• 제목/요약/키워드: Turbo decoding

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시공간 turbo 부호의 성능 분석과 효율적인 복호 알고리즘 (Performance Analysis and Efficient Decoding Algorithm for Space-Time Turbo codes)

  • 신나나;이창우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권4C호
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    • pp.191-199
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    • 2005
  • 최근 무선 이동통신에서 상대적으로 늘어난 다중 접속자들에 대해 대역폭을 효율적으로 사용하면서도 보다 빠른 데이터 전송률을 지원하기 위해 제안된 시공간 turbo 부호에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 시공간 turbo 부호의 복호 시 요구되는 계산량을 줄이기 위해 사전 정보를 근사화하여 이 정보를 고정 소수점 연산 시 간단하게 구현할 수 있는 복호 알고리즘을 제안하였다. 또한 시공간 turbo 부호의 복호 알고리즘을 고정 소수점 연산을 이용하여 구현하였을 때 성능을 해석하였고 Log-MAP 알고리즘의 성능에 근사하는 효율적인 고정 소수점 구현 방법을 제안하였다. 이 방법을 Log-MAP 알고리즘에 적용하여 성능을 분석하였고 기존의 Log-MAP의 결과에 거의 근접한 성능을 보임을 확인하였다.

고속 블록 터보 코드 복호 알고리즘 및 하드웨어 구조 설계 (A High Speed Block Turbo Code Decoding Algorithm and Hardware Architecture Design)

  • 유경철;신형식;정윤호;김근회;김재석
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권7호
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    • pp.97-103
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    • 2004
  • 본 논문에서는 고속 블록 터보 코드 복호 알고리즘을 제안하고 이를 하드웨어로 검증하였다. 멀티미디어 무선 데이터 통신시스템은 높은 에러 정정 능력을 가진 채널 부호 방식을 요구한다. 블록 터보 코드는 블록 코드의 특성으로 인하여 다양한 코드율과 패킷 사이즈를 지원할 수 있으며, 터보 코드의 연판정 반복 기법으로 높은 성능을 보인다 하지만, 반복 기법과 외부정보 연산의 복잡한 구조로 때문에 복호 시간이 긴 단점을 갖고 있다. 이러한 긴 복호 시간의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 복호 알고리즘은 외부정보 연산단계에서 이를 해결하였다. 외부정보 연산을 할 때 채널 정보를 이용하여 채널 정보 상태에 대한 임계치를 정한 후, 채널 정보가 좋은 비트에 대해서 외부 정보 연산 과정을 생략하는 대신 높은 신뢰도의 값을 할당함으로써 외부정보 연산이 감소되는 고속 복호기를 구현하였다. 채널 상태를 나타내는 임계치를 복호기의 입력인 신뢰도(Log Likelihood Ratio, LLR)가 가우시안 분포를 이루게 된다는 점에 착안하여 평균과 표준편차의 선형 조합으로써 결정하였다. 제안된 알고리즘을 Verilog-HDL을 이용하여 설계한 결과 기존 블록 터보 코드 복호 알고리즘에 비하여 약 30%의 외부정보 연산량과 복호시간이 감소되었고, 약 20K logic gate와 32Kbit의 메모리를 포함하였다.

W-CDMA 시스템에서 터보 부호의 새로운 복호지연 감소방식에 관한 연구 (A Study on the New Delay Stopping Criterion of Turbo Code in W-CDMA System)

  • 박노진;신명식
    • 정보통신설비학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.207-215
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    • 2009
  • In recent digital communication systems, the performance of Turbo Code used as the error correction coding method depends on the interleaver size influencing the free distance determination and iterative decoding algorithms of the turbo decoder. However, some iterations are needed to get a better performance, but these processes require large time delay. Recently, methods of reducing the number of iteration have been studied without degrading original performance. In this paper, the new method combining ME (Mean Estimate) stopping criterion with SDR (sign difference ratio) stopping criterion of previous stopping criteria is proposed, and the fact of compensating each method's missed detection is verified Faster decoding realizes that reducing the number of iterative decoding about 1~2 times by adopting our proposed method into serially concatenation of both decoder. System Environments were assumed DS-CDMA forward link system with intense MAI (multiple access interference).

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MIMO-HARQ 시스템을 위한 MMSE 기반 연속 터보 등화기 (MMSE Based Continuous Turbo Equalizer for MIMO-HARQ Systems)

  • 박상준;최수용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권10호
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    • pp.619-621
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    • 2014
  • 본 논문은 MIMO-HARQ 시스템을 위한 MMSE 기반 연속 터보 등화기를 제안한다. 제안 기법은 이전 전송의 수신 과정 중 생성된 연판정 정보를 재전송의 수신 과정 중 초기화 단계에서 재활용하여 복호수렴 속도의 개선을 도모한다. 모의실험을 통해 제안기법이 기존 기법 대비 향상된 블록 오율을 달성함과 동시에 복호 수렴 속도를 크게 개선함을 확인하였다.

Generalized Distributed Multiple Turbo Coded Cooperative Differential Spatial Modulation

  • Jiangli Zeng;Sanya Liu;Hui Wang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제17권3호
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    • pp.999-1021
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    • 2023
  • Differential spatial modulation uses the antenna index to transmit information, which improves the spectral efficiency, and completely bypasses any channel side information in the recommended setting. A generalized distributed multiple turbo coded-cooperative differential spatial modulation based on distributed multiple turbo code is put forward and its performances in Rayleigh fading channels is analyzed. The generalized distributed multiple turbo coded-cooperative differential spatial modulation scheme is a coded-cooperation communication scheme, in which we proposed a new joint parallel iterative decoding method. Moreover, the code matched interleaver is considered to be the best choice for the generalized multiple turbo coded-cooperative differential spatial modulation schemes, which is the key factor of turbo code. Monte Carlo simulated results show that the proposed cooperative differential spatial modulation scheme is better than the corresponding non-cooperative scheme over Rayleigh fading channels in multiple input and output communication system under the same conditions. In addition, the simulation results show that the code matched interleaver scheme gets a better diversity gain as compared to the random interleaver.

터보 부호에서 낮은 복잡도를 갖는 효율적인 반복부호 제어기법과 새로운 인터리버 (Efficient Iteration Control Method with low complexity and New Interleaver for Turbo Codes)

  • 김순영;장진수;성락주;이문호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제25권8A호
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    • pp.1254-1264
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    • 2000
  • 본 논문에서는 새로운 터보 인터리버와 복호와 과정에서 낮은 복잡도를 갖는효율적인 반복복호 제어기법을 제안한다 터보코드는 반복 복호수와 인터리버 크기가 증가할수록 성능이 향상된다는 것은 잘 알려진 사실이다 그러나 인터리버 크기가 증가하면 복호 과정에서 지연과 계산량이 증가하게 된다 따라서 새로운 효율적인 인터리버를 제안한다 제안 인터리버는 매직 매트릭스 특성을 이용함으로서 낮은 구현 복잡도를 가진면서 GF, Mother등 기존의 IMT-2000에 제안된 터보 인터리버와 비슷한 성능을 보인다 또한 터보 코드의 복호 과정에서 반복 복호수를 증가하면 성능이 향상되지만 어느정도의 반복 복호수 이상에서는 성능 향상이 거의 나타나지 않는 다 따라서 본 논문에서는 최대 반복 복호수를 수신 데이터를 이용 SNR(signal to noise ratio)을 추정하여 반복 복호수를 가변적으로 미리 설정(preset)함으로써 반복 복호수를 제어하는기법을 제안한다 제안구조는 터보 부호의 문제점 중 하나인 복호 계산량과 지연을 성능 저하 없이 효율적으로 감소시킬 수 있다

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Single Parity Check 부호를 적용한 3차원 Turbo Product 부호의 효율적인 복호 알고리즘 (Effective Decoding Algorithm of Three dimensional Product Code Decoding Scheme with Single Parity Check Code)

  • 하상철;안병규;오지명;김도경;허준
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권9호
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    • pp.1095-1102
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    • 2016
  • 본 논문에서는 single parity check 부호(SPC)를 포함하는 3차원 turbo product 부호(TPC)의 효율적인 복호 기법을 제안한다. 일반적으로 TPC의 부호율을 극대화하기 위한 목적으로 부호 길이가 짧은 축에서 SPC 부호를 적용한다. 그러나 SPC 부호가 오류 정정 능력이 없는 부호이기 때문에 3차원 TPC를 Chase-Pyndiah 복호 알고리즘만으로 복호할 경우, 2차원 TPC에 비하여 성능 개선이 거의 발생하지 않는다. 본 논문에서는 이를 개선하기 위해 다음의 2가지 기법을 복호 과정에 적용하였다. 우선 SPC 부호로 이루어진 축에서는 구현 복잡도를 낮추기 위하여 $min^*$-sum 알고리즘을 복호 방법으로 적용하였으며, 반복 복호 방식으로는 성능 개선을 위해 직렬 복호 방식을 변형한 방식을 이용하였다. 마지막으로 이를 적용한 TPC 시뮬레이터의 성능을 비교 분석하고, 실제 하드웨어 구현과정에서 고려해야 할 부분을 소개한 후, VHDL을 이용하여 3차원 TPC를 설계하였다.

CDMA 채널 환경에서의 MAP 기반 터보 부호에 관한 연구 (A Study on Iterative MAP-Based Turbo Code over CDMA Channels)

  • 박노진;강철호
    • 융합신호처리학회 학술대회논문집
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    • 한국신호처리시스템학회 2000년도 추계종합학술대회논문집
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    • pp.13-16
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    • 2000
  • 최근의 이동통신 시스템에서 오류 정정 부호화 방식으로 사용되는 Turbo Code의 성능은 부호기에 내재되어 부호의 자유 거리 결정에 큰 영향을 미치는 인터리버와 복호기에서 수행되는 반복 복호에 의한 것이다. 하지만 우수한 성능을 얻기 위해 수신과정에서 많은 지연시간이 요구되는데 이는 주로 인터리버의 크기에 의존하게 된다 또한 Turbo Code는 페이딩 채널 상에서도 신뢰성 있는 강력한 코딩 기법으로 알려져, 최근 ITU 둥에서 IMT-2000과 같은 차세대 이동 통신에서 채널 코드의 표준으로 채택되었다. 따라서 본 논문에서는 복잡도는 2배로 증가하나 성능을 개선시킨 터보 복호기를 제안하고, 차세대 무선 멀티미디어 통신에서 실시간 음성 덴 비디오 서비스를 제공시 복호 지연시간을 단축시키기 위해 가변 복호 방법을 이용하여 AWCN과 페이딩 채널 환경에서의 컴퓨터 모의 실험을 통해 성능 분석을 하였다.

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위성 통신에서의 반복 복호 기법 (Iterative Decoding far a Satellite Broadcasting Channel)

  • 이재선;박재성;이병무;김진영
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.309-313
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    • 2009
  • In this paper, the network performance of a turbo coded optical code division multiple access (CDMA) system with cross-layer, which is between physical and network layers, concept is analyzed and simulated. We consider physical and MAC layers in a cross-layer concept. An intensity-modulated/direct-detection (IM/DD) optical system employing pulse position modulation (PPM) for satellite broadcasting communications is considered. In order to increase the system performance, turbo codes composed of parallel concatenated convolutional codes (PCCCs) is utilized. The network performance is evaluated in terms of bit error probability (BEP). From the simulation results, it is demonstrated that turbo coding offers considerable coding gain with reasonable encoding and decoding complexity. Also, it is confirmed that the performance of such an optical CDMA network can be substantially improved by increasing the interleaver length and the number of iterations in the decoding process. The results of this paper can be applied to implement the satellite broadcasting communications.

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다중 사용자 CDMA 통신 시스템에서 MAP 알고리즘 기법을 사용한 인터리버 설계 (Design of Interleaver using the MAP Algorithm Scheme in the Multi-User CDMA Communication System)

  • 김동옥;오정균
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2005년도 하계학술대회
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    • pp.417-421
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    • 2005
  • 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.

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