• Title/Summary/Keyword: Turbo decoding

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Energy-efficient Reconfigurable FEC Processor for Multi-standard Wireless Communication Systems

  • Li, Meng;der Perre, Liesbet Van;van Thillo, Wim;Lee, Youngjoo
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • v.17 no.3
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    • pp.333-340
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    • 2017
  • In this paper, we describe HW/SW co-optimizations for reconfigurable application specific instruction-set processors (ASIPs). Based on our previous very long instruction word (VLIW) ASIP, the proposed framework realizes various forward error-correction (FEC) algorithms for wireless communication systems. In order to enhance the energy efficiency, we newly introduce several design methodologies including high-radix algorithms, task-level out-of-order executions, and intensive resource allocations with loop-level rescheduling. The case study on the radix-4 turbo decoding shows that the proposed techniques improve the energy efficiency by 3.7 times compared to the previous architecture.

A Study of FEC and Soft Decision Decoding of DVB-T2 Transmission System for Terrestial 3D HDTV Broadcasting (지상파 3D HDTV 전송을 위한 DVB-T2 시스템의 채널 부호의 연구 및 연판정 복호에 관한 연구)

  • Kwon, Kyung-Hoon;Im, Hyunho;Heo, Jun
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.268-271
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    • 2011
  • 본 논문에서는 지상파 3D HDTV 방송 서비스를 제공하기 위하여 기존의 유럽형 HDTV 방송 서비스인 DVB-T2 전송 시스템의 채널 부호군을 연구하고, 이 시스템의 외부 부호(Outer Code)로 쓰이는 BCH 부호의 경판정(Hard Decision)을 통한 복호를 연판정(Soft Decision)을 통한 복호로 수정함으로써 성능에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 또한 기존의 DVB-T2 전송시스템의 성능을 살펴보고, 이를 바탕으로 기존의 외부 부호(Outer Code)인 BCH 부호와 내부 부호(Inner Code)인 LDPC 부호의 조합을 연판정이 가능하고 복호하는 블록(Block)의 길이가 더 짧아진 BTC(Block Turbo Code)부호와 LDPC 부호와의 조합으로 바꿈으로써 기존의 DVB-T2 전송 시스템보다 블록 오류율이 낮아짐을 확인하였다.

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Design of Low-Density Parity-Check Codes for Multi-Input Multi-Output Systems (Multi-Input Multi-Output System을 위한 Low-Density Parity-Check codes 설계)

  • Shin, Jeong-Hwan;Heo, Jun
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.161-162
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    • 2008
  • In this paper we design an irregular low-density parity-check (LDPC) code for a multi-input multi-output (MIMO) system. The considered MIMO system is minimum mean square error soft-interference cancellation (MMSE-SIC) detector. The MMSE-SIC detector and the LDPC decoder exchange soft information and consist a turbo iterative detection and decoding receiver. Extrinsic information transfer (EXIT) charts are used to obtain the edge degree distribution of the irregular LDPC code which is optimized for the input-output transfer chart of the MMSE-SIC detector. It is shown that the performance of the designed LDPC code is much better than that of conventional LDPC code optimized for the AWGN channel.

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A Study on Iterative Turbo Decoding Using Three Cascade MAP Decoder (3개의 직렬 MAP 복호기를 이용한 반복 터보 복호화에 관한 연구)

  • Kim Dong-Won;Kang Chul-Ho
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • spring
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    • pp.343-346
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    • 1999
  • 터보부호는 일반적으로 인터리버의 크기가 클수록 성능이 우수한 것으로 알려져 있는데 이동통신 시스템 등에서 음성 신호를 전송하는 경우 프레임의 크기 즉, 인터리버의 크기가 너무 작아서 성능의 저하가 생기게 되는 것은 당연한 원리이다. 본 논문에서는 터보부호의 복호시 3개의 직렬 MAP복호기를 제안하여 기존의 방식보다 메모리 수는 감소시키면서 음성의 기준인 S/N 2.0[dB]에서 BER $10^{-3}$의 성능을 제안한 알고리즘을 통해 살펴본다. 모의실험결과, 부호율 1/3 , 반복복호의 수 5, 생성부흐 다항식 G=(7, 5)일 때 IS-95[9]에서 사용되고 있는 프레임과 같은 크기의 인터리버인 프레임 24인 경우 $10^{-2}$, 프레임 192인 경우 $10^{-3}$ 정도 값을 얻었다.

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Performance Analysis of Concatenated Codes for High Altitude Platform System (성층권 통신시스템을 위한 연접부호의 성능분석)

  • 백동철;안도섭;구본준;박광량
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 1999.11a
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    • pp.759-762
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    • 1999
  • In this paper, we introduce the concept of a HAPS(High Altitude Platform Station) system which is expected to be a next generation communication system and suggest several error correcting codes to provide high quality services. Since a HAPS system encounters serious signal attenuation due to rain and scattering in the air, concatenated codes which have a high coding gain is considered to be a proper error correcting method. In this paper, we provide performance analyses result of two candidate coding schemes for a HAPS. The first one is a conventional concatenated coding scheme, and the second one is a iterative decoding method known as Turbo Codes.

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Low BER Channel Coding For WiBro Modem Design (WiBro 모뎀 설계를 위한 Low BER 채널 코딩)

  • Lee, Min-Young;Kim, In-Soo;Min, Hyoung-Bok
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.07a
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    • pp.2271-2272
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    • 2008
  • Recently, LDPC codes received a lot of attention in 4G. LDPC codes perform good error correction at high SNR. But LDPC codes are complex design and not good at low SNR. At low SNR, convolution codes and turbo codes show more good performance than LDPC codes. The main subject presented in this study is that parallel encoding and decoding according to SNR. The system chooses convolution codes at low SNR and chooses LDPC codes at high SNR.

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Power Allocation of Private and Common Information using Han-Kobayashi Scheme in Interference Channels (간섭 채널에서 Han-Kobayashi 방식의 개인신호와 공용신호의 전력 할당)

  • Paek, Du-Jin;Park, Dae-Young
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.35 no.11A
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    • pp.1038-1044
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    • 2010
  • Interference may severely deteriorate performance in wireless communication. Han-Kobayashi scheme splits each user's signal into private and common information so that the receiver removes the other's common signal for partial interference cancellation. This paper proposes an optimal power allocation to private and common signals for Han-Kobayashi scheme by using required SNR in a private information only system. Numerical results show that the proposed power allocation is quite close to the optimal power allocation based on exhaustive searches.

Performance Improvement of the Flattening Effect for Turbo Codes applying the New Block Interleaving Methods (새로운 블록 인터리빙 방법을 적용한 터보 부호의 Flattening Effect의 성능개선에 관한 연구)

  • 정대호;김환용
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.26 no.9B
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    • pp.1321-1328
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    • 2001
  • 터보 부호는 종료 알고리즘(termination algorithm)과 반복복호 알고리즘(iterative decoding algorithm)을 사용함으로써 AWGN 채널환경에서 BER 성능이 우수한 것으로 알려져 있다. 그러나 터보 부호는 복호과정에서 큰 복호지연을 요구하며 음성 신호를 전송할 때 프레임의 크기가 작아서 성능의 열화가 생긴다. 또한, 높은 SNR에서는 BER 성능의 개선이 없는 Error Floor 현상이 나타나기 때문에 오류정정 능력의 한계에 도달하는 큰 단점을 가진다. Flattening Effect는 종료 알고리즘을 사용하는 터보 부호(terminated conditions : TC)보다는 종료 알고리즘을 사용하지 않는 터보 부호(non terminated conditions : NTC)에서 상대적으로 많이 나타난다. 따라서 본 논문에서는 NTC 하에서 터보 부호의 Flattening Effect를 개선시키기 위한 새로운 블록 인터리빙 방법을 제시한다. 모의실험결과, 새로운 블록 인터리빙 방법을 적용함으로써 효과적으로 Flattening Effect를 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

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Iterative Turbo Decoding Using Three Cascade MAP Decoder (3개의 직렬 MAP 복호기를 이용한 반복 터보 복호화기)

  • 김동원;이호웅;강철호
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.26 no.6B
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    • pp.709-716
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    • 2001
  • 반복 복호 알고리듬에 의해 복호화된 터보 코드는 가산성 백색 가우시안 잡음(AWGN) 채널 환경에서 이론적으로 Shannon의 한계에 근접한 뛰어난 코딩 이득을 나타내는 것으로 보여지고 있다. 그러나, 터보 코드의 성능은 터보 부호화기에서 프레임의 크기 즉, 인터리버의 크기에 의존한다. IMT-2000과 같은 이동 통신 채널 환경에서 음성을 전송하는 경우에는 터보 코드의 프레임 크기는 매우 작다. 그리고, 그것은 터보 코드의 성능을 떨어뜨리는 직접적인 원인이 된다. 본 논문에서는 차세대 이동 통신 시스템에서 프레임 크기가 작은 음성 프레임을 이용하여 터보 코드의 성능을 검증하며, 작은 프레임 크기에 알맞은 3개의 직렬 MAP(Maximum A Posteriori probability) 복호기를 이용한 반복 복호의 터보 코드를 제안하고 부호율 1/3, 구속장의 길이 3 또는 4, 프레임 크기 24, 192 비트에 대하여 컴퓨터 모의실험을 통해 터보 코드의 성능을 분석한다.

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Study on Implementation of Efficient Iterative Stopping Rules of Turbo Code (터보부호의 효율적인 반복중단 알고리즘 구현에 관한 연구)

  • Jeong, Dae-Ho;Lee, Tai-Wook;Kim, Min-Ki;Kim, Hwan-Yong
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.179-180
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    • 2007
  • In this paper, it proposes an efficient iterative stopping rules using absolute mean values for the LLR difference values between the first and second decoder in the present decoding process. It is verifying that the proposal algorithm can be reduced the average number of iterations compared to conventional scheme with a negligible degradation of the error performance.

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