KR20070025145A - 소프트 복호화 방법 및 장치, 에러 정정 방법 및 장치,소프트 출력 방법 및 장치 - Google Patents

소프트 복호화 방법 및 장치, 에러 정정 방법 및 장치,소프트 출력 방법 및 장치 Download PDF

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KR20070025145A
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Abstract

본 발명에 따라 소프트 에러 정정의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 복호화 방법 및 장치, 에러 정정 방법 및 장치, 소프트 출력 방법 및 장치가 개시된다.
본 발명에 따른 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법은, 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 단계와, 상기 수신된 코드워드의 결함 신호를 생성하는 단계와, 상기 결함 신호에 대응하는 비트들의 일부 또는 전부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 에러 정정을 수행하는 단계를 포함한다. 이상과 같은 본 발명에 의하면, 그 결함으로 인하여 데이터의 신뢰성이 현저하게 떨어진 결함 구간에 대한 소프트 값을 특정한 값으로 대체함으로써 그 결함으로 인해 데이터의 저하된 신뢰성의 정도를 줄일 수 있어 디코딩 성능을 개선할 수 있다.

Description

소프트 복호화 방법 및 장치, 에러 정정 방법 및 장치, 소프트 출력 방법 및 장치{Soft decoding method and apparatus therefore and error correction method and apparatus therefore, soft output method and apparatus therefore}
도 1은 종래 기술에 따른 소프트 부호화/복호화 장치의 일 예,
도 2는 본 발명에 따라 통신 채널로부터 수신한 데이터의 소프트 값을 출력하는 소프트 출력 장치의 일 예,
도 3은 본 발명에 따라 통신 채널로부터 수신한 데이터의 소프트 복호화 장치의 일 예,
도 4는 본 발명에 따라 통신 채널로부터 수신한 데이터의 소프트 복호화 장치의 다른 예,
도 5는 광디스크에 데이터를 소프트 부호화하여 기록하는 장치의 개략도,
도 6은 본 발명에 따라 정보 저장 매체로부터 독출된 데이터의 소프트 값을 출력하는 소프트 출력 장치의 일 예,
도 7은 본 발명에 따라 정보 저장 매체로부터 독출된 데이터를 소프트 복호화하여 재생하는 장치의 일 예,
도 8은 본 발명에 따라 정보 저장 매체로부터 독출된 데이터를 소프트 복호 화하여 재생하는 장치의 다른 예,
도 9A 내지 9C는 결함 신호를 그대로 두고 에러 정정하는 예,
도 10은 본 발명에 따라 생성된 결함 신호 부분에 미리 결정한 특정한 값 "00"으로 바꾸어 에러 정정하는 예,
도 11은 본 발명에 따라 생성된 결함 신호 부분에 미리 결정한 특정한 값 "11"로 바꾸어 에러 정정하는 예,
도 12는 본 발명에 따라 생성된 결함 신호 부분에 미리 결정한 특정한 값 "-1-1"로 바꾸어 에러 정정하는 예,
도 13은 본 발명에 따라 데이터를 소프트 출력하는 방법의 일 예에 따른 흐름도,
도 14는 본 발명에 따라 데이터를 소프트 복호화하는 방법의 일 예에 따른 흐름도,
도 15는 본 발명에 따라 데이터를 소프트 복호화하는 방법의 다른 예에 따른 흐름도,
도 16은 종래기술에 따른 LDPC 에러 정정과 본 발명에 따른 LDPC 이레이즈 정정의 성능을 비교하기 위한 그래프.
본 발명은 소프트 에러 정정의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 복호화 방법 및 장치, 에러 정정 방법 및 장치, 소프트 출력 방법 및 장치에 관한 것이다.
저장 정보 매체의 고밀도화, 데이터 전송의 고밀도화 등에 따라 유/무선 통신, 광 통신 등을 포함하는 데이터 전송을 위한 통신 채널상에서 단위 시간당 데이터 재생 또는 전송량이 높아짐으로 인해 채널의 상황이 상대적으로 악화되어 기존보다 많은 에러를 포함하게 된다. 예를 들어, 광 저장 정보 매체의 경우 고밀도로 인해 물리적인 단위 길이에 보다 많은 데이터가 저장되어 동일한 크기 또는 길이의 먼지, 스크래치(Scratch), 지문(Finger-print)에 의해 보다 많은 에러를 내포하게 된다. 또한, 유무선 통신의 경우 데이터의 고화질화에 따라 단위 시간당 전송되는 데이터량이 많아짐으로 인해 동일한 시간의 통신 장애에 대해 수신된 데이터가 가지는 에러의 양은 상대적으로 많아지게 된다. 이에 따라 고밀도화에 따른 통신 채널상에 높은 에러 정정 능력이 가지는 에러 정정 방법 또는 에러 정정코드가 요구되어지고 있다.
이에 따른 에러 정정 코드 및 방법으로써 기존의 리드솔로몬 코드(Reed-Solomon code)와 같이 입력된 비트의 하드 값(Hard value)(0 또는 1)으로 에러 정정을 하는 방식이 아닌 터보 코드 디코딩(Turbo code decoding), LDPC 디코딩(LDPC decoding)와 같이 입력된 비트의 소프트 값(Soft value) 예를 들어, 0.2, 0.9 등을 참조하여 반복 정정을 통해 에러 정정을 수행하는 "소프트 이터러티브 디코딩(Soft Iterative Decoding)" 방식이 대두되고 있다. 상기 입력되는 비트의 소프트 값이라 함은 일반적으로 입력된 하드 값의 확률로서 나타낼 수 있다.
도 1에 종래기술에 따른 소프트 부호화/복호화 장치가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 소프트 부호화/복호화 장치(100)는 터보/LDPC 부호화부(110)와, 변조부(120)와, 기록/독출부(130)와, 소프트 복조부(150)와, 터보/LDPC 복호화부(160)를 포함한다.
터보/LDPC 부호화부(110)는 입력되는 데이터를 에러 정정을 수행하기 위한 소정의 부호화 방식, 예를 들어, LDPC(Low Density Parity Check Code) 부호화 방식이나 터보 부호화 방식과 같은 소프트 부호화 방식을 이용하여 부호화한다.
변조부(120)는 상기 터보/LDPC 부호화(110)로부터 출력된 데이터를 소정의 방법, 예를 들어, RLL 코드 등을 이용하여 변조한다.
기록/독출부(130)는 이와 같이 변조된 데이터를 기록 매체(140)에 기록하고, 기록 매체(140)에 기록된 데이터를 독출한다.
소프트 복조부(150)는 코드워드의 확률값을 나타내는 데이터를 기록/독출부(130)로부터 입력받아 데이터 워드를 구성하는 각각의 비트의 확률을 나타내는 값인 LLR(Log Likelihood Ratio)을 출력한다.
터보/LDPC 복호화부(160)는 소프트 복조부(150)로부터 출력된 소프트 값을 수신하여 소정의 부호화 방식에 대응하여 소프트 복호화를 수행하고 복호화된 데이터를 출력한다.
이와 같이 소프트 복호화 방법에서는 소프트 값에 의한 에러 정정을 수행함으로 인하여 그 입력된 비트의 소프트 값의 신뢰성이 에러 정정 코드의 성능을 좌우하게 되므로, 소프트 값의 신뢰성을 이용하여 에러 정정 능력의 향상을 꾀하는 것이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여 소프트 복호화 방법에서 에러 정정 능력을 향상시킬 수 있는 복호화 방법 및 장치, 에러 정정 방법 및 장치, 소프트 출력 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징은, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법에 있어서, 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 단계와, 상기 수신된 코드워드의 결함 신호를 생성하는 단계와, 상기 결함 신호에 대응하는 비트들의 일부 또는 전부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 에러 정정을 수행하는 단계를 포함하는 것이다.
상기 미리 결정된 특정한 값은, 대응하는 비트가 "0"일 확률과 "1"일 확률이 동일함을 나타내는 값으로 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 미리 결정된 특정한 값은, 저밀도 패리티 체크의 에러 정정 특성에 따라 결정되는 것이 바람직하다.
상기 소프트 값을 수신하는 단계는, 통신 채널로부터 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 결함 신호 생성 단계는, 데이터 수신시 동기가 맞지 않는 구간, PLL 에러가 발생한 구간, 소프트 복조 과정에서 동기 에러가 발생한 구간, 변조된 패턴에서는 존재하지 않는 패턴을 포함하는 구간 중 적어도 하나 이상을 검출하고, 상기 검출된 구간의 일부 또는 전부에 대해 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 소프트 값을 수신하는 단계는, 정보 저장 매체로부터 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 결함 신호 생성 단계는, 서보 에러가 발생한 구간, 픽업으로부터의 반사량이 너무 과다하거나 너무 미비하여 반사량에 따른 데이터의 신뢰성이 없다고 판단되는 구간, PLL 에러 또는 싱크 에러가 검출되는 구간, 변조된 패턴에서는 존재하지 않는 패턴을 포함하는 구간 중 적어도 하나 이상을 검출하고, 상기 검출된 구간의 일부 또는 전부에 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징은, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 에러 정정하는 방법에 있어서, 상기 부호화된 코드워드의 결함 신호에 대응하는 비트들의 일부 또는 전부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸는 단계와, 상기 바꾸어진 소프트 값을 기초로 반복 정정을 수행하는 수행하는 단계를 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 장치에 있어서, 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 수신부와, 상기 수신된 코드워드의 결함 신호를 생성하는 결함 신호 생성부와, 상기 생성된 결함 신호에 대응하는 비트들의 일부 또는 전부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 에러 정정을 수행하는 소프트 디코더를 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 에러 정정하는 장치에 있어서, 상기 부호화된 코드워드의 결함 신호에 대응하는 비트들의 일부 또는 전부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸고, 상기 바꾸어진 소프트 값을 기초로 반복 정정을 수행하는 소프트 디코더를 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드로부터 소프트 값을 출력하는 방법에 있어서, 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 단계와, 상기 수신된 코드워드의 결함 신호를 생성하는 단계와, 상기 결함 신호에 대응하는 비트들의 전부 또는 일부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 출력하는 단계를 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드로부터 소프트 값을 출력하는 장치에 있어서, 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 수신부와, 상기 수신된 코드워드의 결함 신호를 생성하는 결함 신호 생성부와, 상기 생성된 결함 신호에 대응하는 비트들의 일부 또는 전부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 출력하는 소프트-인 소프트-아웃 처리부를 포함하는 것이다.
이제, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따라 통신 채널로부터 수신한 데이터의 소프트 값을 출력하는 소프트 출력 장치의 일 예를 나타낸다. 본 발명에서 소프트 출력 장치라는 것은 소프트 복호화를 위해 결함 신호를 참조하여 소프트 값을 변경하여, 소프트 디코더로 출력하는 장치를 말한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 소프트 출력 장치(200)는, 데이터 수신부(210), 결함 신호 생성부(220), 소프트-인 소프트-아웃 처리부(230)를 포함한다.
데이터 수신부(210)는 유/무선 통신, 광 통신과 같은 통신 채널(205)로부터 데이터를 수신하여, 수신된 아날로그 신호를 레벨을 가지는 디지털 신호(소프트 값)로 전환을 하고, 전환된 소프트 값을 단위에 맞는 클럭을 발생시키는 PLL을 통과시켜 소프트-인 소프트-아웃(Sot-in Soft-out(SISO)) 처리부(230)로 출력한다.
결함 신호 생성부(220)는 수신된 데이터에서 결함이 발생할 가능성이 높은 구간 즉, 데이터의 신뢰성이 떨어진다고 판단되는 구간을 검출하여 이 구간에 대하여 결함 신호를 생성한다. 즉, 결함 신호 생성부(220)는 데이터 수신부(310)로부터 신호의 결함 여부를 판단할 수 있는 정보를 입력받아 미리 정해진 기준을 미달하거나 또는 초과하면 결함으로 인정하는 등과 같은 방법에 의해 결함이 발생할 가능성이 높은 구간을 판단할 수 있으며, 이와 같은 구간에 대해 결함 신호를 생성하여 생성된 결함 신호를 소프트-인 소프트-아웃 처리부(230)로 제공한다.
여기서, 결함 여부를 판단할 수 있는 정보라는 것은, 데이터 수신시 동기가 맞지 않다거나 또는 PLL 에러 발생 여부 등을 포함한다. 동기가 맞지 않은 구간이나 PLL 에러가 발생한 구간을 포함하는 동기 구간에는 그 데이터의 신뢰성이 현저히 떨어지므로 인하여 상기 동기가 맞지 않았거나 PLL 에러가 발생한 구간을 포함하는 동기 구간 전체 또는 일부에 결함 신호를 발생시킬 수 있다.
소프트-인 소프트-아웃 처리부(230)는 데이터 수신부(210)로부터 수신된 신호를 소프트 출력 비터비 알고리즘(Soft Output Viterbi Algorithm(SOVA))을 이용한 최대 우도 검출(Maximum Likehood detection)에 의해 입력된 신호와 가장 유사하다고 생각되는 소프트 신호로 출력하거나, 데이터의 송신시 변조(modulation)된 것을 소프트 복조(Soft Demodulation)하여 소프트 값을 출력한다. 특히 본 발명에 따른 소프트-인 소프트-아웃 처리부(230)는 결함 신호 생성부(220)로부터 결함 신호를 수신하여, 결함 신호가 발생한 구간에 대응하는 비트들의 일부 또는 전부에 대한 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 소프트 디코더(240)로 출력한다. 미리 결정된 특정한 값은, 여러 가지 값들로 사용할 수 있지만, 해당 비트가 "0"이 될 확률과 "1"이 될 확률이 동일한 값으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 0과 1사이의 특정한 값은 중간값 즉, 0.5로 설정하거나 또는 0.5 부근에서 스윙(swing)하는 값으로 설정함이 바람직하다. 이는 결함 구간에 해당하는 신호의 신뢰성은 현저히 떨어지기 때문에 0.5와 같은 값으로 설정함으로 인하여 디코더로 하여금 이레이저 정정의 효과를 얻어 에러 정정 능력을 향상시키고자 함이다. 만약 소프트 디코더의 하드 비트(Hard bit)에 대한 입력값이 -1과 1이라면 상기 결함 구간에 해당하는 비트의 특정 값은 0으로 설정하거나 또는 0 부근에서 스윙하는 값으로 설정함이 바람직하다. 미리 결정된 특정한 값을 어떤 값으로 사용하는 것이 더욱 바람직할지에 대해서는 이하에서의 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
소프트 디코더(240)는 소프트-인 소프트-아웃 처리부(230)로부터 입력받은 소프트 값을 이용하여 LDPC 나 터보코드 등의 소프트 반복 정정에 의한 에러 정정 을 수행한다.
도 3은 본 발명에 따라 통신 채널로부터 수신한 데이터의 소프트 복호화 장치의 일 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 소프트 복호화 장치(300)는 데이터 수신부(310), 결함 신호 생성부(320), 소프트-인 소프트-아웃 처리부(330), 소프트 디코더(340)를 포함한다.
데이터 수신부(310)는 유/무선 통신, 광 통신과 같은 통신 채널(305)로부터 데이터를 수신하여, 수신된 아날로그 신호를 레벨을 가지는 디지털 신호(소프트 값)로 전환을 하고, 전환된 소프트 값을 단위에 맞는 클럭을 발생시키는 PLL을 통과시켜 소프트-인 소프트-아웃(Sot-in Soft-out(SISO)) 처리부(330)로 출력한다.
결함 신호 생성부(320)는 수신된 데이터에서 결함이 발생할 가능성이 높은 구간 즉, 데이터의 신뢰성이 떨어진다고 판단되는 구간을 검출하여 이 구간에 대하여 결함 신호를 생성한다. 즉, 결함 신호 생성부(320)는 데이터 수신부(310)로부터 신호의 결함 여부를 판단할 수 있는 정보를 입력받아 미리 정해진 기준을 미달하거나 또는 초과하면 결함으로 인정하는 등과 같은 방법에 의해 결함이 발생할 가능성이 높은 구간을 판단할 수 있으며, 이와 같은 구간에 대해 결함 신호를 생성하여 생성된 결함 신호를 소프트 디코더(340)로 제공한다.
여기서, 결함 여부를 판단할 수 있는 정보라는 것은, 데이터 수신시 동기가 맞지 않다거나 또는 PLL 에러 발생 여부 등을 포함한다. 동기가 맞지 않은 구간이나 PLL 에러가 발생한 구간을 포함하는 동기 구간에는 그 데이터의 신뢰성이 현저 히 떨어지므로 인하여 상기 동기가 맞지 않았거나 PLL 에러가 발생한 구간을 포함하는 동기 구간 전체 또는 일부에 결함 신호를 발생시킬 수 있다.
소프트-인 소프트-아웃 처리부(330)는 데이터 수신부(310)로부터 수신된 신호를 소프트 출력 비터비 알고리즘(Soft Output Viterbi Algorithm(SOVA))을 이용한 최대 우도 검출(Maximum Likehood detection)에 의해 입력된 신호와 가장 유사하다고 생각되는 소프트 신호로 출력하거나, 데이터의 송신시 변조(modulation)된 것을 소프트 복조(Soft Demodulation)하여 소프트 값을 출력한다.
소프트 디코더(340)는 소프트-인 소프트-아웃 처리부(330)로부터 입력받은 소프트 값을 가지고 에러 정정을 수행한다. 특히, 소프트 디코더(340)는 본 발명에 따라 결함 신호 생성부(320)로부터 제공된 결함 신호를 참조하여 에러 정정에 이용한다. 즉, 소프트 디코더(340)는 결함 신호가 발생된 구간의 비트들의 일부 또는 전부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값을 바꾸어 에러 정정을 수행한다. 미리 결정된 특정한 값은, 여러 가지 값들로 사용할 수 있지만, 해당 비트가 "0"이 될 확률과 "1"이 될 확률이 동일한 값으로 하는 것이 바람직하다. 미리 결정된 특정한 값을 어떤 값으로 사용할지에 대해서는 이하에서의 실시예를 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명에 따른 에러 정정 방법은 하드한 값이 아니라 소프트한 값을 이용하여 반복 정정을 수행하는 모든 소프트 에러 정정 방법에 이용할 수 있으며, 예를 들어, LDPC와 터보 코드 방법 등을 포함한다.
도 4는 본 발명에 따라 통신 채널로부터 수신한 데이터의 소프트 복호화 장치의 다른 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 소프트 복호화 장치(400)는 데이터 수신부(410), 소프트-인 소프트-아웃 처리부(420), 결함 신호 생성부(430), 소프트 디코더(440)를 포함한다.
데이터 수신부(410), 소프트-인 소프트-아웃 처리부(420), 소프트 디코더(440)의 기능은 도 3에 도시된 데이터 수신부(310), 소프트-인 소프트 아웃 처리부(330), 소프트 디코더(340)의 기능과 각각 동일하며 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시된 소프트 복호화 장치(400)의 구성이 도 3에 도시된 소프트 복호화 장치(300)의 구성과 다른 점은 결함 신호 생성부(430)가 소프트-인 소프트 아웃 처리 단계에서 결함 신호를 생성한다는 것이다.
즉, 결함 신호 생성부(430)는 소프트-인 소프트-아웃 처리부(420)로부터 결함 여부를 판단할 수 있는 정보를 입력받아 결함 신호를 발생한다. 여기서 결함 여부를 판단할 수 있는 정보라 함은, 소프트-인 소프트-아웃 처리부(420)의 소프트 복조 과정에서 동기 에러가 발생하거나 변조된 패턴에서는 존재하지 않는 패턴등을 들 수 있다. 이와 같이 결함 여부를 판단할 수 있는 정보로부터 결함이 발생될 가능성이 높다고 판단된 경우에는 그 결함이 발생될 가능성이 높다고 판단된 구간 또는 그 구간을 포함하는 싱크(sync) 단위 구간을 결함으로 간주하여 결함 신호를 발생시켜 소프트 디코더(440)로 출력하며, 소프트 디코더(440)는 이와 같은 결함 신호를 결함 신호 생성부(430)로부터 수신하여 이 결함 신호를 참조하여 에러 정정을 수행한다.
본 발명에 따른 소프트 복호화 방법을 정보저장매체로부터 데이터를 재생하는 경우에 적용한 예를 도 5 내지 8을 참조하여 설명한다.
도 5는 광디스크에 데이터를 소프트 부호화하여 기록하는 장치의 개략도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 기록 장치(500)는 ECC 인코더(510), 변조/NRZI부(520), RF 처리부(530), 픽업(540), 서보(550)를 포함한다.
ECC 인코더(510)는 정보 저장 매체(505)에 데이터를 기록하기 위해 먼저 사용자 데이터를 재생시 소프트 디코딩이 가능한 ECC 코드로 인코딩을 수행하여 변조/NRZI부(520)로 제공한다.
변조/NRZI부(520)는 ECC 인코드된 데이터를 RLL 코드로 변조하고, 일정 단위를 가지며 싱크로 구분되는 복수개의 기록 프레임을 구성한 후 NRZI(Non Return to Zero Inverted) 형태의 신호로 바꾸어 RF 처리부(530)로 출력한다.
RF 처리부(530)는 수신된 NRZI 신호를 기록하기 위한 기록 파형을 발생시켜 이를 픽업(540)으로 출력한다.
픽업(540)은 생성된 기록 파형에 따라 정보 저장 매체(505)에 광을 조사하여 데이터를 기록한다.
서보(550)는 정보 저장 매체(505)의 구동을 위해 서보제어를 수행한다.
도 6은 본 발명에 따라 정보 저장 매체로부터 독출된 데이터의 소프트 값을 출력하는 소프트 출력 장치의 일 예를 나타낸다. 도 6에서 소프트 출력 장치(600)는 정보 저장 매체로부터 수신한 신호를 본 발명에 따라 결함 신호를 참조하여 변 경된 소프트 값을, ECC 디코더(650)로 출력하는 장치를 말한다.
도 6을 참조하면, 소프트 출력 장치(600)는 픽업(610), 서보(620), RF 처리부(630), 결함 신호 생성부(660), 소프트-인 소프트-아웃 처리부(640)를 포함한다.
서보(620)는 정보 저장 매체(605)상에 기록된 데이터를 재생하기 위해 정보 저장 매체(605)의 재생할 위치를 서보 제어한다.
픽업(610)은 정보 저장 매체(605)의 재생할 위치로부터 전기 신호를 독출하여 이를 RF 처리부(630)로 출력한다.
RF 처리부(630)에서는 수신된 신호로부터 레벨을 가지는 아날로그 신호를 생성하고, 생성된 아날로그 신호는 ADC 및 PLL(도시되지 않음)을 통해 레벨을 가지는 디지털 신호로 변환되고, 변환된 디지털 신호로부터 데이터 클럭이 발생된다.
소프트-인 소프트-아웃 처리부(640)는 SOVA, 소프트 복조 등과 같은 방법에 의해 소프트-입력을 디코딩한 후 소프트-출력으로 출력한다. 즉, 레벨을 가지는 디지털 신호와 PLL로부터 발생된 클럭을 기반으로 해서 입력된 신호에 따른 소프트 출력을 출력하게 된다. 특히 본 발명에 따른 소프트-인 소프트-아웃 처리부(640)는 결함 신호 생성부(660)로부터 결함 신호를 수신하여, 결함 신호가 발생한 구간의 비트들의 전부 또는 일부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 ECC 디코더(650)로 출력한다. 미리 결정된 특정한 값은, 여러 가지 값들로 사용할 수 있지만, 해당 비트가 "0"이 될 확률과 "1"이 될 확률이 동일한 값으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 결함 신호 생성부(660)는 서보(620) 또는 RF 처리부(630)로 부터 결함 여부를 판단할 수 있는 정보를 입력받아 미리 정해진 기준에 따라 결함 신호를 발생하고, 발생된 결함 신호를 소프트-인 소프트-아웃 처리부(640)로 출력한다.
상기 결함 여부를 판단할 수 있는 정보라 함은, 트래킹 에러(Tracking error), 포커싱 에러(Focusing Error)와 같이 서보의 제어가 불안정한 경우의 정보나, 또는 픽업으로부터의 반사량이 너무 과다하거나 너무 미비하다거나 와 같이 반사량에 따른 데이터의 신뢰성이 없다고 판단되어 RF 처리부(630)에서 그 전기 신호를 아날로그 신호로 전환할 때 그 레벨이 아주 낮은 값을 출력되는 경우를 말한다.
ECC 디코더(650)는 소프트-인 소프트-아웃 처리부(640)로부터 입력받은 소프트 값을 가지고 LDPC 나 터보코드 등의 소프트 반복 정정에 의한 에러 정정을 수행한다.
도 7은 본 발명에 따라 정보 저장 매체로부터 독출된 데이터를 소프트 복호화하여 재생하는 장치의 일 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 재생 장치(700)는 픽업(710), 서보(720), RF 처리부(730), 소프트-인 소프트-아웃 처리부(740), ECC 디코더(750), 결함 신호 생성부(760)를 포함한다.
서보(720)는 정보 저장 매체(705)상에 기록된 데이터를 재생하기 위해 정보 저장 매체(705)의 재생할 위치를 서보 제어한다.
픽업(710)은 정보 저장 매체(705)의 재생할 위치로부터 전기 신호를 독출하여 이를 RF 처리부(730)로 출력한다.
RF 처리부(730)에서는 수신된 신호로부터 레벨을 가지는 아날로그 신호를 생성하고, 생성된 아날로그 신호는 ADC 및 PLL(도시되지 않음)을 통해 레벨을 가지는 디지털 신호로 변환되고, 변환된 디지털 신호로부터 데이터 클럭이 발생된다.
소프트-인 소프트-아웃 처리부(740)는 SOVA, 소프트 복조 등과 같은 방법에 의해 소프트-입력을 디코딩한 후 소프트-출력으로 출력한다. 즉, 레벨을 가지는 디지털 신호와 PLL로부터 발생된 클럭을 기반으로 해서 입력된 신호에 따른 소프트 출력을 출력하게 된다.
본 발명에 따른 결함 신호 생성부(760)는 서보(720) 또는 RF 처리부(730)로부터 결함 여부를 판단할 수 있는 정보를 입력받아 미리 정해진 기준에 따라 결함 신호를 발생하고, 발생된 결함 신호를 ECC 디코더(750)로 출력한다.
상기 결함 여부를 판단할 수 있는 정보라 함은, 트래킹 에러(Tracking error), 포커싱 에러(Focusing Error)와 같이 서보의 제어가 불안정한 경우의 정보나, 또는 픽업으로부터의 반사량이 너무 과다하거나 너무 미비하다거나와 같이 반사량에 따른 데이터의 신뢰성이 없다고 판단되어 RF 처리부(730)에서 그 전기 신호를 아날로그 신호로 전환할 때 그 레벨이 아주 낮은 값을 출력되는 경우를 말한다.
ECC 디코더(750)는 소프트-인 소프트-아웃 처리부(740)로부터 입력받은 소프트 값을 바탕으로 에러 정정을 수행하는데, 이때 결함 신호 생성부(760)로부터 수신된 결함 신호를 참조하여 에러 정정을 수행한다. 즉, ECC 디코더(750)는 결함 신호가 발생된 구간에 포함된 비트들의 일부 또는 전부에 대응하는 소프트값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 에러정정을 수행한다.
도 8은 본 발명에 따라 정보 저장 매체로부터 독출된 데이터를 소프트 복호화하여 재생하는 장치의 다른 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면 소프트 복호화 장치(800)는 픽업(810), 서보(820), RF 처리부(830), 소프트-인 소프트-아웃 처리부(840), ECC 디코더(850), 결함 신호 생성부(860)를 포함한다.
픽업(810), 서보(820), RF 처리부(830), 소프트-인 소프트-아웃 처리부(840), ECC 디코더(850)의 기능은 도 7에 도시된 픽업(710), 서보(720), RF 처리부(730), 소프트-인 소프트-아웃 처리부(740), ECC 디코더(750)의 기능과 각각 동일하며 , 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
도 8에 도시된 소프트 복호화 장치(800)의 구성이 도 7에 도시된 소프트 복호화 장치(700)의 구성과 다른 점은 결함 신호 생성부(860)가 소프트-인 소프트 아웃 처리 단계에서 결함 신호를 생성한다는 것이다.
즉, 결함 신호 생성부(860)는 소프트-인 소프트-아웃 처리부(840)로부터 결함 여부를 판단할 수 있는 정보를 입력받아 결함 신호를 발생한다. 여기서 결함 여부를 판단할 수 있는 정보라 함은, 소프트-인 소프트-아웃 처리부(840)의 소프트 복조 과정에서 동기 에러가 발생하거나 변조된 패턴에서는 존재하지 않는 패턴등이 발생한 경우나 PLL 에러가 발생한 경우를 들 수 있다. 이와 같이 결함 여부를 판단할 수 있는 정보로부터 결함이 발생될 가능성이 높다고 판단된 경우에는 그 결함이 발생될 가능성이 높다고 판단된 구간 또는 그 구간을 포함하는 싱크(sync) 단위 구간을 결함으로 간주하여 결함 신호를 발생시켜 ECC 디코더(850)로 출력하며, ECC 디코더(850)는 이와 같은 결함 신호를 결함 신호 생성부(860)로부터 수신하여 이 결함 신호를 참조하여 에러 정정을 수행한다.
이제, 도 9A 내지 도 12를 참조하여, 본 발명에 따라 결함 신호를 참조하여 소프트 디코딩하는 방법과, 결함 신호를 참조하지 않은 기존의 소프트 디코딩 방법의 실 예를 설명한다. 실 예에서 사용된 LDPC 디코딩 방식은 참고문헌 "CONSTRAINED CODING AND SOFT ITERATIVE DECODING, John L. Fan, Kluwer Academic Publishers"의 91-96 쪽의 4.5 NUMERICAL EXAMPLE을 이용하여 "MIN Approximation"을 이용한다.
패리티 체크 행렬 H는 다음과 같은 것으로 가정한다.
Figure 112005048873661-PAT00001
대응하는 부호화된 코드워드 v는 다음과 같은 것으로 가정한다.
v = [ 1 1 0 0 1 1 ]
SISO로부터 출력된 결함 신호를 참조하지 않은 소프트 출력 y는 다음과 같은 것으로 가정한다.
y = [ 1 -1/2 1/2 -1 1 1 ]
이 때 Y = LLRLDPC int(vi) = [ 2 -1 1 -2 2 2 ]가 된다.
이하의 실시예에서는 결함 신호 생성부로부터 Y의 2, 3번째 비트가 결함임을 나타낸다고 가정한다.
도 9A 내지 9C는 결함 신호를 그대로 두고 에러 정정하는 경우를 나타내고, 도 10 내지 도 12는 생성된 결함 신호에 대해 미리 결정된 특정한 값으로 소프트 값을 변경하여 에러 정정하는 경우를 나타낸다.
먼저, 도 9A 내지 도 9C를 설명한다.
도 9A는 결함 신호를 그대로 두고 에러 정정하는 경우의 첫 번째 정정을 나타내고, 도 9B는 두 번째 정정을, 도 9C는 세 번째 정정을 나타낸다.
도 9A를 참조하면, 먼저 H와 Y를 곱하여, LLR(1)(qji)을 생성한다(910). 곱하는 방법은, H의 각 행에서 "1"이 배열된 원소와 이에 대응되는 위치에 있는 Y의 원소를 곱하여 LLR(1)(qji)의 각 행에 배열한다.
예를 들어,
LLR(1)(qji)의 첫 번째 행에 위치한 q11은 p1*h11에 의해 2*1=2 가 되고,
q12는 p2*h12에 의해 -1*1=-1이 되고,
q14는 p4*h14에 의해 -2*1=-2가 된다.
이와 같은 방식으로 LLR(1)(qji)가 생성된다.
다음 이러한 LLR(1)(qji)이 LLR(1)(rji)로 변환된다(920). 변환하는 방법은 다음과 같다. LLR(1)(rji)의 1 행 1열의 값인 r11은 LLR(1)(rji) 의 1행에서 1행 1열 원소 를 제외한 나머지 원소들을 이용하여 부호와 크기가 정해진다. 예를 들어, r11은 q12와 q14를 이용하여 부호와 크기가 정해진다. 즉, r11의 부호는, q12와 q14의 부호가 양인지 음인지에 따라 결정되는데, 양의 부호를 가지는 원소의 개수가 짝수가 되도록 r11의 부호가 정해진다. q12의 부호가 음수이고 q14의 부호가 음수여서 결국 양의 부호를 가지는 원소의 개수는 "0"이고, 이미 양의 부호를 가지는 원소의 개수가 짝수를 만족하므로 r11의 부호는 음이 되어야 한다. 그리고, r11의 크기는 q12와 q14의 크기에 의해 정해지는데, q12의 절대값 크기가 1이고, q14의 절대값 크기가 4여서, 절대값 크기가 최소인 크기로 r11의 크기가 정해진다. 따라서 이경우에 r11의 크기는 1이 된다. 그러므로, r11의 크기는 1이고 부호는 음이므로, 결국 r11은 "-1"이 된다. 이와 같은 방식으로 나머지 원소들에 대한 값을 구하면 도 9A에 도시된 바와 같이 된다.
다음, 이렇게 변환된 LLR(1)(rji) 과 Y를 더하여 LLR(1)(qi)를 생성한다(930). 더하는 방법은,LLR(1)(rji) 의 각 열마다, 각 열에 있는 원소와, 이 열에 대응되는 Y의 원소의 값을 모두 더하는 것이다. 예를 들어, LLR(1)(qi)의 첫 번째 원소는LLR(1)(rji)의 첫 번째 열에 있는 원소인 -1, -1과 Y의 첫 번째 열에 있는 원소인 2를 모두 더하여 계산하며, 이를 모두 더해보면 0이 되므로, LLR(1)(qi)의 첫 번째 원 소는 "0"이 된다. 이와 같은 방법으로 LLR(1)(qi)의 다른 원소들도 모두 구한다.
다음, LLR(1)(qi)를 v(1)으로 변환한다. 변환하는 방법은 LLR(1)(qi)의 각 원소가 0의 값을 가지면 이 값은 알 수 없음을 나타내고, LLR(1)(qi)의 원소가 - 부호이면 "0" 값을 나타내고, 원소가 + 부호이면 이것은 "1" 값을 나타낸다.
이와 같은 방식으로 v(1)=[? ? ? 0 1 1] 생성되고, 이것은 원래의 v 값인 [1 1 0 0 1 1]와 일치하지 않으므로 다시 두 번째 정정을 시작한다.
도 9B를 참조하면, 두 번째 정정도 첫 번째 정정 방법과 유사하지만, 다만, 첫 번째 스텝(940)에서 약간 차이가 난다.
스텝(940)에서 LLR(2)(qji)를 구할 때 H 행렬을 이용하지 않고 LLR(1)(rji)을 이용한다. 즉, LLR(2)(qji) LLR(q)는 Y와 LLR(1)(rji)을 이용하여 구하는데, 구하는 방법은 다음과 같다.
LLR(2)(qji)의 각 열의 원소는 LLR(1)(rji)의 대응하는 열의 원소중에서 대응하는 행과 열의 위치에 있는 원소는 제외하고 Y의 대응하는 열에 있는 원소를 이용하여 구한다. 예를 들어, LLR(2)(qji)의 1행 1열의 원소인 q11을 구하는 경우에 Y의 1열에 있는 원소인 p1과 LLR(1)(rji)의 1열에 있는 원소중에서 1행 1열에 있는 원소인 r11은 제외하고 r31을 더하여 구한다. p1은 2 이고, r31은 -1이므로, 더하면 1이 되고, q11의 값은 "1"이 된다. 이와 같은 방식으로 LLR(2)(qji)의 나머지 원소들에 대 한 값들도 구한다.
나머지 스텝들은 도 9A에 관한 설명과 유사하므로 생략한다.
이러한 두 번째 정정에서 나온 v(2)는 [0 1 0 0 1 1]이므로, 이 역시 v와는 같지 않다. 따라서, 세 번째 정정을 시작한다.
도 9C를 참조하면, 세 번째 정정은 두 번째 정정 방법과 동일하다. 모두 동일하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 세 번째 정정에서 나온 v(3)는 [101011]이므로, 이 역시 v와는 일치하지 않는다. 따라서 세 번째 정정도 실패임을 알 수 있다.
이와 같이 결함 신호를 그대로 두고 에러 정정을 한 경우에는 세 번 정정을 반복하여도 실패로 됨을 알 수 있다. 그리고, LLR(4)(qji)를 구해보면, LLR(4)(qji)는 LLR(1)(qji)이므로 이 경우는 "MIN Appromixation"에 의한 디코딩에 의해 의해 에러를 정정할 수가 없다.
이제, 본 발명에 따라 결함 신호를 검출하여 그 결함 신호가 들어간 부분을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾼 후 에러 정정한 경우를 설명하기로 한다.
도 10에서는 이러한 미리 결정된 특정한 값으로 "0"을 이용하고, 도 11에서는 미리 결정된 특정한 값으로 "1"을 이용하고, 도 12에서는 미리 결정된 특정한 값을 "-1"을 이용한다.
도 10을 참조하면, Y1은 원래 신호인 Y의 2, 3번째 결함 신호를 "00"으로 대체하였다. 도 10에 도시된 첫 번째 스텝(1010), 두 번째 스텝(1020), 세 번째 스 텝(1030)은 도 9A에 도시된 에러 정정 처리와 같다.
먼저, H와 Y1을 곱하여, LLR(1)(qji)을 생성한다(1010).
LLR(1)(qji)의 첫 번째 행에 들어있는 원소인 q11, q12, q14는 각각 p1*h11=2*1=2, p2*h12=0*1=0, p4*h14=-2*1=-2에 의해 구해진다.
다음, LLR(1)(qji)는 LLR(1)(rji)로 변환된다(1020). LLR(1)(rji)의 1행 1열 원소인 r11은 q12와 q14를 이용해서 구해지는데, q12의 부호가 양도 아니고 음도 아니며, q14의 부호는 음이다. 따라서 전체 양의 부호를 가지는 원소의 개수가 짝수이어야 하므로, r11의 부호는 음이어야 하고, q12와 q14중에서 절대값 크기가 작은 것은 0이므로, 결국 r11의 크기는 0, 부호는 음이므로, 값은 0 이 된다.
이러한 방식으로 LLR(1)(rji)의 원소를 모두 구하고, LLR(1)(rji)과 Y1을 더하여 LLR(1)(qi)를 구한다(1030).
구해진 LLR(1)(qi)가 [ 2 2 -2 -2 2 2]이므로, 이것을 v(1)으로 변환하면, 양의 부호를 가지는 원소는 "1"로 변환되고, 음의 부호를 가지는 원소는 "-1"로 변환되므로, v(1)는 [ 1 1 0 0 1 1 ] 이 되어 원래의 v와 동일함을 알 수 있다.
이와 같이 결함 신호 구간을 미리 결정된 특정한 값인 "0"으로 바꾸어 에러 정정하는 경우에는 한번에 에러 정정이 성공함을 알 수 있다.
도 11을 참조하면, Y2는 원래 신호인 Y의 2, 3번째 결함 신호를 "11"으로 대 체하였다. 도 11에 도시된 첫 번째 스텝(1110), 두 번째 스텝(1120), 세 번째 스텝(1130)은 도 9A에 도시된 에러 정정 처리와 같다.
먼저 H와 Y1을 곱하여, LLR(1)(qji)을 생성한다(1110).
LLR(1)(qji)의 첫 번째 행에 들어있는 원소인 q11, q12, q14는 각각 p1*h11=2*1=2, p2*h12=1*1=1, p4*h14=-2*1=-2에 의해 구해진다.
다음, LLR(1)(qji)는 LLR(1)(rji)로 변환된다(1120). LLR(1)(rji)의 1행 1열 원소인 r11은 q12와 q14를 이용해서 구해지는데, q12의 부호는 양이고, q14의 부호는 음이다. 따라서 전체 양의 부호를 가지는 원소의 개수가 짝수이어야 하므로, r11의 부호는 양이어야 하고, q12와 q14중에서 절대값 크기가 작은 것은 1이므로, 결국 r11의 크기는 1, 부호는 양이므로, 값은 1 이 된다.
이러한 방식으로 LLR(1)(rji)의 원소를 모두 구하고, LLR(1)(rji)과 Y2을 더하여 LLR(1)(qi)를 구한다(1130).
구해진 LLR(1)(qi)가 [ 2 2 -2 -3 1 1]이므로, 이것을 v(1)으로 변환하면, 양의 부호를 가지는 원소는 "1"로 변환되고, 음의 부호를 가지는 원소는 "-1"로 변환되므로, v(1)는 [ 1 1 0 0 1 1 ] 이 되어 원래의 v와 동일함을 알 수 있다.
이와 같이 결함 신호 구간을 미리 결정된 특정한 값인 "1"로 바꾸어 에러 정정하는 경우에는 한번에 에러 정정이 성공함을 알 수 있다.
도 12를 참조하면, Y3은 원래 신호인 Y의 2, 3번째 결함 신호를 "-1 -1"으로 대체하였다. 도 12에 도시된 첫 번째 스텝(1210), 두 번째 스텝(1220), 세 번째 스텝(1230)은 도 9A에 도시된 에러 정정 처리와 같다.
먼저 H와 Y3을 곱하여, LLR(1)(qji)을 생성한다(1210).
LLR(1)(qji)의 첫 번째 행에 들어있는 원소인 q11, q12, q14는 각각 p1*h11=2*1=2, p2*h12=-1*1=-1, p4*h14=-2*1=-2에 의해 구해진다.
다음, LLR(1)(qji)는 LLR(1)(rji)로 변환된다(1220). LLR(1)(rji)의 1행 1열 원소인 r11은 q12와 q14를 이용해서 구해지는데, q12의 부호는 음이고, q14의 부호도 음이다. 따라서 전체 양의 부호를 가지는 원소의 개수가 짝수이어야 하므로, r11의 부호는 음이어야 하고, q12와 q14중에서 절대값 크기가 작은 것은 1이므로, 결국 r11의 크기는 1, 부호는 음이므로, 값은 -1 이 된다.
이러한 방식으로 LLR(1)(rji)의 원소를 모두 구하고, LLR(1)(rji)과 Y3을 더하여 LLR(1)(qi)를 구한다(1230).
구해진 LLR(1)(qi)가 [ 2 2 -2 -1 1 3]이므로, 이것을 v(1)으로 변환하면, 양의 부호를 가지는 원소는 "1"로 변환되고, 음의 부호를 가지는 원소는 "-1"로 변환되므로, v(1)는 [ 1 1 0 0 1 1 ] 이 되어 원래의 v와 동일함을 알 수 있다.
이와 같이 결함 신호 구간을 미리 결정된 특정한 값인 "-1"로 바꾸어 에러 정정하는 경우에는 한번에 에러 정정이 성공함을 알 수 있다.
한편, 위 실 예에서 Y2, Y3의 경우에 우연하게 결함 신호 부분을 특정한 값으로 바꾼 경우에도 원래 신호와 한 곳에서만 에러였다. 만일 Y2, Y3와 같이 그 특정 값을 "1" 또는 "-1"와 같이 설정할 경우 경우에 따라서는 에러 정정을 못하는 경우가 발생할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나 Y1같이 결함이 발생한 구간에 해당하는 비트의 소프트 값을 "0"으로 설정하는 경우(즉, 이레이저로 설정하는 경우, 이것은 "0"일 확률과 "1"일 확률이 동일하다는 것을 말한다)는 항상 그 에러 정정을 수행할 수가 있다는 것을 의미한다.
도 13은 본 발명에 따라 데이터를 소프트 출력하는 방법의 일 예에 따른 흐름도를 나타낸다.
소프트 출력 장치는 통신 채널 또는 정보 저장 매체로부터 데이터를 수신한다(1310).
다음, 소프트 출력 장치는 수신된 데이터의 RF 처리를 수행하고 데이터의 결함신호를 생성한다(1320). 즉, 소프트 출력 장치는 결함이 발생될 가능성이 높은 구간을 검출하여 그 구간에 대해 결함 신호를 생성한다.
소프트 출력 장치는 이와 같이 RF 처리된 데이터를 생성된 결함 신호를 이용하여 소프트-인 소프트-아웃 처리한다(1330). 즉, 소프트 출력 장치는 결함 신호가 생성된 구간에 포함된 비트들의 전부 또는 일부에 대한 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 소프트-인 소프트-아웃 처리하여 출력한다.
도 14는 본 발명에 따라 데이터를 소프트 복호화하는 방법의 일 예에 따른 흐름도를 나타낸다.
소프트 복호화 장치는 통신 채널 또는 정보 저장 매체로부터 데이터를 수신한다(1410).
다음, 소프트 복호화 장치는 수신된 데이터의 RF 처리시 결함신호를 생성한다(1420). 즉, 결함이 발생될 가능성이 높은 구간을 검출하여 그 구간에 대해 결함 신호를 생성한다.
소프트 복호화 장치는 이와 같이 RF 처리된 데이터를 소프트-인 소프트-아웃 처리한다(1430).
소프트 복호화 장치는 소프트-인 소프트-아웃 처리된 데이터를 소프트 디코드하는데 이때 단계 1420에서 생성된 결함 신호를 이용하여 소프트 디코드를 한다(1440). 즉, 결함 신호가 생성된 구간에 대해서는 그 구간의 비트들의 전부 또는 일부에 대한 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 소프트 디코드를 수행한다.
도 15는 본 발명에 따라 데이터를 소프트 복호화하는 방법의 다른 예에 따른 흐름도를 나타낸다.
소프트 복호화 장치는 통신 채널 또는 정보 저장 매체로부터 데이터를 수신한다(1510).
다음, 소프트 복호화 장치는 수신된 데이터의 RF 처리를 수행한다(1520).
그리고, 소프트 복호화 장치는 이와 같이 RF 처리된 데이터를 소프트-인 소프트-아웃 처리시 결함 신호를 생성한다(1530). 즉, 결함이 발생될 가능성이 높 은 구간을 검출하여 그 구간에 대해 결함 신호를 생성한다.
다음, 소프트 복호화 장치는 소프트-인 소프트-아웃 처리된 데이터를 단계 1530에서 생성된 결함 신호를 이용하여, 결함 신호에 대응하는 비트들의 전부 또는 일부에 대한 소프트값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 소프트 디코드한다(1540).
도 16은 종래기술에 따른 LDPC 에러 정정과 본 발명에 따른 LDPC 이레이즈 정정의 성능을 비교하기 위한 그래프를 나타낸다.
도 16을 참조하면, 그래프는 코드워드(codeword)의 길이가 9216이고 code rate이 8/9인 LDPC (N,K) = (9216, 8192)의 버스트 에러(Burst Error)에 의한 시뮬레이션 결과를 본 발명에 의해 결함 구간에 대해 그 소프트 값을 0과 1의 중간값으로 설정하는 이레이저 정정(Erasure correction)과, 입력된 신호를 그대로 정정했을 경우의 에러 정정과의 결과를 S/W에 의한 시뮬레이션 결과를 비교한 그래프이다.
상기 그래프에 대해서 상세한 설명을 하면 다음과 같다.
- 시뮬레이션 크기: (N,K)=(9216,8192) LDPC 코드워드 64개를 인터리빙(interleaving)하여 하나의 ECC Block을 구성하고 전체 4개의 ECC Block으로 구성하였다.
- 각각의 ECC 블록: 64*9216 데이터 비트 크기인 하나의 ECC 블록을 RLL (1,7) 코드로 변조하였다. 변조후의 ECC 블록은 64*9216*3/2 채널 비트이다.
디스크의 채널 특성(Inter Symbol Interface(ISI))과 AWGN이 반영된 ADC(Analog Digital Converter) 거친 RF 신호를 S/W 시뮬레이션에 의해 얻었다.
S/W 시뮬레이션에 의해 얻어진 ADC를 거친 RF 신호에 BurstErrN(N=0,10,20,30,40,50,60)만큼의 결함을 각각의 ECC Block의 동일한 위치에 인위적으로 부가하고 소프트 출력 비터비 디코딩(Soft Output Viterbi Decoding(SOVD))와 소프트 복조(Soft Demodulation)으로 구성된 소프트-인 소프트-출력(Soft-In Soft-Out(SISO))를 거쳐 LDPC 디코더에 입력될 때 입력된 신호 자체를 정정한 LDPC 에러 정정과 상기 각각의 BurstErrN에 따른 구간에 해당하는 소프트 값을 0과 1의 중간값으로 대체하여 정정한 LDPC 이레이저 정정과의 결과를 비교하였다.
결함이 가미되지 않은 ADC를 거친 RF 신호는 SISO를 거친 이후 원본 데이터와 비교했을 때 그 비트 에러 레이트(bit error rate)가 0인 신호이며, 상기 Burst Err0는 ADC를 거친 RF 신호 그 자체 즉, 결함이 가미되지 않았음을 말한다.
BurstErrN(N=10,20,30,40,50,60)은 하나의 ECC 블록내에서 Nx1860 채널 비트에 해당하는 길이에 대한 ADC를 거친 RF 신호의 레벨 값을 0으로 하여 SISO에 입력한 경우이다. ADC를 거친 RF 신호의 레벨 값을 0으로 한 이유는 일반적으로 디스크로부터 독출된 ADC를 거친 RF 신호는 데이터가 기록된 정상적인 구간에서는 디스크로부터의 신호의 반사량에 관계해서 최대값(Maximum)과 최소값(Minimum)사이의 값을 가지게 된다. 예로 들어 ADC가 8bit로 구성될 경우 그 Level값은 128과 -128사이의 값을 가지게 된다. 하지만 디스크상에 결함이 발생한 구간에 대해서는 그 반사량의 차이로 인하여 ADC를 거친 RF 신호의 레벨 값은 그 결함이 심할수록 0에 가까운 값을 가지게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 그 결함 구간에 대한 ADC 이후의 RF 신호의 레벨 값을 0으로 설정하여 SISO 에 입력하였다. 이와 같이 결함 구간에 대한 ADC 이후의 RF 신호의 레벨 값을 0으로 대체한 신호에 대한 SISO 이후의 데이터를 원본 데이터와 비교했을 때 상기 결함 구간에 포함된 bits들의 약 40%~60%정도가 에러였다.
이상 설명한 바와 같은 에러 정정 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 에러 정정 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
상기 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 소프트 디코딩 방법은, 그 결함으로 인하여 데이터의 신뢰성이 현저하게 떨어진 결함 구간에 대한 소프트 값을 특정한 값으로 대체함으로써 그 결함으로 인해 데이터의 저하된 신뢰성의 정도를 줄일 수 있어 디코딩 성능을 개선할 수 있다.

Claims (22)

  1. 소프트 이터러티브 디코딩(soft iterative decoding)이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법에 있어서,
    상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 단계와,
    상기 수신된 코드워드의 결함 신호를 생성하는 단계와,
    상기 결함 신호에 대응하는 비트들의 전부 또는 일부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 에러 정정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 특정한 값은, 대응하는 비트가 "0"일 확률과 "1"일 확률이 동일함을 나타내는 값임을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 특정한 값은, 저밀도 패리티 체크의 에러 정정 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소프트 값을 수신하는 단계는,
    통신 채널로부터 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 결함 신호 생성 단계는,
    데이터 수신시 동기가 맞지 않는 구간, PLL 에러가 발생한 구간, 소프트 복조 과정에서 동기 에러가 발생한 구간, 변조된 패턴에서는 존재하지 않는 패턴을 포함하는 구간 중 적어도 하나 이상을 검출하고, 상기 검출된 구간의 일부 또는 전부에 대해 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소프트 값을 수신하는 단계는,
    정보 저장 매체로부터 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결함 신호 생성 단계는,
    서보 에러가 발생한 구간, 픽업으로부터의 반사량이 너무 과다하거나 너무 미비하여 반사량에 따른 데이터의 신뢰성이 없다고 판단되는 구간, PLL 에러 또는 싱크 에러가 검출되는 구간, 변조된 패턴에서는 존재하지 않는 패턴을 포함하는 구간 중 적어도 하나 이상을 검출하고, 상기 검출된 구간의 일부 또는 전부에 결함 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 방법.
  8. 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 에러 정정하는 방법에 있어서,
    상기 부호화된 코드워드의 결함 신호에 대응하는 비트들의 전부 또는 일부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸는 단계와,
    상기 바꾸어진 소프트 값을 기초로 반복 정정을 수행하는 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에러 정정 방법.
  9. 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 복호화하는 장치에 있어서,
    상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 수신부와,
    상기 수신된 코드워드의 결함 신호를 생성하는 결함 신호 생성부와,
    상기 생성된 결함 신호에 대응하는 비트들의 전부 또는 일부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 에러 정정을 수행하는 소프트 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 소프트 디코더는,
    상기 미리 결정된 특정한 값으로, 대응하는 비트가 "0"일 확률과 "1"일 확률이 동일함을 나타내는 값을 결정하는 것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 소프트 디코더는,
    상기 미리 결정된 특정한 값으로, 저밀도 패리티 체크의 에러 정정 특성에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 수신부는,
    통신 채널로부터 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 결함 신호 생성부는,
    데이터 수신시 동기가 맞지 않는 구간, PLL 에러가 발생한 구간, 소프트 복조 과정에서 동기 에러가 발생한 구간, 변조된 패턴에서는 존재하지 않는 패턴을 포함하는 구간 중 적어도 하나 이상을 검출하고, 상기 검출된 구간의 전부 또는 일부에 대해 결함 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 수신부는,
    정보 저장 매체로부터 상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 결함 신호 생성부는,
    서보 에러가 발생한 구간, 픽업으로부터의 반사량이 너무 과다하거나 너무 미비하여 반사량에 따른 데이터의 신뢰성이 없다고 판단되는 구간, PLL 에러 또는 싱크 에러가 검출되는 구간, 변조된 패턴에서는 존재하지 않는 패턴을 포함하는 구간 중 적어도 하나 이상을 검출하고, 상기 검출된 구간의 일부 또는 전부에 대해 결함 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
  16. 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드를 에러 정정하는 장치에 있어서,
    상기 부호화된 코드워드의 결함 신호에 대응하는 비트들의 전부 또는 일부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸고, 상기 바꾸어진 소프트 값을 기초로 반복 정정을 수행하는 소프트 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에러 정정 장치.
  17. 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드로부터 소프트 값을 출력하는 방법에 있어서,
    상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 단계와,
    상기 수신된 코드워드의 결함 신호를 생성하는 단계와,
    상기 결함 신호에 대응하는 비트들의 전부 또는 일부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드로부터 소프트 값을 출력하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 미리 결정된 특정한 값은, 대응하는 비트가 "0"일 확률과 "1"일 확률이 동일함을 나타내는 값임을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드로부터 소프트 값을 출력하는 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 미리 결정된 특정한 값은, 저밀도 패리티 체크의 에러 정정 특성에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드로부터 소프트값을 출력하는 방법.
  20. 소프트 이터러티브 디코딩이 가능한 코드로 부호화된 코드워드로부터 소프트 값을 출력하는 장치에 있어서,
    상기 코드워드의 각 비트의 소프트 값을 수신하는 수신부와,
    상기 수신된 코드워드의 결함 신호를 생성하는 결함 신호 생성부와,
    상기 생성된 결함 신호에 대응하는 비트들의 일부 또는 전부에 대응하는 소프트 값을 미리 결정된 특정한 값으로 바꾸어 출력하는 소프트-인 소프트-아웃 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 소프트 값 출력 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 소프트-인 소프트-아웃 처리부,
    상기 미리 결정된 특정한 값으로, 대응하는 비트가 "0"일 확률과 "1"일 확률이 동일함을 나타내는 값을 결정하는 것을 특징으로 하는, 소프트 값 출력 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 소프트-인 소프트-아웃 처리부는,
    상기 미리 결정된 특정한 값으로, 저밀도 패리티 체크의 에러 정정 특성에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는, 소프트 값 출력 장치.
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