본 논문에서는 직렬 연접 길쌈 부호와 LDPC 부호를 이용하여 수직자기기록 채널에서의 성능을 조사하였다. 실험과정에서 기록 밀도는 1.7, 2.0, 2.4, 2.8 일 때를 각각 실험하였다. 직렬 연접 길쌈 부호는 LDPC 부호보다 복호기의 구현 복잡도가 더 낮다. 직렬 연접 부호는 순환 구조적 길쌈 부호의 부호기와 복호기, 그리고 프리코더와 인터리버로 이루어져 있다. 본 실험에서 직렬 연접 길쌈 부호의 복호 알고리즘은 메시지 전달 알고리즘을 이용하였으며, LDPC 부호의 복호 알고리즘은 Sum Product 알고리즘을 이용하였다. 신호 검출기와 오류정정부호 사이에 반복 복호 기법을 적용한 터보등화기 기법을 적용하였고, 기록 밀도가 높아짐에 따라 직렬 연접 길쌈 부호가 LDPC 부호 보다 더 효율 적인 것을 보였다.
잡음이 존재하는 환경에서 채널로 정보를 전송하기 위해서는 정보를 부호화하는 기술이 필요하다. 오류 검출과 정정에 사용되는 여러 가지 부호화 기술 중 Shannon의 한계에 가장 근접한 부호화 기술이 LDPC 부호이다. LDPC 부호와 sum-product 알고리듬의 조합에 의해 얻어지는 복호 특성은 터보 부호, RA(Repeat Accumulate) 부호의 성능에 필적하며, 부호장이 매우 긴 경우에는 이들 성능을 추월한다. 본 논문에서는 영상 정보의 LDPC 부호화와 복호화 기술 원리에 관해 설명하고, Sum-product 알고리듬을 사용하는 LDPC 복호기를 FPGA로 구현한다.
본 논문에서는 클라우드 컴퓨팅에 적합한 LDPC 부호 복제 기법을 제안한다. 이를 위해 먼저 파일 가용성과 스토리지 오버헤드 분석을 통해 클라우드 컴퓨팅에 적합한 블록 수와 LDPC 부호 종류를 결정한다. 그리고 LDPC 부호를 정의하는 Tanner 그래프의 무작위 생성 방법과 생성한 LDPC 부호들의 반복적인 복호화 과정을 통한 성능 비교 방법을 제시한다. 또한 실험을 통하여 클라우드 컴퓨팅에 적합한 LDPC 부호 복제 기법의 그래프 정규성과 총 간선 수에 따른 성능 변화를 분석하였다. 이를 통해 LDPC 부호의 그래프 정규성이 좌-정규와 약 좌-정규 일 때와 총 간선 수가 최소이거나 최소에 근접한 값을 가질 때 가장 성능이 좋음을 확인할 수 있었다.
LDPC 부호의 높은 부호화 복잡도는 구조적인 패리티 검사 행렬의 설계로 해결할 수 있다. 패리티 검사 행렬을 같은 유형의 블록으로 구성한다면 복호화기의 구현이 간단해지고 구조적 복호화가 가능하며 LDPC 부호를 저장하는데 필요한 메모리를 줄일 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 부행렬 단위의 girth 조건과 PEG 알고리즘, 비트 노드의 connectivity를 이용하여 부행렬이 순환행렬이나 영행렬로 구성되는 짧은 길이를 갖는 구조적 LDPC 부호의 생성 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘으로 생성된 부호는 구조적 제한이 없이 생성된 부호에 비하여 낮은 SNR에서는 비슷한 성능을, 높은 SNR에서는 더 좋은 성능을 내는 것을 모의 실험을 통해 확인하였다.
LDPC(low density parity check) 부호는 낮은 복잡성과 Shannon의 한계에 근접하는 오류 정정 능력을 보이기 때문에 turbo 부호와 함께 많은 응용분야에 적용되고 있다. 본 논문에서는 분산 동영상 부호화(distributed video coding: DVC) 시스템을 위한 부호율 적응적인(rate adaptive) LDPC 부호를 설계하기 위하여 패리티 점검 노드를 병합하는 방법을 제안한다. ACE(approximation cycles EMD) 알고리즘을 기반으로 효율적인 LDPC 부호를 설계하고 부호율 적응적인 특성을 갖기 위해 일정한 범위를 지정하고 지정된 범위에 따라 패리티 점검 노드를 병합한다. 그리고 ACE 알고리즘의 계수와 degree distribution을 변화시키면서 성능을 해석한다.
1962년 R.G Gallager가 제안한 LDPC(Low Density Parity Check)부호는 Shannon의 채널 용량의 한계에 근접한 우수한 오류정정 부호이다. 우수한 LDPC부호 생성 조건 중 가장 중요한 부분은 바로 최소 사이클 길이(girth)를 최대화 하는 과정인데, PEG(Progressive Edge Growth)알고리듬은 이 조건을 만족시키는 우수한 알고리듬으로 인정받고 있다. 이후 높은 SNR범위에서 PEG알고리듬의 성능을 개선한 IPEG (Improved PEG) 알고리듬을 포함한 다양한 알고리듬이 제안 되었다.본 논문은 PEG와 IPEG 알고리듬을 이용해 생성한 LDPC 부호를 이용하여 부호길이, 부호율을 변화시키면서 실험하여 그 결과를 비교 분석하였고, 더 좋은 성능을 가질 수 있는 알고리듬에 대해 논의한다.
본 논문에서는 LDPC에 근거한 semi-BICM 기법에 의해 다중 레벨 부호화(MLC)를 설계한다. 기존의 설계와는 다르게 그레이 매핑에 의해 MLC와 BICM을 결합함으로써 서로 다른 부호율(code rate)의 다수의 등가 채널상에서의 멀티미디어 데이터 전송이 가능하다. AWCN 채널용량에 매우 가까운 SNR에서 양호한 성능을 얻기 위해 랜덤 레귤러 LDPC 부호와 단순한 SA-LDPC 부호를 병렬 독립 복호가 가능한 MLC 부호로서 고찰하였다. 또한, 제안방식은 멀티미디어 통신시스템을 위한 전력 및 대역폭 효율을 얻을 수 있음을 수치해석 결과를 이용하여 나타내었다.
우수한 에러 정정 부호 기법인 LDPC(Low Density parity Check) 부호를 고밀도 광 기록 시스템에 적용하는 경우, 변조 부호 복호기는 연판정 채널 출력 검출기를 통과해 나온 정보 중에서 패리티 부분을 받아서 연판정 값을 출력해줘야 하는 알고리즘이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 고밀도 광기록 채널에서 17PP 변조 부호에 대한 효과적인 연판정 입력 연판정 출력 런-길이 제한 부호의 복호 알고리즘을 제안하고, 이 때 LDPC 부호의 성능을 비교하였다. 그 결과 기존에 연구되었던 (1, 7) RLL을 이용한 연판정 입력 연판정 출력 복호 알고리즘 보다, 고밀도 광 기록 채널에서는, 제안한 17PP를 이용한 연판정 입력 연판정 출력 복호 알고리즘이 0.8dB 정도의 성능 이득이 있는 것을 알 수 있었다.
본 논문에서 우리는 LDPC 부호의 부호화 문제를 고려한다. 특히 재킷 패턴과 순환 치환 행렬을 사용함으로써 리차드슨의 하삼각 행렬과 유사한 간단한 LDPC 부호를 제안한다. 이 부호화 기법은 다양한 부호율을 갖도록 확장할 수 있다. 또한 단순한 행렬 처리에 근거하여 다양한 부호율을 갖는 복잡도가 낮고 간단한 부호기를 설계할 수 있다.
논문에서 부분 체이스 결합을 위한 LDPC 부호의 비트 매핑 기법을 제안한다. 정보 비트를 항상 신뢰도가 높은 채널에 할당하는 기존의 비트 매핑 기법에 비해, 제안된 비트 매핑 기법은 LDPC 부호와 채널 특성을 동시에 고려하여 비균일 LDPC 부호의 부호어 비트를 최적의 채널에 할당한다. 또한, 밀도 진화 기법을 사용하여 부분 체이스 결합을 위한 순환 방정식을 유도하여 주어진 환경에서 다양한 비트 매핑 기법 중에서 최적이 성능을 갖는 매핑을 얻고, 모의실험을 통해 이를 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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