• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권2호
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• pp.485-499
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• 2021

Although non-binary low-density parity-check (NB-LDPC) codes have better error-correction capability than that of binary LDPC codes, their decoding complexity is significantly higher. Therefore, it is crucial to reduce the decoding complexity of NB-LDPC while maintaining their error-correction capability to adopt them for various applications. The extended min-sum (EMS) algorithm is widely used for decoding NB-LDPC codes, and it reduces the complexity of check node (CN) operations via message truncation. Herein, we propose a low-cost CN processing method to reduce the complexity of CN operations, which take most of the decoding time. Unlike existing studies on low complexity CN operations, the proposed method employs quick selection algorithm, thereby reducing the hardware complexity and CN operation time. The experimental results show that the proposed selection-based CN operation is more than three times faster and achieves better error-correction performance than the conventional EMS algorithm.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권3C호
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• pp.205-215
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• 2007

This paper presents low latency and/or computation algorithms of iterative codes of turbo codes, turbo product codes and low density parity check codes for use in wireless broadband communication systems. Due to high coding complexity of iterative codes, this paper focus on lower complexity and/or latency algorithms that are easily implementable in hardware and further accelerate the decoding speed.

• 한국통신학회논문지
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• 제39C권8호
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• pp.637-642
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• 2014

본 논문은 블록 LDPC(low density parity check) 부호 설계를 위한 순환 천이 값(shift index)을 탐색하는 효율적인 알고리즘을 제안한다. 여기에는 메시지-패싱(message-passing) 기반의 순환 주기(cycle) 탐색 알고리즘과 ACE(approximate cycle extrinsic message degree) 알고리즘이 결합되어 있다. LDPC 부호 성능에 영향을 미치는 요인들에 우선순위를 두어 효율적으로 순환 천이 값을 찾을 수 있도록 했다. 이 알고리즘을 통해 기존의 탐색 알고리즘 보다 훨씬 낮은 복잡도로 행렬 저장 공간을 절약하면서 좋은 성능의 패리티 검사 행렬(parity check matrix)을 만들 수 있다.

• ETRI Journal
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• 제27권5호
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• pp.557-562
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• 2005

Low-density parity-check (LDPC) codes have recently emerged due to their excellent performance. However, the parity check (H) matrices of the previous works are not adequate for hardware implementation of encoders or decoders. This paper proposes a hybrid parity check matrix which is efficient in hardware implementation of both decoders and encoders. The hybrid H-matrices are constructed so that both the semi-random technique and the partly parallel structure can be applied to design encoders and decoders. Using the proposed methods, the implementation of encoders can become practical while keeping the hardware complexity of the partly parallel decoder structures. An encoder and a decoder are designed using Verilog-HDL and are synthesized using a $0.35 {\mu}m$ CMOS standard cell library.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.430-435
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• 2018

본 논문에서는 부호 길이가 작은 LCPC 부호에 대한 개선된 복호 방식을 제안하였다. LCPC 부호는 터보 부호나 LDPC 부호에 비해 복잡도가 낮고 요구되는 메모리도 적어 IoT 단말 간 통신에 적합하다. IoT 단말은 에너지가 제한되어 있어서 복잡도가 낮아야 하며 종단 간 지연 시간이 짧아야 하는 경우가 많다. 또한, 전송되는 패킷 길이가 작고 IoT 단말의 신호 처리 능력이 작기 때문에 LCPC 부호 시스템이 가능한 한 간단해야 한다. LCPC 부호는 단일 오류는 모두 정정할 수 있고 2개의 오류 중 일부를 정정할 수 있다. 본 논문에서는 변조기 출력단의 소프트 값을 이용하여 2개의 오류를 모두 정정함으로서 복잡도를 증가시키지 않고서도 비트 오율 성능을 개선하였다. 본 논문에서 제안한 복호 방식을 이용하여 시뮬레이션을 한 결과 기존의 복호 방식에 비해 $10^{-4}$의 비트 오율에서 약 1.1[dB]의 부호 이득을 얻을 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제39권3호
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• pp.319-325
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• 2017

The decoding process of a quasi-cyclic low-density parity check code requires a unique type of rotator. These rotators, called multi-size cyclic-shifters (MSCSs), rotate input data with various sizes, where the size is the amount of data to be rotated. This paper proposes a low-complexity MSCS structure for the case when the sizes have a nontrivial common divisor. By combining the strong points of two previous structures, the proposed structure achieves the smallest area. The experimental results show that the area reduction was more than 14.7% when the proposed structure was applied to IEEE 802.16e as an example.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권11호
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• pp.92-100
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• 2009

본 논문은 LLR-BP 복호 알고리즘을 사용하는 LDPC 복호기의 하드웨어 구조 분석하고 효율적인 복호기의 설계 방법들을 제시하였다. 또한 설계 시 복호 성능 및 하드웨어 복잡도에 영향을 미칠 수 있는 다양한 설계 이슈들을 제시하고 복호 성능의 변화를 모의실험을 통하여 분석하였다. 오류확률을 전달하는 메시지의 양자화는 정수부 3비트, 소수부 4비트를 할당하였고, 복호 성능이 저하되지 않도록 사전정보에 정수부 2비트, 소수부 4비트를 할당하였으며 LUT로 구현되는 $\Psi$(x) 함수를 조합회로인 PWL 블록으로 대체하여 하드웨어 구조의 개선에 대해 논의하였다. 복호 시간을 단축하기 위하여 중첩 스케줄링을 적용하고, 각 복호기 구조 및 설계 변수들의 제한에 따른 하드웨어 자원을 비교함으로써, 하드웨어 복잡도를 분석하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권3호
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• pp.213-220
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• 2015

In this paper, we present a reliability-based iterative proportionality-logic decoding algorithm for two classes of structured low-density parity-check (LDPC) codes. The main contributions of this paper include: 1) Syndrome messages instead of extrinsic messages are processed and exchanged between variable nodes and check nodes, which can reduce the decoding complexity; 2) a more flexible decision mechanism is developed in which the decision threshold can be self-adjusted during the iterative process. Such decision mechanism is particularly effective for decoding the majority-logic decodable codes; 3) only part of the variable nodes satisfying the pre-designed criterion are involved for the presented algorithm, which is in the proportionality-logic sense and can further reduce the computational complexity. Simulation results show that, when combined with factor correction techniques and appropriate proportionality parameter, the presented algorithm performs well and can achieve fast decoding convergence rate while maintaining relative low decoding complexity, especially for small quantized levels (3-4 bits). The presented algorithm provides a candidate for those application scenarios where the memory load and the energy consumption are extremely constrained.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권2호
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• pp.157-161
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• 2015

A new block low-density parity-check (Block-LDPC) code based on quadratic permutation polynomials (QPPs) is proposed. The parity-check matrix of the Block-LDPC code is composed of a group of permutation submatrices that correspond to QPPs. The scheme provides a large range of implementable LDPC codes. Indeed, the most popular quasi-cyclic LDPC (QC-LDPC) codes are just a subset of this scheme. Simulation results indicate that the proposed scheme can offer similar error performance and implementation complexity as the popular QC-LDPC codes.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권7호
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• pp.50-57
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• 2006

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.