• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.2367-2372
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• 2015

탁월한 에러 정정 능력으로 인해 최근 통신 표준에서 많이 채택되고 있는 low-density parity-check(LDPC) 코드중, quasi-cyclic LDPC(QC-LDPC) 코드는 복호기 복잡도가 비교적 낮아서 많이 사용되고 있다. QC-LDPC 코드의 복호기 설계에 있어서 중요한 블록 중 하나가 여러 가지 크기의 rotation을 수행할 수 있는 multi-size circular shifter(MSCS)이다. MSCS의 여러 구현 방법 중 많이 사용되는 Benes 네트워크는 일반적인 MSCS 동작에는 효율적이나 rotation 크기 등의 특징을 이용할 수 없는 단점이 있다. 이 논문에서는 Benes 네트워크의 제어 신호 생성을 수정하여서 rotation 크기 특징을 이용할 수 있는 방법을 제시한다. 제안된 제어 신호 생성법을 IEEE 802.16e WiMAX 표준의 QC-LDPC 코드 복호기에 적용하여, MUX의 개수를 줄이고 지연 시간을 단축하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.104-113
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• 2013

60GHz 멀티-기가비트 WPAN 시스템을 위한 고속 QC-LDPC 복호기의 구조를 제안한다. 제안한 QC-LDPC 복호기 설계를 위하여 4 블록-병렬 계층 복호 기술과 fixed wire network 기술이 적용 되었다. 2단 파이프라이닝과 4 블록-병렬 계층 복호기술은 동작 주파수와 데이터 처리량을 개선시키는데에 큰 효과가 있다. 또한 본 제안한 복호기 구조에서 스위치 네트워크를 구현하여 위하여 fixed wire network로 간단하게 구현될 수 있으면 하드웨어 복잡도를 크게 감소시킬 수 있다. 제안한 672-비트, rate-1/2인 QC-LDPC 복호기 구조는 90-nm CMOS 표준 셀을 이용해 설계 및 합성하였다. 성능 분석 결과 제안한 QC-LDPC 복호기 구조는 794K 게이트를 가지며 클락 속도 290MHz 에서 작동한다. 12-iteration일 때 데이터 처리율은 3.9 Gbps 이며 60GHz WPAN 시스템에 적용되어 사용 될 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.72-79
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• 2014

본 논문은 PIPELINE-AWARE QC-IRA-LDPC (PA-QC-IRA-LDPC) 코드 생성 방법과 Rate-1/2 (2016,1008) PA-QC-IRA-LDPC 코드에 대한 효율적인 고속 복호기 구조를 제안한다. 제안한 방법은 비트 오류율 (BER) 성능 저하 없이 파이프라인 기법을 사용하여 임계경로를 나눌 수 있다. 또한 제안한 복호기 구조는 데이터 처리량, 하드웨어 효율 및 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 제안한 복호기 구조는 90-nm CMOS 기술을 사용하여 합성 및 레이아웃이 수행되었으며, 이전에 보고된 복호기 구조들에 비해서 하드웨어 효율성이 53%이상 향상되었고, 훨씬 좋은 에너지 효율성을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1839-1844
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• 2015

Low-density parity-check(LDPC) 코드는 우수한 에러 정정 능력으로 인해 점점 많은 통신 표준에서 채택되고 있으며 그 중 구현이 용이한 quasi-cyclic LDPC(QC-LDPC)가 많이 사용되고 있다. QC-LDPC 복호기에서는 데이터들을 rotation할 수 있는 cyclic-shifter가 필요하며, 이 cyclic-shifter는 다양한 크기의 rotation을 수행할 수 있어야 한다. 이러한 cyclic-shifter를 multi-size circular shifter(MSCS)라고 부르며, 이 논문에서는 MSCS를 적은 면적으로 구현한 구조를 제안한다. 기존의 직렬로 배치된 barrel-rotator 구조에서 rotation의 성질을 이용하여 필요 없는 멀티플렉서를 가려내고 이들을 제거함으로써 저면적을 구현하였다. 실험 결과 면적을 약 12% 줄일 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.2637-2642
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• 2015

Low-density parity-check(LDPC) 코드는 그 탁월한 에러 정정 능력으로 인해 많은 통신 표준에서 사용되고 있다. 여러 종류의 LDPC 코드 중 quasi-cyclic LDPC(QC-LDPC) 코드가 많이 사용되는데 QC-LDPC 코드의 복호기에는 여러 크기의 rotation을 수행할 수 있는 multi-size circular shifter(MSCS)가 필요하다. MSCS의 구현 방법 중 Benes 네트워크에 기반한 구조가 많이 사용되는데, rotation할 데이터의 개수가 3의 배수일 경우에는 $3{\times}3$ 스위치가 필요하다. 이 논문에서는 기존의 제어 신호 생성에 비해 복잡도가 줄어든 생성법과 기존의 $3{\times}3$ 스위치 구조 보다 더 빨리 동작할 수 있는 $3{\times}3$ 스위치 구조를 제안한다. IEEE 802.16e WiMAX 표준에서 사용되는 QC-LDPC 코드 복호기의 MSCS 에 적용하여 지연 시간을 8.7% 정도 줄이고 면적도 조금 감소시켰다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권11호
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• pp.78-89
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• 2013

본 논문은 전 병렬구조를 기반으로 고속으로 동작하며 다중 모드를 지원하는 quasi-cyclic (QC) low-density parity-check(LDPC) 복호기를 제안한다. 제안하는 QC-LDPC 복호기는 고속 throughput을 지원하기 위하여 전 병렬구조를 기반으로 설계되었다. 전 병렬구조를 사용함에 따라 발생하는 인터커넥션의 복잡도 문제는 broadcasting 기반의 sum-product 알고리즘의 사용과 저복잡도 순환 쉬프트 네트워크를 제안함으로써 해결하였다. 또한, 전 병렬구조에서 체크 노드 프로세서와 변수 노드 프로세서의 사용량이 많아 발생하는 복잡도 문제를 제안하는 결합된 체크 및 변수 노드 프로세서를 통하여 해결하였다. 제안하는 QC-LDPC 복호기는 라우팅 방식의 인터커넥션 네트워크, 다중 모드를 지원하는 결합된 체크 및 변수 노드 프로세서와 순환 쉬프트 네트워크를 통하여 다중 모드를 지원할 수 있다. 제안하는 QC-LDPC decoder는 100 MHz 클락 주파수로 동작하며, 다중 모드를 지원하고 (1944, 1620) QC-LDPC 부호에 대해서 8.1 Gbps의 throughput을 지원한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권2B호
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• pp.325-333
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• 2010

Wibro를 포함한 많은 시스템에서 순환 치환 행렬(circulant)로 구성된 준 순환 LDPC(low-density parity-check) 부호를 사용하고 있다. 하지만 준 순환 부호의 기저 행렬 크기의 제약으로 인해 계층 복호(layered decoding)가 가능하고 일정 값 이상의 거스(girth)를 만족하면서 동시에 최적의 차수 분포를 갖도록 하는 것은 매우 힘들다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해 중첩 행렬(superposition matrix) 구조를 가지는 준 순환 LDPC 부호를 제안한다. 중첩 행렬을 이용할 경우에 특화된 거스 점검 조건들을 유도하고, 기존 행렬 구조와 중첩 행렬 구조 두 가지 모두에 대해 계층 복호를 수행할 수 있는 새로운 LDPC 복호기 구조를 제안한다. 모의실험을 통하여 중첩 행렬 구조를 가지는 LDPC 부호는 복호 시 수렴 속도가 개선되고 오류 정정율이 향상됨을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권3C호
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• pp.287-294
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• 2010

본 논문은 대표적인 고속 UWB 시스템인 MB-OFDM UWB 시스템에서 데이터 전송율을 올리면서 복호 성능을 보장하기 위해서 제안하고 있는 LDPC 부호에 대한 연구 결과를 보인다. 하드웨어 효율적인 복호기의 구조를 제안하기 위해서 LLR(log likelihood ratio) 계산 알고리즘과 체크노드 갱신 알고리즘을 시뮬레이션 하여 효율적인 방법을 선택 하였고, LDPC 디코딩 알고리즘의 반복 횟수를 결정하였다. 그리고 본 논문은 LDPC 디코더의 UWB 응용에 필요한 요구사항을 만족시키기 위한 LDPC 복호기의 구조를 제시하였다. 이 구조는 FPGA를 통하여 합성되어 구현성을 검토하였으며, 기존 QC-LDPC 부호의 FPGA 합성 결과와 비교하여 높은 throughput을 제공함을 확인하였다. 이 구조를 이용하면 BP 알고리즘에 비해서 약 0.2dB의 성능열화를 포함하지만, 고속 데이터 전송에 적합한 LDPC 복호기를 구현할 수 있다.