New stop criterion using the absolute mean value of LLR difference for Turbo Codes

LLR 차의 절대 평균값을 이용한 터보부호의 새로운 반복중단 알고리즘

  • Shim ByoungSup (Department of Electronic Engineering, Wonkwang University) ;
  • Lee Wanbum (Department of Electronic Engineering, Wonkwang University) ;
  • Jeong DaeHo (Department of Electronic Engineering, Wonkwang University) ;
  • Lim SoonJa (Department of Electronic Engineering, Wonkwang University) ;
  • Kim TaeHyung (Department of Electronic & Information, Iksan National College) ;
  • Kim HwanYong (Department of Electronic Engineering, Wonkwang University)
  • Published : 2005.05.01

Abstract

It is well known the fact that turbo codes has better performance as the number of iteration and the interleaver size increases in the AWGN channel environment. However, as the number of iteration and the interleaver size are increased, it is required much delay and computation for iterative decoding. Therefore, it is important to devise an efficient criterion to stop the iteration process and prevent unnecessary computations and decoding delay. In this paper, it proposes the efficient iterative decoding stop criterion using the absolute mean value of LLR difference. It is verifying that the proposal iterative decoding stop criterion can be reduced the average iterative decoding number compared to conventional schemes with a negligible degradation of the error performance.

터보부호는 반복적인 복호 알고리즘을 사용함으로써 가산성 백색 가우시안 잡음(AWGN) 채널 환경에서 반복복호가 진행됨에 따라 BER 성능이 샤논 한계에 가까운 성능을 보이는 오류정정 방식으로 제안되었다. 그러나 터보부호의 복호과정에서 반복 횟수가 증가하게 되면 BER 성능은 향상되지만 다양한 채널환경에서 SNR이 증가할 때 무의미한 반복이 이루어진다. 그러므로 복호 지연이 증가하고 실시간 처리가 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해서는 적절한 반복 후 중단시킬 수 있는 새로운 알고리즘이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 복호기의 연판정 출력인 LLR 차의 절대 평균값을 이용하여 BER의 손실없이 평균 반복복호 횟수를 감소시킬 수 있는 새로운 반복중단 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에 대한 모의실험은 MATLAB Tool을 이용하여 수행하였다. 실험 결과, 반복중단에 의한 BER 성능은 제안된 알고리즘과 기존의 알고리즘 모두 최대 반복 횟수의 경우와 거의 차이가 없었다. 하지만 평균 반복복호 횟수는 기존의 반복중단 알고리즘에 비해서 효과적으로 감소시킬 수 있었다.

Keywords

References

  1. C. Berrou, A. Glavieux, and P. Thitimajshima, 'Near Shannon Limit Error Correcting Coding and Decoding : Turbo Codes,' Proc. of the ICC'93, pp.1064-1070, May 1993 https://doi.org/10.1109/ICC.1993.397441
  2. S. Benedetto, D. Divsalsr, G. Montorsi, and F. Pollara, 'A Soft-input Soft-output APP Module for Iterative Decoding of Concatenated Codes,' NATO under Research Grant CRG, Dec. 1995
  3. S. S. Pietrobon, and A. S. Babulescu, 'A Simplification of the Modified Bahl Decoding Algorithm for Systematic Convolutional Codes.' Proc. of ISITA'94, Sydney, Australia, pp.875-880, Nov. 1994
  4. S. S. Pietrobon, 'Implemention and Performance of a Turbo/MAP decoder,' Int. J. Satellite Communication, vol. 16 pp. 23-46, Jan-feb. 1998 https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1247(199801/02)16:1<23::AID-SAT590>3.0.CO;2-W
  5. J. Couleaud, 'High-Gain Coding Schemes for Space Communications,' ENSICA Final year report 42-121, May. 1995
  6. P. Robertson, E. Villebrun and P.Hoeher,'A Comparison of Optimal and Sub-optimal MAP Decoding Algorithms Operating in the Log Domain,' in Proc. of ICC'95, Seattle, WA, USA, pp.1009-1013, June 1995 https://doi.org/10.1109/ICC.1995.524253
  7. S.S. Pietrobon,'Implementation and Performance of a Serial MAP Decoder for use in an Iterative Tirbo Decoder,'Proc of IEEE Int. Symp. Information Theory, Whistler, British Columbia, Canada, pp. 471 Sep. 1995 https://doi.org/10.1109/ISIT.1995.550458
  8. J. Hagenauer, E. Offer, and L. Papke, 'Iterative Decoding of Binary Block and Convolutional Codes,' IEEE Trans. on Information Theory, vol. 42, no. 2, pp. 429-445, Mar. 1996 https://doi.org/10.1109/18.485714
  9. Y. Wu, B. D. Woemer,a and W. J. Ebel, 'A simple stopping criteria for Turbo decoding.' IEEE Commurications Letters. vol 4. no. 8, pp. 258-260, Aug. 1999 https://doi.org/10.1109/4234.864187
  10. Rose Y. Shao, Shu Lin, and Marc P. C. Fossorier 'Two Simple Stopping Criteria for Turbo Decoding,' IEEE Trans. on Communications, vol. 47, no. 8, pp.1117-1120, Aug. 1999 https://doi.org/10.1109/26.780444