According to the IMT-2000 specification of 3GPP(3rd Generation Partnership Project) and 3GPP2, Turbo codes is selected as a FEC(forward error correction) code for even higher reliable data communication. In 3GPP complied IMT-2000 system, channel coding under consideration is the selective use of convolutional coding and Turbo codes of 1/3 code rate with 4 constraint length. Suggesting a new path metric normalization method, we achieved a low complexity and high performance SOVA decoder for Turbo Codes, Further more, we analyze the decoding performance with respect to update depth and find out the optimal value of it by using computer simulation. Based on the simulation result, we designed a SOVA decoder using VHDL and implemented it into the Altera EPF10K100GC503FPGA.
In this paper, performance of a double binary turbo coded ultra wide band (UWB) system is analyzed and simulated in an indoor wireless channel. Binary pulse position modulation-time hopping (BPPM-TH) signals are considered. The indoor wireless channel is modeled as a modified Saleh and Valenzuela (SV) channel. The performance is evaluated in terms of bit error probability (BER). From the simulation results, it is seen that double binary turbo coding offers considerable coding gain with reasonable encoding complexity. It is also demonstrated that the performance of the UWB system can be substantially improved by increasing the number of iterations.
차세대 대부분의 무선 통신 시스템에서는 심각한 페이딩을 극복하기 위하여 터보부호와 같은 연판정 입출력을 반복적으로 사용하는 오류정정부호화 방식을 사용하는 동시에, 시공간부호를 활용하여 다이버시티 이득을 얻고자 한다. 그러므로 수신단에서 시공간부호에서 검출된 신호는 연판정 출력 형태로 오류정정 복호기에 전달되어야 한다. 본 논문에서는 QAM과 같은 고차원 변조방식을 사용하여 시공간부호화와 반복 복호를 사용하는 오류정정부호화 방식이 결합된 경우에 성능의 극대화를 위하여 최적의 연판정 검출 방법을 제시한다. 터보부호를 사용하는 시스템에서 여러 가지 시공간부호화 방식과 고차원 변조 방식이 결합될 경우 여러 가지 연판정 검출 방법에 대한 시뮬레이션 결과를 제시하여, 제안된 방식이 적은 복잡도로 우수한 성능을 얻을 수 있음을 보인다.
In the recent digital communication systems, the performance of Turbo Code using the error correction coding depends on the interleaver influencing the free distance determination and the recursive decoding algorithms that is executed in the turbo decoder. However, performance depends on the interleaver depth that needs many delays over the reception process. Moreover, turbo code has been known as the robust coding methods with the confidence over the fading channel. International Telecommunication Union(ITU) has recently adopted it as the standardization of the channel coding over the third generation mobile communications(IMT-2000). Therefore, in this paper, we proposed the interleaver that has the better performance than existing block interleaver, and modified turbo decoder that has the parallel concatenated structure using MAP algorithm. In the real-time voice and video service over third generation mobile communications, the performance of the proposed two methods was analyzed and compared with the existing methods by computer simulation in terms of reduced decoding delay using the variable decoding method over AWGN and fading channels for CDMA environments.
본 논문에서는 펄스 위치 변조를 사용하는 직접 검파 광통신 채널에서의 터보부호의 성능에 대하여 연구한다. 직접 검파기로서는 이상적인 광자 계수기를 사용하는 경우를 가정하며, 채널 잡음으로는 양자 잡음뿐 만 아니라 배경 잡음도 있는 경우를 가정한다. 즉 사용된 채널 모델은 M-ary PPM Poisson 채널이다. 이 채널에 터보 부호를 적용하기 위한 송수신기의 구조를 제시하고, 또한 제안된 터보 부호화 시스템을 위한 터보 복호 알고리즘을 유도한다. 복호 알고리즘의 유도는 기존의 AWGN 채널을 위한 터보 복호 알고리즘에서 가지 메트릭 연산 부분을 수정함으로써 얻어진다. 이론적인 비트 에러 확률 상한 값의 유도 및 컴퓨터 시뮬레이션의 실행을 통하여, 제안된 터보 부호화 방식의 성능을 분석하고 그 결과를 Reed-Solomon 부호 및 길쌈 부호의 성능과 비교한다.
본 논문에서는 V-BLAST (Vertical-Bell-lab Layered Space Time)의 두 디코딩 과정인 ordering과 slicing에 사전 확률 (a priori probability)로 사용하기 위해서 반복 디코딩 (iterative decoding)을 사용한 MAP (Maximum A Posteriori) 디코더의 외부 정보 (extrinsic information)를 이용한 최적의 터보 부호화된 (Turbo Coded) V-BLAST 기법을 적용한 적응 변조 시스템 (adaptive modulation system)을 제시 후 성능을 관찰한다. 또한 적응 변조 시스템에서 간단하게 V-BLAST 시스템과 터보 부호화 (Turbo Coding) 기법이 결합된 기존의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우에 비하여 어느 정도 전송률 (throughput)향상이 있는가를 살펴본다. 실험결과, 적응 변조 시스템에서 최적의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우가 기존의 터보 부호화된 V-BLAST 기법을 적용한 경우에 비하여 전송률 성능이 우수함을 보였다. 특히, 실험 결과는 2.5 Mbps의 전송률에서 1.5 dB의 SNR 이득을 보인다.
본 논문에서는 터보코딩 및 고차변조를 적용하는 3GPP GERAN 진화 시스템 물리계층에 비트 신뢰도 기반의 심볼 매핑 방법(Symbol Mapping based on Priority: SMP)을 최초로 적용하여 그 성능을 살펴보고자 한다. SMP는 터보코딩에서 정보비트(systematic bits)의 중요성을 이용하여 정보비트를 신뢰도 높은 비트에 매핑시키는 기술로서 본 기술을 GERAN 진화 시스템에 적용시켰을 때, 링크 레벨 시뮬레이션을 통해 16QAM(DAS-8)과 32QAM(DAS-11)의 변조/코딩 방식에 대해서 성능이득이 있음을 확인할 수 있다.
계층적 부호화 방식은 멀티미디어 방송 및 멀티캐스팅 서비스(multimedia broadcasting and multicasting services; MBMS)등과 같이 단방향의 서비스에서 신호 품질에 대한 피드백 정보의 활용이 어려울 경우 사용할 수 있는 적응형 수신 기법 중의 하나이다. 이 기술은 계층적 변조 방식과 결합하여 사용함으로써, 부호화율과 변조 방식을 적절하게 결합하여 사용할 수 있는 방식이다. 또한, 터보부호와 결합된 시공간부호를 이용하여 멀티미디어 방송 서비스 제공에 있어서 위성-지상 통합망에서 효과적으로 다이버시티 이득을 얻을 수 있음이 보여왔다. 본 논문에서는 계층적 터보 부호와 결합된 시공간 부호화 방식을 위성-지상 통합 망에 적용하는 방안을 제시한다. 먼저, 시스템 구조 및 동작 원리를 설명하고, 실제 적용 예제들을 제시한다.
This paper proposes a common interleaving method associated with independent channel-encoding among transmitter antenna branches in orthogonal frequency and code division multiplexing based on multiple-input multiple-output (MIMO) multiplexing to achieve an extremely high throughput such as 1 Gbps using a 100 MHz bandwidth. This paper also investigates the average packet error rate performance as a function of the average received signal energy per bit-to-background noise power spectrum density ratio $(E_b/N_0)$. We found that the loss in the required average received $E_b/N_0$ of the proposed method is only within approximately 0.3 dB in up to a 12-path Rayleigh fading channel, using 16QAM and Turbo coding with a coding rate of 5/6. We also clarify that even for a large fading correlation among antenna branches, 1 Gbps is still possible by increasing the transmission power. Therefore, the proposed method reduces the processing rate to 1/4 in the turbo decoder with only a slight loss in the required average received $E_b/N_0$.
디지털 통신 시스템에서 오류 정정 부호화 방식으로 사용되는 Turbo Code의 성능은 부호기에 내재되어 부호의 자유 거리 결정에 큰 영향을 미치는 인터리버와 복호기에서 수행되는 반복 복호에 의해 결정된다. 하지만 우수한 성능을 얻기 위해 수신 과정에서 많은 지연 시간이 요구되는데 이는 주로 인터리버의 크기에 의존하게 된다. 또한 Turbo Code는 페이딩 채널 상에서도 신뢰성 있는 강력한 코딩 기법으로 알려져, 최근 ITU 등에서 IMT2000과 같은 차세대 이동 통신에서 채널 코드의 표준으로 채택되었다. 따라서 본 논문에서는 기존의 블럭 인터리버를 변형한 인터리버와 MAP(Maximum A Posteriori)알고리듬을 이용한 병렬 구조의 터보 복호기를 제안하였다. 무선 멀티미디어 통신에서 실시간 음성 및 비디오 서비스를 제공할 때 CDMA 환경에서의 AWGN과 페이딩 채널에 대해 가변 복호방법을 이용하여 감소된 복호지연의 관점에서 컴퓨터 모의실험을 통해 성능 분석을 하고 기존의 다른 방법과 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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