[Mobile communication] #3 인터리빙(Interleaving) / 디인터리빙(De-interleaving)

내가 이야기 하고자 하는 Interleaving / De-interleaving은 당연히 environment of wireless
communication system에서의 의미다.

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Interleaving / De-interleaving

Interleaving(인터리빙)이란 fading or noise에 의하여 burst error가 발생하기 쉬운 무선 채널 환경에서 송신기에서 일정 법칙에 맞추어 data의 위치를 바꾸어 전송하는 것을 말한다. 이는 Burst error로 인해 error correcting, detecting을 하지 못하는 경우를 미리 방지하고, 이로 인해 channel decoding 성능을 향상시킨다.
De-interleaving(디인터리빙)이란 interleaved data를 다시 일정 법칙에 맞추어 원래의 data 순서대로 복조하는 것을 말한다. 
 

Burst Error : 인접한 data bit들이 연속적으로 error가 발생한 것

아래는 Matlab을 이용하여 Rayleigh Fading을 나타낸 것이다. 붉은 색으로 표시된 부분은 Burst error를 발생시킬 수 있는 부분이다. 평균 파워보다 훨 씬 아래에 위치한 이 fadig duration에 의하여 Burst error가 발생하는 것이다. 참고로 말하자면 평균파워보다 위쪽의 fading의 경우 자체 SNR이 높기 때문에 error가 발생하지 않는다. 아래 Rayleigh fading siganl의 경우 평균 파워는 1dB이다.

이제 Interleaving / De-interleaving의 예를 들어보자.

example) message를 전송하는데 message의 내용은 "ARE YOU SURE THAT THEY ARE COMING TO LUNCH WITH US"라고 하자.

4 * 10 의 interleave matrix를 이용하여 (row로 쓰고 column으로 읽는다.)

A R E Y O U S U R E
T H A T T H E Y A R
E C O M I N G T O L
U N C H W I T H U S

라고 interleaving하여 전송할 수 있다. 이 때 data는 column순으로 전송된다.

Interleaved message is "ATEU RHCN EAOC YTMH OTIW UHNI SEGT UYTH RAOU ERLS"

이때 전송과정에서 burst error가 발생하여
"ATEU RHCN EAOC YTMH OTIW UHNI SEGT UYTH RAOU ERLS"
붉은 색으로 표시된 부분에 error가 발생하였다고 하자.

수신기에서는 이제 de-interleave matrix를 이용하여 복조를 하게 되는데
"ARE YOU SURE THAT THEY ARE COMING TO LUNCH WITH US"

위 결과에서 알 수 있듯이 burst errors가 모두 분산되어 random errors로 변경된 것을 확인할 수 있다.

여기서 참고할 점은 4*10 interleave matrix such that interleaving depth becomes 10이라는 것이다.

※ interleaver depth는 fading 환경을 고려하여 결정해야 한다. 즉, 채널 환경의 fading depth를 고려하여
interleaver depth를 결정하면 된다.