이때, 송신기로부터 수신된 데이터는 부호화 블록 단위로 CRC 코드가 포함된 데이터로서, LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호 또는 터보(Turbo) 부호처럼 반복 복호를 수행해야 하는 부호로 부호화된 데이터이다.
이를 통하여, 평균적인 반복 복호 수행 회수를 줄임으로써, 시스템 전체의 파워 소모량을 줄이고 복호 지연 시간도 상당히 줄일 수 있다.
복호기, LCPC 부호, 터보 부호, CRC, 복호 지연 및 파워 소모량 감소

Description

복호기에서의 반복 복호 중지 방법 및 그 장치 {METHOD AND EQUIPMENT FOR INTERACTIVE DECODING STOP CRITERION OF DECODER}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복호기에서의 반복 복호 중지 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반복 복호 과정을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 반복 복호 중지 장치의 동작 과정을 LDPC 부호의 예로서 순차적으로 도시한 흐름도이다.
본 발명은 복호기에서의 반복 복호 중지 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LDPC 부호(또는 터보 부호)의 반복 복호를 효율적으로 중지하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 저밀도 패리티 검사(Low-Density Parity-Check, 이하 'LDPC' 라 함) 코드란 1962년에 Gallager가 처음으로 발표한 선형 블록 코드로서, 선형 블록 코드를 구성하는 패리티 검사 행렬(parity-check matrix)의 원소 대부분이 0인 성 긴(sparse) 행렬로 정의된다.
이러한 LDPC 코드나 터보 코드 등은 복호(decoding)시 적어도 한 번 이상의 반복 복호를 수행하는데, 그 반복 복호 회수를 결정하는 방법에는 여러 가지가 있다.
가장 단순한 방법으로서 일정 회수 만큼 반복 복호를 수행한 후 중지하는 방법이 있으며, 신호대 노이즈 파워(noise power)의 비를 이용하여 반복 복호 회수를 조정하는 방법도 있다. 그리고, 복호(decoding)되고 있는 신호대 노이즈 파워의 비가 일정한 수준이면 반복 복호를 멈추는 방법도 있다.
그러나, 이러한 기존의 방법들은 여러 가지 문제가 있는데, 먼저 첫 번째 방법은 항상 일정한 회수 만큼 반복 복호를 수행해야 하기 때문에 필요 이상의 계산으로 인한 파워 소모를 일으킬 수 있다.
그리고, 두 번째 방법은 신호대 노이즈 파워의 비를 정확히 측정해야만 하는 단점이 있을 뿐만 아니라, 신호대 노이즈 파워의 비를 정확히 측정했다 할지라도 그에 효과적인 반복 복호 회수를 평균적으로만 계산할 수 있을 뿐 그 상황에서 정확히 몇 번이 필요한지는 알 수가 없다.
즉, 측정한 신호대 노이즈 파워의 비가 커서 채널 상황이 좋은 상태에서도 반복 복호를 여러 번 해야만 에러가 없어지는 경우도 있으며, 측정한 신호대 노이즈 파워의 비가 작아서 채널 상황이 좋지 않은 상태에도 적은 반복 복호 회수로 에러가 없어지는 경우가 자주 발생한다.
따라서, 신호대 노이즈 파워의 비를 이용하여 반복 복호 회수를 결정하는 방 법은 복호된 코드의 에러를 효율적으로 줄이는 데 그 한계성이 있다.
또한, 성능만을 고려하여 반복 복호를 일정 회수 만큼 무조건 수행한다면 그에 따르는 파워 소모량 역시 상당할 것이다.
마지막으로, 세 번째 반복 복호 회수 결정 방법 역시 복호된 신호를 이용하여 신호대 노이즈 파워의 비를 계산한 후, 이 수치가 임계치를 넘어서 반복 복호를 중지한다 하더라도 임계치가 복호 에러의 무결성을 의미하는 것은 아니다.
따라서, 복호 에러가 존재하지 않는 상태에서 반복 복호를 효율적으로 중지할 수 있는 장치 및 그 방안이 현실적으로 요구되고 있는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 평균적인 반복 복호 수행 회수를 줄여 시스템 전체의 파워 소모량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 복호 지연 시간도 줄일 수 있는 복호기에서의 반복 복호 중지 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 에러가 없는 상황에서 반복 복호를 중지시킴으로써, 복호기의 복호 성능을 증가시킬 수 있는 복호기에서의 반복 복호 중지 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 복호기에서의 반복 복호 중지 방법은, 부호화 블록 단위로 CRC(Cyclic Redundancy Check) 비트를 추가하는 송신기로부터 수신된 부호화된 데이터를 적어도 한 번 이상 반복 복호하는 복호 기에서의 반복 복호 중지 방법에 있어서, a)상기 송신기로부터 수신된 데이터를 상기 복호기의 초기값으로 입력하는 단계; b)상기 입력된 초기값을 이용하여 반복 복호를 수행하는 단계; c)상기 수행된 반복 복호의 결과 값에 대해 순차적으로 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 동시 수행하여 에러 유무를 확인하는 단계; 및 d)확인된 에러가 없으면 상기 b)단계를 중지시키고, 확인된 에러가 있으면 상기 b)단계를 수행하도록 하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 송신기로부터 수신된 데이터는 LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호로 부호화된 LDPC 부호어를 포함하거나, 터보(Turbo) 부호로 부호화된 터보 부호어를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 복호기에서의 반복 복호 중지 장치는, 송신기로부터 수신되는 부호화된 데이터를 반복 복호하는 복호기에서의 반복 복호 중지 장치에 있어서, 상기 송신기로부터 수신된 데이터의 정보 비트와 패리티 비트에 대해 적어도 한 번 이상 반복 복호를 수행하는 반복 복호 수행부; 상기 수행된 결과 값에 대해 순차적으로 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 동시 수행하여 에러 유무를 확인하는 에러 검출부; 및 확인된 에러가 없으면, 상기 반복 복호 수행부의 반복 복호를 중지시키고 에러가 있으면 상기 반복 복호를 다시 수행하도록 하는 반복 복호 중지부를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기 에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복호기에서의 반복 복호 중지 장치의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 복호기에서의 반복 복호 중지 장치(100)는 복조부(110, Demodulation)와 반복 복호 수행부(120), 에러 검출부(130) 및 반복 복호 중지부(140)를 포함한다.
자세히 설명하면, 먼저 송신기(200)는 전송하고자 하는 데이터를 부호화(coding)하기 전에 각 데이터를 코딩 블록 단위로 나누고, 각 코딩 블록마다 CRC(Cyclic Redundancy Check : 순환 잉여 검사, 이하 'CRC' 라 함) 코드를 삽입(추가)한다.
이후, 코딩 블록 단위로 CRC 코드가 삽입된 데이터를 변조(Modulation)하여 본 발명의 실시예에 따른 복호기 측으로 송신한다.
이처럼, 본 발명에서는 IS(Industry Standard)-95C에 공지된 바와 같이 채널 코딩을 하기 전에 해당 데이터에 CRC 코드를 추가한다. 이는 데이터의 유효성을 검증하기 위한 목적으로서, CRC 코드는 채널 코딩의 반복 수행에도 도움을 줄 뿐만 아니라, 데이터 무결성(Integrity)을 검증하는데도 유용하다.
참고로, CRC는 통신 채널을 통해 수신된 데이터 내에 에러가 있는지를 확인하기 위한 방법 중 하나로서, 송신기는 전송할 데이터 블록에 16비트 또는 32비트 다항식을 적용하여 그 결과로 얻어진 코드를 데이터 블록마다 덧붙인다. 그러면, 수신측(복호기)은 데이터에 같은 다항식을 적용하여 그 결과를 송신기가 보내온 결과와 비교한다. 만약 두 개가 일치하면, 그 데이터는 성공적으로 수신된 것이며, 그렇치 않은 경우에는 데이터 블록을 재 송신하도록 송신기로 요구한다.
한편, 본 발명은 코딩 블록 단위로 CRC 코드를 삽입하기 때문에 만약 코딩 블록 크기가 작다면, 정보 비트 수에 비해 CRC 코드 비트가 상당한 비율을 차지하여 채널 전송률을 저하시킨다.
반면, 코딩 블록 크기가 크다면, 예를 들어 (n, k) 블럭 부호에서 k가 2144비트이고 n이 5120비트, CRC 코드 비트가 24비트라면 전체 코딩 블록에서 CRC 코드가 차지하는 비율은 약 1% 정도로 매우 작은 비율을 차지한다. 이는 곧, 채널 전송률 저하를 방지할 수 있다.
이처럼, 본 발명은 저밀도 패리티 검사(Low-Density Parity-Check, 이하 'LDPC' 라 함) 코드와 같이 코딩 블록 크기가 큰 코드에게 유리한 반복 복호 중지 방법으로서, 이하 본 발명의 실시예에서는 적어도 한 번 이상의 반복 복호를 수행해야 하는 여러 코드들 중 LCPC 코드에 대해 설명하기로 한다.
하지만, 이는 본 발명에 한정되는 것이 아니라 경우에 따라서는 그 외 다른 코드, 예를 들어 터보 코드(Turbo code) 등에 대해 반복 복호 중지 방법을 적용할 수도 있다.
다음으로, 반복 복호 중지 장치(100)의 복조부(110, Demodulation)는 송신기(200)로부터 수신되는 데이터를 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying : 직교 위상 편이 변조, 이하 'QPSK' 라 함) 등을 통해 복조하며, 반복 복호 수행부(120)는 복조된 데이터에 대해 적어도 한 번 이상의 반복 복호를 수행하는데, 이러한 반복 복호 수행에 대한 표시예가 첨부된 도 2이다.
도 2에 도시되어 있듯이, 반복 복호 수행부(120)는 복조된 데이터 중 정보 비트와 패리티 비트를 비트 노드(bit node)에 각각 저장한다. 이로 인해, 반복 복호 수행부(120)는 체크 노드(check node)에 대한 업데이트(update, 일종의 복호)를 먼저 수행한 후, 그 결과 값을 이용하여 비트 노드에 대한 업데이트를 수행한다.
이처럼, 반복 복호 수행부(120)는 체크 및 비트 노드에 대한 업데이트를 일회식 수행하여 반복 복호를 한 번 수행하게 된다.
에러 검출부(130)는 반복 복호가 이루어진 비트를 반복 복호 수행부(120)로부터 순차적으로 입력 받아 에러(error) 유무를 확인하는데, 반복 복호가 먼저 이루어진 정보 비트열(도 2에서 B0, B1, B2, B3, B4, B5)을 순차적으로 입력 받으면서 비트열에 대해 CRC를 수행한다.
이후, 에러 검출부(130)는 CRC 수행 결과에 따라 에러 유무를 확인하는데, 참고로 CRC 결과 값이 0이면 에러가 없는 상태로 판단한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에서는 CRC 수행 결과에 따라 에러 유무를 확인하는데, 사전 설정한 반복 복호 회수가 최대 반복 복호 회수를 초과했을 경우는 복호 실패로 에로로 판정한다.
반복 복호 중지부(140)는 CRC 검사 결과 에러가 없는 것으로 확인되면 반복 복호 수행부(120)의 반복 복호를 바로 중지시키는 반면, CRC 검사 결과 에러가 있으면 앞서 언급한 반복 복호를 계속 수행하도록 한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 복호기에서의 반복 복호 중지 장치(100)는 송신기(200)로부터 수신되는 모든 정보 비트열에 대한 반복 복호를 완료한 후, 최종 결과치에 대해 CRC 검사를 수행하는 것이 아니라, 반복 복호를 수행하는 동시에 복호되는 정보 비트열에 대해 순차적으로 CRC 검사함으로써, 반복 복호가 완료되는 시점에 CRC 검사도 함께 완료한다.
따라서, 본 발명은 CRC 검사를 위한 추가 시간이 필요 없기 때문에 복호기의 복호 시간은 CRC 검사를 수행하지 않았을 경우와 LDPC 부호의 경우가 완벽하게 같으며, 터보 부호의 경우는 거의 같다.
즉, LDPC의 경우 뒤쪽 비트들은 패리티 비트(도 2의 P6, P7, P8)이므로, 반복 복호 중지부(140)는 반복 복호 수행부(120)가 패리티 비트에 대한 업데이트를 최종 완료하기 이전에 정보 비트열에 대한 CRC 검사를 완료하여 반복 복호를 수행할지에 대한 여부를 미리 결정한다.
이를 통하여, 본 발명은 평균적인 반복 복호 수행 회수를 줄임으로써, 시스템 전체의 파워 소모량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 복호 지연 시간도 상당히 줄일 수 있다.
그리고, 에러가 없는 상황에서 반복 복호를 중지시킴으로써, 복호기의 복호 성능을 증가시킬 수 있다.
그러면, 상기한 구성을 이루는 반복 복호 중지 장치(100)의 동작 과정에 대해 첨부된 도면을 통해 알아본다.
도 3은 도 1에 도시한 반복 복호 중지 장치의 동작 과정을 LDPC 부호의 예로서 순차적으로 도시한 흐름도이다.
먼저, 송신기(200)는 전송하고자 하는 데이터를 부호화(coding)하기 전에 각 데이터를 코딩 블록 단위로 나누고, 각 코딩 블록마다 CRC(Cyclic Redundancy Check) 코드를 삽입(추가)한다.
이후, 코딩 블록 단위로 CRC 코드가 삽입된 데이터를 부호화하고, 이를 다시 변조(Modulation)하여 본 발명의 실시예에 따른 복호기 측으로 송신한다.
그러면, 도 3에 도시되어 있듯이 복호기 내의 복조부(110)는 송신기(200)로부터 수신되는 데이터를 수신(S310)한 후, QPSK 등을 통해 복조한다(S320).
이후, 반복 복호 수행부(120)는 복조된 데이터에 대해 적어도 한 번 이상의 반복 복호를 수행하는데, 먼저 복조된 데이터를 구성하는 정보 비트와 패리티 비트를 비트 노드(bit node)에 각각 저장한다.
이후, 반복 복호 수행부(120)는 체크 노드(check node)에 대한 업데이트(update, 일종의 복호)를 먼저 수행(S330)한 후, 그 결과 값을 이용하여 비트 노드에 대한 업데이트를 수행(S340)함으로서, 반복 복호를 1회 수행한다.
이후, 에러 검출부(130)는 반복 복호가 이루어진 정보 비트열을 반복 복호 수행부(120)로부터 순차적으로 입력 받아 에러(error) 유무를 확인(S350)하는데, 반복 복호가 이루어진 순서대로 입력 받는다. 그러면, 에러 검출부(130)는 차례로 복호되는 정보 비트열(도 2에서 B0, B1, B2, B3, B4, B5)을 순차적으로 입력 받아 CRC 검사와 복호를 동시에 수행한다.
이후, 에러 검출부(130)는 CRC 수행 결과에 따라 에러 유무를 확인(S360)하는데, 참고로 CRC 결과 값이 0이면 에러가 없는 상태로 판단한다.
이처럼, 본 발명의 실시예에서는 CRC 수행 결과에 따라 에러 유무를 확인하는데, 현재의 반복 복호 회수가 최대 반복 복호 회수를 초과할 경우 복호의 실패로 보고 반복 복호를 중지할 수 있다.
이후, 반복 복호 중지부(140)는 CRC 검사 결과 에러가 없는 것으로 확인되면 반복 복호 수행부(120)의 반복 복호를 바로 중지(S370)시키는 반면, CRC 검사 결과 에러가 있으면 앞서 언급한 반복 복호를 계속 수행하도록 한다(S330 이후).
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 복호기에서의 반복 복호 중지 장치(100)는 송신기(200)로부터 수신되는 모든 정보 비트열에 대한 반복 복호를 최종 완료한 후, 그 결과치에 대해 CRC 검사를 수행하는 것이 아니라, 반복 복호와 동시에 반복 복호가 먼저 이루어진 정보 비트열에 대한 CRC 검사를 수행하여 반복 복호의 완료시점에 CRC 검사가 동시 완료되며, 그 결과에 따라 반복 복호의 중지 여부를 추가의 시간 없이 결정할 수 있다.
즉, LDPC의 경우 뒤쪽 비트들은 패리티 비트(도 2의 P6, P7, P8)이므로, 반복 복호 중지부(140)는 반복 복호 수행부(120)가 패리티 비트에 대한 업데이트를 최종 완료하기 이전에 정보 비트열에 대한 CRC 검사를 완료하여 반복 복호를 수행할지에 대한 여부를 미리 결정한다.
이를 통하여, 본 발명은 평균적인 반복 복호 수행 회수를 줄임으로써, 시스템 전체의 파워 소모량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 복호 지연 시간도 상당히 줄일 수 있다.
그리고, 에러가 없는 상황에서 반복 복호를 중지시킴으로써, 복호기의 복호 성능을 증가시킬 수 있다.
도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 복호기에서의 반복 복호 중지 방법 및 그 장치는 평균적인 반복 복호 수행 회수를 줄임으로써, 시스템 전체의 파워 소모량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 복호 지연 시간도 상당히 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은 에러가 없는 상황에서 반복 복호를 중지시킴으로써, 복호기의 복호 성능을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 부호화 블록 단위로 CRC(Cyclic Redundancy Check) 비트를 추가하는 송신기로부터 수신된 부호화된 데이터를 적어도 한 번 이상 반복 복호하는 복호기에서의 반복 복호 중지 방법에 있어서,
    a)상기 송신기로부터 수신된 데이터를 상기 복호기의 초기값으로 입력하는 단계;
    b)상기 입력된 초기값을 이용하여 반복 복호를 수행하는 단계;
    c)상기 수행된 반복 복호의 결과 값에 대해 순차적으로 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 동시 수행하여 에러 유무를 확인하는 단계; 및
    d)확인된 에러가 없으면 상기 b)단계를 중지시키고, 확인된 에러가 있으면 상기 b)단계를 수행하도록 하는 단계
    를 포함하는 복호기에서의 반복 복호 중지 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 송신기로부터 수신된 데이터는, LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호로 부호화된 LDPC 부호어를 포함하는 복호기에서의 반복 복호 중지 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 송신기로부터 수신된 데이터는, 터보(Turbo) 부호로 부호화된 터보 부 호어를 포함하는 복호기에서의 반복 복호 중지 방법.
  4. 송신기로부터 수신되는 부호화된 데이터를 반복 복호하는 복호기에서의 반복 복호 중지 장치에 있어서,
    상기 송신기로부터 수신된 데이터의 정보 비트와 패리티 비트에 대해 적어도 한 번 이상 반복 복호를 수행하는 반복 복호 수행부;
    상기 수행된 결과 값에 대해 순차적으로 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 동시 수행하여 에러 유무를 확인하는 에러 검출부; 및
    확인된 에러가 없으면, 상기 반복 복호 수행부의 반복 복호를 중지시키고 에러가 있으면 상기 반복 복호를 다시 수행하도록 하는 반복 복호 중지부
    를 포함하는 복호기에서의 반복 복호 중지 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 송신기로부터 수신된 데이터는, LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호로 부호화된 LDPC 부호어 또는 터보(Turbo) 부호로 부호화된 터보 부호어를 포함하는 복호기에서의 반복 복호 중지 장치.
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