• ETRI Journal
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• 제45권3호
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• pp.404-417
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• 2023

This paper proposed a novel method for constructing quasi-cyclic low-density parity-check (QC-LDPC) codes of medium to high code rates that can be applied in cloud data storage systems, requiring better error correction capabilities. The novelty of this method lies in the construction of sparse base matrices, using a girth greater than 4 that can then be expanded with a lift factor to produce high code rate QC-LDPC codes. Investigations revealed that the proposed large-sized QC-LDPC codes with high code rates displayed low encoding complexities and provided a low bit error rate (BER) of 10^-10 at 3.5 dB E_b/N₀ than conventional LDPC codes, which showed a BER of 10^-7 at 3 dB E_b/N₀. Subsequently, implementation of the proposed QC-LDPC code in a softwaredefined radio, using the NI USRP 2920 hardware platform, was conducted. As a result, a BER of 10^-6 at 4.2 dB E_b/N₀ was achieved. Then, the performance of the proposed codes based on their encoding-decoding speeds and storage overhead was investigated when applied to a cloud data storage (GCP). Our results revealed that the proposed codes required much less time for encoding and decoding (of data files having a 10 MB size) and produced less storage overhead than the conventional LDPC and Reed-Solomon codes.

• ETRI Journal
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• 제39권3호
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• pp.319-325
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• 2017

The decoding process of a quasi-cyclic low-density parity check code requires a unique type of rotator. These rotators, called multi-size cyclic-shifters (MSCSs), rotate input data with various sizes, where the size is the amount of data to be rotated. This paper proposes a low-complexity MSCS structure for the case when the sizes have a nontrivial common divisor. By combining the strong points of two previous structures, the proposed structure achieves the smallest area. The experimental results show that the area reduction was more than 14.7% when the proposed structure was applied to IEEE 802.16e as an example.

• 전자공학회논문지
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• 제51권10호
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• pp.72-79
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• 2014

본 논문은 PIPELINE-AWARE QC-IRA-LDPC (PA-QC-IRA-LDPC) 코드 생성 방법과 Rate-1/2 (2016,1008) PA-QC-IRA-LDPC 코드에 대한 효율적인 고속 복호기 구조를 제안한다. 제안한 방법은 비트 오류율 (BER) 성능 저하 없이 파이프라인 기법을 사용하여 임계경로를 나눌 수 있다. 또한 제안한 복호기 구조는 데이터 처리량, 하드웨어 효율 및 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 제안한 복호기 구조는 90-nm CMOS 기술을 사용하여 합성 및 레이아웃이 수행되었으며, 이전에 보고된 복호기 구조들에 비해서 하드웨어 효율성이 53%이상 향상되었고, 훨씬 좋은 에너지 효율성을 보여준다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권3호
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• pp.249-257
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• 2014

This paper presents methods to the construction of regular and irregular low-density parity-check (LDPC) codes based on Euclidean geometries over the Galois field. Codes constructed by these methods have quasi-cyclic (QC) structure and large girth. By decomposing hyperplanes in Euclidean geometry, the proposed irregular LDPC codes have flexible column/row weights. Therefore, the degree distributions of proposed irregular LDPC codes can be optimized by technologies like the curve fitting in the extrinsic information transfer (EXIT) charts. Simulation results show that the proposed codes perform very well with an iterative decoding over the AWGN channel.

• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.104-113
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• 2013

60GHz 멀티-기가비트 WPAN 시스템을 위한 고속 QC-LDPC 복호기의 구조를 제안한다. 제안한 QC-LDPC 복호기 설계를 위하여 4 블록-병렬 계층 복호 기술과 fixed wire network 기술이 적용 되었다. 2단 파이프라이닝과 4 블록-병렬 계층 복호기술은 동작 주파수와 데이터 처리량을 개선시키는데에 큰 효과가 있다. 또한 본 제안한 복호기 구조에서 스위치 네트워크를 구현하여 위하여 fixed wire network로 간단하게 구현될 수 있으면 하드웨어 복잡도를 크게 감소시킬 수 있다. 제안한 672-비트, rate-1/2인 QC-LDPC 복호기 구조는 90-nm CMOS 표준 셀을 이용해 설계 및 합성하였다. 성능 분석 결과 제안한 QC-LDPC 복호기 구조는 794K 게이트를 가지며 클락 속도 290MHz 에서 작동한다. 12-iteration일 때 데이터 처리율은 3.9 Gbps 이며 60GHz WPAN 시스템에 적용되어 사용 될 수 있다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권4호
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• pp.419-426
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• 2014

This paper proposes a high-throughput encoding process and encoder architecture for quasi-cyclic low-density parity-check codes in IEEE 802.11ac standard. In order to achieve the high throughput with low complexity, a partially parallel processing based encoding process and encoder architecture are proposed. Forward and backward accumulations are performed in one clock cycle to increase the encoding throughput. A low complexity cyclic shifter is also proposed to minimize the hardware overhead of combinational logic in the encoder architecture. In IEEE 802.11ac systems, the proposed encoder is rate compatible to support various code rates and codeword block lengths. The proposed encoder is implemented with 130-nm CMOS technology. For (1944, 1620) irregular code, 7.7 Gbps throughput is achieved at 100 MHz clock frequency. The gate count of the proposed encoder core is about 96 K.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권3A호
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• pp.151-156
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• 2012

본 논문에서는 시공간 비트 인터리브된 부호화 변조 시스템에서 최대 다이버시티를 가지기 위한 준순환 저밀도 패리티 검사 부호의 설계 방안을 제안한다. 제안된 부호가 최대 다이버시티를 가지기 위해서는 부호의 시스템 성분에 해당하는 부분행렬이 가역행렬이라는 필요충분조건을 제시하고 이를 증명한다. 또한 이진 가역 행렬의 새로운 생성 방법을 제안하고 이를 시공간 비트 인터리브된 부호화 변조 시스템 내의 준순환 저밀도 패리티 검사 부호에 활용하기 위한 방법을 기술한다.