• 제목/요약/키워드: Shannon limit

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3GPP 규격 오류 정정 부호 기법의 성능 평가 (Performance Analysis of Error Correction Codes for 3GPP Standard)

  • 신나나;이창우
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권1호
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    • pp.81-88
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    • 2004
  • 3GPP 표준의 오류 정정 부호 기법 중의 하나로 채택된 turbo 부호는 그 성능이 Shannon이 제시하는 이론적 한계 값에 근사하기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 그러나 계산상의 복잡함과 많은 메모리를 요구한다는 단점이 있고 이를 보완할 수 있는 Log-MAP, Max-Log-MAP, SOVA, sliding window 알고리즘 등이 제안되었다. 본 논문에서는 turbo복호 알고리즘을 부동 소수점 연산과 고정 소수점 연산을 이용하여 구현하였을 때 성능을 해석하였다. 그리고 Log-MAP 알고리즘의 성능에 근사하는 효율적인 고정 소수점 구현 방법을 제안하였다. 이 방법을 Log-MAP과 sliding window 알고리즘에 적용하여 성능을 분석하였다.

영상 정보의 LDPC 부호화 및 복호기의 FPGA구현 (LDPC Coding for image data and FPGA Implementation of LDPC Decoder)

  • 김진수;제갈동;변건식
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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    • pp.887-890
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    • 2009
  • 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.

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QAM 변조방식과 결합된 비이진 LDPC 부호의 성능 비교 (Performance Analysis of Non Binary LDPC Codes over GF(q))

  • 권경훈;임현호;허준
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2010년도 추계학술대회
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    • pp.282-284
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    • 2010
  • 1962년 Gallager에 의해서 처음 제안된 LDPC 부호는 터보부호(turbo codes)와 마찬가지로 Shannon의 채널용량 한계(channel capacity limit)에 가까운 성능을 보였지만 당시 기술력으로 구현이 불가능한 복잡도로 인해 오랫동안 잊혀져왔다. 1995년 Mackay 와 Neal은 이를 재발견하였고 간단한 확률적 복호법을 이용하여 LDPC 부호의 성능이 매우 우수함을 보였다. 또한 1997년 Mackay는 q>2일 때 LDPC 부호를 GF(q)상에서 구성할 경우에 성능이 더 좋아짐을 보였다. 본 논문에서는 이진 bit로 구성된 같은 길이의 정보 비트(information bit)를 통해 16-QAM 변조를 사용했을시 Binary LDPC 부호와 Non Binary LDPC 부호의 성능을 비교 분석하고, 최적의 성능을 가지는 LDPC 부호의 설계에 대해 제안한다.

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DVB-S2 규격의 변조방식에 따른 LDPC 복호기의 성능평가 (Performance Analysis of LDPC Decoder for DVB-S2 system)

  • 김재범;박현철
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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    • pp.51-54
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    • 2004
  • In this paper, we analyze the performance of LDPC decoder for DVB-S2 system. The performance analysis is performed by computer simulations based on AWGN channel and high order modulation technique including 16APSK and 32APSK. For normal frame codeword length N = 64800, the performance of LDPC decoder is only away 0.7dB to 1dB from Shannon limit with respect to each modulation. The constructions and encoding process of LDPC codes which are used for DVB-S2 system are also presented and described.

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LDPC 코드의 빠른 복원을 위한 1단으로 구성된 적응적인 오프셋 MS 알고리즘 (Single-Step Adaptive Offset Min-Sum Algorithm for Decoding LDPC Codes)

  • 임소국;강수린;이해기;김성수
    • 전기학회논문지P
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    • 제59권1호
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    • pp.53-57
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    • 2010
  • Low-density parity-check (LDPC) codes with belief-propagation (BP) algorithm achieve a remarkable performance close to the Shannon limit at reasonable decoding complexity. Conventionally, each iteration in decoding process contains two steps, the horizontal step and the vertical step. In this paper, an efficient implementation of the adaptive offset min-sum (AOMS) algorithm for decoding LDPC codes using the single-step method is proposed. Furthermore, the performances of the AOMS algorithm compared with belief-propagation (BP) algorithm are investigated. The algorithms using the single-step method reduce the implementation complexity, speed up the decoding process and have better efficiency in terms of memory requirements.

Further Results on Performance of LDPC coded IM-OFDM-QOS System

  • Kim, Hyeongseok;Kim, Jeongchang
    • 방송공학회논문지
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    • 제24권7호
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    • pp.1221-1227
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    • 2019
  • This paper describes a low-density parity-check (LDPC) coded index modulated orthogonal frequency division multiplexing with quasi-orthogonal sequence (IM-OFDM-QOS) and provides performance evaluations of the proposed system. By using QOS as the spreading code, IM-OFDM-QOS scheme can improve the reception performance than IM-OFDM-SS scheme for a given data rate. On the other hand, LDPC code is widely used to the latest wireless communication systems as forward error correction (FEC) scheme and has Shannon-limit approaching performance. Therefore, by applying LDPC code to IM-OFDM-QOS system as FEC scheme, the reception performance can be further improved. Simulation results show that significant signal-to-noise ratio (SNR) gains can be obtained for LDPC coded IM-OFDM-QOS system compared to the LDPC coded IM-OFDM-SS system and the SNR gain increases with the higher code rate.

병렬 구조를 이용한 Turbo Product Code 성능 분석 (Performance Analysis of Turbo Product Code Using Parallel Structure)

  • 이태길;정지원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제29권2C호
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    • pp.181-186
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    • 2004
  • 최근 터보 부호에 비해서 구현시 복잡하지 않고, 높은 부호화율에서 거의 샤논 이론에 접근하는 Turbo Product Code에 대해 관심이 고조되고 있다. 본 논문에서는 기존의 Turbo Product code 복호기에서 row과 column을 직렬로 복호를 하지 않고 복호 구조가 병렬로 동작하는 Turbo Product code 복호기를 제안한다. 모의 실험을 한 결과 기존의 방식에 비해 복호 지연이 줄어들고 성능면에서 직렬 방식과 거의 비슷한 성능이 나타난다.

On the Design of Block Lengths for Irregular LDPC Codes Based on the Maximum Variable Degree

  • 정규혁
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권11C호
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    • pp.907-910
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    • 2010
  • 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.

저밀도 패리티 검사부호의 복호 알고리즘에 따른 성능 비교 분석 (Analysis of Performance according to LDPC Decoding Algorithms)

  • 윤태현;박진태;주언경
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권11호
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    • pp.972-978
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    • 2012
  • 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.

DVB-S2 기반 고속 LDPC 복호를 위한 Horizontal Shuffle Scheduling 방식에 관한 연구 (A Study on Horizontal Shuffle Scheduling for High Speed LDPC decoding in DVB-S2)

  • 임병수;김민혁;정지원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제16권10호
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    • pp.2143-2149
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    • 2012
  • DVB-S2에 적용되는 Shannon의 채널 용량 한계에 근접한 LDPC 부호는 복호화의 낮은 복잡도와 좋은 거리 특성으로 오류마루 현상인 나타나지 않고, 완성 병렬 처리가 가능하다. 하지만 구현상에 있어서 큰 블록 사이즈 및 많은 반복 횟수 때문에 복호과정에서 고속화가 어렵다. 이에 본 논문에서는 HSS(Horizontal Shuffle Scheduling) 방식을 연구하여 최적의 반복횟수를 제시한다. 고속 복호를 위한 복호과정의 한 방법으로 HSS 방식은 체크 노드를 중심으로 체크 노드가 업데이트 되는 과정에서 비트 노드도 같이 업데이트 되기 때문에 한 번의 반복이 끝났을 때 비트노드는 여러 번 반복한 효과를 가지게 된다. 결국 기존에 제시된 반복횟수보다 HSS 방식을 적용하였을 때 더 적은 반복 횟수로 동일한 성능을 얻을 수 있다. HSS 방식을 적용하여 시뮬레이션 한 결과, 각각의 부호화율에서 동일한 성능으로 최소 30% ~ 최대 50% 만큼 반복횟수를 줄일 수 있음을 확인하였다.