• 제목/요약/키워드: Soft-Decision Decoding

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실내 무선 채널 환경에서 무선 LAN용 OFDM 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of a OFDM System for Wireless LAN in Indoor Wireless Channel)

  • 최연주;김항래;김남;고영훈;안재형
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.268-277
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    • 2001
  • 본 논문에서는 IEEE 802.11a 무선 LAN에 적합한 OFDM 시스템에 비터비 복호를 사용하는 길쌈 부호와 단일 탭의 LMS 등화기를 적용하여 실내 무선 채널 환경에서 시스템 성능을 시뮬레이션을 통해 분석한다. 실내 무선 채널은 라이시안 페이딩 모델링하고, 부채널변조 방식으로는 QPSK와 16QAM을 사용한다. 직접 파 대 간섭파 전력비 K=5 dB 인 라이시안 페이딩 채널에서 길쌈 부호 및 비터비 복호를 사용하는 경우, 경판정에서 QPSK는 8.6 dB, 16QAM 은 19.2dB, 연판정에서 QPSK는 5.3dB, 16QPSK는 5.3dB, 16QAM은 9.8dB에서 $10^{-4}$의 BER을 만족하였다. 또한 16QAM/OEFM 방식에 단일 탭의 LMS 등화기를 사용하면 길쌈 부호만을 사용한 경우보다 경판정 비터비 복호의 경우 8.6dB,연판정의 경우에는 2dB의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.

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고차 변조 방식을 사용하는 MIMO 시스템을 위한 낮은 복잡도를 갖는 연판정 알고리즘 (Soft-Decision Algorithm with Low Complexity for MIMO Systems Using High-Order Modulations)

  • 이재윤;김경택
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권6호
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    • pp.981-989
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    • 2015
  • 최적 ML(Maximum Likelihood) 기법 및 sphere decoding(SD), QRM-MLD(QR decomposition with M-algorithm Maximum Likelihood Detection) 기반의 준 최적 검출 기법을 적용한 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서의 LLR(Log Likelihood Ratio) 계산은 변조 차수 및 송/수신 안테나의 수가 증가할수록 그 복잡도가 지수적으로 증가하여 구현 및 성능 면에서 큰 문제점을 야기한다. 본 논문에서는 고차 변조 방식 기반의 $N_T{\times}N_R$ MIMO시스템 수신기의 QRM-MLD 기반 MIMO 검출기에서 연판정 시 아주 낮은 복잡도로 1dB 이내의 ML 검출 기법에 대한 오류 성능 접근도를 갖는 LLR 계산 방법을 제시하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 여러 M 값에 대한 MIMO 시스템의 BER(Bit Error Rate) 결과를 도출하고 분석하여 제시된 방법의 유효성을 검증한다.

DVB-S2 기반 LDPC 복호기의 멀티레벨 변조 방식 적용을 위한 디맵핑 알고리즘 (Demapping Algorithm for Applying the Multilevel Modulation Scheme to LDPC Decoding Based on DVB-S2)

  • 정지원;정진희;김민혁
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.615-622
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    • 2006
  • DVB-S2 표준안에서는 다양한 부호화율과 그에 따른 다양한 변조 방식을 지원한다. 따라서 본 논문에서는 LDPC에 8 PSK 이상의 다치 변조 방식 적용을 위해 수신단에서 비트 분리 방법을 제시한다. 수신된 I, Q 심볼만을 이용하여 세 비트 이상의 비트를 분리하기 위한 LLR 방식에 기초를 하여 LLR 방식의 단점인 복잡도를 개선하기 위해 Euclidean, MAX, Sector 방식을 제시하였다.

위성 방송 채널에서 터보 부호화된 OFDM 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of OFDM Systems with Turbo Code in a Satellite Broadcasting Channel)

  • 김진영
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.175-185
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    • 2009
  • 본 논문에서는 위성 방송 채널에서 터보 부호화된 OFDM 시스템의 성능을 분석 및 실험하였다. 성능은 BER로 평가하였고, 위성 채널은 Rayleigh 페이딩과 Rician 페이딩의 조합으로 모델링 된다. 성능 비교를 위해 터보복호 알고리즘으로 MAP, Max-Log-MAP, SOVA가 사용되었다. 모의실험 결과, Max-Log-MAP 알고리즘이 성능과 복잡도 측면에서 가장 좋은 성능을 보임을 확인 하였다. 그리고 터보 부호화기의 iterations과 interleaver의 수를 증가시키면 성능이 향상됨을 알 수 있다. 본 논문의 결과는 OFDM 기반의 위성 방송 시스템의 설계에 활용될 수 있다.

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Trumpis 길쌈부호를 적용한 FH/MFSK 시스템의 잡음재밍에 대한 성능 분석 (Trumpis Coded FH/MFSK Performance in Noise Jamming Environments)

  • 송문규;사공석진;차균현
    • 한국통신학회논문지
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    • 제17권10호
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    • pp.1100-1108
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    • 1992
  • AJ 시스템의 비트 오류 확률의 정확한 계산은 매우 어렵거나 불가능하므로 비트 오류 확률의 Chernoff상한을 구하여 시스템의 성능 분석을 하는 것이 매우 유용하다. 부호 채널에 대한 cutoff rate의 계산은 비교적 용이하므로, AJ 시스템의 부호화 비트 오율의 상한은 AWGN 채널에서의 비트오율의 상한이 cutoff rate의 항으로 직접 구해지는 관계를 이용하여 구할 수 있다. 본 논문에서는 부호 기법을 적용한 통신 시스템에 대하여 적용할 수 있는 비트 오류 확률의 상한에 대한 일반적인 표현식을 소개하고 그 결과를 이용하여 Trumpis 부호를 적용한 FH/MFSK 시스템의 광대역 및 부분 대역 잡음 재밍에 대한 성능 분석을 하였고 아울러 채널 측정을 통해 부가적으로 제공될 수 있는 재머의 상태 정보가 비트 오류 확률에 미치는 효과도 계산함으로써 위의 사실을 입증하였다.

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스피어 디코더에서 초기 반지름을 결정하는 두 가지 방법에 대한 비교 연구 (Comparison of Two Methods for Determining Initial Radius in the Sphere Decoder)

  • 전은성;김요한;김동구
    • 한국항행학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.371-376
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    • 2006
  • 스피어 디코더의 초기 반지름 결정 문제는 비트 오율 (bit error rate)과 복잡도에 있어서 많은 영향을 미친다. 이런 초기 반지름은 채널의 통계적 특성을 고려함으로 설정되거나, MMSE 결정 값을 이용하여 설정할 수 있다. 채널의 통계적 특성을 이용한 방법은 초기 반지름이 송신 신호에 해당하는 격자점을 매우 높은 확률로 포함한다. MMSE 결정 값을 이용하는 방법은 먼저 수신 신호에서 MMSE 연 판정 부호(soft output information)을 얻은 후, 경 판정(hard decision)을 내린 다음, 수신 신호 공간에서 경 판정 부호에 해당하는 격자점을 찾는다. 그리고 수신 신호와 경 판정 부호에 해당하는 격자점 사이의 유클리디안 거리(Euclidean distance)를 초기 반지름으로 설정한다. 본 논문에서는 채널의 통계적 특성을 이용한 방법에 있어서 기존의 복잡한 수식에 비해 간단한 새로운 식을 유도하고, MMSE 결정값을 이용한 방법과 비교 연구 하였다. 비교를 위해 'Tightness'라는 새로운 측도를 이용하였다. 전산 실험 결과, 낮은 SNR 영역과 중간 정도의 SNR 영역에서는 MMSE를 이용한 방법의 더 많이 디코딩 복잡도 감소를 보였고, 높은 SNR 영역에서는 채널의 통계적 특성을 이용한 방법이 더 낮은 디코딩 복잡도를 보였다.

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수중음향통신에서 BCJR 기반의 터보 등화기 실험 성능 분석 (Experimental Performance Analysis of BCJR-Based Turbo Equalizer in Underwater Acoustic Communication)

  • 안태석;정지원
    • 한국항해항만학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.293-297
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    • 2015
  • 수중 음향 통신은 과거 군사적 목적을 위해 제한적으로 사용되어졌으나, 수중 탐지, 운동체 추적, 잠수함, 부이를 이용한 해양의 날씨 변화 등 해양에서의 통신에 대한 연구가 활발히 이루어지며 활용 분야가 확대되고 있는 추세이다. 수중음향통신은 다중경로로 인한 신호간의 간섭으로 성능 및 전송율이 열약한 실정이다. 따라서 다중 경로 전달 환경인 수중음향통신에서 원활한 통신과 함께 수신 신호의 성능을 향상시키기 위하여 낮은 SNR에서도 우수한 성능을 보이는 채널 부호화 기법에 대해 연구하였다. 본 논문에서는 데이터 길이의 가변성이 좋은 BCJR기반 (2,1,7) 컨볼루션 부호를 적용하였으며, 다중 경로 전달로 인해 왜곡된 데이터를 보상하기 위해 결정 궤환 등화기가 결합된 터보 등화기 구조를 적용하였다. 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 BCJR 기반의 터보 등화 구조가 다른 비터비 복호방식의 경판정, 연판정 기법에 비해 성능이 우수함을 검증하였다. 이러한 BCJR 복호의 성능은 반복횟수는 평균 1회에서 3회 정도에 오류가 정정되고, 복호기 입력단의 오류율이 $10^{-1}$ 이하이면 모두 복호가 가능함을 볼 수 있으며, 16번의 수중통신 실험은 약 83%의 성공률을 획득하였다.

비터비 알고리즘을 이용한 r=1/3, K=9 콘벌루션 복부호기의 설계 (Design of ${\gamma}$=1/3, K=9 Convolutional Codec Using Viterbi Algorithm)

  • 송문규;원희선;박주연
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권7B호
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    • pp.1393-1399
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    • 1999
  • 채널의 영향으로 수신 데이터에서 발생한 에러를 정정할 수 있는 부호율 ${\gamma}$=1/3이고 구속장 K=9인 콘벌루션 코덱 칩을 간략한 회로에 주안점을 두고 VLSI 설계한다. 복호기에서는 3비트 연성판정을 이용한 비터비 알고리즘이 사용된다. 정보 데이터의 정정과 저장을 위해서는 45단의 레지스터 교환 방식을 채택하였다. 회로의 설계시 VHDL 언어를 이용하였고, 회로의 시뮬레이션과 합성을 위해 Synopsys사의 Design Analysis와 VHDL 시뮬레이터를 사용하였다. 이 칩은 ENCODER, ALIGN, BMC, ACS, SEL_MIN 및 REG_EXCH 블럭으로 구성된다. 회로의 동작은 여러 가지 에러 상황을 가정하여 논리 시뮬레이션을 통해 검증하였고, 합성 후 타이밍 시뮬레이션 결과 325.5Kbps의 정보 데이터까지 부호 및 복호가 가능하였으며, 외부 메모리부를 제외하면 총 6,894 게이트가 소요되었다.

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룸머 페이딩 환경 하에서 단일 탭 등화기를 사용한 OFDM M-ary QAM 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of OFDM M-ary QAM System with One Tap Equalizer in Rummler Fading Channel)

  • 심재옥;김언곤
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.175-180
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    • 2002
  • 본 논문에서는 컨벌루션 부호와 비터비 복호와 단일 탭 등화기를 적용하여 OFDM 시스템의 성능을 분석하였다. DMRS(Digital Microwave Radio System)는 룸머 페이딩 채널로 모델화 된다. 시뮬레이션 결과 룸머 페이딩 채널 환경 하에서 채널 부호를 채용한 시스템이 채널 부호를 채용하지 않은 시스템보다 BER 10 $^3$에서16QAM인 경우 감쇠 상수 0.1~0.2인 경우 3.6~10.5dB 개선됨을 알 수 있었고, 64QAM인 경우 감쇠상수 0.1인 경우 19.7dB 개선됨을 알 수 있었고, 감쇠상수 0.2인 경우 10.5dB가 요구되어졌다. 연판정일 경우 16QAM 인 경우 감쇠 상수 0.1~0.2인 경우 2~2.9dB 개선됨을 알 수 있었고, 64QAM인 경우 3.3~7.8dB 개선됨을 알 수 있었다. 등화기를 채용한 경우는 13dB 이상일 경우부터 성능 개선 폭이 점점 증가하였다.

고속 전력선 통신을 위한 터보 부호화된 OFDM (Turbo Coded OFDM Scheme for a High-Speed Power Line Communication)

  • 김진영;구성완
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.141-150
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    • 2010
  • 본 논문은 전력선 통신 채널에서 터보 부호와 OFDM 시스템의 성능을 분석하고 시뮬레이션 하였다. 전력선통신 시스템은 최악의 환경에서 동작되기 때문에 터보 부호는 전송 데이터의 신뢰성을 보장하기 위해서 사용되었다. 시뮬레이션의 성능은 비트 오류 확률로써 표현하였다. 터보 복호 알고리즘으로써 MAP과 Max-Log MAP 알고리즘, 그리고 SOVA를 선택하였고, 이것들의 성능을 비교하였다. 시뮬레이션 결과로부터, Max-Log MAP 알고리즘이 성능과 복잡도면에서 유망하다는 것이 입증되었다. 그리고 터보 부호기의 인터리버 길이가 100에서 5000으로 변할 때와 반복 횟수가 2번에서 8번으로 증가할 때, 각 각 3dB증가하였음을 알 수 있다. 본 논문에서의 결과는 OFDM를 기반으로 하는 전력선 통신 시스템에 적용될 수 있음을 보여준다.