한국정보전자통신기술학회논문지 (The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology)

  • 제12권1호
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  • Pages.37-42
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  • 2019
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  • 2005-081X(pISSN)
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  • 2288-9302(eISSN)
한국정보전자통신기술학회 (Korea Information Electronic Communication Technology)
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소프트 값을 이용한 해밍 부호의 개선된 복호 방식

An Improved Decoding Scheme of Hamming Codes using Soft Values

  • Cheong, Ho-Young (Department of Information and Communication Engineering, Namseoul University)
  • 투고 : 2019.01.04
  • 심사 : 2019.01.17
  • 발행 : 2019.02.28
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초록

본 논문에서는 부호 길이 내에서 1개의 오류를 정정할 수 있는 해밍 부호(Hamming code)에 대해 2 개의 오류를 정정할 수 있는 신드롬 복호 기법을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 복호 기법은 복호 복잡도를 거의 증가시키지 않으면서도 다중 오류를 정정함으로서 복호 복잡도 대비 오율 성능을 크게 개선할 수 있는 장점을 갖는다. 본 논문에서 제안한 복호 기법은 IoT 기기들 간의 통신이나 분자 통신과 같이 부/복호기에서 에너지의 사용이 극히 제한된 환경에서 부 복호기의 에너지 사용이 적으면서도 우수한 오율 성능이 요구되는 경우에 적합하다. 본 논문에서 제안한 복호 기법이 적용된 해밍 부호의 오율 성능이 개선되었음을 보이기 위해 BPSK 변조 방식과 AWGN 채널 환경에서 부호 길이가 짧은 다수의 해밍 부호에 대해 시뮬레이션을 수행하였으며, 수행 결과 해밍 부호의 부호 길이에 무관하게 제안한 복호 방식은 기존 복호 방식에 비해 약 1.1[dB] ~ 1.2[dB] 정도의 성능 개선을 확인할 수 있었다.

In this paper, we propose a syndrome decoding scheme that can correct two errors for single error correcting Hamming codes within a code length. The decoding scheme proposed in this paper has the advantage of significantly improving the error rate performance compared to the decoder complexity by correcting multiple errors without substantially increasing the decoding complexity. It is suitable for applications in which the energy use of encoder/decoder is extremely limited and the low error rate performance is required, such as IoT communications and molecular communications. In order to verify the improvement of the error rate performance of the Hamming code with the proposed decoding scheme, we performed simulation on Hamming codes with short code length in the AWGN and BPSK modulation environments. As a result, compared with the conventional decoding method, the proposed decoding scheme showed performance improvement of about 1.1 ~ 1.2[dB] regardless of the code length of the Hamming code.

키워드

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그림 2. 기존의 (7,4) Hamming 부호와 제안된 (7,4) 해밍부호의 오율 성능 Fig. 2. BER of the conventional (7,4) Hamming code and the proposed (7,4) Hamming code

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그림 3. 기존의 (15,11) Hamming 부호와 제안된 (15, 11) 해밍부호의 오율 성능 Fig. 3. BER of the conventional (15,11) Hamming code and the proposed (15,11) Hamming code

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그림 1. 오류 비트와 오류가 발생하지 않은 비트에 해당하는 소프트 값의 평균 전력 대 Eb/N0 Fig. 1. Average powers of soft values of erroneous bit and correct bit vs. Eb/N0

표 1. (15,11) 해밍 부호의 단일 오류 패턴과 신드롬 벡터 Table 1. 1-Error pattern and its corresponding syndrome vector of (15,11) Hamming code

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표 2. (15,11) 해밍 부호의 m-오류 패턴과 신드롬 벡터 (m ≦ 2) Table 2. m-bits error pattern and its syndrome vector of (15,11) Hamming code (m ≦ 2)

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