본 논문에서는 LDPC 부호의 복호 알고리즘의 하나인 Normalized-BP 알고리즘의 각각의 비트에 업데이트되는 값에 대한 신뢰도에 따라 복호 알고리즘에 필요한 표준화 인수값을 달리함으로써 성능을 향상시킬 수 있는 복호 알고리즘을 제안하였다. 제안된 복호 알고리즘은 기존의 Normalized-BP 알고리즘에 비하여 복잡도를 거의 증가시키지 않으면서 LLR-BP 알고리즘의 BER 성능에 약 0.02dB 정도까지 근접하는 성능을 나타냄을 컴퓨터 모의실험을 통하여 확인하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제10권12호
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pp.5401-5421
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2016
Both low-density parity-check (LDPC) codes and the multiple access technique of spatially coupling data transmission (SCDT) can be expressed in bipartite graphs. To improve the performance of iterative demodulation and decoding for SCDT, a novel joint sparse graph (JSG) with SCDT and LDPC codes is constructed. Based on the JSG, an approach for iterative joint demodulation and decoding by belief propagation (BP) is presented as an exploration of the flooding schedule, and based on BP, density evolution equations are derived to analyze the performance of the iterative receiver. To accelerate the convergence speed and reduce the complexity of joint demodulation and decoding, a novel serial schedule is proposed. Numerical results show that the joint demodulation and decoding for SCDT based on JSG can significantly improve the system's performance, while roughly half of the iterations can be saved by using the proposed serial schedule.
본 논문에서는 소규모 무선 센서 네트워크에서 데이터 저장을 위한 분산 LT 부호의 2 가지 복호 알고리즘의 성능을 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 시뮬레이션 결과 복호율이 2.0 이상일 때 OBP 복호 알고리즘의 복호 성공 확률은 약 99%에 이르지만, BP 복호 방식의 경우 n=100일 때 약 50%를 하회하며 n=200일 때 약 70%에 이르는 것을 볼 수 있다. 따라서 소규모 무선 센서 네트워크에서 분산 저장을 위한 LT 부호의 복호 방식은 OBP 복호 방식이 크게 유리함을 알 수 있다.
In this paper, a new iterative decoding of LDPC codes is proposed. The decoding is based on the posteriori probability of each belief propagation (BP) decoding and an additional postprocessing, that is, erasure decoding of LDPC codes. It turned out that the new method consistently improves the decoding performance on various classes of LDPC codes. For example it removes the error floor of Margulis codes effectively.
This paper presents the design of block lengths for irregular low-density parity-check (LDPC) codes based on the maximum variable degree $d_{{\upsilon},max}$. To design a block length, the performance degradation of belief-propagation (BP) decoding performance from upper bounds on the maximum likelihood (ML) decoding performance is used as an important factor. Since for large block lengths, the performance of irregular LDPC codes is very close to the Shannon limit, we focus on moderate block lengths ($5{\times}10^2\;{\leq}\;N\;{\leq}\;4{\times}10^3$). Given degree distributions, the purpose of our paper is to find proper block lengths based on the maximum variable degree $d_{{\upsilon},max}$. We also present some simulation results which show how a block length can be optimized.
LDPC(low density parity check)부호는 합-곱 알고리즘 기반의 반복복호를 통해 Shannon 한계에 근접하는 성능을 보인다. 합곱 알고리즘에서 체크노드와 비트노드의 확률 및 부가정보의 갱신 순서는 스케쥴링 방법에 따라 달라지며 그에 따라 오류정정능력이나 반복복호의 횟수가 달라진다. 기존에 제안된 순차 BP 알고리즘을 사용한 LDPC의 복호는 표준 BP 알고리즘을 바탕으로 복호를 수행했을 경우에 비해 적은 평균반복복호 횟수에도 불구하고 좋은 성능을 가진다고 알려져 있다. 하지만 기존의 연구들에서는 이러한 성능 차이의 원인에 대한 연구는 미비하다. 따라서 본 논문에서는 두 알고리즘의 적용에 따른 LDPC 복호의 성공 여부에 따라 4가지 경우로 분류하고 각 경우를 비교한다. 이를 통해 두 알고리즘의 성능 차이의 원인을 분석하고 그 결과로 성능 차이의 원인이 패리티 검사행렬 내부의 사이클을 구성하는 비트노드들의 확률 값을 갱신할 때 알고리즘에 따른 갱신 과정의 차이에 있음을 보인다.
In this paper, a novel hardware architecture of the LT codec is presented where non-BP based decoding algorithm is applied. Novel LT codec architecture is designed with an efficient degree distribution unit using Verilog HDL. To perform permutation operation, different initial valued or time shifted counters have been used to get pretty well permutations and an effect of randomness. The codec will take 128 bits as input and produce 256 encoded output bits. The simulation results show expected performances as the implemented distribution and the original distribution are pretty same. The proposed LT codec takes 257.5 cycle counts and $2.575{\mu}s$ for encoding and decoding instead of 5,204,861 minimum cycle counts and 4.43s of the design mentioned in the previous works where iterative soft BP decoding was used in ASIC and ASIP implementation of the LT codec.
The Internet Video Coding (IVC) standard is due to be published by Moving Picture Experts Group (MPEG) for various Internet applications such as internet broadcast streaming. IVC aims at three things fundamentally: 1) forming IVC patents under a free of charge license, 2) reaching comparable compression performance to AVC/H.264 constrained Baseline Profile (cBP), and 3) maintaining computational complexity for feasible implementation of real-time encoding and decoding. MPEG experts have worked diligently on the intellectual property rights issues for IVC, and they reported that IVC already achieved the second goal (compression performance) and even showed comparable performance to even AVC/H.264 High Profile (HP). For the complexity issue, however, there has not been thorough analysis on IVC decoder. In this paper, we analyze the IVC decoder in view of the time complexity by evaluating running time. Through the experimental results, IVC is 3.6 times and 3.1 times more complex than AVC/H.264 cBP under constrained set (CS) 1 and CS2, respectively. Compared to AVC/H.264 HP, IVC is 2.8 times and 2.9 times slower in decoding time under CS1 and CS2, respectively. The most critical tool to be improved for lightweight IVC decoder is motion compensation process containing a resolution-adaptive interpolation filtering process.
TETRA (Terrestrial trunked radio) 표준은 제어정보의 오류정정을 위해 RM (Reed-Muller) 부호를 채택하고 있다. 본 논문에서는 BP (belief propagation), MJ (majority logic decoding) 등과 같이 잘 알려진 복호 알고리즘들을 적용하였을 경우 기대되는 비트 및 블록 오류율을 평가하고 복호 복잡도를 분석하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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