PCCC(Parallel Concatenated Convolutional Codes: 터보 코드)는 블록 크기가 크면 클수록 성능이 우수한 것으로 잘 알려져 있다. 본 논문은 차세대 이동 통신 시스템에서 프레임 크기가 작은 음성/제어 프레임을 이용하여 터보 코드의 성능을 검증하여 보고, 비슷한 디코딩 복잡도에 터보 코드와 컨벌루션 코드의 성능과 시스템에 적용하기 위한 조건들을 고려하였다. 그 결과 터보 코드는 프레임 크기가 작은 조건에서 반복 횟수 3회만으로도 차세대 통신 시스템에 적합한 10-3이상의 좋은 성능을 나타내었다. 그러나, 10-3의 BER을 기준으로 비슷한 복잡도를 고려하였을 때는 부호화율이 1/2인 터보 코드(K = 5)의 성능은 낮은 Eb/N0에서 컨벌루션 코드(K = 9)보다 우수하고, K = 3인 터보 코드의 성능은 K = 7인 컨벌루션 코드보다 우수하였다. 또한 부호화율이 1/3인 경우 K = 3 또는 5인 터보 코드가 부호화율이 1/2인 터보 코드와 비슷한 성능을 나타내었다.
터보부호는 반복복호 수와 인터리버 크기가 증가할수록 AWGN 채널환경에서 BER 성능이 향상된다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러나 반복복호 수와 인터리버 크기가 증가하면 상대적으로 복호 과정에서 복호지연과 계산량이 증가하게 된다. 또한 임의의 SM에서는 더 이상 BER 성능의 향상이 없는 flattening effect 현상이 발생하기 때문에 오류정정 능력의 한계에 도달하는 큰 단점을 가진다. 따라서 본 논문에서는 터보부호의 flattening effect 현상을 개선시키기 위해서 두 구성부호기의 구속장 뿐만아니라 생성다항식 자체도 서로 다르게 구성한 새로운 비대칭 구조를 갖는 터보부호를 제안한다. 제안된 비대칭 터보부호는 각각의 구성부호기의 생성다항식을 원시다항식과 소수다항식을 혼합한 형태로 구성하였고 구속장도 서로 다르게 구성하여 다양한 구조와 다양한 유효자유거리(effective free distance)를 갖도록 구성하였다. 제안된 비대칭 터보부호는 부호율이 1/3일 때 log-MAP 복호방법을 이용하여 상대적으로 작은 프레임(128. 256)과 큰 프레임(512, 1024)으로 인터리버 크기를 조절하면서 그 성능을 분석하였다. 모의실험 결과, 기존의 터보부호에 비해서 $10^{-4}$의 BER 영역에서 작은 프레임의 경우에 1.7dB~2.5dB이상의 우수한 성능을 나타냈으며 큰 프레임의 경우에 2.0dB~2.5dB 이상의 우수한 성능을 나타냄을 확인할 수 있었고 flattening effect 현상의 개선효과가 있음을 확인할 수 있었다.
Turbo Code는 반복 부호 알고리듬을 사용함으로써 백색 가우시안 잡음(AWGN)채널 환경하에서 Shannon의 한계에 가까운 성능을 보이는 오류정정 방식으로 제안되었다. 그러나 Turbo code는 반복복호로 인해 매 복호시마다 큰 인터리버와 복호기를 거쳐야 하기 때문에 수신과정에서 커다란 지연을 요구하게 된다. 따라서 차세대 무선 멀티미디어 통신에서 실시간 음성서비스나 화상서비스를 제공하는데 어려움이 많다. 본 논문에서는 기존의 터보 복호기를 변형하여 매 복호시 각각의 복호기에서 LLR 출력시퀀스를 발생시킴으로써 반복 복호 횟수를 줄이는 방법을 제안하였다. 이렇게함으로서 기존의 Toubo code가 갖는 성능은 크게 변화시키지 않으면서 각각의 정보프레임을 가변적으로 복호함으로서 반복 복호로 인한 시간 지연을 줄였다.
Turbo Code is one of the most useful and powerful channel coding technique. It is adopted in radio transmission of IMT-2000, both CDMA2000 and W-CDMA system. The performance of this code depends on many parameters such as encoder memory size, free distance of codewords, interleaver size, number of decoding iteration, and so on. This paper describes a Multi-Stage Interleaver which is used in Turbo Codes for W-CDMA channel coding. We compare the performance of a Multi-Stage Interleaver with that of Mother Interleaver. The simulation results show that Multi-Stage Interleaver performs better than Mother Interleaver in bit error rate from $10^{-3}$ to $10^{-6}$.
대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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pp.1-4
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2004
We proposed a new type of timing recovery scheme to work with a system that uses BCJR (Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv) decoding algorithm and BPSK modulation. The unknown timing offset is estimated by the modified Mueller and $M\ddot{u}ller$ estimator with the aid of the decoder. Timing offset can be acquired as soon as the symbols are received and be updated symbol by symbol. The simulation results for turbo codes whose decoder uses BCJR algorithm show a satisfactory performance even in case of severe timing jitter.
Perez-Chamorro, Jorge;Lahuec, Cyril;Seguin, Fabrice;Le Mestre, Gerald;Jezequel, Michel
ETRI Journal
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제31권5호
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pp.585-592
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2009
This paper presents a method for decoding high minimal distance ($d_{min}$) short codes, termed Cortex codes. These codes are systematic block codes of rate 1/2 and can have higher$d_{min}$ than turbo codes. Despite this characteristic, these codes have been impossible to decode with good performance because, to reach high $d_{min}$, several encoding stages are connected through interleavers. This generates a large number of hidden variables and increases the complexity of the scheduling and initialization. However, the structure of the encoder is well suited for analog decoding. A proof-of-concept Cortex decoder for the (8, 4, 4) Hamming code is implemented in subthreshold 0.25-${\mu}m$ CMOS. It outperforms an equivalent LDPC-like decoder by 1 dB at BER=$10^{-5}$ and is 44 percent smaller and consumes 28 percent less energy per decoded bit.
터보부호의 복호기는 두 개이상의 연판정 입출력이 가능한 복호기로 구성되며, 이러한 복호기는 일정길이의 비트열에서 최적의 사후확률(a posteriori robability)을 이용한 MAP(maximum-a-posteriori) symbol estimator를 이용한다. 기존의 radix-2 MAP복호기는 아주 큰 인터리버 블록 크기로 인해 고속 통신시스템의 적용에는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 인터리버 블록크기를 줄일 수 있는 radix-2 MAP복호기를 기바으로 하는 새로운 radix-4 MAP복호기를 제안하였다. Radix-4 MAP 복호기 구조에 적용하기 위해 순방향, 역방향 state metric과 채널 metric을 제안하였으며, 가우시안 채널에서 기존의 radix-2 기반의 MAP 복호기와 성능을 비교하였다.
최근에 그린 IT기술이 온실 효과, 자원의 재활용 등의 문제들로 주목받고 있다. 본 논문에서는 보다 개선된 성능을 얻기 위해서 터보 부호화된 가시광 통신 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 정보 손실을 줄이기 위해 사용되는 터보 부호 기술을 사용하였고 복호 알고리즘으로 Log MAP 알고리즘과 SOVA를 사용하여 비교 분석하였다. 그 결과, 터보 부호 기술로 약 5[dB] 이상의 성능이 개선됨을 알 수 있었다.
Chompoo, T.;Benjangkaprasert, C.;Sangaroon, O.;Janchitrapongvej, K.
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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pp.1132-1136
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2005
In this paper, adaptive equalizer receiver for a turbo code direct sequence code division multiple access (DSCDMA) by using least mean square (LMS) adaptive algorithm is presented. The proposed adaptive equalizer is using soft output of decision feedback adaptive equalizer (DFE) to examines the output of the equalizer and the Log- maximum a posteriori (Log-MAP) algorithm for the turbo decoding process of the system. The objective of the proposed equalizer is to minimize the bit error rate (BER) of the data due to the disturbances of noise and intersymbol interference (ISI)phenomenon on the channel of the DS-CDMA digital communication system. The computer program simulation results shown that the proposed soft output decision feedback adaptive equalizer provides a good BER than the others one such as conventional adaptive equalizer, infinite impulse response adaptive equalizer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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