비가우시안 잡음 채널에서 Robust 등화기법을 이용한 터보 부호의 MAP 알고리즘 성능분석

Performance Analysis of MAP Algorithm by Robust Equalization Techniques in Nongaussian Noise Channel

  • 소성열 (한국통신 IMT사업추진본부)
  • 발행 : 2000.09.01

초록

터보 부호의 복호기는 각 복호 단계마다 순방향과 역방향의 메트릭을 계산하여 복호할 비트의 잉여 정보를 추출하여 다음 복호 단계에서 이 정보를 이용하는 반복 복호 기술이다. 터보 부호는 인터리버의 크기가 크고 반복 복호가 충분히 수행되었을 때 BER의 관점에서 Shannon Limit에 근접하는 우수한 성능을 보였다. 그러나 많은 연산량에 따른 복잡도의 증가와 인터리버와 반복 복호에 따른 지연과 실시간 처리의 어려움이라는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 터보 부호의 복호 알고리즘으로 사용되고 있는 MAP(maximum a posteriori) 알고리즘과 이의 성능을 결정하는 요소를 분석한다. MAP알고리즘은 모든 인접 비트들과 수신 심벌들 사이의 상태와 천이 확률을 통해 연성 결정값을 결정하여 반복 복호 동작을 수행한다. 그러므로 MAP알고리즘의 성능 향상을 위해서는 인접한 수신 심볼들의 신뢰성을 보장해 주어야만 한다. 하지만 MAP 알고리즘 자체에서는 이를 위한 어떠한 동작도 해줄 수가 없기 때문에 추가적인 알고리즘이 필요하디는 결론을 얻을 수 있으며 반복 복호 동작을 줄일수 있게된다. 따라서 수신된 심볼에 대하여 좀 더 신뢰성을 있는 정보를 MAP 알고리즘의 입력으로 주기 위해 Robust 등화기법을 적용하여 MAP 알고리즘과 터보 부호의 성능을 비가우시안 채널 환경에서 분석한다.

Turbo Code decoder is an iterate decoding technology, which extracts extrinsic information from the bit to be decoded by calculating both forward and backward metrics, and uses the information to the next decoding step Turbo Code shows excellent performance, approaching Shannon Limit at the view of BER, when the size of Interleaver is big and iterate decoding is run enough. But it has the problems which are increased complexity and delay and difficulty of real-time processing due to Interleaver and iterate decoding. In this paper, it is analyzed that MAP(maximum a posteriori) algorithm which is used as one of Turbo Code decoding, and the factor which determines its performance. MAP algorithm proceeds iterate decoding by determining soft decision value through the environment and transition probability between all adjacent bits and received symbols. Therefore, to improve the performance of MAP algorithm, the trust between adjacent received symbols must be ensured. However, MAP algorithm itself, can not do any action for ensuring so the conclusion is that it is needed more algorithm, so to decrease iterate decoding. Consequently, MAP algorithm and Turbo Code performance are analyzed in the nongaussian channel applying Robust equalization technique in order to input more trusted information into MAP algorithm for the received symbols.

키워드

참고문헌

  1. Proc. International Conference on Communications, (ICC'93) Near Shannon limit error-correcting coding and decoding: turbo codes C. Berrou;A. Glavieux;P. Thitimajshima
  2. IEEE Trans. Inform. Theory v.IT-20 Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate L. Bahl;J. Cocke;F. Jelinek;J. Raviv
  3. Proceedings of ISITA'94 A Simplification of the Modified Bahl Decoding Algorithm for Systematic Convolutional codes Steven S. Pietrobon;Adrian S. Barbulescu
  4. Proc. ITG'94, (Proc. of the ITG conference 'Source and channel coding') Iterative ('TURBO') decoding of systematic convolutional codes with the MAP and SOVA algorithm J. Hagenauer;P. Robertson;L. Papke
  5. IEEE Trans. Inform. Theory v.IT-42 Otimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate J. Hagenauer;E. Offer;F. Jelinek;J. Raviv
  6. Ann. Math. Statis. v.22 Stochastic approximation method Robbins;S. Monro
  7. Nonlinear Robust Detection and Estimation in Dependent Noise G. R. Lomp
  8. AT&T Bell Lab Tech Jour v.63 800MHz attenuation measured in and around suburban houses C. Cox;R. R. Mury;A. W. Norris
  9. IEEE Trans. Vech. v.VT-26 Multipath Delay Spread and Loss correlation for 910MHz Urban Radio Propagation D. C. Cox
  10. AT&T Tech. Jour. v.64 no.10 Performance of low-complexity channel coding and diversity for spread spectrum in door, wireless communications M. Kavehrad;P. J. McLane