이중 이진 (double binary) 터보 디코더는 오류 정정 코드 중 하나로써, 높은 오류 정정 성능으로 인해 IEEE 802.16 표준 (WiMAX)에서 사용되고 있다. Maximum ${\alpha}$ posteriori probability (MAP) 디코딩 블록은 이중 이진 터보 디코더의 가장 핵심적인 블록으로, 본 논문은 이를 구현하기 위한 알고리즘 중 하나인 improved Max-Log-MAP 알고리즘에 대한 효율적인 하드웨어 구조를 제안한다. 제안하는 하드웨어 구조는 기존의 하드웨어 구조와 비교하였을 때, 오류 정정 성능은 동일만 반면, 구떤 복잡도는 감소한다. 0.13um 공정에서 입력 비트폭을 8비트로 가정하고 시뮬레이션 한 결과, 속도와 칩 면적, 그리고 소비전력 측면에서 각각 8.92%, 1845%, 그리고 29.93%의 향상을 보인다. 제안하는 구조를 WIMAX 설계에 적용하여 성능 개선을 이끌어낼 수 있다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제25권2호
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pp.375-382
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2001
In this study, an adapted Turbo Coding Algorithm for reducing communication error of a fire detection system for marine vessels, especially image transmission via power lone. Because it is necessary that this system communicate larger and faster than previous method, this study carried out enhancement a decoding speed by adaptation CRC with Turbo Code Algorithm, improvement of metric method, and reduction of decoding delay by using of Center-to-Top method. And the results are as follows: (1) Confirmed that a Turbo Code is so useful methods for reducing communication error in lots of noise environments. (2)Proposed technology in this study speed increasing method of Turbo Coding Algorithm proves 2 times faster than normal Turbo Code and communication error reducing as well in the board made by VHDL software & chips ALTERA company.
본 논문에서는 통신 시스템에서 채널 전송에 의한 데이터의 오류 체크와 정정문제에 대해서 제안하였다. 제안된 LDPC 코드는 VDSL 시스템에서의 AWGN 채널 모델링에 의해 최소화된 채널 에러를 위해 사용된다. LDPC 코드는 낮은 밀도 패리티비트를 사용하기 때문에, 수학적인 복잡도가 낮고 처리 시간이 짧다. 또한 LDPC 코드의 성능은 반복 복호 알고리즘에서 긴 코드 워드에 대해 터보 코드보다 더 나은 성능을 가지고 있다. 제안된 시스템의 송신기에서 발생 행렬에 의해서 부호어가 발생되고, 수신기에서 사용된 에러 정정 알고리즘은 가중치를 갖는 Bit-flipping 방식이다. 이 방식은 기존의 Bit-flipping 방식과 달리 더 정확한 에러를 검출하고, 정정하기 위해 발생된 패리티 비트에 대해서 가중치를 주어 에러 정정을 하는 방식이다. 제안된 가중치를 갖는 Bit-flipping 알고리즘은 기존의 Bit-flipping 알고리즘에 비해서 1 dB 이상의 이득 개선을 확인할 수 있었다.
The low latency encoder for high data rate duo-binary turbo codes with tail biting trellises is considered. Encoder hardware architecture is proposed using inherent encoding property of duo-binary turbo codes. And we showed that half of execution time as well as the energy can be reduced with the proposed architecture.
터보머신 태부에 존재하는 정익 - 동익의 상호작용 유동현상을 수치모사 하는 코드를 병렬화 하였다 정익 - 동익의 상호작용을 해석하는 데에 편리하도륵 Multi-Block Grid System을 도입하여 계산영역을 형성하였고, 동익의 움직임으로 인해 발생하는 Sliding Interface부분은 Patched 알고리즘을 적용하여 해석하였다. 정익과 동익의 수를 1대 1로 단순화시켜 수치모사한 결과와 정익과 동익의 수를 실제 조건과 더 비슷하게 설정한 3대 4의 비율로 맞추어 수치모사한 결과를 비교하였다. 또한, 병렬컴퓨팅으로 인해 단축된 계산시간을 다른 연구에서의 계산시간들과 서로 비교하였다. 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식이 이용되었고, 난류모델링에는 K-w SST 모델링이 적응되었다. Roe의 FDS 기법을 사용하여 플럭스를 계산하였고, MUSCL 기법을 적용하여 3차의 공간정확도를 갖도록 하였다. 시간적분에는 이보성의 DP-SGS를 사용하였다. 해석결과의 분석에는 Time-averaged pressure distribution과 Pressure amplitude distribution 데이터를 사용했다.
디지털 통신 시스템에서 오류 정정 부호화 방식으로 사용되는 Turbo Code의 성능은 부호기에 내재되어 부호의 자유 거리 결정에 큰 영향을 미치는 인터리버와 복호기에서 수행되는 반복 복호에 의해 결정된다. 하지만 우수한 성능을 얻기 위해 수신 과정에서 많은 지연 시간이 요구되는데 이는 주로 인터리버의 크기에 의존하게 된다. 또한 Turbo Code는 페이딩 채널 상에서도 신뢰성 있는 강력한 코딩 기법으로 알려져, 최근 ITU 등에서 IMT2000과 같은 차세대 이동 통신에서 채널 코드의 표준으로 채택되었다. 따라서 본 논문에서는 기존의 블럭 인터리버를 변형한 인터리버와 MAP(Maximum A Posteriori)알고리듬을 이용한 병렬 구조의 터보 복호기를 제안하였다. 무선 멀티미디어 통신에서 실시간 음성 및 비디오 서비스를 제공할 때 CDMA 환경에서의 AWGN과 페이딩 채널에 대해 가변 복호방법을 이용하여 감소된 복호지연의 관점에서 컴퓨터 모의실험을 통해 성능 분석을 하고 기존의 다른 방법과 비교하였다.
Water-filling 알고리즘은 적응 MIMO 시스템의 ergodic 용량을 최대화하는 효율적인 전력 할당 방식이지만 이산 변조 지쉬discrete modulation index)를 사용하는 실제의 시스템의 경우 과도한 잉여 전력(residual power)으로 인해 스펙트럼 효율이 감소하는 단점이 있다. 본 논문에서는 water-filling 알고리즘의 잉여 전력을 효율적으로 재할당 함으로써 적응 MIMO 시스템의 스펙트럼 효율을 향상시키는 새로운 전력 할당 알고리즘을 제안한다. 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 터보 코드가 적용된 적응 MIMO 시스템을 구성하고 다양한 환경에서 시뮬레이션을 수행한다 시뮬레이션 결과, 레일리이 페이딩 환경에서 SNR이 20dB일 때 제안된 알고리즘의 스펙트럼 효율이 기존의 water-filling 알고리즘에 비해 대략 8.9% 향상됨을 알 수 있었다.
본 논문에서는 페이딩을 감소시키는 다이버시티 기법 알고리즘을 제안하였다. 무선채널에서 다중경로 때문에 페이딩이 발생하면 시스템 성능이 현저하게 감소한다. 본 연구에서 수신기는 탭 지연 수신기를 사용하였다. 변조방식은 QPSK와 OQPSK를 사용하였고, 부호율이 1/2, 1/3과 구속장이 11인 길쌈부호와 구속장이 6인 터보 코드를 사용하였다. 본 논문에서 제안된 다이버시티기법으로 순방향과 역방향 채널에서 페이딩지수를 변화시키면서 변조방식에 대한 평균에러확률을 비교분석하였다.
최근 3세대 이동통신의 오류정정부호의 표준으로 채택된 터보 코드는 샤논의 한계에 가까운 성능을 보이며, 반복적인 디코딩 과정의 특성상 이동통신 시스템에서 전력 소모가 많은 블록 중 하나이다. 따라서 이동통신 기기의 전력 소모를 최소화하기 위한 노력으로 터보 디코더의 전력 소모를 줄이는 방법들에 대한 연구가 진행되어왔다. 본 논문에서는 디코딩 가능 임계값과 불가능 임계값 등 두개의 정지 기준을 적용함으로써 기존의 반복 디코딩 정지 기준 알고리즘을 개선하여, 오류정정 성능과 전력 소모면에서 기존의 방법보다 효율적인 새로운 터보 디코더 기술을 개발하였다. 실험 결과, 제안한 방법은 기존의 대표적인 방법에 비하여, 전체 12500회 실험 중 잘못된 오류정정 횟수는 평균적으로 89% 감소시키고 반복 디코딩 횟수는 29% 감소시킬 수 있었다.
Bluetooth 환경에서 SAR(Segment And Re-assembly) 알고리즘을 사용하여 WAP 성능을 향상시키기 위한 WAP 패킷의 전송 시간을 분석하였다. 이러한 WAP의 전송 능력을 향상시키기 위한 한 방법으로 SAR의 과정은 WTP (Wireless Transaction Protocol) 상위계층에서 내려온 전체 메시지를 분할한 다음, 베이스밴드에서 패킷을 전송하게 된다. 그리고 Bluetooth 피코넷 환경에서 SAR 알고리즘을 사용하여 Bluetooth 패킷 타입 중 DM(Data-Medium rate) 1, DM3, DM5 에 따른 Bluetooth 환경에서 WAP의 패킷 전송 시간을 분석하였다. 이 SAR 알고리즘은 멀티 슬롯으로 전송할 경우 L2CAP (Logical Link Control And Adaptation Protocol) 베이스밴드 패킷 전송 시간을 감소시킨다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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