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

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

Performance Analysis of CZZ Codes Using Degree-2 Polynomial Interleavers for Fading Channels

페이딩 채널에서 2차 다항식 인터리버를 사용한 CZZ 부호의 성능 분석

  • 윤정국 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학부 부호 및 통신 연구실, 국방과학연구소) ;
  • 유철해 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학부 부호 및 통신 연구실) ;
  • 신동준 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학부 부호 및 통신 연구실)
  • Published : 2008.12.31
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Abstract

CZZ (Concatenated Zigzag) Code is a class of fast encodable LDPC codes. In the case that LDPC codes including CZZ codes have short length, short cycles seriously affect the code performance. In this paper, we construct CZZ codes using various degree-2 polynomial interleavers which eliminate cycles of length 4 and through simulation, compare the performance of these CZZ codes and turbo codes in many different fading channels. Especially, quasi-static fading channel, block fading channel, uncorrelated fading channel, and correlated fading channel are considered. Since CZZ codes show similar performance as turbo codes, they can be used in the next generation wireless communication systems.

CZZ(Concatenated Zigzag) 부호는 LDPC 부호의 한 종류로서 빠른 부호화가 가능하며, CZZ 부호를 포함한 LDPC 부호는 부호의 길이가 짧을 경우 짧은 사이클이 부호의 성능에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 길이 4인사이클을 제거하는 2차 다항식 인터리버를 설계하여 이를 이용한 CZZ 부호를 다양한 페이딩 채널 환경에서 터보부호와 성능을 비교 분석하였다. 폐이딩 채널 환경으로 주파수에 평탄하며 느린 페이딩 채널 환경의 근사모델인quasi-static 페이딩 채널, block 페이딩 채널, 빠른 페이딩 채널 환경인 비 상관(uncorrelated) 페이딩 채널과 상관(correlated) 페이딩 채널, 또한 차세대(4세대) 통신 환경을 가정한 주파수 선택적 페이딩 채널을 고려하였다. 모의실험을 통해 CZZ 부호가 터보 부호와 유사한 성능을 보이는 것을 확인하였다. 따라서, CZZ 부호의 다른 장점을 고려하면 CZZ 부호가 차세대 무선 통신 시스템을 위한 오류정정기법으로 사용될 수 있음을 확인할 수 있다.

Keywords

References

  1. C. Berrou, A. Glavieux, and P. Thitimajshima, "Near Shannon limit error-correcting coding and decoding: Turbo-codes," in Proc.ICC'93, pp.1064-1070.
  2. R. G. Gallager, "Low-density parity-check codes," IRE Trans. Inform. Theory, pp.21-28, Jan. 1962.
  3. D. J. C. MacKay and R. M. Neal, "Near Shannon limit performance of low density parity check codes," IEEE Electon. Lett., pp.1645-1646, Aug. 1996.
  4. T. J. Richardson, A. Shokrollahi, and R. L. Urbanke, "Design of capacity-approaching irregular low-density parity-check codes," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.47, No.2, pp.619-637, Feb. 2001. https://doi.org/10.1109/18.910578
  5. L. Bahl, J. Cocke, F. Jelinek, and J. Raviv, "Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate," IEEE Trans. Inform. Theory, pp.284-287, Mar. 1974.
  6. T. J. Richardson and R. L. Urbanke, "Efficient encoding of low-density parity-check codes," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.47, No.2, pp.638-656, Feb. 2001. https://doi.org/10.1109/18.910579
  7. H. Jin, A. Khandekar, and R. McEliece, "Irregular repeat-accumulate codes," Proc. 2nd Intern. Symp. Turbo Codes and Related Topics, Brest, France, Sep. 2000.
  8. L. Ping and K. Y. Wu, "Concatenated tree codes: a low-complexity, high-performance approach," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.47, No.2, pp.791-799, Feb. 2001. https://doi.org/10.1109/18.910589
  9. L. Ping, X. L. Huang, and N. Phamdo, "Zigzag codes and concatenated zigzag codes," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.47, No.2, pp.800-807, Feb. 2001. https://doi.org/10.1109/18.910590
  10. S.-N. Hong and D.-J. Shin, "Optimal rate-compatible punctured concatenated zigzag codes," in Proc. ICC'05, May 2005, pp.627-631.
  11. J. Sun and O. Y. Takeshita, "Interleavers for Turbo codes using permutation polynomials over integer rings," IEEE Trans. Inform. Theory, Vol.51, No.1, pp. 101-119, Jan. 2005. https://doi.org/10.1109/TIT.2004.839478