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KR101856417B1 - 극 부호­ｃｒｃ 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 부호화-복호화 방법 및 장치 - Google Patents

극 부호­ｃｒｃ 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 부호화-복호화 방법 및 장치 Download PDF

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KR101856417B1
KR101856417B1 KR1020170053383A KR20170053383A KR101856417B1 KR 101856417 B1 KR101856417 B1 KR 101856417B1 KR 1020170053383 A KR1020170053383 A KR 1020170053383A KR 20170053383 A KR20170053383 A KR 20170053383A KR 101856417 B1 KR101856417 B1 KR 101856417B1
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KR
South Korea
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crc
decoding
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이한호
오승훈
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인하대학교 산학협력단
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Abstract

극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 부호화-복호화 방법 및 그 장치가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 극 부호화 장치는 입력된 데이터 비트를 이용하여 CRC 부호를 생성하고, 데이터 비트의 부호화 과정을 수행하는 복수의 부-부호화 장치를 포함하고, 상기 부-부호화 장치는 입력된 데이터 비트의 CRC 부호를 생성하는 CRC 부호화 장치 및 입력된 데이터 비트와 생성된 CRC 부호를 이용하여 극 부호화 과정을 수행하는 극 부호화 장치를 포함한다. 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 장치는 입력된 데이터 비트의 복호를 수행하여 CRC 부호를 생성하고, 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 복수의 부-복호화 장치 및 복수의 부-복호화 장치 외부에 위치하여 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하는 재전송 검사기를 포함하고, 상기 부-복호화 장치는 입력된 데이터 비트에 대한 극 복호화를 수행하는 연속 제거 극 복호화 장치, 복호된 데이터 비트에 대한 부호화를 통해 CRC 부호를 생성하는 CRC 복호화 장치 및 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 CRC 검사기를 포함한다.

Description

극 부호­ＣＲＣ 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 부호화-복호화 방법 및 장치 {Method and Apparatus for Parallel Successive-Cancellation Polar Encoding-Decoding Using Polar-CRC Concatenated Codes}
본 발명은 극 부호-CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 부호화 및 복호화 방법과 그 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 디지털 통신 시스템에 있어서, 송신단에서 데이터 전송 과정 중 데이터에 발생한 오류를 수신단에서 정정하는 연판정 순방향 오류 정정 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰, 태블릿 등 스마트기기의 보급과 영상서비스와 같은 고속, 대용량 데이터 서비스에 대한 수요 증가에 맞추어 이동 통신 시스템은 고속 데이터 전송과 오류가 없는 데이터 전송이 가능하도록 발전해왔다. 통신 시스템에서 오류가 없는 통신을 위한 기술을 오류 정정 부호라고 하며 2020년 상용화를 목표로 현재 표준화가 진행 중인 5세대(5G) 이동 통신 시스템의 경우 초광대역 통신 서비스(Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 시나리오의 오류 정정 표준으로 극 부호가 선정되었다. 극 부호(Polar Code) 는 2008년 발표된 이후 현재까지 큰 관심을 받고 있는 새로운 기술이다. 극 부호는 2008년 Arikan이 제안한 부호로서 길이가 매우 길다는 가정 하에 이진 입력 이산 비 기억 채널(Binary Input Discrete Memoryless Channel) 에서 채널 용량(Channel Capacity) 을 달성할 수 있는 부호이다. 극 부호는 채널의 합성과 분리 과정을 반복할 때 발생하는 채널 양극화(Channel Polarization) 현상을 이용하여 부호화를 수행하며 이에 맞는 복호화 방법이 제시되었다. 현재 사용되고 있는 극 복호화 알고리즘으로는 연속 제거(Successive-Cancellation, SC) 알고리즘, 신뢰 전파(Belief Propagation, BP) 알고리즘, 리스트 복호 기법(List decoding)을 이용한 연속 제거(SCL) 알고리즘 등이 있다. 극 복호화 알고리즘은 채널로부터 수신된 심볼의 LLR (Log Likelihood Ratio) 값을 이용하여 복호화 과정을 수행한다. LLR 값을 사용함으로써 복잡도가 높은 곱셈 연산을 덧셈 및 뺄셈 연산으로 구현할 수 있어 극 복호화 장치의 연산 복잡도를 상당히 감소시킬 수 있다. 극 부호의 복호화 방법 중 하나인 연속 제거 알고리즘을 이용한 극 복호화 장치의 경우 데이터 비트의 복호화 과정이 순차적으로 진행되므로 부호어의 길이가 길어질수록 복호화 과정이 완료되기까지 소요되는 지연시간이 길어진다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 극 복호화 장치 내부에 짧은 길이를 갖는 부-복호화 장치(Sub-decoder)를 배치하여 데이터 복호화 과정을 병렬 처리함으로써, 복호화 지연시간을 줄이고 높은 데이터 처리량을 가지는 효율적인 극 복호화 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 극 부호와 순환 중복 검사(Cyclic Redundancy Check, CRC)를 연접한(Concatenated) 극 부호-CRC 연접 부호(Polar-CRC Concatenated Code)를 사용함으로써, 극 복호화 장치의 Bit Error Rate(BER) 성능 저하를 보상하는 효율적인 극 복호화 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다. 또한, 앞서 설명한 과제의 해결 방법 달성을 위해 송신단에서는 병렬 극 부호화 방법 및 장치를 사용한다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 극 부호-CRC 연접 부호를 이용한 병렬 극 부호화 장치는 입력된 데이터 비트를 이용하여 CRC 부호를 생성하고, 데이터 비트의 부호화 과정을 수행하는 복수의 부-부호화 장치(Sub-encoder)를 포함한다.
상기 부-부호화 장치는 입력된 데이터 비트의 CRC 부호를 생성하는 CRC 부호화 장치 및 입력된 데이터 비트와 생성된 CRC 부호를 이용하여 극 부호화 과정을 수행하는 극 부호화 장치를 포함한다.
또한, 본 발명에서 제안하는 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 장치는 입력된 데이터 비트의 복호화 과정을 수행하여 CRC 부호를 생성하고, 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 복수의 부-복호화 장치 및 복수의 부-복호화 장치 외부에 위치하여 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하는 재전송 검사기를 포함한다.
상기 부-복호화 장치는 입력된 데이터 비트에 대한 극 부호 복호를 수행하는 연속 제거 극 부호 복호화 장치, 복호된 데이터 비트에 대한 부호화를 통해 CRC 부호를 생성하는 CRC 복호화 장치 및 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 CRC 검사기를 포함한다.
CRC 검사기는 연속 제거 극 부호 복호화 장치의 복호 결과에 포함된 CRC 부호와 CRC 복호화 장치를 통해 생성된 CRC 부호를 비교하여 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 판단한다.
재전송 검사기는 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하여 오류가 발생하였을 경우, 복수의 부-복호화 장치로 패킷의 재전송을 요청하기 위한 신호를 출력한다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 극 부호-CRC 연접 부호를 이용한 병렬 극 부호화 방법은 복수의 부-부호화 장치 내부의 CRC 부호화 장치를 통해 입력된 데이터 비트에 대한 CRC 부호를 생성하는 단계, 복수의 부-부호화 장치 내부의 극 부호화 장치를 통해 입력된 데이터 비트와 생성된 CRC 부호를 이용하여 극 부호화 과정을 수행하는 단계를 포함한다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 방법은 복수의 부-복호화 장치 내부의 연속 제거 극 부호 복호화 장치를 통해 입력된 데이터 비트에 대한 극 복호화 과정을 수행하는 단계, 복수의 부-복호화 장치 내부의 CRC 복호화 장치를 통해 복호된 데이터 비트에 대한 부호화를 통해 CRC 부호를 생성하는 단계, 복수의 부-복호화 장치 내부의 CRC 검사기를 통해 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 단계 및 복수의 부-복호화 장치 외부에 위치한 재전송 검사기를 통해 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하는 단계를 포함한다.
CRC 검사기를 통해 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 단계는 연속 제거 극 복호화 장치의 복호 결과에 포함된 CRC 부호와 CRC 복호화 장치를 통해 생성된 CRC 부호를 비교하여 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 판단한다.
복수의 부-복호화 장치 외부에 위치한 재전송 검사기를 통해 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하는 단계는 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하여 오류가 발생하였을 경우, 복수의 부-복호화 장치로 패킷의 재전송을 요청하기 위한 신호를 출력한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 극 복호화 장치 내부에 짧은 길이를 갖는 부-복호화 장치를 배치하여 데이터 복호화 과정을 병렬 처리함으로써, 복호화 과정의 지연 시간을 줄이고 높은 데이터 처리량을 가질 수 있다. 또한, 극 부호-CRC 연접 부호를 사용함으로써, 복호화 장치의 BER 성능 저하를 보상하는 효율적인 극 복호화 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 극 부호화 장치의 극 부호화 과정 과 병렬 연속 제거 극 복호화 장치의 극 복호화 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 극 부호화 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호­CRC 연접 부호의 극 부호화 과정을 수행한 이후의 데이터 구조도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 극 부호-CRC 연접 부호를 이용한 병렬 극 부호화 장치의 전체 구조를 나타내는 도면이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 장치의 전체 구조를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 부-복호화 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 장치의 클럭 신호에 따른 데이터 복호화 과정을 나타내는 도면이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호화 과정의 타이밍 도를 나타내는 도면이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 극 부호화 장치의 극 부호화 과정과 병렬 연속 제거 극 복호화 장치의 복호화 과정을 나타내는 도면이다.
본 발명에서 제안하는 병렬 극 복호화 방법을 적용하기 위해 송신단의 부호화 장치는 입력된 512비트의 데이터(Data)를 128비트로 4 분할한다. 이후, 각각의 분할된 128비트의 데이터에 대해 CRC 부호화 장치(다시 말해, CRC 부호화부)가 CRC 부호화를 진행하여 8비트의 CRC 부호를 생성한다. 128비트의 원 정보와 8비트의 CRC 부호를 연접한 136비트의 정보 비트를 이용하여 (256, 136) 극 부호화 장치(다시 말해, 극 부호화부)를 통해 256비트의 부호를 생성한다. 4개의 (256, 136) 극 부호화 장치를 통해 생성된 1024비트의 부호어는 채널을 통해 수신단으로 전송된다.
수신단의 복호화 장치는 입력된 1024비트 부호어를 4개의 256비트 부호어로 분할하고 (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치(다시 말해, 연속 제거 극 복호화부)를 통해 복호화를 수행한다. CRC 복호화 장치(다시 말해, CRC-8 복호화부)는 (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치의 복호 결과를 이용하여 8비트의 CRC 부호를 생성한다. CRC 검사기는 (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치의 결과값에 포함된 8비트의 CRC 부호와 CRC 복호화 장치를 통해 생성된 8비트의 CRC 부호를 비교하여 데이터의 오류 발생 유무를 검사한다. 오류 발생 유무를 검사하여 오류가 없을 경우, 데이터를 출력한다. 반면에 오류가 있을 경우, 복수의 부-복호화 장치로 패킷의 재전송을 요청하기 위한 신호(Request Repeat)를 출력한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 극 부호화 과정을 나타내는 도면이다.
병렬 극 부호화 과정은 입력된 데이터의 비트를 분할하여 분할된 데이터 비트에 대한 CRC 부호화를 통해 CRC 부호를 생성하는 단계 및 입력된 데이터와 CRC 부호를 이용하여 극 부호화를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 복호 방법을 적용하기 위해 송신단의 부호화 장치는 도 2와 같은 방식으로 부호화를 수행한다. 입력된 512비트의 데이터(Data)를 128비트로 4 분할하고, 각각의 분할된 128비트의 데이터에 대해 CRC 부호화 장치(CRC-8)가 CRC 부호화를 진행하여 8비트의 CRC 부호를 생성한다. 128비트의 원 정보와 8비트의 CRC 부호를 연접한 136비트의 정보 비트를 이용하여 (256, 136) 극 부호화 장치를 통해 256비트의 부호를 생성한다. 다시 말해, 생성된 부호는 128비트의 원정보, CRC 부호 및 패리티(Frozen bits)로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호­CRC 연접 부호의 극 부호화 과정을 수행한 이후의 데이터 구조도를 나타내는 도면이다.
종래 기술에 따른 (1024, 512) 극 부호화 장치(Encoder)를 통해 극 부호화 과정을 수행할 경우 1024비트의 부호어는 512비트의 정보(date) 비트와 512비트의 패리티(Frozen bits)로 구성된다. 부호화 시 전체 부호어의 길이에 대한 실제 정보 비트의 길이에 대한 비율을 부호화율(Code Rate)이라고 한다. (1024, 512) 극 부호화 장치(Encoder)를 통한 (1024, 512) 극 부호의 부호화율은 1/2 이다.
본 발명을 일 실시예에 따른 극 부호-CRC 연접 부호의 부호화 과정을 수행할 경우 1024비트의 부호어는 512비트의 정보비트, 32비트의 CRC 부호 및 480비트의 패리티로 구성된다. 512비트의 정보비트, 32비트의 CRC 부호 및 480비트의 패리티는 각각 4분할되어 구성된다. 이러한 극 부호-CRC 연접 부호의 부호화율은 1/2이다. 이는 종래 기술에 따른 (1024, 512) 극 부호의 부호화율과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 극 부호-CRC 연접 부호를 이용한 병렬 극 부호화 장치의 전체 구조를 나타내는 도면이다.
제안하는 극 부호-CRC 연접 부호를 이용한 병렬 극 부호화 장치는 입력된 데이터 비트를 이용하여 CRC 부호를 생성하고, 데이터 비트의 부호화 과정을 수행하는 복수의 부-부호화 장치를 포함한다.
부-부호화 장치는 입력된 데이터 비트의 CRC 부호를 생성하는 CRC 부호화 장치(다시 말해, CRC 부호화부) 및 입력된 데이터 비트와 생성된 CRC 부호를 이용하여 극 부호화 과정을 수행하는 (256, 136) 극 부호화 장치(다시 말해, 극 부호화부)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 병렬 극 부호화 장치는 복수의 부-부호화 장치로 구성되어 있다. 부-부호화 장치는 8비트 CRC 부호화 장치와 데이터를 저장하는 레지스터(다시 말해, 데이터 레지스터), (256, 136) 극 부호화 장치로 구성되어 있다. 레지스터는 입력된 데이터와 CRC 부호화 장치를 통해 생성된 CRC 부호를 저장하는 기능을 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 장치의 전체 구조를 나타내는 도면이다.
제안하는 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 장치는 입력된 데이터 비트의 복호화 과정을 수행하여 CRC 부호를 생성하고, 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 복수의 부-복호화 장치 및 복수의 부-복호화 장치 외부에 위치하여 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하는 재전송 검사기를 포함한다.
부-복호화 장치는 입력된 데이터 비트에 대한 극 부호 복호를 수행하는 연속 제거 극 복호화 장치, 복호된 데이터 비트에 대한 복호화를 통해 CRC 부호를 생성하는 CRC 복호화 장치 및 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 CRC 검사기를 포함한다.
CRC 검사기는 연속 제거 극 복호화 장치의 복호 결과에 포함된 CRC 부호와 CRC 복호화 장치를 통해 생성된 CRC 부호를 비교하여 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 판단한다.
재전송 검사기는 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하여 오류가 발생하였을 경우, 복수의 부-복호화 장치로 패킷의 재전송을 요청하기 위한 신호를 출력한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 병렬 연속 제거 극 복호화 장치는 복수의 부-복호화 장치와 데이터를 저장하는 레지스터(다시 말해, 정보비트 레지스터), 재전송 여부를 검사하는 재전송 검사기로 구성되어 있다. 부-복호화 장치는 (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치(다시 말해, 극 복호화부)와 8비트 CRC 복호화 장치(다시 말해, CRC 복호화부), CRC 검사기로 구성되어 있다. 레지스터는 복호된 정보비트를 저장하는 기능을 한다. 재전송 검사기는 4개의 부-복호화 장치의 오류 발생 유무를 검사하여 재전송을 요청하는 신호를 생성한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부-복호화 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치는 채널로부터 수신된 심볼의 LLR 값을 이용하여 연속 제거 알고리즘을 통해 데이터 비트의 복호를 수행한다. 복호가 완료되면, 136비트의 정보 비트에서 128비트의 원 정보와 8비트의 CRC 부호를 분리한다. 복호된 128비트의 원 정보를 CRC 복호화 장치를 통과하여 8비트의 CRC 부호를 생성하고, (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치를 통해 출력된 복호 결과에 포함된 CRC 부호와 비교하여 전송된 데이터의 오류 발생 유무를 판단한다. 부-복호화 장치 외부에 위치한 재전송 검사기는 4개의 부-복호화 장치의 오류 발생 유무를 검사하고 오류가 발생하였을 경우 패킷의 재전송을 요청하는 신호(Request Repeat)를 출력한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 장치의 클럭 신호에 따른 데이터 복호 과정을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 병렬 연속 제거 극 부호 복호화 장치 장치는 (256, 136) 연속 제거 극 부호 복호화 장치를 통한 복호 과정에 255 클럭이 소요된다. 이후 CRC 검사기를 이용한 오류 발생 유무 검사 단계를 완료하기까지 3 클럭이 소요되어 전체 복호 과정에서 총 258 클럭이 소요된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호의 타이밍 도를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 병렬 연속 제거 극 복호화 장치는 (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치를 통한 복호 단계와 CRC를 이용한 오류 발생 유무 검사 단계를 포함한 전체 복호 과정이 완료되기까지 258 클럭이 소요된다. 반면에, (1024, 512) 연속 제거 극 복호화 장치의 경우 복호 과정이 완료되기까지 1023 클럭이 소요된다. 연속 제거 알고리즘을 기반으로 하는 극 부호는 부호어의 길이가 길어질수록 오류 정정 능력은 향상되지만 복호 과정에 소요되는 지연 시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 발명에서 제안하는 병렬 연속 제거 극 복호화 장치는 (1024, 512) 길이의 부호어를 4개의 (256,136) 부호어로 처리함으로써 복호 과정에 소요되는 지연 시간을 감소시켜 높은 데이터 처리량을 가질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 부호 방법의 흐름도를 나타내는 도면이다.
제안하는 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 방법은 복수의 부-복호화 장치 내부의 연속 제거 극 복호화 장치를 통해 입력된 데이터 비트에 대한 극 복호화 과정을 수행하는 단계(910), 복수의 부-복호화 장치 내부의 CRC 복호화 장치를 통해 복호된 데이터 비트에 대한 복호화를 통해 CRC 부호를 생성하는 단계(920), 복수의 부-복호화 장치 내부의 CRC 검사기를 통해 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 단계(930) 및 복수의 부-복호화 장치 외부에 위치한 재전송 검사기를 통해 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하는 단계(940)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 극 부호­CRC 연접 부호를 이용한 병렬 연속 제거 극 복호화 방법은 단계(910)에서, 4개의 부-복호화 장치 내부의 (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치를 통해 데이터 비트의 (1024, 512) 극 부호 복호를 수행한다.
이후, 단계(920)에서, CRC 복호화 장치를 통해 8비트의 CRC 부호를 생성하고, 단계(930)에서, 연속 제거 극 복호화 장치의 복호 결과에 포함된 CRC 부호와 CRC 복호화 장치의 출력된 CRC 부호를 CRC 검사기를 통해 비교하여 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사한다.
마지막으로 단계(940)에서, 부-복호화 장치 외부에 위치한 재전송 검사기를 통해 재전송 요청 여부를 판단한다. 이때, 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하여 오류가 발생하였을 경우, 복수의 부-복호화 장치로 패킷의 재전송을 요청하기 위한 신호를 출력한다.
본 발명에서 제안하는 병렬 연속 제거 극 복호화 장치는 부호어의 길이가 짧아짐에 따라 발생하는 오류 정정 성능 저하 문제를 극 부호-CRC 연접 부호를 사용하여 데이터의 오류 발생 유무를 검사하고 재전송 과정을 수행함으로써 해결할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 병렬 연속 제거 극 복호화 장치는 재전송 과정의 수행 횟수를 최대 3회까지 제한함으로써 기존의 (1024, 512) 연속 제거 극 부호 복호화 장치 보다 복호 과정에서 소요되는 지연 시간은 줄어들지만 성능은 감소하지 않은 효율적인 복호화 장치 구조이다. 병렬 연속 제거 극 복호화 장치의 재전송 과정의 수행 횟수는 실시예일뿐, 이에 한정되지는 않는다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 극 복호화 장치 설계에 있어서 채널로부터 수신된 심볼의 LLR 값을 이용하여 연속 제거 알고리즘을 통해 데이터 비트의 복호를 수행하는 (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치, (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치를 통해 복호 된 출력 비트를 이용하여 8비트의 CRC 부호를 생성하는 CRC 복호화 장치, (256, 136) 연속 제거 극 복호화 장치의 출력 된 복호 결과에 포함된 CRC 부호와 8비트 CRC 복호화 장치의 출력된 CRC 부호를 비교하여 복호 된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 CRC 검사기를 통해 높은 데이터 처리량을 가지는 병렬 극 복호화 장치 구현에 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 향후 개발될 수 있는 극 복호화 장치 구현에 적용될 수 있는 잠재성을 가지고 있다.
본 실시예들은 디지털 통신 시스템에 있어서 송신단에서 데이터 전송 과정 중 데이터에 발생한 오류를 수신단에서 정정하는 순방향 오류 정정(Forward Error Correction, FEC) 시스템으로, 높은 데이터 처리량을 갖는 병렬 연속 제거 극 부호 복호 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 실시예에서는 특별히 (1024, 512) 부호를 기준으로 설명하는 것이고, 본 발명은 다양한 응용 시스템의 오류를 정정하기 위한 다양한 길이를 갖는 극 부호의 복호화 장치 구조의 구현에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 극 부호의 복호를 위한 알고리즘으로서 선형적이고 낮은 복잡도를 가지는 연속 제거 알고리즘을 기준으로 설명하는 것이고, 본 발명은 여러 극 복호화 알고리즘을 기반으로 한 극 복호화 장치 구조의 구현에도 동일하게 적용될 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (8)

  1. 입력된 데이터 비트들의 복호를 수행하여 CRC 부호어를 생성하고, 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 복수의 부-복호화 장치; 및
    복수의 부-복호화 장치 외부에 위치하여 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하는 재전송 검사기
    를 포함하고,
    상기 부-복호화 장치는,
    입력된 데이터 비트들에 대한 극 복호화를 수행하는 연속 제거 극 복호화 장치;
    복호된 데이터 비트들에 대한 부호화를 통해 CRC 부호어를 생성하는 CRC 복호화 장치; 및
    복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 CRC 검사기
    를 포함하고,
    복호화 지연시간을 감소시키고 데이터 처리량을 증가시키기 위해, 입력된 데이터 비트들을 복수개로 분할하고, 상기 복수의 부-복호화 장치를 이용하여 분할된 복수개의 데이터 비트들에 대해 극 복호화 과정을 병렬로 수행하고,
    상기 복수의 부-복호화 장치는 BER 성능 저하를 보상하기 위해, 분할된 데이터 비트들 및 분할된 데이터 비트들에 대하여 생성된 CRC 부호어가 연접한 연접부호어에 대해 극복호화를 수행하는
    극 복호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    CRC 검사기는,
    연속 제거 극 복호화 장치의 복호 결과에 포함된 CRC 부호와 CRC 복호화 장치를 통해 생성된 CRC 부호를 비교하여 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 판단하는
    극 복호화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    재전송 검사기는,
    복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하여 오류가 발생하였을 경우, 복수의 부-복호화 장치로 입력된 데이터 비트들에 대한 재전송을 요청하기 위한 신호를 출력하는
    극 복호화 장치.
  4. 복수의 부-복호화 장치 내부의 연속 제거 극 복호화 장치를 통해 입력된 데이터 비트들에 대한 극 복호화를 수행하는 단계;
    복수의 부-복호화 장치 내부의 CRC 복호화 장치를 통해 복호된 데이터 비트들에 대한 부호화를 통해 CRC 부호어를 생성하는 단계;
    복수의 부-복호화 장치 내부의 CRC 검사기를 통해 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 단계; 및
    복수의 부-복호화 장치 외부에 위치한 재전송 검사기를 통해 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하는 단계
    를 포함하고,
    복호화 지연시간을 감소시키고 데이터 처리량을 증가시키기 위해, 입력된 데이터 비트들을 복수개로 분할하고, 상기 복수의 부-복호화 장치를 이용하여 분할된 복수개의 데이터 비트들에 대해 극 복호화 과정을 병렬로 수행하고,
    상기 복수의 부-복호화 장치는BER 성능 저하를 보상하기 위해, 분할된 데이터 비트들 및 분할된 데이터 비트들에 대하여 생성된 CRC 부호어가 연접한 연접부호어에 대해 극복호화를 수행하는
    극 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    CRC 검사기를 통해 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 검사하는 단계는,
    연속 제거 극 복호화 장치의 복호 결과에 포함된 CRC 부호와 CRC 복호화 장치를 통해 생성된 CRC 부호를 비교하여 복호된 데이터의 오류 발생 여부를 판단하는
    극 복호화 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    복수의 부-복호화 장치 외부에 위치한 재전송 검사기를 통해 복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하는 단계는,
    복수의 부-복호화 장치에 대한 오류 발생 여부를 검사하여 오류가 발생하였을 경우, 복수의 부-복호화 장치로 입력된 데이터 비트들에 대한 재전송을 요청하기 위한 신호를 출력하는
    극 복호화 방법.
  7. 입력된 데이터 비트들에 대해 CRC 부호어를 생성하고, 극 부호화 과정을 수행하는 복수의 부-부호화 장치
    를 포함하고,
    상기 부-부호화 장치는,
    입력된 데이터 비트들에 대한 CRC 부호화를 수행하여 CRC 부호어를 생성하는 CRC 부호화 수단; 및
    입력된 데이터 비트들과 생성된 CRC 부호어를 연접한 연접부호어에 대해 극 부호화 과정을 수행하는 극 부호화 수단
    을 포함하고,
    부호화 지연시간을 감소시키고 데이터 처리량을 증가시키기 위해, 입력된 데이터 비트들을 복수개로 분할하고, 상기 복수의 부-부호화 장치를 이용하여 분할된 상기 복수개의 데이터 비트들에 대한 극 부호화 과정을 병렬로 진행하고,
    상기 복수의 부-부호화 장치는 BER 성능 저하를 보상하기 위해 분할된 데이터 비트들 및 분할된 데이터 비트들에 대하여 생성된 CRC 부호어가 연접한 연접부호어에 대해 극부호화를 수행하는
    극 부호화 장치.
  8. 데이터 비트들을 분할하여 복수의 부-부호화 장치에 입력하는 과정을 수행하는 단계;
    분할된 데이터 비트들에 대한 부호화를 통해 CRC 부호어를 생성하는 단계; 및
    분할된 데이터 비트들과 생성된 CRC 부호어를 연접한 연접 부호어에 대해 극 부호화를 수행하는 단계
    를 포함하고,
    부호화 지연시간을 감소시키고 데이터 처리량을 증가시키기 위해, 상기 복수의 부-부호화 장치를 이용하여 분할된 데이터 비트들에 대한 극 부호화 과정을 병렬로 진행하고,
    상기 복수의 부-부호화 장치는 BER 성능 저하를 보상하기 위해 분할된 데이터 비트들 및 분할된 데이터 비트들에 대하여 생성된 CRC 부호어가 연접한 연접부호어에 대해 극부호화를 수행하는
    극 부호화 방법.
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