차세대 멀티미디어 이동통신인 IMT-2000의 규격에서는 3GPP와 3GPP2에서 모두 터보 코드를 채널 코덱으로 채택하고 있다. 그 중 3GPP 에서는 용도에 따라 길쌈부호와, 제한길이 4인 1/3 터보코드를 선택적으로 사용하도록 정의되어 있다. 터보코드는 복호기의 출력으로 경판정 복호 비트에 대한 신뢰도 값을 동시에 생성하여, 이를 이용한 반복복호로 우수한 BER 특성을 얻을 수 있어야 한다. 본 논문에서는 먼저 3GPP 규격의 터보 복호기에 적용할 수 있는 내부 복호기로서 SOVA 복호기를 설계하였다. 또한 터보 복호기에서의 연판정 출력값의 중요성을 감안하여, 누적메트릭 정규화에 있어서 신뢰도 값에 영향을 주지않는 구조를 제안하여 적용하였다. 본 연구에서는 효율적인 구조의 3GPP SOVA 복호기를 설계하기 위하여 C++를 이용하여 알고리즘에 대한 성능을 검증하였으며, 이를 기반으로 VHDL을 이용하여 복호기를 설계하였다. 마지막으로 Altera사의 EPF10K100GC503 FPGA를 이용하여 복호기를 하드웨어로 구현하였다.
본 논문에서는 블록부호를 트렐리스상에서 구현하여 블록부호의 연판정 복호 알고리즘인 MAP 복호 알고리즘을 유도하였다. 또한 트렐리스상의 연판정 복호법인 비터비 알고리즘과 MAP 알고리즘을 사용한 모의실험을 통해 그 성능을 분석하였다. 그리고 비교적 간단한 블록부호인 해밍부호를 구성부호로 사용하여 다양한 형태의 직렬연접부호와 병렬연접부호에 대한 성능분석을 수행하였다. 모의실험 결과 블록부호에 연판정 복호 알고리즘을사용한 경우는 경판정 복호 알고리즘에 비해 높은 부호화 이득을 가짐을 알 수 있었다. 또한 구성부호로 블록부호를 사용하는 연접부호의 모의실험을 수행한 결과 반복복호함으로써 우수한 성능을 가진 연접부호를 얻을 수 있음을 검증하였다.
비터비 디코딩 방법은 컨볼루션 복호화 방법 중에서 가장 많이 사용되고 알려진 복호화 방법이다. 본 논문에서는 실질적인 비터비 복호화 성능 고찰을 위하여 여러 가지 파라미터 값을 이용한다. 파라미터 값에 대한 여러 가지 비터비 복호화 방법에 대하여 논의한다. 그리고 비터비 알고리즘 방법중, 중판정과 경판정 이라는 서로 다른 의사결정에 의한 복호화 방법의 차이를 비교한다. 여러 가지 파라미터 값과 의사결정 방법을 가지고 가우시안 채널 상에서의 다양한 비터비 복호화 방법에 대하여 논의하여 가장 적절한 파라미터 값과 의사결정 방법에 대하여 논의한다.
본 논문에서는 IEEE 802.11a 무선 LAN에 적합한 OFDM 시스템에 비터비 복호를 사용하는 길쌈 부호와 단일 탭의 LMS 등화기를 적용하여 실내 무선 채널 환경에서 시스템 성능을 시뮬레이션을 통해 분석한다. 실내 무선 채널은 라이시안 페이딩 모델링하고, 부채널변조 방식으로는 QPSK와 16QAM을 사용한다. 직접 파 대 간섭파 전력비 K=5 dB 인 라이시안 페이딩 채널에서 길쌈 부호 및 비터비 복호를 사용하는 경우, 경판정에서 QPSK는 8.6 dB, 16QAM 은 19.2dB, 연판정에서 QPSK는 5.3dB, 16QPSK는 5.3dB, 16QAM은 9.8dB에서 $10^{-4}$의 BER을 만족하였다. 또한 16QAM/OEFM 방식에 단일 탭의 LMS 등화기를 사용하면 길쌈 부호만을 사용한 경우보다 경판정 비터비 복호의 경우 8.6dB,연판정의 경우에는 2dB의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.
우리나라의 옛 인쇄가 언제부터 시작되었는지는 정확히 알 수 없다. 그러나 삼국시대 인장, 비석, 경판 등을 종이에 베끼거나, 나무나 돌에 조작하던 기술이 집적되어 인쇄술로 발전하면서부터 시작되었을 것으로 보인다. 우리나라의 현존하는 가장 오래된 인쇄물은 나무판본으로 1966년 경주 불국사 석가탑에서 발견된 "무구정광대다라니경"이다. 이것은 석가탑 건립 당시인 751년(신라 경덕왕10년)경에 만든 것으로 판각이 정교하고 고졸한 느낌을 준다.
최근 CDMA(code dicision multiple-access)를 이용한 다원 접속방식이 각광을 받고 있다. 한편, 동일한 섬유 대역폭을 유지하면서도 높은 데이타 전송율과 에러성능이 요구되므로 높은 코드율을 가지는 콘볼루션 코드와 이에 상응하는 디코딩 기법이 필요한 실정이다. Punctured 콘볼루션 코드는 높은 코드율에 비해 디코더가 복잡하지 않다는 장점 때문에 최근 여러가지 시스템에서 선호되고 있다. 본 논문에서는 punctured 콘보루션 코딩 방식과 경판정 Viteri 디코딩을 이용한 CDMA 패킷 무선 동선 시스템의 패컷 에러 확률(packet error probability)을 구하였으며 일반식인 콘볼루션 코드를 사용했을 때와 비교하였다.
최근 채널 효율을 향상시키기 위하여 다중안테나(MIMO, multi-input multi-output) 기술이 연구되고 있다. 다중안테나 기술은 송 수신 안테나 개수를 증가시켜 수신 성능을 향상시키고 대역 효율을 향상시키지만 송신 안테나 개수를 늘려야만 대역 효율을 증가시킬 수 있으므로 기존 방송 시스템에 적용하기에는 비용이 많이 드는 단점이 있다. 이에 본 논문은 방송 시스템에 적합한 SIMO(single-input multi-output) 시스템에 FTN(faster than Nyquist)을 적용하여 대역 효율을 증가시키고 수신 성능을 향상시키고자 한다. 또한 MRC(maximum ratio combining) 및 경판정(hard decision)을 적용하여 수신 안테나 개수에 따른 수신 성능을 컴퓨터 실험을 통하여 알아본다.
본 논문에서는 DVB-S3 시스템에 정의되어 있는 64-APSK 변조 방식에 대한 연판정 비트 검출 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 방식은 심볼을 구성하고 있는 각 비트에 대하여 경판정 경계(hard decision threshold; HDT) 선을 이용한 방법으로써, 수신단에서 검출된 심볼과 HDT 선과의 거리를 연판정 값으로 계산하는 것이다. HDT가 간단하게 결정될 경우 복잡도는 기존의 지수적 복잡도를 요구하는 최우(maximum likelihood; ML) 검출 기법에 비하여 매우 급격히 감소될 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 논문에서는 먼저 64-APSK에 대한 각 구성 비트별 HDT 선을 유도하고, 이를 이용하여 연판정 비트 값을 계산할 수 있는 방법을 제안한다. 연판정 입출력을 필요로 하는 터보부호를 이용하여 ML 기법과 성능을 비교한 결과, 본 논문에서 제시한 방법은 ML 기법보다 적은 복잡도를 가지고 거의 유사한 성능을 도출할 수 있음을 보였다.
커버링 다항식을 이용한 복호는 오류 포착 복호의 확장된 형태로써, 순환 부호에 적용되어 간단하고도 효율적인 복호기 구현을 가능하게 한다. 커버링 다항식은 한계 거리 이상의 복호와 연판정 복호에도 사용될 수 있으며, 구현 복잡도는 사장되는 커버링 다항식의 개수에 비례하게 된다. 본 논문에서는 커버링 다항식을 이용한 연판정 복호 방법을 제시하고 이를 [23,12] 골레이 코드에 적용하였다. 적용을 위하여 새로운 커버링 다항식 집합을 일반화된 공식으로 유도하고, 이 집합이 골레이 부호를 비롯한 다수의 순환 부호에 효율적으로 활용될 수 있음을 보였다. 또한 제시된 방법을 사용한 복호기의 성능 평가 모의 실험을 수행하여 복잡도와 성능의 trade-off관계를 보였다. 유도된 커버링 다항식을 사용한 골레이 부호의 연판정 복호 시, 최대 유사도 복호가 갖는 최적 오율과 비교하여 전체 실험 구간에서 0.2dB 이내의 성능을 보였으며, 유사한 성능을 갖는 Chase 알고리듬 2와 경판정 복호가 결합된 경우에 비해 복잡도가 감소함을 확인하였다.
본 논문에서는 블록 부호의 반복적 연판정 복호 알고리즘을 제안하였다. 최초의 경판정 복호 결과에 대한 분석을 바탕으로 후보 부호어들을 효율적으로 탐색할 수 있는 방법을 개발하였다. 복호의 복잡도를 줄이고 에러 확률을 감소시키기 위하여 적은 갯수의 후보 부호어들을 선택한다. 이 때, 수신 신호로부터 가까운 거리에 존재하는 부호어가 포함되어 있을 확률이 크도록 후보 부호어들을 선택한다. 선택된 후보 부호어까지의 거리를 계산하여 가장 가까운 후보 부호어를 복호 결과로 선정한다. 제안된 방법에 의하여 신뢰도 값이 작은 비트들을 에러 패턴에 포함시키게 하는 후보 부호어를 탐색할 수 있으며, 이미 탐색된 후보 부호어가 다시 선정되는 경우를 방지할 수 있다. (23, 12) Golay 부호에 대하여 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 제시하였다. 복호의 복잡도가 현저히 감소되었고, 블록 에러 확률이 저하된 사실을 시뮬레이션 견과에서 확인한 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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