The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Design of an Area-Efficient Survivor Path Unit for Viterbi Decoder Supporting Punctured Codes

천공 부호를 지원하는 Viterbi 복호기의 면적 효율적인 생존자 경로 계산기 설계

  • 김식 (서강대학교 전자공학과 CAD & Computer System 연구실) ;
  • 황선영 (서강대학교 전자공학과 CAD & Computer System 연구실)
  • Published : 2004.03.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Punctured convolutional codes increase transmission efficiency without increasing hardware complexity. However, Viterbi decoder supporting punctured codes requires long decoding length and large survivor memory to achieve sifficiently low bit error rate (BER), when compared to the Viterbi decoder for a rate 1/2 convolutional code. This Paper presents novel architecture adopting a pipelined trace-forward unit reducing survivor memory requirements in the Viterbi decoder. The proposed survivor path architecture reduces the memory requirements by removing the initial decoding delay needed to perform trace-back operation and by accelerating the trace-forward process to identify the survivor path in the Viterbi decoder. Experimental results show that the area of survivor path unit has been reduced by 16％ compared to that of conventional hybrid survivor path unit.

천공 부호를 지원하는 비터비 복호기는 하드웨어 복잡도를 유지하는 선에서 부호율을 효율적으로 높일 수 있지만 충분한 BER 성능을 얻기 위해 복호 지연 시간이 길어지고 생존자 메모리의 크기가 늘어나는 단점이 있다. 본 논문은 비터비 복호기의 메모리 소요량을 줄이는 파이프라인화 된 순방향 추적기를 포함하는 생존자 경로 계산기를 제안한다. 제안된 생존자 경로 계산기는 역추적에 필요한 초기 복호 지연을 없애고, 경로 계산을 위한 순방향 추적 과정을 가속함으로써 생존자 메모리의 사용량을 감소시킨다. 실험 결과, 제안된 비터비 복호기의 생존자 계산기는 기존의 혼성 생존자 경로 계산기에 비해 약 16％ 면적이 감소함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. on Commun. v.19 no.5 Convolutional Codes and their Performance in Communication Systems A.Viterbi https://doi.org/10.1109/TCOM.1971.1090700
  2. 한국통신학회 학회지 v.14 no.9 비동기식 IMT-2000의 채널 부호화 이문호
  3. IEEE Trans. on Info. Theory v.IT-25 no.7 Convolution Codes Ⅱ: Maximum Likelihood Decoding G.Forney
  4. Electronics Letters v.32 no.8 Area-Efficient VLSI Architecture for the Traceback Viterbi Decoder Supporting Punctured Codes S.Kim;S.Y.Hwang https://doi.org/10.1049/el:19960478
  5. Digital Picture Representation and Compression A.Netravali;B.Haskell
  6. IEEE Trans. on Commun. v.32 no.3 High-rate Punctured Convolutional Codes for Soft Decision Viterbi Decoding Y.Yasuda;K.Kashiki;Y.Hirata https://doi.org/10.1109/TCOM.1984.1096047
  7. IEEE Journal of Solid State Circuits v.SC-22 no.4 A Scarce-State-Transition Viterbi Decoder VLSI for Bit Error Correction T.Ishitaniet(et al.)
  8. Proc. ISCAS v.4 On the Maximum Path Metric Difference in Viterbi Decoders of Punctured Rate (n-1)/n Codes M.Alston;P.Chau
  9. Patent Number 5050191 U.S.Patent
  10. Patent Number 4802174 U.S.Patent
  11. IEEE Trans. on Commun. v.29 no.9 Memory Management in a Viterbi Decoder C.Rader https://doi.org/10.1109/TCOM.1981.1095146
  12. IEEE Trans. on Commun. v.41 no.3 Architectural Tradeoffs for Survivor Sequence Memory Management in Viterbi Decoders G.Feygin;P.Gulak https://doi.org/10.1109/26.221067
  13. The JPL Progress Report Memory Management in Traceback Viterbi Decoders O.Collins;F.Pollara
  14. Proc. IEEE Conf. Military Commun. v.1 Stanford Telecom VLSI Design of a Convolutional Decoder H.Bustamante(et al.)
  15. Proc. ICASSP-93 v.1 Hybrid Survivor Path Architectures for Viterbi Decoders P.Black;T.Meng
  16. Proc. ICC'99 v.1 An Area Efficient Surviving Path Unit for the Viterbi Algorithm D.Dabiri;I.Blake