The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

New Message-Passing Decoding Algorithm of LDPC Codes by Partitioning Check Nodes

체크 노드 분할에 의한 LDPC 부호의 새로운 메시지 전달 복호 알고리즘

  • 김성환 (서울대학교 전기컴퓨터공학부 부호 및 암호연구실) ;
  • 장민호 (서울대학교 전기컴퓨터공학부 부호 및 암호연구실) ;
  • 노종선 (서울대학교 전기컴퓨터공학부 부호 및 암호연구실) ;
  • 홍송남 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학부 부호 및 통신 연구실) ;
  • 신동준 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학부 부호 및 통신 연구실)
  • Published : 2006.04.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, we propose a new sequential message-passing decoding algorithm of low-density parity-check (LDPC) codes by partitioning check nodes. This new decoding algorithm shows better bit error rate(BER) performance than that of the conventional message-passing decoding algorithm, especially for small number of iterations. Analytical results tell us that as the number of partitioned subsets of check nodes increases, the BER performance becomes better. We also derive the recursive equations for mean values of messages at variable nodes by using density evolution with Gaussian approximation. Simulation results also confirm the analytical results.

본 논문에서는 체크 노드 분할에 의한 low-density parity-check(LDPC) 부호의 새로운 직렬 메시지 전달 복호 알고리즘을 제안한다. 이 새로운 복호 알고리즘은 특히 적은 반복 횟수에 대하여 기존의 메시지 전달 복호 알고리즘의 비트 오율(BER) 성능보다 더 우수한 성능을 보인다. 체크 노드의 분할된 부분 집합의 개수가 증가함에 따라 비트 오율 성능이 보다 좋아진다는 사실을 분석적 결과로 확인할 수 있다. 또한 가우시안 근사화를 이용한 밀도 진화를 이용하여 변수 노드에서 메시지들의 평균값에 대한 재귀 방정식을 유도하고, 모의 실험을 이용하여 분석적인 결과를 검증하였다.

Keywords

References

  1. R. G. Gallager, Low-density parity-check codes, Cambridge, MA: MIT Press 1963
  2. R. Tanner, 'A recursive approach to low complexity code,' IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 27, pp. 533-547, Sept. 1981 https://doi.org/10.1109/TIT.1981.1056404
  3. S.-Y. Chung, On the construction of some capacity-approaching coding schemes, PhD thesis, MIT, Sept. 2000
  4. M. Fossorier, 'Quasi-cyclic low-density parity-check codes from circulant permutation matrices,' IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 50, no. 8, pp. 1788-1793, Aug. 2004 https://doi.org/10.1109/TIT.2004.831841
  5. F. R. Kschischang, B. J. Frey, and H.-A. Loeliger, 'Factor graphs and the sum-product algorithm,' IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 47, no. 2, pp. 533-547, Feb. 2001
  6. D. J. C. Mackay and R. M. Neal, 'Near Shannon limit performance of low density parity check codes,' IEEE Electron. Lett., vol. 32, no. 18, pp. 1645-1646, Aug. 1996 https://doi.org/10.1049/el:19961141
  7. T. Richardson and R. Urbanke, 'The capacity of low-density parity-check codes under message-passing decoding,' IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 47, pp. 599-618, Feb. 2001 https://doi.org/10.1109/18.910577
  8. M. Cocco, J. Dielissen, M. Heijligers, A. Hekstra, and J. Huisken, 'A scalable architecture for LDPC decoding,' in Proc. DATE '04, pp. 88-93, Feb. 2004
  9. T. Richardson, M. Shokrollahi, and R. Urbanke, 'Design of capacity-approaching irregular low-density parity-check codes,' IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 47, pp. 619-637, Feb. 2001 https://doi.org/10.1109/18.910578