KR100259296B1 - 오류정정 방법 - Google Patents

Abstract

디지털 통신 및 저장 장치에 사용되는 오류정정 부호(ECC)의 정정 능력을 높이는 오류정정 방법에 관한 것으로서, 특히 이차원 오류정정 방식을 사용하는 장치에서 이너 코드워드 정정 실패로 인하여 발생된 이레이저 개수와, 동기 신호와 부가 데이터의 검출 및 복원 실패로 인하여 발생된 이레이저 개수를 더한 전체 이레이저 개수가 정정 가능한 이레이저 개수 즉, 2*T보다 작아 이레이저 정정 복호가 가능하면 이레이저 정정 복호를 하여 2*T개 미만의 오류를 정정하고, 만일 전체 이레이저 개수가 2*T보다 커서 이레이저 정정 복호가 불가능할 경우에는 이너 코드워드 정정 복호 실패로 인하여 발생된 이레이저는 이레이저로 인정하지 않고 동기 신호와 부가 데이터의 검출과 복호 실패로 인하여 발생된 이레이저만 이레이저로 인정하여 이레이저 정정 복호를 수행함으로써, 이레이저 정정 능력을 높이며, 특히 자기저장 시스템이나 전화선등의 채널에서 발생하는 버스트 오류에 효율적이다.

Description

오류정정 방법

본 발명은 데이터의 오류정정에 관한 것으로서, 특히 디지털 통신 및 저장 장치에 사용되는 오류정정 부호(Error Correction Code ; ECC)의 정정 능력을 높이는 오류정정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 송신단의 데이터를 수신단으로 전송하는 채널에서 오류가 많이 발생한다. 또한, 디스크에서는 제조시의 초기 결함과 실제 사용상에서 발생하는 디스크 손상이나 잡음등에 의해 오류가 발생한다. 이러한 데이터 오류는 랜덤 오류와 연속적으로 발생하는 버스트 오류로 나누어진다. 랜덤 오류는 출하직후의 새로운 디스크에 주로 발생하고, 버스트 오류는 많이 사용한 디스크에서 주로 발생한다. 이러한 오류를 정정하기 위해 사용되는 ECC의 가장 효과적인 형태들 중 하나는 리드-솔로몬 코드이다(리드-솔로몬 코드의 상세한 설명에 대해서는 피터슨 및 웰돈 저 ECC를 참조). 리드-솔로몬 ECC에 의한 오류 검출 및 정정 기술들은 공지되어 있다.

도 1은 이러한 일반적인 디지털 통신 또는 데이터 저장 시스템에서의 오류정정 장치의 구성블록도로서, 아웃터(Outer) 부호/복호기와 이너(Inner) 부호/복호기를 갖는 이차원 오류정정 방식인데, 채널쪽에 위치한 이너 부호/복호기는 랜덤하게 발생하는 산발적인 오류를 수정하는 것이 주목적이고, 외측에 위치한 아웃터 부호/복호기는 몰려 발생하는 버스트 오류를 정정하는 것이 주목적이다.

즉, 입력 데이터에는 오류 정정 부호부(11)의 아웃터 부호기(12)에서 오류 정정을 위해 아웃터 코드가 부가되고, 이너 부호기(14)에서 이너 코드가 부가된다. 이때, 몰려 발생하는 버스트 오류를 흩트리기 위해 동일한 데이터 블록내의 심볼들을 다른 데이터 블록으로 분산시켜 기록하는 인터리브부(13)가 아웃터 부호기(12)와 이너 부호기(14) 사이에 삽입된다.

즉, 상기 인터리브부(13)는 데이터 기호열을 몇 개의 작은 세그먼트로 효율적으로 분산시키고 각 세그먼트가 엔코딩될 때마다 기호열로서 취급한다. 인터리빙의 장점은 더 많은 수의 데이터 기호들이 소정의 코드에 의해 엔코딩되게 하고, 상이한 코드워드내의 인접 데이터 기호를 엔코딩함으로써, 버스트 오류를 효율적으로 분리시켜 오류정정 능력을 높이는 것이다. 따라서, 오류 정정 회로나 D-A 변환기에 데이터를 출력할 때 이 인터리브를 원래의 배열로 되돌리는 디인터리브 처리가 필요한다.

한편, 오류 정정 부호부(11)에서 아웃터/이너 부호화 및 인터리빙이 수행된 데이터에는 부가 데이터 첨가부(15)에서 부가 데이터가 첨가된다. 상기 부가 데이터는 이너 코드워드, 인터리브부(13)에서 데이터가 셔플되는 위치등의 정보가 포함된다. 상기 부가 정보 첨가부(15)에서 부가 정보가 포함된 데이터에는 다시 동기 신호 첨가부(16)에서 동기 신호가 첨가되어 채널(17)을 통해 전송되거나 저장 매체에 저장된다. 따라서, 채널(17)은 와이어나 공중파와 같은 통신 채널이 될 수도 있고 디스크와 같은 저장 매체가 될 수도 있다.

상기 채널(17)에서 재생 또는 수신되어지는 신호의 기본 단위인 동기 블록(Sync Block)은 도 2에서와 같이 신호의 시작을 나타내는 동기 신호와 부가 데이터 그리고, 이너 코드워드로 구성된다. 그러므로, 상기 채널(17)에서 수신 또는 재생되는 데이타는 동기 신호 검출부(18)로 입력되어 동기 블록의 동기 신호가 검출되고 부가 데이터 처리부(19)로 입력되어 부가 데이터가 검출된 후 오류정정 복호부(20)로 출력되어 오류정정 복호를 시작한다.

이때, 동기 신호 검출부(18)에서 동기 신호 검출에 실패하거나 부가 데이터 처리부(19)에서 부가 데이터 검출과 복호에 실패하는 경우는 이너 코드워드가 없으므로 다음 과정인 이너 코드워드 정정 복호 여부와 상관없이 아웃터 정정 복호에 이용되는 오류 위치 정보인 이레이저를 '1'로 셋트한다.

한편, 동기 신호 검출부(18)와 부가 데이터 처리부(19)에서 동기 신호와 부가 데이터의 검출과 복원에 성공하면 부가 데이터 다음에 오는 이너 코드워드는 오류정정 복호부(20)의 이너 오류 복호기(21)에 의해 정정 복호과정이 수행된다. 이때, 정정에 실패하면 도 3과 같이 해당 이레이저 플래그를 '1'로 셋트시킨다. 이렇게 이너 오류 복호기(21)를 통과한 데이터는 도 3과 같이 아웃터 복호를 위해 아웃터 코드워드 길이만큼의 정정 복호한 이너 코드워드를 저장하였다가 화살표 방향으로 아웃터 복호를 수행한다.

이때, 이너 오류 복호기(21)와 아웃터 이레이저 복호기(23) 사이에는 상기 인터리브부(13)에서 분산된 심볼들을 원래의 데이터 블록 위치로 복원시키는 디인터리브부(22)가 구비되는데, 부가 데이터 처리부(19)에서 부가 데이터의 검출 및 복원에 실패하면 상기 인터리브부(13)에서 셔플링된 데이터 위치를 모르므로 디인터리브부(22)는 디인터리브를 수행하지 못한다.

한편, 복호과정에서 아웃터 이레이저 복호기(23)는 이레이저 플래그 배열의 정보를 근거로 코드워드 구성 심볼의 오류 여부를 판단하는데, 만약 임의의 이너 코드워드의 이레이저가 '1'인 경우 그 이너 코드워드를 구성하는 모든 심볼을 오류로 판단한다.

그리고, 오류정정 부호의 정정 복호에는 오류의 위치와 값을 모르는 상태에서 정정하는 일반적인 오류정정복호 방식과 오류의 위치를 이레이저 플래그의 상태로 파악하고 오류의 값만을 알아내는 이레이저 정정복호 방식이 있다. 후자는 일반적인 오류정정 복호방식에서의 정정 가능한 오류의 개수를 T라고 했을 때 2*T개의 정정능력을 갖는다. 따라서, 상기 아웃터 이레이저 복호기(23)는 오류 정정 능력을 높이기 위해 이레이저 복호를 수행한다.

이러한 이레이저 정정 복호는 도 3과 같이 이너 복호의 성공, 실패 여부를 나타내는 이레이저 플래그 배열을 참고하여 정정 능력을 높이는 방식이다. 여기서, 이너 코드워드의 오류 정정 복호의 성공은 정정 가능한 범위내의 오류가 있는 코드워드에 대해 오류 정정이 수행되었음을 의미하며, 반대로 실패는 정정 범위를 벗어나는 많은 오류를 포함한 코드워드에 대해 오류정정에 실패했음을 의미한다. 물론 아웃터 이레이저 복호기(23)에 적용되는 이레이저 정정복호 방식 또한 정정 가능한 범위를 넘는 이레이저가 입력될 경우 아웃터 코드워드 오류정정에 실패한다.

즉, 이레이저의 개수(F)가 정정 가능한 이레이저 개수 예컨대, 2*T보다 작은경우는 복호에 성공하지만 2*T보다 큰경우에는 정정 복호에 실패하므로 오히려 일반적인 오류정정 복호방법에 비해 불리할 수 있다.

이는 이너 코드워드가 정정가능한 범위를 넘는 오류를 갖고있어 이너 오류 복호기(21)에서 정정에 실패하여 이레이저 플래그가 '1'이 되는 경우라도 이너 코드워드를 살펴보면 코드워드 구성 심볼중 대부분의 심볼은 오류일 확률보다는 오류가 아닐 확률이 절대적으로 크기 때문이다.

또한, 상기 아웃터 이레이저 복호기(23)는 동기 신호와 부가 데이터의 검출, 복원에 실패하였을 때 발생된 이레이저 개수와 이너 코드워드 정정 복호에 실패하였을 때 발생된 이레이저의 개수를 모두 이레이저로 인정하여 정정 복호를 수행한다.

따라서, 이런 경우에 오히려 이레이저 복호방식을 채택함으로써, 전체 시스템의 오류 정정 능력을 떨어뜨리는 문제점을 야기한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 아웃터 이레이저 정정 복호시 이레이저 개수가 정정 범위를 넘어서면 이너 정정 복호 실패로 인하여 발생한 이레이저는 인정하지 않고 동기 신호와 부가 데이터의 검출및 복호 실패로 발생한 이레이저만을 이레이저로 인정하여 아웃터 오류정정 복호를 수행하는 오류정정 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오류정정 방법의 특징은,이차원 오류정정 방식을 사용하는 장치에서 아웃터 정정 복호시 이너 코드워드 정정 실패로 인하여 발생된 이레이저 개수와, 동기 신호와 부가 데이터의 검출 및 복원 실패로 인하여 발생된 이레이저 개수를 더한 전체 이레이저 개수가 정정 가능한 이레이저 개수 즉, 2*T보다 작아 이레이저 정정 복호가 가능하면 이레이저 정정 복호를 하여 2*T개 미만의 오류를 정정하고, 만일 전체 이레이저 개수가 2*T보다 커서 이레이저 정정 복호가 불가능할 경우에는 이너 코드워드 정정 복호 실패로 인하여 발생된 이레이저는 이레이저로 인정하지 않고 동기 신호와 부가 데이터의 검출과 복호 실패로 인하여 발생된 이레이저만 이레이저로 인정하여 이레이저 정정 복호를 수행하는데 있다.

도 1은 일반적인 통신 또는 디지털 저장 시스템의 구성 블록도

도 2는 재생 또는 수신 데이터의 단위 형태를 보인 도면

도 3은 도 1에서 아웃터 이레이저 복호기의 이레이저 복호 과정을 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 오류정정 방법을 수행하기 위한 흐름도

도 5는 본 발명에 따른 오류정정 과정을 설명하기 위한 개념도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 오류정정 부호부 12 : 아웃터 부호기

13 :인터리브부 14 : 이너 부호기

15 : 부가 데이터 첨가부 16 : 동기 신호 첨가부

17 : 통신 채널 또는 저장매체 18 : 동기 신호 검출부

19 : 부가 데이터 처리부 20 : 오류정정 복호부

21 : 이너 오류 복호기 22 : 디인터리브부

23 : 아웃터 이레이저 복호기

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 도 5에서와 같이 동기 신호와 부가 데이터에 의한 이레이저 플래그 배열과 이너 정정 복호에 따른 이레이저 플래그 배열을 구분한다. 그리고, 이레이저가 발생하였을 때 해당 이레이저 플래그를 '1'로 한다고 가정한다. 이는 이레이저 플래그의 초기값으로 1을 설정하고, 이후 동기 신호와 부가 데이터의 검출 및 복호에 실패하거나 이너 정정 복호에 실패하면 해당 이레이저 플래그는 그대로 '1'을 유지하도록 하고, 동기 신호와 부가 데이터의 검출 및 복호에 성공하거나 이너 정정 복호에 성공하면 해당 이레이저 플래그를 '0'으로 리셋시켜, 이레이저 플래그가 '1'인 경우에만 이레이저로 인정하도록 한다.

도 4는 본 발명에 따른 오류정정 방법을 수행하기 위한 흐름도로서, 두 개의 이레이저 플래그 배열의 모든 값을 '1'로 초기화한다(단계 401). 상기 두 개의 이레이저 플래그 배열중 하나는 동기 신호와 부가 데이터 검출과 복원 여부에 의한 이레이저를 기록하기 위한 것이고, 다른 하나는 이너 정정 복호의 성공 여부에 의한 이레이저를 기록하기 위한 것으로, 정정에 성공하면 해당 이레이저 플래그를 '0'으로, 실패하면 초기값 그대로 '1'로 한다.

즉, 상기 채널(17)에서 수신 또는 재생되는 데이타는 동기 신호 검출부(18)로 입력되어 동기 블록의 동기 신호가 검출되고 부가 데이터 처리부(19)로 입력되어 부가 데이터가 검출된 후 오류정정 복호부(20)로 출력되어 오류정정 복호를 시작한다(단계 402). 이때, 상기 동기 신호와 부가 데이터의 검출 및 복원 결과에 따라 해당 이레이저 플래그를 '0'으로 리셋시키거나 초기값 '1'을 그대로 유지시킨다(단계 403).

즉, 상기 동기 신호 검출부(18)에서 동기 신호 검출에 실패하거나 부가 데이터 처리부(19)에서 부가 데이터 검출과 복호에 실패하는 경우(단계 404)는 이너 코드워드가 없어 이너 코드워드 정정 복호를 수행할 수 없으므로 다음 과정인 이너 코드워드 정정 복호 여부와 상관없이 해당 이레이저 플래그를 초기값 '1'로 유지하고(도 5 참조), 다음 동기 블록의 동기 신호와 부가 데이터 검출 및 복원을 위해 상기 단계 402로 되돌아간다.

한편, 동기 신호 검출부(18)와 부가 데이터 처리부(19)에서 동기 신호와 부가 데이터의 검출과 복원에 성공하면 부가 데이터 다음에 오는 이너 코드워드는 오류정정 복호부(20)의 이너 오류 복호기(21)에 의해 정정 복호과정이 수행된다(단계 405). 이때, 정정에 실패하면 해당 이레이저 플래그를 초기값 '1'로 유지하고, 성공하면 '0'으로 리셋트시킨다. 이렇게 이너 오류 복호기(21)를 통과한 데이터는 아웃터 복호를 위해 아웃터 코드워드 길이만큼의 정정 복호한 이너 코드워드를 저장하였다가 화살표 방향으로 아웃터 복호를 시작한다(단계 407).

상기 단계 407에서 아웃터 정정 복호를 위한 데이터가 준비되면 두 개의 이레이저 플래그 배열을 조사하여 '1'의 개수를 센다(단계 408). 즉, 동기 신호와 부가 데이터의 검출 결과에 의해 발생된 이레이저와 이너 코드워드 정정 복호 결과에 의해 발생된 이레이저의 개수를 모두 카운트하여 전체 이레이저 개수(F)를 조사한다.

이때, 상기 단계 408에서 구해진 전체 이레이저 개수(F)가 정정 가능한 이레이저 개수 즉, 2*T보다 작으면(단계 409), 아웃터 이레이저 복호기(23)는 두 이레이저 플래그 배열의 모든 '1'을 이레이저로 인정하여 이레이저 정정 복호를 수행한다(단계 410).

한편, 상기 단계 408에서 구해진 전체 이레이저 개수(F)가 2*T보다 크면 이레이저 정정 능력을 넘어서므로 이너 코드워드 정정복호 결과에 의해 발생된 이레이저(도 5에서 E)는 무시하고, 동기 신호와 부가 데이터용의 이레이저 플래그 배열의 '1'만(도 5에서 X)을 이레이저로 인정하여 이레이저 정정 복호를 수행한다(단계 411).

이상에서와 같이 본 발명에 따른 오류정정 방법에 의하면, 이차원 오류정정 방식을 사용하는 장치에서 아웃터 정정 복호시 이레이저 정보를 이용할 때 이너 코드워드 정정 실패로 인하여 발생된 이레이저 개수와, 동기 신호와 부가 데이터의 검출 및 복원 실패로 인하여 발생된 이레이저 개수를 더한 전체 이레이저 개수가 정정 가능한 이레이저 개수 즉, 2*T보다 작아 이레이저 정정 복호가 가능하면 이레이저 정정 복호를 하여 2*T개 미만의 오류를 정정하고, 만일 전체 이레이저 개수가 2*T보다 커서 이레이저 정정 복호가 불가능할 경우에는 이너 코드워드 정정 복호 실패로 인하여 발생된 이레이저는 이레이저로 인정하지 않고 동기 신호와 부가 데이터의 검출과 복호 실패로 인하여 발생된 이레이저만 이레이저로 인정하여 이레이저 정정 복호를 수행함으로써, 이레이저 정정 능력을 높이며, 특히 자기저장 시스템이나 전화선등의 채널에서 발생하는 버스트 오류에 효율적이다.

Claims (2)

1. 입력되는 데이터에 아웃터 부호와 이너 부호를 부가하고 부가 데이터와 동기 신호를 첨가한 후 통신 채널로 전송되거나 저장 매체에 저장된 데이터를 수신 또는 재생하여 오류를 정정하는 방법에 있어서,

   수신 또는 재생 데이터에서 동기 신호와 부가 데이터를 검출하고 그 검출 결과에 따라 해당 이레이저 플래그 값을 결정하는 제 1 단계와,

   상기 제 1 단계에서 동기 신호와 부가 데이터의 검출이 성공하면 이너 정정 복호를 수행하고 정정 결과에 따라 해당 이레이저 플래그 값을 결정하는 제 2 단계와,

   상기 제 1, 제 2 단계에서 발생된 이레이저의 개수를 더하여 전체 이레이저 개수를 구한 후 정정 가능한 이레이저 개수와 비교하는 제 3 단계와,

   상기 제 3 단계에서 구한 전체 이레이저 개수가 정정 가능한 이레이저 개수보다 작으면 전체 이레이러 개수에 대한 이레이저 정정 복호를 수행하는 제 4 단계와,

   상기 제 3 단계에서 구한 전체 이레이저 개수가 정정 가능한 이레이저 개수보다 크면 이너 정정복호 결과에 의해 발생된 이레이저는 무시하고, 동기 신호와 부가 데이터의 검출 결과에 의하여 발생된 이레이저만을 이레이저로 인정하여 이레이저 정정 복호를 수행하는 제 5 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 오류정정 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동기 신호와 부가 데이터용 이레이저 플래그 배열과 이너 정정 복호용 이레이저 플래그 배열은 나누어져 구분됨을 특징으로 하는 오류정정 방법.

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