• 한국통신학회논문지
• /
• 제38A권6호
• /
• pp.471-478
• /
• 2013

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.

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권8호
• /
• pp.21-27
• /
• 2013

본 논문에서는 Turbo coded BICM-ID (bit-interleaved coded modulation with iterative decoding)의 구현 복잡도를 개선하기 위한 기법을 제안한다. 터보 부호는 Shannon 한계에 근접하는 우수한 성능을 나타내는 오류정정부호 (error correction code)이며 터보 부호와 고차원 변조 (high order modulation)를 결합하여 전송효율을 개선할 수 있다. BICM (bit-interleaved coded modulation)은 채널 부호와 고차원 변조 사이에 이진 인터리버를 사용하는 기법이며 복호기와 복조기 간에 정보를 주고받으며 반복 복호 (iterative decoding)를 수행하는 BICM-ID를 이용하여 성능을 개선 할 수 있다. BICM-ID는 BICM과 비교하였을 때 반복 복호로 인하여 비트오율 (bit error rate) 성능이 개선되지만 구현 복잡도가 크게 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 Turbo coded BICM-ID에서 구현 복잡도를 개선하기 위한 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 기존에 제안된 Turbo coded BICM-ID 기법과 유사한 비트오율 (bit error rate) 성능을 나타내면서 구현 복잡도를 크게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.38-46
• /
• 2012

본 논문에서는 OFDM 시스템에서 고속 처리와 성능 향상을 위한 LDPC 코드 기반 결정 궤환 등화기(Decision Feedback Equalizer: DFE)를 제안한다. LDPC 코드는 우수한 오류 정정 능력과 Shannon의 채널 용량에 근접하는 성능을 갖는다. 그러나, 많은 parity 검사 행렬과 반복 횟수를 가진다는 단점이 있다. 제안된 시스템에서는 판정된 신호와 복호기 사이의 신호의 MSE(Mean Square Error)를 등화기로 피드백한다. 이러한 방법을 사용하면 추정된 채널 응답을 보정해 주기 때문에 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 동일한 성능에서 피드백이 포함되지 않은 시스템보다 낮은 반복 횟수를 갖기 때문에 시스템의 복잡도를 줄일 수 있다. 시뮬레이션을 통해 다중 경로 채널에서 CFO(Carrier Frequency Offset)와 위상 잡음이 고려된 OFDM 시스템의 성능을 평가하여 제안 시스템의 우수성을 보인다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제37권1A호
• /
• pp.34-42
• /
• 2012

LDPC(low density parity check) 부호는 낮은 복잡성과 Shannon의 한계에 근접하는 오류 정정 능력을 보이기 때문에 turbo 부호와 함께 많은 응용 분야에 적용되고 있다. 최근에는 분산 동영상 부호화(distributed video coding: DVC) 시스템의 Wyner-Ziv 프레임 복호를 위해서도 LDPC 부호가 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 DVC 시스템을 위한 LDPC 부호를 설계하기 위해 패리티 체크 행렬 H를 설계하고 부호율 적응적인(rate adaptive) 특성을 만족하기 위해 H 행렬의 패리티 점검 노드를 효율적으로 병합하는 방법을 제안한다. 이를 위해 cycle의 연결성을 고려한 ACE(approximation cycles EMD) 알고리즘을 기반으로 효율적인 LDPC 부호를 설계하고 부호율 적응적인 특성을 갖도록 하기 위해 H 행렬의 크기와 압축율을 고려하여 병합 범위를 지정하고 지정된 범위에 따라 패리티 점검 노드를 병합한다. 그리고 ACE 알고리즘의 계수와 차수 분포를 변화시키면서 설계한 LDPC 부호의 성능을 해석한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제25권9A호
• /
• pp.1313-1321
• /
• 2000

최근 위성을 이용한 고속 멀티미디어 서비스 시대가 도래함에 따라, 저궤도 위성통신에 대한 관심이 증대되고 있다. 이러한 저궤도 위성통신 채널에서 고속 멀티미디어 서비스를 지원하기 위해서는 매우 우수한 성능의 오류정정부호가 요구된다. 1993년 Berrou등에 의해 발표된 터보부호는 Shannon 한계에 근접하는 우수한 성능을 나타냄으로써 현재 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 저궤도 위성통신 채널을 모델링하고 이에 의해 발생된 각 지역별 전파환경과 앙각의 변화에 따른 페이딩 특성을 분석한다. 그리고 저궤도 위성통신 채널에서 터보부호의 성능을 시뮬레이션하고 기존의 길쌈부호의 성능과 비교 분석하였다. Globalstar의 궤도 파라미터를 이용하여 모델링한 저궤도 위성통신 채널에서 터보부호는 기존의 길쌈부호와 비교하여 각 전파환경과 앙각의 변화에 대해서 약 1.0~2.2dB의 부호화 이득을 더 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 분석된 결과는 각 전파환경별로 앙각의 변화에 따라 나타나는 이득의 차이에 대한 원인과 부호의 종류에 따른 성능을 분석함으로써 향후 시스템별 환경에 따른 부호의 선정에 도움이 될 수 있도록 하였다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.144-153
• /
• 2009

최근, 사용자 제작 콘텐츠(UCC: User Created Contents) 또는 다시점 비디오(Multiview Video) 등의 응용을 위한 경량화 부호화 기술의 필요성이 대두됨에 따라 비디오 부호화 복잡도의 대부분을 차지하는 움직임 예측/보상 과정을 부호화기가 아닌 복호화기 측에서 수행하는 분산 비디오 부호화 기술(Distributed Video Coding)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. Wyner-Ziv 부호화 기술은 채널 코딩을 이용하여 원본 영상에 대한 복호화기 측의 예측영상인 보조정보에 포함된 잡음을 제거함으로써 영상을 복원하는 구조를 가진다. 일반적인 Wyner-Ziv 부호화 기술은 키 프레임 간의 움직임 예측/보상 과정에 기반한 프레임 보간법을 통해 보조정보를 생성하며, Shannon limit에 근접한 성능을 보이는 Turbo 코드나 LDPC 코드를 통해 잡음을 제거한다. Wyner-Ziv 부호화 기술은 채널 코드의 복호화를 위해 보조정보에 포함된 잡음의 정도를 예측하는데, 이를 '가상 채널 잡음(Virtual Channel Noise)'이라 하며 일반적으로 Laplacian이나 Gaussian으로 모델화 한다. 본 논문은 변환영역에서의 주파수 단위에 적응적인 채널 잡음 모델링에 기반한 Wyner-Ziv 부호화 방법을 제안한다. 다양한 영상에 대한 제안 방법의 실험 결과는 기존 방법과 비교하여 최대 약 0.52dB에 해당하는 율-왜곡 성능의 향상을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제25권9A호
• /
• pp.1290-1298
• /
• 2000

터보 부호의 복호기는 각 복호 단계마다 순방향과 역방향의 메트릭을 계산하여 복호할 비트의 잉여 정보를 추출하여 다음 복호 단계에서 이 정보를 이용하는 반복 복호 기술이다. 터보 부호는 인터리버의 크기가 크고 반복 복호가 충분히 수행되었을 때 BER의 관점에서 Shannon Limit에 근접하는 우수한 성능을 보였다. 그러나 많은 연산량에 따른 복잡도의 증가와 인터리버와 반복 복호에 따른 지연과 실시간 처리의 어려움이라는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 터보 부호의 복호 알고리즘으로 사용되고 있는 MAP(maximum a posteriori) 알고리즘과 이의 성능을 결정하는 요소를 분석한다. MAP알고리즘은 모든 인접 비트들과 수신 심벌들 사이의 상태와 천이 확률을 통해 연성 결정값을 결정하여 반복 복호 동작을 수행한다. 그러므로 MAP알고리즘의 성능 향상을 위해서는 인접한 수신 심볼들의 신뢰성을 보장해 주어야만 한다. 하지만 MAP 알고리즘 자체에서는 이를 위한 어떠한 동작도 해줄 수가 없기 때문에 추가적인 알고리즘이 필요하디는 결론을 얻을 수 있으며 반복 복호 동작을 줄일수 있게된다. 따라서 수신된 심볼에 대하여 좀 더 신뢰성을 있는 정보를 MAP 알고리즘의 입력으로 주기 위해 Robust 등화기법을 적용하여 MAP 알고리즘과 터보 부호의 성능을 비가우시안 채널 환경에서 분석한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
• /
• 한국방송공학회 2011년도 하계학술대회
• /
• pp.466-469
• /
• 2011

최근 무선전송에서 SISO(single input singe output) 시스템의 전송률이 샤논 한계(Shannon limit)에 근접함에 따라, 이것을 극복하여 더 높은 데이터 전송률을 얻기 위해 MIMO(multiple input multiple output) 시스템에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 현재 진행 중인 DVB-NGH 시스템 표준화에도 전송률 개선을 위해 MIMO SM(Spatial Multiplexing) 기술에 대해 고려하고 있으며, 방송 시스템 내 송수신 안테나들 간 상관(correlation)이 발생하는 경우에 성능 개선을 위해 Precoding과 MIMO SM을 결합한 $2{\times}2$ 구조의 MIMO SM 방법이 제안되었다. 이 방법은 두 개의 송신안테나에 모두 16QAM 신호가 전송되는 경우와 두 송신안테나에 각각 16QAM, QPSK 신호가 전송되는 경우를 포함하고 있다. 이때 고출력 증폭기(high power amplifier) 전단에서 두 송신 안테나에 서로 다른 변조가 적용되는 경우에 PAPR(peak-to-average power ratio)이 달라서 고출력 증폭기 출력단의 송신전력 차이로 인해 각 신호의 방송권역(coverage)이 같지 않은 문제가 발생한다. 본 논문은 이러한 문제를 극복하기 위해 $2{\times}2$ MIMO SM 방식에서 송신 안테나별로 신호의 변조방식이 서로 다른 경우에 송신신호의 PAPR을 같게 하여 증폭기 출력단에서 각 송신신호의 전력이 동일하게 할 수 있는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 수신기의 복잡도를 증가시키지 않으면서 두 송신 신호의 방송권역을 동일하게 한다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.116-126
• /
• 2000

Turbo codes are the most exciting and potentially important development in coding theory in recent years. They were introduced in 1993 by Berrou, Glavieux and $Thitimajshima,({(1)}$ and claimed to achieve near Shannon-limit error correction performance with relatively simple component codes and large interleavers. A required Eb/N0 of 0.7㏈ was reported for BER of $10^{-5}$ and code rate of $l/2.^{(1)}$ However, to implement the turbo code system, there are various important details that are necessary to reproduce these results such as AGC gain control, optimal wordlength determination, and metric rescaling. Further, the memory required to implement MAP-based turbo decoder is relatively considerable. In this paper, we confirmed the accuracy of these claims by computer simulation considering these points, and presented a optimal wordlength for Turbo code design. First, based on the analysis and simulation of the turbo decoder, we determined an optimal wordlength of Turbo decoder. Second, we suggested the MAP decoding algorithm based on sliding-window method which reduces the system memory significantly. By computer simulation, we could demonstrate that the suggested fixed-point Turbo decoder operates well with negligible performance loss.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제13권1호
• /
• pp.8-14
• /
• 2013

A low density parity check (LDPC) decoder provides a most powerful error control capability for mobile communication devices and storage systems, due to its performance being close to Shannon's limit. In this paper, we introduce an efficient overlapped LDPC decoding algorithm using a upper dual-diagonal parity check matrix structure. By means of this algorithm, the LDPC decoder can concurrently execute parts of the check node update and variable node update in the sum-product algorithm. In this way, we can reduce the number of clock cycles per iteration as well as reduce the total latency. The proposed decoding structure offers a very simple control and is very flexible in terms of the variable bit length and variable code rate. The experiment results show that the proposed decoder can complete the decoding of codewords within 70% of the number of clock cycles required for a conventional non-overlapped decoder. The proposed design also reduces the power consumption by 33% when compared to the non-overlapped design.