KR20060103777A

KR20060103777A - 고속의 터보 곱 복호방법

Info

Publication number: KR20060103777A
Application number: KR1020050025686A
Authority: KR
Inventors: 신형식
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-04

Abstract

본 발명은 차세대 무선랜 시스템에 관한 것으로, 특히 차세대 무선랜 시스템에 적용되는 복호기의 속도를 개선시킬 수 있도록 한 고속의 터보 곱 복호방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 복호기로 입력되는 입력데이터의 경판정을 수행하여 최소 신뢰도를 갖는 소정개의 위치를 추정하고, 그 추청된 위치에서 신뢰도가 낮은 소정개의 테스트 패턴에 대해 에러를 정정하며, 후보코드워드와 수신된 데이터 사이에 거리를 계산하여 후보 코드워드와 수신된 데이터 사이에 가장 작은 거리를 갖는 코드워드 각각의 비트에 대해 서로 같지 않은 대응코드워드와 상기 소정개의 테스트 패턴의 대소를 비교하여 외부정보값을 계산하는 방법에 있어서, 채널정보가 좋은 비트에 대해서 신뢰도(LLR)인 외부정보의 계산을 생략하고, 채널정보가 좋은 상태의 외부정보 값으로 대체하며 복호과정시 외부정보값을 계산하는 과정으로 이루어진다.

Description

고속의 터보 곱 복호방법{TURBO PRODUCT DECODE METHOD OF HIGH SPEED}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고속의 터보 곱 복호방법이 적용되는 복호장치의 구성을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따라 LLR계산 생략을 위한 한계점(Threshold)을 설명하기 위한 예시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고속의 터보 곱 복호방법을 보인 흐름도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

11: 곱셈기 12: 가산기

13: 복호기 14: 지연부

본 발명은 차세대 무선랜 시스템에 관한 것으로, 특히 차세대 무선랜 시스템에 적용되는 복호기의 속도를 개선시킬 수 있도록 한 고속의 터보 곱 복호방법에 관한 것이다.

일반적으로, 통신 채널을 통과하면서 생기는 오류를 탐색하여 복구하기 위해 많은 채널 부호 방식이 제안되어 왔다. 길쌈 부호나 리드-솔로몬 부호 등 많은 방 식들이 제안되었으나, 샤논에 한계(shannon's limit)에 비해 열악한 성능을 나타내거나 복호기의 복잡도가 매운 큰 단점을 드러내었다.

1954년 Elias에 의해서 곱 코드(product code)가 제시되었고, 1993년 Berrou등에 의해 연판정 복호 알고리즘과 반복 복호를 사용하여 샤논의 한계에 접근하는 복호 성능을 보이는 터보 코드가 제안되었으며, 대부분의 연구들이 berrou가 제시한 컨벌루셔널 터보 코드(convolutional turbo code, CTC)에 집중하였다. 그러한 상황에서 Pyndiah는 1998년 터보 코드, 곱 코드, 블록 코드의 개념을 합한 터보 곱 코드(turbo product code or block turbo code)를 제안하였다. 터보 곱 코드는 다양한 코드율(code rate), 패킷 크기(packet size)의 특징을 가지면서 컨벌루셔널 터보 코드에 비교할만한 성능을 보인다.

고속의 통신 시스템을 위해서는 높은 코드율을 지원하면서도 만족할 만한 성능을 얻을 수 있는 터보 곱 코드에 관심이 증가하였다. 또한 터보 곱 코드는 터보 복호기의 반복 및 연판정 기법을 적용하여 높은 성능을 나타낸다.

터보곱 코드는 출력인 외부정보를 계산하여 얻은 코드워드에 대한 각각의 비트의 신뢰도(LLR; log likehood ratio)를 계산한다. 이러한 상기 신뢰도의 출력값을 다음단의 복호에 넘김으로써 성능향상을 가져오게 된다.

그러나, 종래 복호화 방법은 수신된 코드워드에 대해서 체이스 알고리즘을 적용하여 거리가 가장 작은 코드워드를 결정하고, 또한 결정된 코드워드에 대해서 각각의 비트에 대하여 신뢰도 값인 신뢰도를 계산하게 된다. 따라서, 터보 코드의 반복 복호로 인한 상당한 복호지연을 갖는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 터보곱 복호기의 성능과 복잡도 면에서 가장 중요한 요소 중의 하나인 외부정보의 계산에 관련된 부분을 개선함으로써 복호지연을 줄일 수 있는 고속의 터보 곱 복호방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 터보 곱 복호기에서 채널 정보가 좋은 비트에 대해서 외부정보의 계산을 생략하고, 그 대신 채널 정보가 좋은 상태의 외부정보값으로 대체하여 계산량을 줄이며 복호지연을 감소시킬 수 있는 고속의 터보 곱 복호방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 복호기로 입력되는 입력데이터의 경판정을 수행하여 최소 신뢰도를 갖는 소정개의 위치를 추정하고, 그 추청된 위치에서 신뢰도가 낮은 소정개의 테스트 패턴에 대해 에러를 정정하며, 후보코드워드와 수신된 데이터 사이에 거리를 계산하여 후보 코드워드와 수신된 데이터 사이에 가장 작은 거리를 갖는 코드워드 각각의 비트에 대해 서로 같지 않은 대응코드워드와 상기 소정개의 테스트 패턴의 대소를 비교하여 외부정보값을 계산하는 방법에 있어서,

채널정보가 좋은 비트에 대해서 신뢰도(LLR)인 외부정보의 계산을 생략하고, 채널정보가 좋은 상태의 외부정보 값으로 대체하며 복호과정시 외부정보값을 계산하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

하기의 설명에서 고속의 터보 곱 복호방법의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고속의 터보 곱 복호방법이 적용되는 복호장치의 구성을 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 곱셈기(11)는 외부정보값(W(m))과 스케일링 값(α(m))을 입력받아 곱셈연산하여 얻은 결과값을 가산기(12)로 출력한다. 그러면 상기 가산기(12)는 오리지널 데이터(soft channel information, R)와 상기 곱셈기(11)의 출력값을 가산하여 복호기(13)로 출력한다. 여기서, 상기 오리지널 데이터(R)는 상기 곱셈기(11)로 입력됨과 동시에 지연부(14)로 입력되어 소정시간 지연되어 출력된다. 상기 복호기(13)는 상기 가산기(12)와 스케일링 값(β(m))을 입력받아 채널 정보가 좋은 비트에 대해서 외부정보의 계산을 생략한다. 그 대신 채널 정보가 좋은 상태의 외부정보값(W(m))으로 대체하여 계산량을 줄이며 복호지연을 감소시키며 이를 반복연산하여 반복연산에 의한 외부정보값(W(m+1))을 출력한다.

상기한 α와 β값은 일예의 "α(m)=[0,0.2,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0,1.0], ββ(m)=[0,0.4,0.6,0.8,1.0,1.0,1.0,1.0]" 에서 알 수 있듯이 표준 편차가 다름을 고려한 스케일링 값을 나타낸다. 복호기(13)의 출력인 외부 정보의 분산은 첫번째 복호에서는 값이 매우 높고, 반복이 진행됨에 따라 감소하게 된다. 이러한 스케일링 값은 외부정보값의 신뢰도가 낮은 초기 단계의 복호에서 외부정보의 영향을 줄이기 위하여 사용된다. 즉, 반복의 초기단계에서는 작은 값을 취하게 되고, 반복이 증가할 수록 외부정보값의 신뢰도가 증가하므로, 그 값에 대해 가중치가 증가하게 된다.

다음은 LLR계산을 생략하는 비트에 대해서 할당해 주는 값을 고려해보면, β값은 반복이 진행됨에 따라서 증가하고 최대 1까지 증가하게 된다. 반복이 증가한다는 뜻은 외부정보의 분포가 점점 더 정확한 가우시안 분포를 이룬다는 뜻이며, 신뢰도가 증가한다는 의미이다. 즉, LLR의 신뢰도가 높은 비트는 LLR을 생략하고, 그 값의 신뢰도의 최대값인 '1'의 값을 할당할 수 있다는 의미가 된다. 이에, 도 2에 도시된 바와 같이 LLR계산을 생략할때 복호기의 입력과 출력이 가우시안 분포를 따른다는 점을 이용하여 한계점(Threshold)을 결정하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 LLR의 신뢰도가 좋은 비트의 외부정보값을 '1'로 할당함을 요지로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고속의 터보 곱 복호방법을 보인 흐름도이다.

상기 도 3을 참조하면, 우선 301단계에서 복호기(13)는 입력되는 입력데이터 의 경판정을 수행하고, 303단계로 진행하여 그 수행된 경판정 결과값을 갖고, 최소 신뢰도를 갖는 소정개(P개)의 위치에 에러가 발생했다고 가정후 신뢰도가 낮은 소정개(2^P개)의 테스트 패턴을 발생한다.

이후, 305단계에서 테스트 패턴 발생 코드워드와 경판정한 코드워드를 배타적 논리합연산하여 소정개(2^P개)의 후보 코드워드를 발생한다. 다음, 307단계에서 복호화를 통해 에러를 정정하고 309단계로 진행한다.

상기 309단계에서 후보 코드워드와 수신된 데이터 사이에 유클리디안 거리를 계산한다.

그러면, 311단계에서 후보코드워드와 수신된 데이터 사이에 가장 작은 유클리디안 거리를 갖는 코드워드(d)를 결정한다.

이후, 313단계에서 코드워드의 각각의 비트에 대해 서로 같지 않은 대응 코드워드(C)를 결정한다.

그러면, 315단계에서 상기 313단계에서 결정된 대응코드워드(C)가 상기 신뢰도가 낮은 2^P코드워드에 포함되는가를 판단한다.

상기 판단결과, 상기 대응코드워드가 신뢰도가 낮은 2^P에 포함되지 않으면, 317단계에서 입력데이터 코드워드 d_j값과 스케일링 β값을 곱하여 j값에 따른 외부 정보값(W_j)을 얻는다. 여기서, 상기 입력데이터 코드워드 d_j값은 상기 311단계에서 얻어진다. 이에, 319단계에서 상기 j값에 따른 외부 정보값을 통해 외부정보값(W) 을 획득한다. 여기서, β값은 반복이 진행됨에 따라서 증가하고 최대 1까지 증가하게 된다. 반복이 증가한다는 것은 외부정보의 분포가 점점 더 정확한 가우시안 분포를 이룬다는 뜻이며, 신뢰도가 증가한다는 의미이다. 즉, LLR의 신뢰도가 높은 비트는 LLR을 생략하고, 그 값의 신뢰도의 최대값인 '1'의 값을 할당할 수 있다는 의미가 된다. 따라서, 본 발명에서는 LLR의 신뢰도가 좋은 비트의 외부정보값(W)을 '1'로 할당한다.

그러나, 상기 판단결과, 상기 대응코드워드가 신뢰도가 낮은 2^P에 포함되면,

321단계로 진행하여 채널상태가 채널정보의 임계치보다 작거나 같은지를 판단하는 과정을 수행한다.

이에, 상기 채널상태가 채널정보의 임계치보다 크면, 323단계에서 신뢰도가 높은 값(θ^dj _high)을 외부정보값(Wj)을 얻는다. 여기서, 상기 θ^dj _high는 '1'로 할당한다.

319단계에서 상기 j값에 따른 외부 정보값을 통해 외부정보값(W)을 획득한다.

그러나, 상기 채널상태가 채널정보의 임계치보다 작으면, 325단계에서 아래의 수학식 1을 통해 외부정보값(Wj)을 얻는다.

여기서, Wj는 외부정보값, R은 수신된 코드워드, Cj^min(-1)은 j번째위치에서 1의값을 가지면서 R로부터 최소의 유클리디안 거리를 갖는 코드워드, dj는 결정된 코드워드 D에 j번째 비트를, rj는 수신받은 j번째 데이터를 나타낸다.

이에, 319단계에서 상기 j값에 따른 외부 정보값을 통해 외부정보값(W)을 획득한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 터보 곱 복호기에서 채널 정보가 좋은 비트에 대해서 외부정보의 계산을 생략하고, 그 대신 채널 정보가 좋은 상태의 외부정보값으로 대체하여 계산량을 줄이며 복호지연시간을 감소시키는 효과가 있다.

Claims

복호기로 입력되는 입력데이터의 경판정을 수행하여 최소 신뢰도를 갖는 소정개의 위치를 추정하고, 그 추청된 위치에서 신뢰도가 낮은 소정개의 테스트 패턴에 대해 에러를 정정하며, 후보코드워드와 수신된 데이터 사이에 거리를 계산하여 후보 코드워드와 수신된 데이터 사이에 가장 작은 거리를 갖는 코드워드 각각의 비트에 대해 서로 같지 않은 대응코드워드와 상기 소정개의 테스트 패턴의 대소를 비교하여 외부정보값을 계산하는 방법에 있어서,

채널정보가 좋은 비트에 대해서 신뢰도(LLR)인 외부정보의 계산을 생략하고, 채널정보가 좋은 상태의 외부정보 값으로 대체하며 복호과정시 외부정보값을 계산하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고속의 터보 곱 복호방법.
제1 항에 있어서, 상기 외부정보값을 계산하는 과정은,

대응코드워드가 에러가 발생한 소정개의 테스트 패턴내에 존재하는가를 판단하여 상기 소정개의 테스트 패턴내에 존재하지 않으면, 입력데이터 코드워드(d_j)에스케일링값(β)을 곱셈연산하여 외부정보값을 획득하는 단계와;

상기 판단결과, 상기 대응코드워드가 소정개의 테스트 패턴내에 존재하면, 채널상태와 채널정보의 임계치의 대소를 비교하여 상기 채널상태가 채널정보의 임계치보다 크면, 외부정보 연산과정을 생략하고 높은 신뢰도의 값을 할당하는 단계 와;

상기 판단결과, 상기 채널상태가 채널정보의 임계치보다 작으면, 하기의 수학식 1을 통해 외부정보값을 연산하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고속의 터보 곱 복호방법.

(수학식 1)

여기서, Wj는 외부정보값, R은 수신된 코드워드, Cj^min(-1)은 j번째위치에서 1의값을 가지면서 R로부터 최소의 유클리디안 거리를 갖는 코드워드, dj는 결정된 코드워드 D에 j번째 비트를, rj는 수신받은 j번째 데이터를 나타낸다.