Carrier interferometry code is considered as a promising scheme that provides significant performance improvement via frequency diversity effect. Space-time coding is commonly employed to achieve a performance gain through space diversity. The combination of these techniques and forward error correction coding will lead to enhanced system capacity and performance. This paper presents a low-density parity check (LDPC) coded space-time orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission scheme with carrier interferometry code for high-capacity and high-performance mobile multimedia communications. Computer simulations demonstrate that the proposed mobile multimedia transmission system offers a considerable performance improvement of approximately 9dB in terms of Eb/No in the Rayleigh fading channel with relatively low delay spread, in comparison with space-time OFDM. Performance gains are further increased, comparing with traditional OFDM systems.
미래의 고품질 통신 시스템을 위해서는 더욱 강력한 오류제어기법과 메시지 심볼 당 비트수의 증가가 요구되고 있다. 멀티미디어 데이터에서 메시지 비트들은 서로 다른 중요도를 가질 수 있다. 그러므로 이 경우, EEP(equal error protection) 보다는 UEP(unequal error protection)를 사용하는 것이 더 효과적일 수 있다. 그리고 LDPC(low-density parity check) 부호는 Shannon 한계에 근접하는 우수한 성능을 보인다. 따라서 본 논문에서는 고품질 메시지 데이터에 대한 LDPC 부호의 UEP 효과를 분석한다. MSE(mean square error)와 BER(bit error rate)과 심볼당 비트수의 관계를 이론적으로 분석하고 모의실험을 통하여 증명한다. 이를 위하여 전체 메시지비트를 중요도에 따라 두 그룹으로 나눈 후 전체 부호율과 부호어 길이를 고정시키고 각 그룹의 메시지 비트수를 변화시켜가며 모의실험을 통하여 UEP 성능을 나타내었다. 이 결과를 통하여 심볼당 비트수, 전체 메시지비트에서 각 그룹의 비율, 그리고 각 그룹의 보호정도에 따른 LDPC 부호의 UEP 성능을 분석하였다.
This this paper, we propose vertical Bell laboratories layered space time (V-BLAST) system based on variable rate Low-Density Parity Check (LDPC) codes to improve performance of receiver when QR decomposition interference suppression combined with interference cancellation is used over independent Rayleigh fading channel. The different rate LDPC codes can be made by puncturing some rows of a given parity check matrix. This allows to implement a single encoder and decoder for different rate LDPC codes. The performance can be improved by assigning stronger LDPC codes in lower layer than upper layer because the poor SNR of first detected data streams makes error propagation. Keeping the same overall code rates, the V-BLAST system with different rate LDPC codes has the better performance (in terms of Bit Error Rate) than with constant rate LDPC code in fast fading channel.
The effect of block interleaving in a low density parity check (LDPC)-turbo concatenated code is investigated in this letter. Soft decoding can be used in an LDPC code unlike the conventional Reed-Solomon (RS) code. Thus, an LDPC-turbo concatenated code can show better performance than the conventional RS-turbo concatenated code. Furthermore, the performance of an LDPC-turbo code can be improved by using a block interleaver between the LDPC and turbo code. The average number of iterations in LDPC decoding can also be reduced by a block interleaver.
Low-density parity check (LDPC) code는 최근 그 우수한 성능으로 인하여 4세대 무선 이동 통신용 채널 코딩으로 주목받고 있고 유럽의 고화질 위성방송 규격으로 채택되었다. 그러나 기존의 연구들이 제안한 parity check matrix (H-matrix)는 실제로 하드웨어로 구현함에 있어서 인코더 혹은 디코더에 제약을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 인코더와 디코더 양쪽 모두 효율적으로 하드웨어로 구현이 가능한 hybrid H-matrix 구조를 제안한다. Hybrid H-matrix는 semi-random 방식과 partly parallel 방식을 결합하여 하드웨어로 구현시 partly parallel 방식이 가지는 디코더의 복잡도가 감소되는 장점을 유지하면서 인코더 또한 semi-random 방식을 사용하여 복잡도가 감소된다. 제안한 구조를 사용하여 LDPC 인코더와 디코더를 설계하고 합성하여 기존의 결과와 비교하였다.
다중 안테나 시스템에서 UMM (unitary matrix modulation)을 사용한 방법을 USTM (unitary space-time modulation)이라 부른다. OFDM 시스템에서 coherence bandwidth 만큼의 이격을 두고 UMM의 대각 행렬을 이용한 방법이 제안되고 있다. 또한 최근에 디코딩 방법이 간단하고 좋은 성능을 갖는 LDPC (low density parity check) 코드에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서 UMM (unitary matrix modulation)을 사용하고 LDPC 코디드 된 OFDM 시스템을 제안한다. 또한 다중 송신 안테나를 사용하여 송신 diversity 이득을 얻는 것이 아니라, 하나의 송신 안테나를 이용하여 채널의 coherence bandwidth 만큼의 주파수 간격 (splitting)을 두어 채널에 대한 주파수 이득을 고려하여 UMM/OFDM 시스템을 설계 하였다. 이 방법을 이용하여 본 논문에서 제안된 UMM-S/OFDM에 대한 성능 특성을 다중 경로 Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.
실용적은 통신 시스템은 고정된 한 부호화율이 아닌 다양한 부호화율에서 동작을 할 필요가 있다. 본 논문에서는 서로 다른 다양한 부호화율을 위한 LDPC(Low-Density Parity-Check) 부호를 분석했다. 한 특정한 모부호에서 행을 분할하여 LDPC 부호가 서로 다른 부호화율에서도 동작하도록 하는데 이 기술의 장점은 부호화율이 변하더라도 LDPC 부호의 블록 길이가 항상 일정하게 유지됨으로써 천공(Puncturing) 이나 쇼트닝(Shortening) 기법처럼 블록 길이가 줄어드는 단점을 보완한다는 것이다. 행 분할(Row-splitting) 기법이라 명명한 이 기술은 말 그대로 H 행렬의 행을 분할하여 부호화율을 낮추기 때문에 비슷한 행 합산(Row-combining) 기법의 단점 또한 보완할 수 있다.
In this paper, a new decoding scheme is proposed to improve the error correcting performance of low-density parity-check (LDPC) codes in high signal-to-noise ratio (SNR) region by using post-processing. It behaves as follows: First, a conventional LDPC decoding is applied to received LDPC codewords one by one. Then, we count the number of word errors in a predetermined number of decoded codewords. If there is no word error, nothing needs to be done and we can move to the next group of codewords with no delay. Otherwise, we perform a proper post-processing which produces a new soft-valued codeword (this will be fully explained in the main body of this paper) and then apply the conventional LDPC decoding to it again to recover the unsuccessfully decoded codewords. For the proposed decoding scheme, we adopt a simple product code structure which contains LDPC codes and simple algebraic codes as its horizontal and vertical codes, respectively. The decoding capability of the proposed decoding scheme is defined and analyzed using the parity-check matrices of vertical codes and, especially, the combined-decodability is derived for the case of single parity-check (SPC) codes and Hamming codes used as vertical codes. It is also shown that the proposed decoding scheme achieves much better error correcting capability in high SNR region with little additional decoding complexity, compared with the conventional LDPC decoding scheme.
본 논문에서는 WiMAX용 LDPC(Low-Density Parity Check) 복호기의 비트오율 성능 분석을 통해 최적 설계 사양을 도출하였다. LLR SPA(LLR Sum-Product Algorithm)을 근사화 시킨 최소합 알고리듬(Min-Sum Algorithm; MSA)을 Matlab으로 모델링한 후, 시뮬레이션을 통해 LLR 비트 폭과 최대 반복 복호 횟수에 따른 비트오율(Bit Error Rate; BER) 성능을 분석하였다. 모델링된 LDPC 복호기는 IEEE 802.16e 표준에 제안된 블록길이 2304, 부호화율 1/2인 PCM(Parity Check Matrix)을 사용하였으며, QPSK 변조와 백색 가우시안 잡음채널 하에서 시뮬레이션 하였다. 비트오율 성능을 분석한 결과, LLR 비트 폭은 (8,6)이고 반복 복호 횟수는 7인 경우에 비트오율 성능이 가장 우수함을 확인하였다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제12권1호
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pp.24-33
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2012
This paper describes a multi-mode LDPC decoder which supports 19 block lengths and 6 code rates of Quasi-Cyclic LDPC code for Mobile WiMAX system. To achieve an efficient implementation of 114 operation modes, some design optimizations are considered including block-serial layered decoding scheme, a memory reduction technique based on the min-sum decoding algorithm and a novel method for generating the cyclic shift values of parity check matrix. From fixed-point simulations, decoding performance and optimal hardware parameters are analyzed. The designed LDPC decoder is verified by FPGA implementation, and synthesized with a $0.18-{\mu}m$ CMOS cell library. It has 380,000 gates and 52,992 bits RAM, and the estimated throughput is about 164 ~ 222 Mbps at 56 MHz@1.8 V.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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