KR20060071089A

KR20060071089A - 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060071089A
Application number: KR1020050049216A
Authority: KR
Inventors: 채수창; 박윤옥; 김준우
Original assignee: 한국전자통신연구원; 주식회사 케이티; 주식회사 케이티프리텔; 에스케이 텔레콤주식회사; 삼성전자주식회사; 하나로텔레콤 주식회사
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-06-26
Also published as: WO2006068371A1; KR100656982B1; US8074138B2; US20080209298A1

Abstract

휴대 인터넷 단말기의 복호 장치에서는 송신기로부터 전송된 채널 부호화된 심볼에 대하여 코드 결합(code-combining) 방식과 체이스 결합(chase-combining) 중 어느 하나의 방식으로 복호를 수행한다. 이때, 정보 비트에 대한 부호 심볼에 대해서는 체이스 결합 방식을 부분적으로 사용한다. 이렇게 하면, 낮은 부호율을 가지는 복호 결과를 얻을 수 있다.

HARQ, FEC, CRC, chase-combining, code-combining, 심볼 선택

Description

휴대 인터넷 단말기의 복호 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DECODING OF PORTABLE INTERNET MOBILE SYSTEM}

도 1은 본 발명에서 사용되는 HARQ TYPE-Ⅰ방식을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에서 사용되는 HARQ TYPE-Ⅱ 방식을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에서 사용되는 HARQ TYPE-Ⅲ 방식을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기의 일부를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치를 나타낸 도면이다.

도 6은 도 5에 도시된 심볼 선택부를 하드웨어로 구현한 도면이다.

본 발명은 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치 및 방법에 관한 것이다.

오류 제어 알고리즘은 크게 재전송(Automatic Repeat reQuest, 이하 ARQ라 함)과 오류 정정(Forward Error Correction, 이하 FEC라 함) 두 방식으로 분류될 수 있다.

ARQ는 OSI 모델의 데이터 링크 프로토콜(Data Link Protocol)에서, FEC는 물 리 계층(Physical Layer)에서 이루어진다. ARQ는 전송선이 반이중(half-duplex) 또는 전이중(Full-duplex)인 경우 단말기에 오류 검출 기능을 부가하여 오류 발생 검출 시 재전송을 요구하는 방식이고, FEC는 단말기에 오류 정정 기능을 부가하여 오류의 발생 검출 시 재전송을 요구하지 않고 오류를 정정하는 방식이다. ARQ는 FEC에 비하여 구조가 단순하고 높은 데이터 신뢰도를 제공하기 때문에 데이터 통신망에서 널리 사용되고 있다. 그러나 ARQ는 채널의 비트 오류 비율이 증가함에 따라 정보의 처리율이 급속히 떨어지는 단점이 있다. 반면에 FEC는 채널의 비트 오류 비율에 상관없이 일정한 수준의 정보 처리율을 유지할 수 있지만 높은 신뢰도를 얻기는 힘들다.

이러한 서로의 단점을 보완하기 위해 ARQ와 FEC를 결합한 하이브리드 재전송 방식(Hybrid-ARQ, 이하 HARQ라 함)를 도입하고 있다. HARQ는 FEC와 비슷한 수준의 정보 처리율을 가지며 ARQ와 비슷한 수준의 신뢰도를 얻을 수 있다. HARQ는 FEC를 이용하여 어느 정도의 오류 정정을 시도한 후에 이를 다시 오류 검출하여 오류가 있을 경우, 재전송을 요구하는 방식으로 기존의 ARQ와 FEC를 혼합하여 ARQ 또는 FEC를 사용할 때보다 신뢰성을 향상시킬 수 있고 데이터의 오류 비율을 줄일 수 있다.

HARQ에는 HARQ TYPE-Ⅰ, HARQ TYPE-Ⅱ 및 HARQ TYPE-Ⅲ 방식이 있다. 각 방식의 성능은 사용하는 부호들의 집합과 채널 환경의 변화에 따라 달라지며, 각 방식은 각각 서로 다른 장점과 단점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 HARQ의 방식을 혼용하여 각각의 단점을 보완하여 신뢰도(reliability) 및 패킷 처리 효율(throughput)을 향상시킬 수 있는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치는,

송신기로부터 그룹화되고 인터리빙되어 전송되는 패킷을 수신하여 복호하는 장치로서,

동일한 패킷에 대해 재전송을 위한 서로 다른 심볼 순서를 가지는 복수의 서브패킷을 생성하며, 상기 생성된 서브패킷 내에서 전송할 길이만큼 심볼을 선택하여 출력하는 심볼 선택부; 상기 심볼의 시작 위치를 나타내는 서브패킷의 ID 값에 기초하여 상기 심볼 선택부로부터 출력되는 심볼에 대하여 체이스 결합(chase-combining) 방식과 코드 결합(code-combining) 방식 중 어느 하나를 선택하여 복호를 수행하는 채널 복호부; 및 상기 복호를 통해 추정된 패킷에 대한 오류를 검사하는 오류 검사부를 포함한다.

본 발명의 다른 한 특징에 따른 휴대 인터넷 단말기의 복호 방법은,

송신기로부터 전송되는 패킷을 수신하여 복호하는 방법으로서,

동일한 패킷에 대해 재전송을 위한 서로 다른 심볼 순서를 가지는 복수의 서브패킷을 생성하는 단계; 상기 생성된 서브패킷 내에서 전송할 길이만큼 심볼을 선택하는 단계; 상기 심볼의 시작 위치를 나타내는 서브패킷의 ID 값에 기초하여 상기 선택된 심볼에 대하여 체이스 결합(chase-combining) 방식과 코드 결합(code- combining) 방식 중 어느 하나를 선택하여 복호하는 단계; 상기 복호를 통해 추정된 패킷에 대한 오류를 검사하는 단계; 및 상기 오류 검사 결과에 기초하여 재전송을 요청하는 단계를 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 인터넷 단말기의 하이브리드 재전송 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 아래에서는 휴대 인터넷(High speed Portable Internet, HPI)시스템의 단말기에서 복호하는 경우를 실시 예로 설명하였다.

먼저, 본 발명에서 사용되는 HARQ의 HARQ TYPE-Ⅰ, HARQ TYPE-Ⅱ 및 HARQ TYPE-Ⅲ 방식에 대해 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 송신기(10)는 송신하고자 하는 데이터를 먼저 높은 부호율의 오류 검출용 부호에 의해 부호화하고 다시 오류 정정용 부호에 의해 부호화하여 일단 버퍼에 저장하고 채널(20)을 통해 수신기로 전송한다.

채널을 통과하여 신호를 수신한 수신기(30)는 복조기를 거쳐 가우시안 잡음 이나 페이딩의 영향을 가진 값의 형태로 복호기로 전달된다. 복호기는 FEC 복호를 수행하고(S102), FEC 복호를 통해 추정된 데이터는 다시 CRC 복호를 수행하여 오류를 검사한다(S104). 이때, 오류가 검출되지 않으면 데이터의 성공적인 수신 여부(ACK)를 송신기(10) 및 사용자(40)에게 전달한다(S106). 반면, 오류가 검출되면 송신기(10)로 재전송(NACK)을 요구하고(S108), 이전의 수신된 데이터는 버린다(S110). 송신기(10)는 채널을 통해 수신기(30)로부터 받은 신호를 판단하여 ACK인 경우에는 부호화된 다음 데이터를 수신기(30)로 전송하고(S114), NACK인 경우에는 이전 데이터를 재전송한다(S116). 그러면, 수신기는 이를 다시 복호하여 오류를 검출하고 만일 오류가 검출되면 위의 과정을 반복한다.

한편, HARQ TYPE-Ⅰ의 변형된 형태로서, 송신기로 재전송(NACK)을 요구한 경우, 이전에 수신된 데이터를 버리지 않고 재전송된 데이터와 재결합하는 chase combining 기법이 있다.

이와 같이, HARQ TYPE-Ⅰ방식에서는 오류 정정 부호와 동시와 오류 검출 부호가 있어야 한다. 즉, CRC(Cyclic Reduandancy Check)와 같은 오류 검출 부호가 필요하다. 오류 정정 부호를 사용하게 되면 각 전송과 재전송에 있어서 오버헤드 부담을 증가시키게 되며, 그 결과로 채널 환경이 좋은 상황에서는 오류 정정 부호가 없는 ARQ 방식을 사용할 때보다 전송 효율이 떨어진다. 그러나 채널 환경이 열악해져 가면서 HARQ TYPE-Ⅰ방식은 채널 부호가 가지는 오류 정정 능력에 의해 ARQ 방식보다 전송 효율이 높아진다.

이러한 HARQ TYPE-Ⅰ의 단점을 보완하고 데이터 전송 시 채널 부호에 대한 오버헤드 부담을 줄이기 위해 HARQ TYPE-Ⅱ 방식을 사용한다. HARQ TYPE-Ⅱ 방식은 에러 정정 기능을 위한 부가 정보(Reduandant)를 수신기의 요구에 따라서 적절히 가변하여 전송하는 ARQ 방식으로서, Full IR(Incremental Redundancy) 방식이라 한다.

도 2는 본 발명에서 사용되는 HARQ TYPE-Ⅱ 방식을 나타낸 도면이다. 도 2에서는 FEC 부호로 1/3 부호율의 부호기를 사용한 것으로 가정하였다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 전송될 데이터를 부호율 1/3로 부호화한 후, 1개의 데이터 비트에 의해 만들어진 3개의 부호화된 비트들 중 1개만 채널을 통하여 전송한다. 그러면, 기본 2/3 부호율인 부호를 만들어낼 수 있다.

수신기(30)는 채널(20)을 통과하여 수신된 데이터로부터 재전송 데이터인지 판단하여(S202) 재전송 데이터가 아닌 경우 부호율 2/3로 FEC 복호를 수행하고(S204), FEC 복호가 이루어진 추정 데이터는 다시 CRC 복호를 수행하여 오류를 검사한다(S208). 만일, 오류가 검출되지 않으면 ACK를 사용자(40)에게 전달하고(S210), 다음 과정 수행을 위해 채널(20)을 통해 ACK를 송신기(10)로 전달하여 송신기로부터 다음 데이터를 전송 받는다(S216, S218). 한편, 단계(S208)에서 오류가 검출되면 송신기(10)로 재전송(NACK)을 요구하고(S212) 해당 패킷은 버린다(S214). 그리고 송신기로부터 재 전송 시 이미 수신된 비트들을 제외한 나머지 부호화된 비트를 전송받고(S216, S220), 이전의 수신된 데이터와 결합하여 부호율 1/3의 형태로 FEC 복호를 수행한다(S206). FEC 복호가 이루어진 추정 데이터는 다시 CRC 복호를 수행하여 오류를 검사하며(S208), 이후의 과정들이 반복된다.

이러한 HARQ TYPE-Ⅱ 방식은 재 전송 시에 항상 증가된 부가 정보만을 전송하게 된다. 이 방식은 채널 환경에 따라서 적절하게 부가되는 정보의 양을 조절할 수 있으므로 보다 더 효율적으로 재 전송을 할 수 있다. 그러나 송신기(10)가 부호율 1/3로 부호화된 데이터를 수신기(30)로 송신하는 동안, 부호율 2/3로 부호화된 데이터 즉, 현재 전송하지 않은 나머지 부호화된 비트를 버퍼에 저장하고 있어야 하고, 수신기도 재 전송 요구 후에 오류 패킷을 결합하기 위하여 앞서 수신했던 부호화된 비트들을 버퍼에 저장하고 제어하여야 하기 때문에 구조가 매우 복잡하다는 단점이 있다.

한편, 재 전송시 전송하는 부가 정보는 일반적으로 그 자체만으로는 복호가 가능하지 않다. 따라서 복호기는 재 전송된 부가 정보 이외에 송신기가 처음 전송하였던 데이터에도 의존해야 복호가 가능하다. 만일 첫 번째 전송한 데이터가 손실되면 그 정보에 의존하지 않고 재전송 받은 정보만으로도 복호가 가능한 HARQ방식이 좀더 향상된 성능을 보일 것이며, 이를 HARQ TYPE-Ⅲ 방식 또는 Partial IR 방식이라 한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 송신기(10)는 초기 전송 시 부호율을 채널 상황에 맞게 설정한 뒤, 채널(20)을 통해 전송하며, 수신기(20)는 이를 수신하여 도 2와 동일하게 재전송 데이터인지를 판단하여(S302) 재전송 데이터가 아닌 경우, 부호율 2/3로 FEC 복호를 수행하고(S304), FEC 복호가 이루어진 추정 데이터는 다시 CRC 복호를 수행하여 오류를 검사한다(S312). 오류가 검출되지 않으면 ACK를 사용자에 게 전송하고(S314), 다음 과정 수행을 위해 채널(20)을 통해 ACK를 송신기(10)로 전송하여 송신기(10)로부터 다음 데이터를 전송 받는다(S320, S322).

한편, 단계(S312)에서 오류가 검출되면, 오류가 검출된 데이터를 버리지 않고 저장한 뒤(S318) 송신기(10)로 재전송(NACK)을 요구하여(S316) 송신기로부터 이전 데이터를 재 전송 받는다(S216, S220). 이와 같이, 재 전송 시 송신기(10)는 이미 수신된 비트들을 제외한 나머지 부호화된 비트를 전송하며, 수신기(30)에서는 이미 수신된 정보와 결합하여 부호율 1/3의 형태로 오류 정정을 수행한다.

그리고 단계(S302)에서 재전송 데이터인 경우 도 2와는 달리, 재전송된 부가 정보만을 부호율 2/3로 FEC 복호를 수행한다(S306). FEC 복호가 이루어진 부가 정보는 다시 CRC 복호를 수행하여 오류를 검사한다(S308). 이때, 오류가 검출되지 않으면 ACK를 사용자에게 전송하고(S314), 오류가 검출되면 이전에 전송된 데이터와 결합하여 낮은 부호율 1/3로 FEC 복호를 수행한다(S310). FEC 복호가 이루어진 데이터를 다시 CRC 복호를 수행하여 오류를 검사한다(S308). 그리고 이후 과정들이 반복된다.

이와 같이, HARQ TYPE-Ⅲ 방식을 구현하기 위하여 구현을 위하여 재전송되는 부가 정보는 자체 복호(Self-decodable)가 가능한 특성을 가지는 부호, 예를 들면, 길쌈 부호(Convolutional Code)를 기반으로 하는 시스템에서 CPC(Complementary Punctured Convolutional) 부호를 도입해야 한다.

CPC 부호는 재 전송 시 전송되는 각 부호들이 동일한 에러 정정 능력을 가지도록 천공되었으며, 천공된 각각의 부호를 결합할 때, 천공 이전의 원 부호의 특성 을 나타낼 수 있도록 하여야 한다. 따라서, HARQ TYPE-Ⅲ 방식은 부가 정보와 함께 정보 비트(예를 들어, 터보 부호에서 systematic bits 등)를 반드시 포함해야 한다. 이때, FEC로서 터보 부호를 사용한다면 HARQ TYPE-Ⅲ 방식이 가장 효율적인 방식이 될 것이다.

한편, HARQ TYPE-Ⅰ 방식의 변형으로 재 전송시 이전에 오류 데이터를 버리지 않고 저장하였다가 재 전송된 데이터와 결합하는 방식으로 체이스 결합(chase combining) 방식이 있다. 이는 다른 관점에서 보면, HARQ TYPE-Ⅲ 방식에서 재 전송하는 부가 정보가 동일한 경우와 같은 방식으로 볼 수 있으며, 경우에 따라서 하나의 부가 정보를 가지는 HARQ TYPE-Ⅲ으로 볼 수도 있다.

체이스 결합 방식은 일반적으로 L개의 패킷에 대하여 코드 결합 시 각각의 패킷은 각 패킷이 겪은 잡음의 분산을 이용하여 가중치를 주고 이를 더하여 이루어진 새롭게 수신된 패킷으로 간주하여 복호화 하는 것과 동일하다. 그리고 재 전송 회수가 작으면 재 전송되어 결합된 부호의 최소 간격(minimum free distance)이 특정 부호율에서 얻을 수 있는 최소 간격(minimum free distance)의 상한 값에 유사함을 나타내며, 재 전송 회수가 증가함에 따라서 그 차이가 점차적으로 증가함을 알 수 있다. 따라서 재 전송 회수가 작으면 각 부호율에서 최적화된 부호를 사용한 Full IR 방식과 체이스 결합 방식의 성능이 크게 차이 나지 않게 되며, 채널 환경이 열악하여 재 전송 회수가 증가하게 될 경우 Full IR 방식이 체이스 결합 방식에 비하여 가지는 성능 이득이 더욱 크게 된다.

상술한 HARQ TYPE-Ⅰ, HARQ TYPE-Ⅱ, HARQ TYPE-Ⅲ 및 체이스 결합 방식은 부호들의 종류 및 채널 환경에 따라서 다르게 사용해야 한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 HARQ 방식을 선택적으로 사용할 수 있는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치 및 방법을 제공한다.

먼저, 효율적인 HARQ 운용을 위한 송신기에 대하여 도 4를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신기를 나타낸 도면이다. 도 4에서는 채널 부호기의 출력에서 수신기로 전송되기 전까지의 기능만을 도시하였다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 송신기는 복수의 서브블록(110), 서브블록 인터리버(120) 및 심볼 그룹화부(130)를 포함한다. 채널 부호기에서 발생된 6개의 서브블록(110)이 각각 해당 서브블록 인터리버(120)에 의해 인터리빙된 후, 심볼 그룹화부(130)에 의해 그룹화된다.

본 발명에 따르면, 그룹화된 전체 심볼에 대하여 SPID(Subpacket Identification)에 따라서 4가지의 서로 다른 심볼 시퀀스가 생성된다. 각 심볼 시퀀스는 심볼 선택 구간과 펑쳐링 구간으로 이루어진다. 즉, 생성된 심볼 시퀀스 중 심볼 선택 구간(

)만큼만 재전송 패킷으로 사용된다. 심볼 선택 구간(

) 이후의 심볼들은 자연적으로 천공되는 결과가 된다. 이러한 방법으로 매우 다양한 부호율을 구현할 수 있게 된다. 이때, 4가지의 서로 다른 심볼 시퀀스를 보면, SPID 값에 따라서 전체 심볼 구간 중에서 심볼을 선택하는 시작점의 위치가 달라진다. 즉, SPID가 ‘0’일 때는 S1, S2, Y1, Y2, W1, W2의 심볼 순서대로 심볼이 선택되고, 심볼 선택 구간은 수학식 1에 도시된

에 의해 결정된다.

SPID가 ‘0’이 아닌 경우는 수학식 2 및 수학식 3에서와 같이 심볼이 시작하는 위치가 다르게 되고,

의 길이에 따라서 또 다른 서브패킷이 발생된다. 채널 부호기에서는 이러한 서브패킷을 이용하여 재 전송하게 되고 채널 복호기에서는 재 전송되는 서브패킷 및 SPID 값을 이용하여 복호를 수행한다.

[수학식 1]

수학식 1에서, HARQ 방식을 사용할 경우 k는 서브패킷 인덱스를 나타내며,

는 k 번째 서브패킷을 위한 변조 지수이다. 예를 들어, QPSK 변조 방식을 사용할 경우

는 2가 되고, 16-QAM 방식을 사용할 경우 4가 되며, 64-QAM 방식을 사용할 경우 6이 된다. 또한

는 k번째 서브패킷에 할당된 서브채널의 개수(1∼480)를 나타낸다.

[수학식 2]

수학식 2에서,

는 서브패킷 내 비트를 0부터 계수하여 k번째 서브패킷에 대한 i번째 비트가 인터리빙된 CTC 부호의 몇 번째 비트인지를 나타낸다. 여기에서, i는 0에서

까지며,

및

는 수학식 1 및 수학식 3에 의해 구해진다.

는 채널 부호기로 입력되는 부호화 패킷 비트 수(

= 48, 96, 144, 192, 288, 384, 480, 960, 1920, 2880, 3840, 4800)를 나타내며,

는 k번째 서브패킷의 아이디를 나타낸다. 즉, 첫 번째 서브패킷의 아이디는

으로 표현할 수 있다. 이때, 각 부호화 패킷은 HARQ 동작에 의해 서브패킷 단위로 초기 전송 및 재 전송된다.

[수학식 3]

그리고,

와

의 값들은 기지국에 의해 결정되고 MAP 메시지를 통해 단말로 전달된다.

이때, SPID는 휴대 인터넷 단말기에서 어떤 위치에서 심볼 선택이 시작되었는지 알려주는 역할을 한다. 단, 초기 전송 시에는 항상 첫 심볼(SPID=0)부터

개의 심볼이 선택되어야 하고, 재전송에서는 위의 네 가지 가능한 위치 중 이전 전송에서 마지막으로 전송된 심볼에서 가장 거리가 가까운 위치의 심볼부터

개의 심볼이 선택되어 수신기로 전송된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치는 심볼 선택부(210), 심볼 선택 메모리부(220), 심볼 역그룹화부(230), 심볼 메모리부(240), 역인터리빙부(250), 메모리부(260), 채널 복호부(270) 및 오류 검사부(280)를 포함한다.

심볼 선택부(210)는 동일한 패킷에 대해 재 전송을 위한 서로 다른 복수의 서브패킷을 생성하며, 서브패킷 내의 심볼을 전송할 패킷 길이(

)만큼 선택하여 출력한다. 이때, SPID 값에 따라 서로 다른 4가지의 심볼 시퀀스가 생성되며, 도 4와 동일한 방법에 의해 전송할 패킷 길이(

)만큼 심볼을 선택하여 심볼 선택 메모리부(220)로 출력한다. 앞서 설명한 것처럼, SPID 값에 따라서 전체 심볼 구간 중에서 심볼을 선택하는 시작점의 위치가 다르게 되어 천공 패턴없이도 다양한 부호율과 패킷 길이를 가지는 부가 비트를 재전송할 수 있게 된다.

심볼 선택 메모리부(220)는 복수의 메모리(221, 222, 223, 224)를 포함하며, 동일한 패킷에 대하여 각각 할당된 메모리에 심볼을 저장하며, 서로 다른 패킷에 대하여 채널을 구분하는 ACID(ARQ Channel Identifier)와 일치하는 메모리에 심볼을 저장한다. 이때, ACID는 하나의 단말에게 전송되는 최대 4개까지의 부호화 패킷의 종류를 구분하기 위해 사용되며, 4개의 부호화 패킷을 구분할 경우에 0∼3의 4 개의 값을 가진다. 현재 프레임에 전송한 NACK가 현재 프레임에 재 전송되어 채널 복호부(270)에 도착되기는 어렵다. 상위 계층의 연산 지연으로 인하여 재 전송되는 패킷은 1∼2 프레임의 지연을 가지고 채널 복호부(270)에 도착한다. 이러한 경우, 지연 프레임 수에 따라서 채널을 다중화하는 개념으로 선택된 심볼을 저장하는 메모리를 다중화하며, 도 5에서는 3 프레임의 지연을 예상하여 4개의 메모리로 도시하였다.

심볼 역그룹화부(230)는 도 4에 도시된 심볼 그룹화에 대한 역과정으로, 그 룹화된 전체 심볼을 6개의 심볼(S1, S2, Y1, Y2, W1, W2)로 그룹화한다.

심볼 메모리부(240)는 S1 심볼 메모리(241), S2 심볼 메모리(242), Y1 심볼 메모리(243), Y2 심볼 메모리(244), W1 심볼 메모리(245) 및 W2 심볼 메모리(246)를 포함하며, 심볼 역그룹화부(230)에 의해 그룹화된 6개의 심볼들을 해당 메모리에 각각 저장한다.

역인터리빙부(250)는 복수의 역인터리버(251∼256)를 포함하며, 도 4에 도시된 인터리빙의 역과정으로, 해당 심볼 메모리로부터 출력되는 심볼들을 역인터리빙한다.

메모리부(260)는 채널 복호부(270)의 입력 메모리로써 역인터리빙부(250)에 의해 역인터리빙된 심볼을 저장한다.

채널 복호부(270)는 메모리부(260)로부터 출력되는 심볼을 FEC 복호한다. 이때, 서브패킷의 ID 값에 따라서 선택된 심볼에 대해 체이스 결합(chase-combining) 방식 또는 코드 결합(code-combining) 방식을 사용하며, 복호된 비트에 대한 오류를 정정하기 위한 채널 부호화로 LDPC(Low Density Parity Check) 부호 및 CTC(Convolutional Turbo Code) 부호를 선택적으로 사용할 수 있다.

구체적으로, 정보 비트(Systematic bit)에 대한 재전송 패킷은 체이스 결합 방식을 사용하고, 부가 비트(Redundancy bit)에 대한 재전송 패킷은 코드 결합 방식을 사용한다. 코드 결합 방식은 앞서 설명한 바와 같이 Full IR 또는 Partial IR로 부호어 결합을 수행하게 된다. 이때, LDPC 부호의 경우에는 정보 비트(Systematic bit)가 매 패킷마다 전송되지 않고도 검사 노드(check node)와 비트 노드(bit node)의 연산이 독립적으로 수행되므로 HARQ TYPE-Ⅱ의 경우에도 효율적인 방식으로 사용될 수 있다.

오류 검사부(280)는 FEC 복호를 통해 추정된 비트에 대해 다시 CRC 복호를 수행하여 오류를 검사한다. 이때, 오류가 발생하지 않으면, 플래그(flag)를 ‘0’(ACK)으로 출력하고, 오류가 발생하면, 플래그(flag)를 ‘1’(NACK)로 출력한다. 일반적으로 오류 검사부(280)는 ITU-R 규격상의 CRC-16을 사용한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 심볼 선택부(210)는 심볼 길이 결정부(211) 및 심볼 선택기(212)를 포함한다.

심볼 길이 결정부(211)는 시프트 연산기(211-1, 211-2), 덧셈기(211-3), 곱셈기(211-5) 및 레지스터(211-4, 210-6)를 포함하며, 수학식 1에 기초하여 서브패킷 내에서 선택되는 심볼의 길이를 결정한다. 이때, 수학식 1에서 48을 곱하는 회로는 48을 2의 자승(32(2⁵)+16(2⁴))으로 표현한 후, 시프트 연산기(211-1, 211-2)에서 각각 HARQ 방식(HARQ_MODE)에 따른 서브채널의 개수(Nsch, CS)를 입력받아 2의 자승만큼 즉, 시프트 연산기(211-1)에서는 서브채널 개수를 4번 시프트 연산하고, 시프트 연산기(211-2)에서는 서브채널 개수를 5번 시프트 연산한다. 그런 다음에 이를 덧셈기(211-3)에서 더하여 구현된다. 덧셈기(211-3)에서 더해진 값이 레지스터(211-4)에 임시 저장되고, 곱셈기(211-5)에서 레지스터(211-4)에 저장된 값과

의 값이 곱해진 후, 레지스터(211-6)에 저장된다. 여기서, 48을 곱하는 회로 로, 곱하기 회로를 사용하지 않고 시프트 연산기를 사용함으로써, 연산 지연 시간을 감소시킬 수 있게 된다.

심볼 선택기(212)는 곱셈기(212-1, 212-3), 레지스터(212-2, 212-4, 212-7), 모듈러 연산기(212-5) 및 비교기(212-6)를 포함하며, 수학식 3에 기초하여 서브패킷 내에서 결정된 심볼 길이만큼 심볼을 선택한다. 곱셈기(212-1)에서 레지스터(211-4)에 저장된 값과 SPID 값을 곱한 후, 그 값이 레지스터(212-2)에 저장된다. 곱셈기(212-3)에서

의 값에 3을 곱한 후, 그 값을 레지스터(212-4)에 저장된다. 모듈러 연산기(212-5)에서 레지스터(212-2)에 저장된 값을 레지스터(212-4)에 저장된 값으로 모듈러 연산을 수행하고, 그 결과 값(

)이 레지스터(212-7)에 저장된다. 비교기(212-6)에서 ‘1’씩 증가되는 카운트 값(symsel_cnt_up)과 레지스터(212-7)에 저장된 값(

)을 비교하여 인에이블(enable) 신호를 생성하여 출력한다. 이 인에이블 신호가 유효할 때 ‘1’이 갱신되며, 레지스터(212-7)는 갱신이 멈춘 후의 값을 심볼 선택 어드레스로 선택한다. 이 어드레스는 패킷 재 전송 시에도 동일하게 발생되는 것으로 채널 복호부(270)에서 수신한 재 전송 패킷의 각 심볼들을 심볼 선택 메모리부(220)에 저장할 어드레스이다.

이와 같이, 심볼 선택기(212)는 해당되는 심볼 구간(

) 만큼의 어드레스를 발생시킨다. 그리고 시작 번지는 매 패킷에 대하여 불연속적으로 발생되지 않고, 전체 심볼 길이에 대하여 SPID 값에 따라서 반복되고 순환되므로 이에 따른 어드레스가 연속적으로 발생된다. 즉, 동일한 심볼 데이터 길이에 대하여 재 전송된 부가 비트들에 대한 패킷은 그 다음 어드레스부터 발생되고, 필요한 패킷 길이만큼 심볼이 전송된다. 따라서, 채널 복호부(270)에서는 SPID가 ‘0’이 아닌 경우에 대한 패킷이 도착되었을 때, 심볼 선택부(210)에서 연속적으로 생성된 어드레스를 이용하여 새로운 패킷을 연속적으로 저장하면 된다. 그리하여 복호를 수행하면 부가 비트들에 대한 재 전송된 패킷에 의하여 낮아진 부호율을 이용한 복호 결과를 얻을 수 있다.

이상의 실시 예들은 본원발명을 설명하기 위한 것으로, 본원 발명의 범위는 실시 예들에 한정되지 아니하며, 첨부된 청구 범위에 의거하여 정의되는 본원 발명의 범주 내에서 당업자들에 의하여 변형 또는 수정될 수 있다.

본 발명에 의하면, 종래 HARQ TYPE-Ⅱ 방식과 HARQ TYPE-Ⅲ 방식의 장단점으로부터 이 두 방식을 모두 수용하고, 정보 비트(systematic bits)가 중요한 터보 부호인 경우에는 수신한 패킷이 정보 비트(systematic bits)에 대한 부호 심볼일 경우 체이스 결합(chase-combining) 방식을 부분적으로 사용함으로써 복호의 효율성을 높일 수 있다. 그리고 패턴을 가지지 않고 다양한 부호율을 구현할 수 있으며, 천공 패턴을 이용하여 부호율을 생성하는 방식보다 구현의 복잡도가 감소한다.

또한 SPID와 ACID가 동일한 경우 심볼 선택부에서 재 전송 패킷에 대하여 연속적인 어드레스를 생성하여 부호 심볼들을 결합시킴으로써 발생한 어드레스로부터 수신한 패킷의 심볼들을 메모리에 연속적으로 저장하면 코드 결합(code-combining) 방식이 이루어져 더 낮은 부호율을 가지고 복호 결과를 얻을 수 있다.

또한, 채널 복호 방식으로 LDPC 복호기를 이용하여 HARQ TYPE-Ⅲ 방식을 적용할 경우, Partial IR 방식을 효율적으로 구현할 수 있다.

Claims

송신기로부터 그룹화되고 인터리빙되어 전송되는 패킷을 수신하여 복호하는 장치에 있어서,

동일한 패킷에 대해 재전송을 위한 서로 다른 심볼 순서를 가지는 복수의 서브패킷을 생성하며, 상기 생성된 서브패킷 내에서 전송할 길이만큼 심볼을 선택하여 출력하는 심볼 선택부;

상기 심볼의 시작 위치를 나타내는 서브패킷의 ID 값에 기초하여 상기 심볼 선택부로부터 출력되는 심볼에 대하여 체이스 결합(chase-combining) 방식과 코드 결합(code-combining) 방식 중 어느 하나를 선택하여 복호를 수행하는 채널 복호부; 및

상기 복호를 통해 추정된 패킷에 대한 오류를 검사하는 오류 검사부를 포함하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치.
제1항에 있어서,

상기 심볼 선택부는,

상기 서브패킷에 할당된 서브채널의 개수, 변조 지수 및 특정 수의 곱에 의해 상기 서브패킷 내에서 전송할 심볼의 길이를 결정하는 심볼 길이 결정부; 및

상기 서브패킷 내에서 심볼의 시작 위치부터 순차적으로 상기 심볼의 길이만큼 심볼을 선택하는 심볼 선택기를 포함하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치.
제2항에 있어서,

상기 심볼 길이 결정부는,

상기 특정 수를 2의 자승으로 표현하고, 상기 서브채널의 개수를 상기 표현된 2의 자승만큼 각각 시프트 연산시키는 복수의 시프트 연산기;

상기 복수의 시프트 연산기에 의해 각각 시프트 연산된 결과를 더하는 덧셈기; 및

상기 덧셈기에 의해 더해진 값에 상기 변조 지수를 곱하여 상기 심볼의 개수를 출력하는 제1 곱셈기를 포함하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치.
제3항에 있어서,

상기 특정 수는 48인 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치.
제3항에 있어서,

상기 심볼 선택기는, 상기 서브패킷의 ID 값에 기초하여 선택된 심볼에 대한 어드레스를 발생시키며, 동일한 패킷에 대해 상기 어드레스를 연속적으로 발생시키는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치.
제5항에 있어서,

상기 재전송된 부가 비트에 대한 서브패킷은 그 다음 어드레스로부터 발생되 는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치.
제5항에 있어서,

상기 심볼 선택기는,

상기 제1 곱셈기로부터 출력되는 심볼의 길이에 상기 서브패킷의 ID 값을 곱하는 제2 곱셈기; 및

상기 제2 곱셈기의 출력을 특정 값으로 모듈러 연산하며, 상기 모듈러 연산된 값을 다시 상기 특정 값으로 모듈러 연산하여 상기 선택된 심볼에 대한 어드레스를 발생시키는 모듈러 연산기를 포함하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 채널 복호부는, 정보 비트에 대해 체이스 결합(chase-combining) 방식을 이용하고 부가 비트에 대해 코드 결합(code-combining) 방식을 이용하여 복호하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치.
제8항에 있어서,

복수의 메모리를 포함하며, 서로 다른 패킷에 대하여 채널을 구분하는 ACID(ARQ Channel Identifier)와 일치하는 메모리에 상기 심볼 선택부에 의해 선택된 심볼을 저장하는 심볼선택 메모리부;

상기 심볼선택 메모리부로부터 출력되는 심볼을 역그룹화하는 심볼 역그룹화 부;

복수의 메모리를 포함하며, 상기 역그룹화된 심볼을 저장하는 심볼 메모리부; 및

상기 심볼 메모리부로부터 출력되는 심볼들을 재정렬하여 상기 채널 복호부로 전달하는 역인터리빙부를 더 포함하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 장치.
송신기로부터 전송되는 패킷을 수신하여 복호하는 방법에 있어서,

동일한 패킷에 대해 재전송을 위한 서로 다른 심볼 순서를 가지는 복수의 서브패킷을 생성하는 단계;

상기 생성된 서브패킷 내에서 전송할 길이만큼 심볼을 선택하는 단계;

상기 심볼의 시작 위치를 나타내는 서브패킷의 ID 값에 기초하여 상기 선택된 심볼에 대하여 체이스 결합(chase-combining) 방식과 코드 결합(code-combining) 방식 중 어느 하나를 선택하여 복호하는 단계;

상기 복호를 통해 추정된 패킷에 대한 오류를 검사하는 단계; 및

상기 오류 검사 결과에 기초하여 재전송을 요청하는 단계를 포함하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 방법.
제10항에 있어서,

상기 복호하는 단계에서, 오류를 정정하기 위해 LDPC(Low Density Parity Check) 부호 및 CTC(Convolutional Turbo Code) 부호를 선택적으로 사용하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 방법.
제11항에 있어서,

상기 서브패킷의 ID 값에 기초하여 상기 서브패킷의 전체 심볼 구간 중에 심볼을 선택하는 시작점의 위치가 달라지는 휴대 인터넷 단말기의 복호 방법.
제10항에 있어서,

상기 전송할 패킷 길이에 해당하는 심볼의 개수는, 다음의 관계식

여기서, k는 서브패킷 인덱스이고,
는 k 번째 서브패킷을 위한 변조 지수이며,
는 k번째 서브패킷에 할당된 서브채널의 개수임.

에 의해 결정되는 휴대 인터넷 단말기의 복호 방법.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 선택된 심볼이 정보 비트일 경우, 상기 서브패킷의 ID 값에 기초하여 체이스 결합(chase-combining) 방식을 사용하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 방법.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 선택된 심볼이 부가 비트일 경우, 코드 결합(code-combining) 방식을 사용하는 휴대 인터넷 단말기의 복호 방법.