• 전자공학회논문지C
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• 제35C권3호
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• pp.24-31
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• 1998

This paper presents a pipeline high-level synthesis tool for designing trace-back systolic array viterbi decoder. It consists of a dta flow graph(DFG) generator and a pipeline data path synthesis tool. First, the DFG of the vitrebi decoder is generated in the from of VHDL netlist. The inputs to the DFG generator are parameters of the convolution encoder. Next, the pipeline scheduling and allocationare performed. The synthesis tool explores the design space efficiently, synthesizes various designs which meet the given constraints, and choose the best one.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권4호
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• pp.277-284
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• 2001

디지털 통신시스템의 오류정정을 위한 길쌈부호의 대표적인 복호방식인 비터비 복호기는 사용되는 시스템의 사양에 따라서 그리고 복호기의 복호 아키텍처에 따라서 다양한 방식으로 설계할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 다양한 설계방법들 중에서 가장 효율적인 복호기의 설계구조를 결정해서 자동으로 원하는 사양에 맞는 비터비 복호기의 VHDL 모델을 생성해내는 자동생성기를 제시한다. 자동생성된 VHDL 모델을 이용하면 설계 초기단계에서 필요한 시간을 단축시킬 수 있다. 자동생성기는 설계영역 내에서 복호기의 설계크기와 복호속도를 비교해서 여러 가지 설계 아키텍처들 중에서 가장 최적인 것으로 판단되는 설계사양을 결정할 수 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권10호
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• pp.45-52
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• 2004

본 논문에서는 에러 예측회로를 사용하여 연집에러 입력시 성능저하를 보완한 경판정 비터비 디코더를 제안하였다. 비터비 디코더는 최대유사복호 알고리즘을 사용하므로 랜덤에러 입력시 정정능력이 뛰어나다. 반면에 연집에러 입력시 에러 정정능력이 매우 떨어지는 단점이 있다. 제안하는 에러 예측회로는 비터비 디코더의 연집에러에 대한 에러 정정특성을 향상시키는 기능으로 비터비 디코더에 에러가 입력됨에 따라 path metric값이 증가하는 것을 이용한다. Path metric의 최대값 증가량을 이용하여 연집에러 구간을 예측, 연집에러 구간에 대한 확률 값을 줄여준다. 제안된 알고리즘을 OFDM방식의 IEEE802.11a WLAN에 적용한 비터비 디코더는 AWGN채널에서는 기존의 비터비 디코더와 동일한 성능을 유지하며, 무선 채널 환경인 다중경로 페이딩 채널에서 발생할 수 있는 연집에러에 대하여 15% 개선된 성능을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권9호
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• pp.3-11
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• 2013

최근 GPU의 대규모 병렬 연산 능력을 이용하여 통신 시스템을 구현하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 DVB-T에 적용된 비터비 복호기를 슬라이딩 블록 방법과 함께 GPU에 적용시켜 소프트웨어 모의실험 처리시간을 줄였다. 본 논문에서는 먼저 DTV 표준 방식의 일종인 DVB-T 시스템을 CPU로 구현하여 모의실험을 통해 한 개의 OFDM 심볼을 처리하는데 소요되는 시간을 추정한다. 그리고 슬라이딩 블록 방법을 적용한 DVB-T의 비터비 복호기를 NVIDIA사의 대용량 GPU 프로세서를 이용하여 소프트웨어로 구현한다. 본 논문은 GPU 소프트웨어의 최적화를 위해 CPU와 GPU 간의 데이터 전송에 소요되는 오버헤드를 줄이는 스트림 처리 기법, 전역 메모리 전송 시간을 단축하기 위한 결합 전송 기법 (coalescing), 공유 메모리 접근의 효율성을 높이기 위한 변수 설계 기법 등을 통해서 연산처리 속도를 대폭 향상시켰다. 그 결과 제안된 방식은 CPU 기반의 비터비 복호기보다 2K 모드에서 약 11배, 8K 모드에서 약 60배 정도 빠른 처리 능력을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제24권7A호
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• pp.1090-1098
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• 1999

본 논문에서는 자기 디스크 출력 채널에 사용되는 EPR-4 비터비 디코더 회로를 설계하였다. 비터비 디코더는 ACS 회로, 경로 메모리, 최소값 감지회로, 출력 선택 회로로 구성되었다. 설계한 EPR-4 비터비 디코더는 (1,7) RLL 코드를 사용하여 하드웨어 구현에 필요한 상태수를 8개에서 6개로 감소시켰으며, ACS 연산시 누적 동작과정에서 발생할 수 있는 오버플로우 문제를 처리하기 위해 2의 부소 연산에 바탕을 둔 modulo 비교를 사용하였다. 그리고 경로 메모리 회로에서 6개 출력이 수렴하지 않는 경우 최소 state metric 값을 경로에서 최종 결과값을 결정하도록 파이프라인 구조의 최소값 감지회로를 사용하였다. EPR-4 비터비 디코더 회로는 0.35 $\mu\textrm{m}$ CMOS 공정에 맞추어 설계되었으며, 트랜지스터 개수는 약 15,300 이며, 3.3V의 전압조건에서 최대 데이터 수신율은 250Mbps이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권2A호
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• pp.20-25
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• 2005

본 논문에서는 trace-back 동작 없이 디코딩이 가능한 변형된 레지스터 교환 (MRE) 방식을 블록 디코딩에 적용하여 전송 속도를 높이고 latency를 줄이는 비터비 디코딩 방식을 제안하였다. 변형된 레지스터 교환 방식을 블록 디코딩에 적용함으로써 디코딩 블록의 시작 상태를 결정하기 위해 필요한 동작 사이클을 줄여, 블록 디코딩을 사용하는 기존의 비터비 디코더보다 더 적은 latency를 가지게 되었다. 뿐만 아니라, 메모리를 더 효율적으로 사용할 수 있으면서 하드웨어의 구현에 있어서도 복잡도가 더 감소하게 된다. 또한 시작 상태를 결정하기 위해 필요한 trace-back 동작을 없애고 메모리를 줄여 이에 따른 전력 소모를 줄이는 저전력 동작이 가능하다. 제안된 방식은 같은 하드웨어 복잡도로도 메모리의 감소 또는 latency의 감소에 중점을 둔 설계가 가능하다. 또한, 몇 가지 디자인 파라미터를 변경하여 합성 단계에서 하드웨어 복잡도와 전송 속도를 Dade-off 할 수 있도록 스케일러블한 구조로 설계하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.1056-1063
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• 2008

부호화율과 구속장을 선택적으로 지정할 수 있는 다중 표준용 파라미터화된 비터비 복호기의 효율적인 설계에 대해 기술한다. 설계된 비터비 복호기는 부호화율 1/2과 1/3, 구속장 7과 9를 지원하여 4가지 모드로 동작하도록 파라미터화된 구조로 설계되었으며, 각 동작모드에서 공통으로 사용되는 블록들의 공유가 극대화되는 회로구조를 적용하여 면적과 전력소모가 최소화되도록 하였다. 또한, one-point 역추적 알고리듬에 최적화된 ACCS (Accumulate-Subtract) 회로를 적용하였으며, 이를 통해 완전 병렬구조에 비해 ACCS 회로의 면적을 약 35% 감소시켰다. 설계된 비터비 복호기 코어는 0.35-um CMOS 셀 라이브러리로 합성하여 79,818 게이트와 25,600비트의 메모리로 구현되었으며, 70 MHz 클록으로 동작하여 105 Mbps의 성능을 갖는다. 설계된 비터비 복호기의 BER (Bit Error Rate) 성능에 대한 시뮬레이션 결과, 부호화율 1/3과 구속장 7로 동작하는 경우에 3.6 dB의 $E_b/N_o$에서 $10^{-4}$의 비트 오류율을 나타냈다.

• 전기전자학회논문지
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• 제4권2호
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• pp.257-265
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• 2000

터보 부호의 복호기는 각 복호 단계마다 순방향과 역방향의 메트릭을 계산하여 복호할 비트의 잉여 정보를 추출하여 다음 복호 단계에서 이 정보를 이용하는 반복 복호 기술이다. 길쌈부호의 복호기인 Viterbi 복호기는 연속모드로 동작하는 반면에 터보부호의 복호기는 블록 단위로 동작한다. 터보부호의 복호기에서 사용되는 알고리즘은 매우 복잡한 계산이 필요한 MAP(maximum a posteriori) 알고리즘과 Hagenauer가 제안한 Viterbi 알고리즘을 이용한 SOVA(soft output Viterbi algorithm)가 있는데 복호 성능은 MAP 알고리즘이 우수하다고 알려져 있다. 복잡도가 MAP 알고리즘보다 절반인 SOVA를 채용하고 Robust 등화기법으로 복호 성능을 보완하여 모의 실험결과 기존의 MAP성능만큼 Robust 등화기법이 적용된 SOVA성능이 개선되었음을 보여준다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제6권2호
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• pp.158-163
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• 2008

The MB-OFDM based UWB communication system is a personal area network specification aiming to provide 480Mbps peak data rate over 528 MHz spectrum. As the corresponding baseband modem operates at high clock rate, its complexity should be optimized for low power consumption. A set of modem design parameters is suggested including the AD bit width, the clipping level and the quantization level at the Viterbi decoder input as well as the trace-back depth of the Viterbi decoder. The data throughput is used to evaluate the performance of the receiver and a recommended set of design parameter values is presented to aid efficient modem implementation.

• 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국지능정보시스템학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.311-315
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• 2006

Viterbi decoder는 크게 BM(Branch metric), ACS(Add-Compare-Select), SM(Survivor Memory) block 으로 구성되어 있다. 이중 ACSU 부분은 고속 데이터 처리를 위한 bottleneck이 되어 왔으며, 이의 해결을 위한 많은 연구가 활발히 진행되어 왔다. look ahead technique은 ACSU를 M-step으로 처리하고 CS(Carry save) number를 사용한 새로운 비교 알고리즘을 제안하여 high throughput을 추구했으며, minimized method는 block processing 방식으로 forward, backward 방향으로 decoding을 수행하여 ACSU 부분의 feedback을 완전히 제거하여 exteremely high throughput 을 추구하고 있다. 이에 대해 look ahead technique 의 기본 PE(Processing Element)를 바탕으로 minimized method 알고 리즘의 core block 을 bit-level 로 구현하였으며 : code converter 를 이용하여 CS number 가운데 redundat number(l)를 제거하여 비교기를 더 간단히 하였다. SYNOPSYS의 Design compiler 와 TSMC 0.18 um library 를 이용하여 합성하였다.