KR20120088426A - 인터리빙 주기를 이용한 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 사전정보 없이 입력 스트림 만을 이용하여 길쌈 인터리버 여부를 판별하고, 그 길쌈 인터리버의 특징 파라미터를 추정하고, 그 추정된 파라미터를 참조하여 디인터리버를 구성함으로써, 수신신호를 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원할 수 있는 방법에 관한 것이다. 본 명세서의 실시예에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법은, 인터리빙된 스트림을 근거로 인터리빙 주기를 추정하는 단계와; 상기 추정된 인터리빙 주기를 근거로 길쌈 인터리버를 판별하는 단계와; 상기 길쌈 인터리버를 구성하는 레지스터 크기와 단수 및 부호어 길이를 포함하는 파라미터를 추정하는 단계와; 상기 파라미터를 참조하여 디인터리버를 구성한 후 상기 디인터리버를 통해 상기 인터리빙된 스트림을 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인터리빙 주기를 이용한 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법{BLIND CONVOLUTIONAL DEINTERLEAVING METHOD USING INTERLEAVING PERIOD}

본 명세서는 인터리빙 주기를 이용한 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법에 관한 것이다.

일반적인 디지털 통신시스템들은 에러정정을 통한 시스템 성능 향상을 위해 채널코딩 기법과 인터리빙 기법을 적용한다. 특히 인터리빙 기법은 군집에러(Burst Error)에 가장 효과적인 방법으로 알려져 왔다. 디지털 데이터를 송수신할 경우 송신기와 수신기는 사전에 약속된 인터리버와 디인터리버를 이용하기 때문에 송신기에 적용된 인터리버의 종류 및 특징 파라미터를 모를 경우 수신된 디지털 데이터로부터 의미있는 정보 획득이 불가능하다. 따라서 스펙트럼 감시 또는 통신정보 수집과 같은 특수한 목적의 수신기에는 수신된 디지털 데이터로부터 송신기에 적용된 인터리버의 종류 및 특징 파라미터를 추정하는 블라인드 디인터리빙 방법을 적용한다.

상기 블라인드 디인터리빙에 관련된 종래의 기술은 블록 인터리버에만 적용되고 인터리빙 주기를 추정하는 것에 국한되기 때문에 디인터리버 구성에 필요한 핵심 파라미터인 인터리버 매트릭스의 행과 열의 크기를 추정하지 못하는 한계를 갖고 있다.

다음은 종래기술인 블록 인터리빙 주기 추정에 대한 상세한 설명이다. 인터리빙 주기는 일정한 간격으로 규칙성이 나타나는 블록 인터리버 매트릭스 크기를 의미하며, 일반적으로 블록 인터리버의 크기는 송수신 하드웨어의 복잡성을 줄이기 위해 부호어(Codeword)의 정수배로 설정한다. 부호어는, 정보비트에 채널부호가 적용된 결과를 의미하며, 정보비트(Information bits)와 중복비트(Redundancy bit)로 구성된다. 이때 상기 중복비트는 정보비트의 선형조합에 의해 생성된다.

도1은 일반적인 블록 인터리버 매트릭스를 나타낸 도이다.

도1에 도시한 바와 같이, (3,2) 패리티코드 스트림은 열방향으로 매트릭스에 입력되고 행방향으로 매트릭스에 출력되는 방식으로 동작한다. 매트릭스의 크기가 부호어의 정수배일 경우 중복비트가 동일한 행에 정렬되는 것을 알 수 있다.

종래 기술은 위의 블록 인터리버와 같이 매트릭스 내 중복비트 성분이 동일한 행으로 정렬되면 이를 아래의 수학식 1과 같은 랭크(Rank)연산을 통해 블록 인터리버의 주기(

)를 추정한다.

인터리버 매트릭스(M)에 선형적으로 독립인 행의 최대값을 계산하는 랭크(rank) 연산을 적용한 후 인터리빙 주기의 추정치(Na)에 의해 정규화 시키면

의 값은 도2와 같은 분포를 보인다.

도2는 일반적인 블록 인터리버의 주기를 나타낸 도이다. 즉, 주기의 추정치가 인터리버 주기의 배수관계일 때만

는 1이 아닌 값을 갖게 되기 때문에 첫 번째 추정주기가 인터리버의 주기가 되고 두 번째와 세 번째 추정주기는 첫 번째 추정주기의 배수관계가 성립된다.

이 방법을 적용한 종래의 기술은 블록 인터리버의 주기를 추정하는 것은 가능하지만 블록 인터리버 매트릭스 행과 열의 크기를 추정하지 못하기 때문에 인터리빙 주기가 동일하지만 매트릭스의 행과 열의 크기가 서로 다른 인터리버에 대한 디인터리빙은 불가능하다는 한계가 있다.

본 명세서의 목적은, 사전정보 없이 입력 스트림 만을 이용하여 길쌈 인터리버 여부를 판별하고, 그 길쌈 인터리버의 특징 파라미터를 추정하고, 그 추정된 파라미터를 참조하여 디인터리버를 구성함으로써, 수신신호를 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원할 수 있는 방법에 관한 것이다.

본 명세서의 실시예에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법은, 인터리빙된 스트림을 근거로 인터리빙 주기를 추정하는 단계와; 상기 추정된 인터리빙 주기를 근거로 길쌈 인터리버를 판별하는 단계와; 상기 길쌈 인터리버를 구성하는 레지스터 크기와 단수 및 부호어 길이를 포함하는 파라미터를 추정하는 단계와; 상기 파라미터를 참조하여 디인터리버를 구성한 후 상기 디인터리버를 통해 상기 인터리빙된 스트림을 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 추정된 인터리빙 주기에 포함된 두 번째 인터리빙 추정 주기가 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 배수일 때 블록 인터리버로 판별하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 길쌈 인터리버를 판별하는 단계는, 상기 추정된 인터리빙 주기에 포함된 두 번째 인터리빙 추정 주기가 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 배수가 아닐 때 상기 길쌈 인터리버로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 첫 번째 인터리빙 추정 주기는

식에 의해 결정되며, 여기서,

은 상기 첫 번째 인터리빙 추정 주기이고,

은 레지스터의 단수이고,

은 부호어의 길이이고,

는 레지스터 크기인 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 두 번째 인터리빙 추정 주기는

식에 의해 결정되고,

는 상기 두 번째 인터리빙 추정 주기인 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 레지스터의 크기(d)는 를

식을 통해 추정될 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서,

식을 통해 상기 레지스터의 단수와 상기 보호어의 길이를 제한할 수 있다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 부호어의 길이를 이용하여 구성된 매트릭스에서 0에 대한 1의 비율로 상기 레지스터의 단수를 검증하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법은, 인터리빙된 스트림을 근거로 인터리빙 주기를 추정하는 단계와; 상기 추정된 인터리빙 주기에 포함된 두 번째 인터리빙 추정 주기가 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 배수일 때 블록 인터리버로 판별하고, 상기 두 번째 인터리빙 추정 주기가 상기 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 배수가 아닐 때 길쌈 인터리버로 판별하는 단계와; 상기 길쌈 인터리버를 구성하는 레지스터 크기와 단수 및 부호어 길이를 포함하는 파라미터를 추정하는 단계와; 상기 파라미터를 참조하여 디인터리버를 구성한 후 상기 디인터리버를 통해 상기 인터리빙된 스트림을 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법은, 어떠한 사전정보 없이 안테나를 통해 수신된 신호만을 이용하여 길쌈 인터리버 적용 여부를 판별할 수 있고, 길쌈 인터리버가 적용되었을 경우 핵심 파라미터인 인터리빙 주기, 레지스터 크기와 단수, 부호어의 길이를 추정하여 디인터리버를 구성 및 검증이 가능하고, 안테나를 통해 수신된 신호를 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원할 수 있기 때문에 군용 및 스펙트럼 감시와 같은 특수한 목적의 수신기에 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 블록 인터리버 매트릭스를 나타낸 도이다.
도 2는 일반적인 블록 인터리버의 주기를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법을 설명하기 위한 일반적인 길쌈 인터리버와 디인터리버의 개념도를 나타낸다.
도 5는 길쌈 인터리버의 입력 및 출력 스트림을 나타낸 도이다.
도 6은 길쌈 인터리버의 매트릭스의 주기 추정 과정을 나타낸 도이다.
도 7은 길쌈 인터리버의 주기추정 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 길쌈 인터리버의 레지스터 단수 검증용 매트릭스를 나타낸 도이다.
도 9는 길쌈 인터리버의 부호어 길이 추정결과를 나타낸 도이다.

이하에서는, 어떠한 사전정보 없이 안테나를 통해 수신된 신호만을 이용하여 길쌈 인터리버 적용 여부를 판별할 수 있고, 길쌈 인터리버가 적용되었을 경우 핵심 파라미터인 인터리빙 주기, 레지스터 크기와 단수, 부호어의 길이를 추정하여 디인터리버를 구성 및 검증이 가능하고, 안테나를 통해 수신된 신호를 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법을 도 3 내지 도9를 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법을 나타낸 흐름도이다.

도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법은, 안테나를 통해 수신된 신호(인터리빙된 스트림)를 근거로 인터리빙 주기를 추정하는 단계(S11)와; 상기 추정된 인터리빙 주기를 근거로 길쌈 인터리버를 판별하는 단계(S12)와; 상기 길쌈 인터리버를 구성하는 레지스터(register)의 크기(depth) 및 단수 추정 그리고 부호어 길이를 이용하여 파라미터를 추정하는 단계(S13)와; 상기 추정된 파라미터를 참조하여 디인터리버를 구성한 후 상기 수신된 신호를 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원하는 스트림 복원 단계(S14)로 이루어진다.

먼저, 제어부(도시하지 않음)는 사전정보 없이 안테나를 통해 수신된 신호(인터리빙된 스트림)만을 이용하여 인터리빙 주기를 추정하고, 상기 추정된 인터리빙 주기를 이용하여 길쌈 인터리버 적용 여부를 판별한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법을 설명하기 위한 일반적인 길쌈 인터리버와 디인터리버의 개념도이다.

도4에 도시한 바와 같이, 인터리버를 구성하는 레이스터 단수(Nr)와 레지스터 크기(d)를 알면 디인터리버를 구성할 수 있음을 알 수 있다.

도 5는 레지스터의 단수가 Nr=4 이고 레지스터의 크기가 d=2 인 길쌈 인터리버의 입력 스트림과 출력 스트림을 나타낸 도이다. 이 출력 스트림이 인터리빙 주기 추정 단계에 입력된다.

상기 인터리빙 주기 추정 단계(S11)에서는 인터리버 출력 스트림을 이용하여 도 6의 B와 같이 매트릭스를 구성할 수 있다.

도 6은 길쌈 인터리버의 매트릭스의 주기 추정 과정을 나타낸 도이다.

도6에 도시한 바와 같이, 매트릭스 B와 같이 각 열에서 다른 행의 선형 조합으로 구성된 심볼이 동일한 행에 정렬될 경우 매트릭스 B는 가우시안 소거연산에 의해 매트릭스 B'으로 변환된다. 즉, 매트릭스의 선형조합 심볼들은 모두 0으로 변환된다. 인터리버의 주기는 매트릭스 B'의 각행에 대해 0에 대한 1의 비율을 계산하여 추정한다.

도 7은 (7,4) 해밍코드가 적용된 스트림에 대해 매트릭스의 크기를 40부터 100까지 변경하면서 매트릭스를 구성한 후 위의 절차를 적용하여 계산된 비율의 그래프이다.

도7에 도시한 바와 같이, 그래프의 X축은 인터리버 주기 추정치이고, Y축은 0에 대한 1의 비율이다. 따라서 비율의 값이 0에 근접할 경우의 매트릭스 크기가 길쌈 인터리버의 주기에 대한 추정치가 된다.

상기 길쌈 인터리버 판별 단계(S12)는 길쌈 인터리버의 주기 특성을 이용한다. 블록 인터리버의 경우 첫 번째 인터리빙 주기와 두 번째 인터리빙 주기가 정확하게 배수관계를 형성하지만, 길쌈 인터리버의 경우 첫 번째 인터리빙 주기와 두 번째 인터리빙 주기가 배수관계를 형성하지 않는다. 인터리버 매트릭스를 구성하였을 때, 첫 번째 인터리빙 주기 추정치(

)는 레지스터의 단수와 부호어의 길이 그리고 레지스터 크기에 의해 결정되며, 두 번째 인터리빙 주기 추정치(

)는 첫 번째 인터리버의 주기와 레지스터의 크기 그리고 부호어의 길이에 의해 결정된다. 이를 수식으로 표현하면 수학식 2 및 수학식 3과 같다.

여기서,

은 첫 번째 인터리빙 주기 추정치(추정 주기)이고,

는 두 번째 인터리빙 주기 추정치(추정 주기)이고,

은 레지스터의 단수이고,

은 부호어의 길이이고,

는 레지스터 크기를 나타낸다.

따라서, 상기 제어부는 두 번째 인터리빙 추정 주기가 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 배수가 아닐 경우 길쌈 인터리버로 판별하고, 배수일 경우 블록 인터리버로 판별할 수 있다.

상기 파라미터 추정 단계(S13)는 디인터리버 구성에 필요한 핵심 파라미터를 추정하는 단계로서 레지스터 크기 추정 단계, 레지스터 단수 추정 단계, 레지스터 단수 검증 단계 그리고 레지스터 단수 확정 단계로 구성될 수 있다.

상기 레지스터 크기 추정 단계는 수학식 2와 수학식 3을 이용하여 레지스터의 크기를 추정한다. 수학식 2와 수학식 3을 정리하면 수학식 4와 수학식 5의 관계식을 얻게 되고 수학식 4에 의해 레지스터의 크기(d)를 추정할 수 있다.

상기 레지스터 단수 추정 단계는 수학식 5의 레지스터 단수와 부호어의 길이가 두 번째 인터리빙 추정 주기와 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 차로 제한된다는 것을 이용한다. 수학식 5의 제한 조건에 부합되는 레지스터의 단수(Nr)와 부호어의 길이(l)를 선택하여 레지스터의 단수를 추정한다.

상기 레지스터 단수 검증 단계는 레지스터 단수 추정 단계에서 선택된 부호어의 길이를 이용하여 도 8과 같이 매트릭스를 구성하고 가우시안 소거연산을 적용한 후 매트릭스의 각 행에서 계산된 0에 대한 1의 비율을 계산하면 도 9와 같은 검증 결과를 얻는다. 레지스터 단수 검증은 0에 대한 1의 비율 값과 문턱치(threshold)를 비교하여 검증한다.

상기 레지스터 단수 확정 단계는 수학식 5에서 레지스터의 단수와 부호어의 길이가 추정 주기의 차로 제한된다는 점을 이용하여 레지스터 단수 검증 단계에서 검증된 부호어의 길이에 해당하는 레지스터 단수를 선택하여 확정한다.

상기 스트림 복원 단계(S14)는 디인터리버를 구성하여 인터리빙된 스트림을 디인터리빙하는 단계로서 인터리빙된 채널코드 스트림을 디인터리버에 입력하면 디인터리빙된 스트림을 복원할 수 있다.

상기 디인터리버의 구성은 디인터리버 구성에 필요한 모든 파라미터가 추정되었기 때문에 길쌈 디인터리버의 구성이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인터리빙 주기를 이용한 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법은, 어떠한 사전정보 없이 안테나에 수신된 신호만을 이용하여 길쌈 인터리버 적용 여부를 판별할 수 있고, 길쌈 인터리버가 적용되었을 경우 핵심 파라미터인 인터리빙 주기, 레지스터 크기와 단수, 부호어의 길이를 추정하여 디인터리버를 구성 및 검증이 가능하고, 상기 수신된 신호를 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원할 수 있기 때문에 군용 및 스펙트럼 감시와 같은 특수한 목적의 수신기에 적용할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

1. 인터리빙된 스트림을 근거로 인터리빙 주기를 추정하는 단계와;
   상기 추정된 인터리빙 주기를 근거로 길쌈 인터리버를 판별하는 단계와;
   상기 길쌈 인터리버를 구성하는 레지스터 크기와 단수 및 부호어 길이를 포함하는 파라미터를 추정하는 단계와;
   상기 파라미터를 참조하여 디인터리버를 구성한 후 상기 디인터리버를 통해 상기 인터리빙된 스트림을 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 추정된 인터리빙 주기에 포함된 두 번째 인터리빙 추정 주기가 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 배수일 때 블록 인터리버로 판별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 길쌈 인터리버를 판별하는 단계는,
   상기 추정된 인터리빙 주기에 포함된 두 번째 인터리빙 추정 주기가 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 배수가 아닐 때 상기 길쌈 인터리버로 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 첫 번째 인터리빙 추정 주기는

   

   식에 의해 결정되며, 여기서,

   

   은 상기 첫 번째 인터리빙 추정 주기이고,

   

   은 레지스터의 단수이고,

   

   은 부호어의 길이이고,

   

   는 레지스터 크기인 것을 특징으로 하는 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 두 번째 인터리빙 추정 주기는

   

   식에 의해 결정되고,

   

   는 상기 두 번째 인터리빙 추정 주기인 것을 특징으로 하는 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 레지스터의 크기(d)는 를

   

   식을 통해 추정되는 것을 특징으로 하는 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법.
7. 제 6항에 있어서,
   

   

   식을 통해 상기 레지스터의 단수와 상기 보호어의 길이를 제한하는 것을 특징으로 하는 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법.
8. 제 4항에 있어서, 상기 부호어의 길이를 이용하여 구성된 매트릭스에서 0에 대한 1의 비율로 상기 레지스터의 단수를 검증하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법.
9. 인터리빙된 스트림을 근거로 인터리빙 주기를 추정하는 단계와;
   상기 추정된 인터리빙 주기에 포함된 두 번째 인터리빙 추정 주기가 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 배수일 때 블록 인터리버로 판별하고, 상기 두 번째 인터리빙 추정 주기가 상기 첫 번째 인터리빙 추정 주기의 배수가 아닐 때 길쌈 인터리버로 판별하는 단계와;
   상기 길쌈 인터리버를 구성하는 레지스터 크기와 단수 및 부호어 길이를 포함하는 파라미터를 추정하는 단계와;
   상기 파라미터를 참조하여 디인터리버를 구성한 후 상기 디인터리버를 통해 상기 인터리빙된 스트림을 인터리빙 되기 이전의 채널코드 스트림으로 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 길쌈 디인터리빙 방법.

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