KR100222517B1

KR100222517B1 - Information transmitter

Info

Publication number: KR100222517B1
Application number: KR1019970040503A
Authority: KR
Inventors: 김대중; 이정운; 박판종
Original assignee: 곽치영; 주식회사데이콤
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 1999-10-01
Also published as: KR19990017545A

Abstract

본 발명은 저속 정보를 처리하는 데에 효율적인 정보 전송기를 제공하는 것으로서, 정보의 전송률을 변경하는 반복기와, 반복기로부터의 정보를 인터리빙(interleaving)하는 인터리버와, 반복기로부터의 정보와 상기 인터리버로부터의 정보를 각각 RSC 부호로 부호화하는 RSC부호기와, 상기 RSC 부호기로터의 정보를 펀처링(punnturing)하는 펀처로 이루어진 정보 송신기이다.The present invention provides an information transmitter that is effective for processing low-speed information, comprising: an iterator for changing the rate of transmission of information, an interleaver for interleaving information from the iterator, information from the repeater and information from the interleaver Is an information transmitter comprising an RSC encoder for encoding a RSC code, and a puncher for punching information in the RSC encoder.

따라서 저속 정보를 처리함에 있어 좋은 성능이 나올 수 있도록 크기가 큰 인터리버를 저속 정보의 전송에도 사용할수 있게 하는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that a large interleaver can be used for transmission of low speed information so that good performance can be obtained in processing low speed information.

Description

Information transmitter

제1도는 길쌈부호를 사용한 음성 정보 송신기의 구성.1 is a configuration of a voice information transmitter using a convolutional code.

제2도는 연접부호를 사용한 데이터 정보 송신기의 구성.2 is a configuration of a data information transmitter using a concatenated code.

제3도는 터보부호기를 사용한 음성/데이터 정보 송신기의 구성.3 is a configuration of a voice / data information transmitter using a turbo encoder.

제4도는 본 발명의 저속 정보 처리를 위한 정보 송신기의 구성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing the configuration of an information transmitter for low-speed information processing of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : 길쌈부호기 110 : 인터리버100: weaving encoder 110: interleaver

200 : RS부호기 300 : RSC 부호기200: RS encoder 300: RSC encoder

330 : 펀처 400 : 반복기330: puncher 400: repeater

본 발명은 정보부호기 특히 인터리버의 크기에 맞추어 정보의 전송률을 변경하여 전송하는 정보 송신기 특히 정보 부호기에 관한 것이다.The present invention relates to an information transmitter, in particular an information encoder, for changing and transmitting a data rate according to the size of an information encoder, in particular an interleaver.

이동통신환경에서 음성 신호의 속도는 8kbps, 16kbps, 32kbps 등으로 주로 저속이다. 또한 차량 이동 전화에서 사용되는 정보 전송 속도는 최고 64kbps까지를 IMT-2000에서는 권고하고 있다.In mobile communication environment, the speed of voice signal is 8kbps, 16kbps, 32kbps and so on. In addition, IMT-2000 recommends information transfer speed of up to 64kbps used in vehicle mobile phones.

요구되는 신뢰도는 음성 전송의 경우 10^-3정도의 비트오율(BER : bit error rate)이고, 정보 전송의 경우에는 10^-6정도의 비트오율을 권고하고 있다. 여러 이동통신환경(차량, 도보, 실내 등)에서 음성과 정보의 이러한 요구 사항을 만족시키기 위해 오류정정부호(error correcting codes)를 사용한다. 음성전송시에는 이러한 오류정정부호로 길쌈부호(convolutional codes)를 사용하고, 이를 복호하는 방법으로는 비터비(Viterbi) 알고리듬을 사용하는 것이 현재 이동통신의 추세였다. 그리고 10^-6정도로 낮은 비트오율을 요구하는 정보의 전송시에는 RS 부호(Reed-Solomon codes)와 길쌈부호를 직렬로 연결해서 사용하는 연접부호(concatenated codes)를 오류정정부호로 사용하고 있다.Required reliability in the case of voice transmission bit error rate of about ^10-3: and For (BER bit error rate), and the information transmitted has recommended the bit error rate of about ^10-6. In many mobile communication environments (vehicles, walks, indoors, etc.), error correcting codes are used to meet these requirements for voice and information. In the case of voice transmission, convolutional codes are used as the error correcting codes, and the Viterbi algorithm is used as a method of decoding them. When transmitting information requiring a bit error rate as low as 10 ^−6, concatenated codes used by connecting RS codes (Reed-Solomon codes) and convolutional codes in series are used as error correcting codes.

제1도는 정보를 길쌈부호를 사용하여 전송하는 방식에 대한 도면이고, 제2도는 RS 부호와 길쌈부호를 직렬로 연결한 연접부호를 사용하여 전송하는 방식에 대한 그림이다. 제1도는 정보에 대해 구속장이 K이고 부호율(code rate)이 k/n인 경우의 길쌈부호기(100)로서, 정보비트(101) k개가 n비트로 부호화(102)되고, 이를 인터리버(110)로 인터리빙(interleaving)하여 채널로 전송한다. 현재 IS-95와 같은 차량 및 개인 이동통신에서 음성 전송을 위해 자주 사용되는 길쌈부호는 부호율이 1/2이고 메모리의 개수가 6(구속장은 7) 혹은 8(구속장은 9)인 길쌈부호이다.FIG. 1 is a diagram for a method of transmitting information using a convolutional code, and FIG. 2 is a diagram for a method of transmitting information using a concatenated code connecting a RS code and a convolutional code in series. FIG. 1 is a convolutional encoder 100 in which the constraint length is K and the code rate is k / n for information, wherein k information bits 101 are encoded 102 by n bits, and the interleaver 110 is used. Interleaving is transmitted through the channel. Currently, convolutional codes commonly used for voice transmission in vehicles and personal mobile communication such as IS-95 are convolutional codes with a code rate of 1/2 and the number of memories being 6 (7 for binding length) or 8 (9 for binding length). .

제2도는 음성보다는 정보를 전송하기 위해 사용되는 연접 부호를 사용하는 방식에 대한 그림으로서, 내부부호(inner codes)로는 랜덤 오류(random errors)에 강한 길쌈부호기(220)를, 외부부호(outer codes)로는 내부부호 복호기인 비터비 복호기의 출력에 나타나는 연집오류(burst errors)를 고치기 위해 연집오류에 강한 RS 부호기(200)를 사용하는 구조로 되어있다. 제2도에서 정보는 먼저 (n_i,k_i,m) RS 부호기(200)로 부호화된다. (n_i,k_i,m) RS 부호기(200)는 m비트를 한 심벌(symbol)로 처리하는 부호로써 k_i심벌(즉 k_i×m비트)을 입력으로 받아들여 부호화한 다음 n_i심벌(즉 k_i×m비트)의 부호어(codewords)를 내놓는다. RS 부호는 m비트가 한 심벌이 되기 때문에, 연속된 m비트의 오류도 한 심벌 오류로 간주되어 연집오류에 강하게 된다. RS 부호로 부호화된 정보들(220)은 외부 인터리버(210)를 거치고 출력된 신호(203)는 길쌈부호기로(220) 부호화되어 심벌 신호(204)로 출력되고 이 신호를 내부 인터리버(230)을 거쳐 채널로 전송된다.2 is a diagram of a method of using a concatenated code used to transmit information rather than a voice. The inner codes include a convolutional encoder 220 that is strong against random errors and an outer code. In order to correct burst errors that appear in the output of the Viterbi decoder, which is an internal code decoder, the RS encoder 200 resistant to the aggregation errors is used. In FIG. 2, the information is first encoded by the (n _i , k _i , m) RS encoder 200. (n _i , k _i , m) The RS encoder 200 is a code that processes m bits into a symbol and accepts and encodes a k _i symbol (ie, k _i × m bits) as an input, and then n _i symbol Produces codewords of (i.e. k _i x m bits). Since the RS code is one symbol of m bits, an error of consecutive m bits is also regarded as a symbol error, which makes it more resistant to aggregation errors. The information 220 encoded by the RS code is passed through the external interleaver 210, and the output signal 203 is encoded by the convolutional encoder 220 and output as a symbol signal 204. The signal is converted into the internal interleaver 230. Is transmitted to the channel.

제1도와 제2도에서, 제1도의 구조는 비트오율을 10^-3정도를 얻기 위해 적당한 구로조서 음성전송에 적절하다. 그리고 제2도는 비트오율이 10^-6정도인 정보를 전송하기에 적절한 구조이다.In FIG. 1 and FIG. 2, the structure of FIG. 1 is suitable for voice transmission suitable for obtaining a bit error rate of about 10 ^-3 . 2 is a structure suitable for transmitting information having a bit error rate of about 10 ^-6 .

그러나 1993년경에 발표된 터보부호(turbo codes)를 사용하면 10^-3에서 10^-6정도의 비트오율을 얻기 위해서는 이 터보부호 하나로 가능하다. 이러한 터보부호의 기본적인 구조는 제3도와 같다. 터보부호는 제3도와 같이 RSC(recurive systematic convolutional) 부호기 두 개를 병령로 연결하여 부호화하는 오류정정부호이다. 여기서 길쌈부호의 메모리수는 이동통신에서 사용하는 것보다 더 적다.However, using turbo codes published around 1993, this turbo code can be used to obtain a bit error rate of 10 ^-3 to 10 ^-6 . The basic structure of such a turbo code is shown in FIG. The turbo code is an error correcting code that codes two RSC (recurive systematic convolutional) coders by parallel. The number of convolutional codes is less than that used in mobile communication.

제3도에서처럼 터보부호기는 정보 비트(301)를 하나의 출력 X_k(301)로 하고, 이 정보신호(301)를 RSC 부호기(300)를 통과시켜 Y_1k(302)를 얻고, 정보신호(301)를 적당한 인터리버(310)를 통과시켜 얻은 신호(303)를 또다른 RSC 부호기(320)를 통과시켜 Y_2k(303)을 얻은 후 송신하게 된다. 그러나 원하는 부호율을 얻기 위해 이러한 신호들 Y_1k(302)와 Y_2k(303)을 천공기(330)를 통해 천공(puncturing)한다. 예를 들어 부호율을 1/2로 하기 위해서는 Y_1k과 Y_2k를 번갈아 출력되도록 천공하면 된다. 이렇게 천공하여 최종적으로 얻은 패리티(parity) 비트 Y_k(305)를 X_k와 함께 전송한다.As shown in FIG. 3, the turbo encoder sets the information bit 301 as one output X _k 301, passes the information signal 301 through the RSC encoder 300 to obtain Y _1k 302, and obtains the information signal ( The signal 303 obtained by passing 301 through the appropriate interleaver 310 is passed through another RSC encoder 320 to obtain Y _2k 303 and then transmitted. However, these signals Y _1k 302 and Y _2k 303 are punched through the puncturer 330 to obtain the desired code rate. For example, in order to make the code rate 1/2, a perforation is performed to alternately output Y _1k and Y _2k . The parity bit Y _k 305 finally obtained by puncturing is transmitted together with X _k .

이러한 터보부호의 성능을 결정하는 요소들은 RSC 부호의 구조, 인터리버의 구조 그리고 복호방법등이 있다. 가장 좋은 성능을 나타내는 RSC 부호의 구조를 얻기 위해서는 모의 실험(simulation)을 통해 시행착오를 겪으며 구할 수 있다. 그리고 터보부호를 복호하는데 가장 좋은 복호기로는 현재 MAP(maximum a posteriori) 복호기로 알려져 있다. 또한 인터리버는 랜덤 인터리버를 사용할수록, 크기가 클수록 더 좋은 성능을 보인다. 터보부호에서 인터리버는 한 프레임(frame) 혹은 한 블록(block) 단위로 하기 때문에 인터리버의 크기는 프레임 크기나 블록 크기와 같게 된다. 그러나 저속의 음성이나 정보를 전송할 경우 한 프레임당 비트 수가 적기 때문에 인터리버의 크기가 작아지게 된다. 따라서 인터리버의 크기가 작은 관계로 좋은 성능을 얻기에 어려움이 있다.Factors that determine the performance of the turbo code are the structure of the RSC code, the structure of the interleaver and the decoding method. In order to obtain the structure of the RSC code that shows the best performance, it can be obtained through trial and error through simulation. The best decoder to decode the turbo code is now known as a maximum a posteriori (MAP) decoder. In addition, the interleaver performs better as the random interleaver is used and the size is larger. In the turbo code, since the interleaver uses one frame or one block, the interleaver size is equal to the frame size or block size. However, when transmitting low speed voice or information, the size of the interleaver is reduced because the number of bits per frame is small. Therefore, it is difficult to obtain good performance due to the small size of the interleaver.

본 발명에서 해결하고자 하는 것은 이러한 저속 정보를 처리함에 있어 좋은 성능이 나올수 있도록 크기가 큰 인터리버를 저속정보의 전송에도 사용할 수 있게 하는 것이다. 터보부호에서 인터리버의 크기가 적어도 2048비트 이상일 경우에 좋은 성능을 얻을 수 있다.The present invention is to solve the problem that the large interleaver can be used for the transmission of low-speed information so that a good performance in processing such low-speed information. Good performance can be obtained when the size of the interleaver in the turbo code is at least 2048 bits.

예를 들어 현재 이동통신에서의 음성 정보 처리에 가장 많이 이용되는 20msec 단위로 프레임(frames)을 처리할 경우, 정보 속도가 8kbps 일 때 한 프레임당 비트의 수는 8000*20*10^-3으로 160비트가된다. 그리고 16kbps 일 경우에는 320 비트, 32kbps일 경우에는 640비트로 2048비트에 너무 많이 부족하게된다. 따라서 본 발명에서는 충분히 크기가 큰 인터리버를 사용하여 원하는 성능을 얻을수 있게 하는 구조를 기본구조(즉, 정보 처리 속도가 충분히 빨라야 한다)로 하고, 이러한 기본 구조의 정보 속도에 맞도록 저속 음성/정보 정보를 반복하여 인터리빙한다는데 있다.For example, if frames are processed in units of 20msec, which is most used for voice information processing in current mobile communication, the number of bits per frame is 8000 * 20 * 10 ^-3 to 160 when the information rate is 8kbps. Become a bit In the case of 16kbps, it is 320 bits, and in the case of 32kbps, 640 bits is insufficient in 2048 bits. Therefore, in the present invention, a structure that allows a desired performance to be obtained using a sufficiently large interleaver is a basic structure (that is, the information processing speed should be fast enough), and low-speed voice / information information is suited to the information speed of such basic structure To interleave repeatedly.

이하 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

제4도에 본 발명의 인터리버의 구성을 도시하였다. 도면에서 반복기(400)는 정보의 전송률을 변경하기 위한 것이다. 기타 인터리버, RSC 부호기 및 펀처는 종래의 것과 동일한 또는 동등한 것을 사용한다.4 shows the configuration of the interleaver of the present invention. In the drawing, the iterator 400 is for changing the transmission rate of information. Other interleavers, RSC encoders and punchers use the same or equivalent to conventional ones.

도시한 것처럼 저속 정보를 전송하기 전에 반복기(repeater)(400)를 통과시켜 기본구조 전송률에 맞도록 조정한다. 예를 들어 128kbps를 기본 구조 전송 속도로 할 경우 20msec의 한 프레임당 비트 수는 128000*20*10^-3으로 2560 비트가 되어 좋은 성능을 얻을 수 있을 정도로 충분히 큰 인터리버 크기가 된다. 이때 8kbps 속도의 정보는 16번, 16kbps 정보는 8번 그리고 32kbps 정보는 4번 반복함으로써 충분한 인터리버 크기를 얻을 수 있다.As shown, it passes through a repeater 400 before transmitting the low speed information and adjusts it to match the infrastructure transmission rate. For example, if 128kbps is the basic structure transmission rate, the number of bits per frame of 20msec is 128000 * 20 * 10 ^{-3, which} is 2560 bits, which is a large enough interleaver size for good performance. In this case, sufficient interleaver size can be obtained by repeating 16 times information of 8kbps, 8 times of 16kbps and 4 times of 32kbps.

본 발명은, 상기와 같은 구성으로 인하여 저속 정보를 처리함에 있어 좋은 성능이 나올 수 있도록 크기가 큰 인터리버를 저속 정보의 전송에도 사용할 수 있게 하는 효과가 있다. 특히 터보부호에서 인터리버의 크기가 적어도 2048비트 이상일 경우에 좋은 성능을 얻을 수 있다.The present invention has the effect of allowing the interleaver with a large size to be used for the transmission of the low speed information so that a good performance can be obtained in processing the low speed information. In particular, good performance can be obtained when the size of the interleaver is at least 2048 bits in the turbo code.

Claims

An repeater for changing the rate of transmission of information, an interleaver for interleaving information from the repeater, an RSC encoder for encoding information from the repeater and information from the interleaver with an RSC code, and an RSC code rotor An information transmitter consisting of a puncher for punching information.