Block Coding, Block Code   블록 부호, 블록 부호화, 블록 코딩, 블록 코드

(2017-06-15)

블럭 코딩, 블럭 코드

1. 일정 블록 단위코드/코딩

  ㅇ 블록 부호/코드
     - 고정된 코드길이를 갖는 부호 (고정길이 부호)

  ㅇ 블록 부호화/코딩
     - 데이터를 일정 블록 단위로 묶어서, 블록 마다 부호화복호화를 수행하는 방식

  ※ [비교] 
     - 선로 부호 : 2진 비트 열(列)과 전기적 펄스 신호를 직접 대응시키는 블록부호 일종
     - 블록 부호 : 고정 길이 블록 단위부호화 수행
     - 길쌈 부호 : 가변 길이로 여러 블록에 걸치면서 부호화 수행


2. 블록 부호의 구분Linear Coding (선형 부호 방식)  : 블록 부호의 부분 집합임
     - 어떤 선형조건이 블록부호의 구조에 가해지면 선형 블록 부호가 됨
        . 例) Hamming Code, Hadamard Code, Golay Code 등

  ㅇ Cyclic Coding (순환 부호 방식)  : 선형 블록 부호부분 집합임
     - 선형성에 순환성이 추가로 가해진 구조
        . 아주 단순하고도 효율적이고 쉽게 구현 가능
        . 例) BCH 부호, RS 부호, PN 코드  등

  ※ 블록 부호 > 선형 블록 부호 > 순회 부호


3. 블록 부호화 방식

  ㅇ 수행 단위            (묶음 단위로 수행)
     - 부호화 : 입력되는 메세지 비트들을 일정한 블록 단위의 길이로 잘라서,
        . 메세지 비트들에 대해 계산된 패리티 비트를 추가시켜 한묶음 단위(Block)로 부호화
     - 복호화 : 수신 블록 단위로 데이터 및 패리티를 비교하여 살펴서 에러 검출에러 정정

  ㅇ 기본 조건             (좋은 블록부호화 조건)
     - 부호어들 간에 해밍 최소거리가 가능한 최대가 되도록, 
     - 유효 부호어를 2k개(차원)로 제한

  ㅇ 블록 부호 생성      (수학적 도구)
     - 생성행렬   => 선형블록부호  (블록부호화 과정을 행렬로 표시)
        . 부호화 : 행렬의 곱으로 표현
        . 부호어 : 행 또는 열 벡터로 표현
     - 생성다항식 => 순환부호      (비트의 전후 위치에 따른 순서까지도 표현이 가능)
        . 부호화 : 다항식의 곱으로 표현
        . 부호어 : 다항식으로 표현


4. 블록 부호 특징

  ㅇ 앞뒤 블록들 간에 무 상관성
     - 블록 부호화는 콘볼루션 부호화와 달리, 블록들 간에 기억되는 메모리(기억성) 없음
        . 즉, 연속되어 발생되는 블록들 앞과 뒤 블록 간에는 아무런 관계가 없음

  ㅇ 구현 용이 : 조합 논리회로
     - 기억소자 없이 오직 입력에 의해서 만 출력이 결정되는 조합논리회로 만으로 구현 가능
        . 例) 순회 부호 => 비교적 단순한 LFSR(선형귀환이동레지스터)에 의해 구현 가능

  ㅇ 표현 용이 : 행렬 또는 다항식에 의해 표현 가능
     - 보다 간결한 해석 도구를 제공하며,
     - 부호기 및 복호기의 하드웨어 구현을 용이하게 함

  ㅇ 복잡도 및 에러정정능력오류정정능력 참조
     - 에러정정 능력이 커짐에 따라, 복잡도가 급격하게 증가하는 경향이 있음

  ㅇ 장점 및 활용
     - 콘볼루션 부호화 보다는 Burst Error에 강하여, 주로 고속 전송 방식에 많이 활용


5. 블록부호 요소 명칭 및 부호율부호 용어 참조

  ㅇ 블록 부호의 명칭 例)
     - C = {00000, 10110, 01101, 11011} => 2진 (5,4) 블록 부호
        . 알파벳 {0,1}에 의한 길이가 5이고, 차원이 4인 블록 부호

  ㅇ (n,k) 체계적 블록 부호의 요소 명칭
     - 메세지어(Message Word)
        . 메세지어 길이(Source Message Word Length)  : k   (Dimension)
        . 서로다른 메세지어 갯수                     : 2k
     - 패리티 비트 길이                              : n-k (Redundant Length)
     - 부호어(Code Word)
        . 표현 가능 코드 알파벳 수                   : 2   (2진 Code Alphabet)
        . 부호어 부호길이(Block Code Word Length)    : n   (Blocklength)
        . 총 부호어 갯수(집합의 크기)                : M = 2n (Cardinality)
        . 유효 부호어 갯수                           : 2k
    
      

     * 위 그림은, 부호길이 k 의 메세지어(2k개의 가능한 메세지어)를, 좀더 긴
       부호길이 n 의 부호어(2n개의 가능한 부호어)로 매핑(부호화)을 표현한 것임

  ㅇ 부호율(Code Rate) : R = k / n
     - k : 블록부호의 차원
     - n : 부호어 길이


[블록 부호]1. 블록 부호  2. 체계적 블록부호  3. 패리티 비트  4. 갈로아 유한체  
  1.   기술공통
  2.   기초과학
  3.   파동/광학/음향
  4.   방송/멀티미디어/정보이론
    1.   비디오/오디오 신호 기술
    2.   방송
    3.   멀티미디어
    4.   디스플레이
    5.   조명
    6.   정보이론/코딩
      1.   정보이론
      2.   코드이론
      3.   부호화
      4.   소스부호화
      5.   채널부호화
        1.   채널모델
        2.   채널부호화(기초)
        3.   블록 부호
              1. 블록 부호
              2. 체계적 블록부호
              3. 패리티 비트
              4. 갈로아 유한체
          1.   선형 블록부호
          2.   블록부호 수학적 표현
          3.   순회부호
        4.   길쌈 부호
        5.   채널부호화(기타일반)
  5.   전자/전기/제어
  6.   통신/네트워킹
  7.   정보기술(IT)
  8.   기계/재료/공업일반
  9.   표준/계측/품질
  10.   기술경영

 
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