Computationally Efficient Sliding Window BCJR Decoding Algorithms For Turbo Codes

터보 코드의 복호화를 위한 계산량을 줄인 슬라이딩 윈도우 BCJR 알고리즘

  • 곽지혜 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과 정회원) ;
  • 양우석 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과 정회원) ;
  • 김형명 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과 정회원)
  • Published : 1999.08.01

Abstract

In decoding the turbo codes, the sliding window BCJR algorthm, derived from the BCJR algorithm, permits a continuous decoding of the coded sequence without requiring trellis fermination of the constituent codes and uses reduced memory span. However, the number of computation required is greater than that of BCJR algorithm and no study on the effect of the window length has been reported. In this paper, we propose an eddicient sliding window type scheme which maintains the advantages of the conventional sliding window algorithm, reduces its computational burdens, and improves is BER performance. A guideline is first presented to determine the proper window length and then a computationally efficient sliding window BCJR algorithm is obtained by allowing the window to be forwarded in multi-step. Simulation results show that the proposed scheme outperforms the conventional sliding window BCJR algorithm with reduced complexity. It gains 0.1dB SNR improvements over the conventional method for the constraint length 3 and BER $10^{-4}$

BCJR 알고리즘을 바탕으로 한 슬라이딩 윈도우 BCJR 알고리즘은 Turbo code의 복호시 격자 종결이 필요 없으며 적은 메모리를 사용한다는 장점이 있지만, BCJR 알고리즘보다 더 많은 계산량을 필요로 하며 적합한 윈도우 길이에 대한 연구 결과가 없다는 단점이 있다. 이 논문에서는 슬라이딩 윈도우 BCJR 알고리즘의 장점을 유지하면서 계산량을 줄이고 그 성능을 개선시킬 수 있는 효율적인 슬라이딩 윈도우 BCJR 알고리즘을 제안한다. 먼저 적합한 윈도우 길이를 선택하기 위한 지침을 제시하고 윈도우의 이동폭과 길이를 적절히 선택하면 기존의 슬라이딩 윈도우 방식보다 계산량을 줄이면서 성능은 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 구속장 길이가 3인 부호화기에서 BER이 10-4일 때, 제안한 알고리즘을 사용하면 기존의 슬라이딩 윈도우 방식보다 더 적은 계산량으로 0.1dB 정도의 이득을 얻을 수 있다.

Keywords

References

  1. Proc. ICC Near Shannon limit error-corrction coding and decoding : Turbo- codes C. Berrou;A. Glavieux;P. Thitimajshma
  2. IEEE Trans. Inform. Theory v.42 Optima decoding of livear codes for mini-mizing symbol error rate L. R. Bahl;J. Cocke;F. Jelinek;J. Raviv
  3. Proc. GLOBECOM IIIuminating the structrure of code and decoder of parallel concatenated recursive systematic (turbo) codes P.Robertson
  4. Proc. ICC A comparison of optimal and sub-optimal MAP decoding algorithms operating in the log demain P.Robertson;E. Villebrum;P. Hoeher
  5. IEEE J. Select. Areas Commun v.16 Concatenated decoding with a reduced -search BCJR algorithm V. Franz;J. B. Anderson
  6. Proc. GLOBECOM A Viterbi algorithm with soft-decision outpus and its applications J. Hagenauer;P. Hoeher
  7. Proc. ICC Improved decod-ing with the SOVA in a parallel concatenated (turbo-code) scheme L. Papke;P. Robertson
  8. Proc. ICC Soft-output decoding algorithms for continuous decoding of parallel concatenated convolutional codes S. Benedetto;D. Divsalar;G. Montorsi;F. Pollara
  9. IEEE J. Select. Areas Commun v.14 Comparison of trubo-code decoders applide to short frame transmission system P. Jung
  10. IEEE Trans. Commun v.25 Truncation error probability in Viterbi decoding F. Hemmati;D. J. Costello;Jr
  11. Error Control Coding S. Lin;D. J. Costello;Jr