• 제목/요약/키워드: Decoding Complexity

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영상 프레임 디코딩 복잡도 예측을 통한 DVFS 전력감소 방식 (Power-Minimizing DVFS Algorithm Using Estimation of Video Frame Decoding Complexity)

  • 안희준;정승호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38B권1호
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    • pp.46-53
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    • 2013
  • 최근 영상 디코더 시스템에서 소모전력을 절감하기 위한 방안으로 DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) 방식을 적용한 알고리즘 들이 제안되고 있다. 이에 저자들은 논문[1]에서 전력소모를 최소화할 수 있는 스케줄링 알고리즘을 제시하였다. 이 알고리즘은 수학적으로 최적의 결과를 보장하지만, 사전에 화면 당 디코딩 계산양을 알 수 있다는 조건이 만족하여야 한다. 그러나 실제응용에서 이 조건은 만족되기 어려운 경우가 종종 존재한다. 본 논문에서는 이 제약사항을 극복하는 방안으로, 프레임의 데이터크기로 프레임의 디코딩 계산양을 예측하는 기법에 기초한 수정된 알고리즘을 제안한다. 실제 영상에서 추출된 데이터를 이용한 결과, 계산양 예측 알고리즘은 평균적으로 90%이상의 정확도를 보였으며, 따라서 계산양 예측 기법과 임계점에서의 프래임 크기 20% 내외의 완충버퍼 마진을 적용한 수정한 알고리즘은 버퍼 고갈과 넘침이 일어나지 않으며, 최적알고리즘과 비교할 때 거의 동일한 성능 (1~2% 이하의 성능저하)을 보이는 것을 확인하였다.

802.11n 규격에서의 저복잡도 LDPC 복호 알고리즘 (Low Computational Complexity LDPC Decoding Algorithms for 802.11n Standard)

  • 김민혁;박태두;정지원;이성로;정민아
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권2C호
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    • pp.148-154
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    • 2010
  • 본 연구에서는 무선 랜 표준안인 802.11n에서 채널 부호화 알고리즘으로 채택된 LDPC부호의 복호 알고리즘의 저복잡도에 대해 연구를 하였다. 샤논의 한계에 근접하기 위해서는 큰 블록 사이즈의 LDPC 부호어 길이와 많은 반복횟수를 요구한다. 이는 많은 계산량을 요구하며, 그리고 이에 따른 전력 소비량(power consumption)을 야기시키므로 본 논문에서는 세 가지 형태의 저복잡도 LDPC 복호 알고리즘을 제시한다. 첫째로 큰 블록 사이즈와 많은 반복 횟수는 많은 계산량과 전력 소모량을 요구하므로 성능 손실 없이 반복횟수를 줄일 수 있는 부분 병렬 방법을 이용한 복호 알고리즘, 둘째로 early stop 알고리즘에 대해 연구 하였고, 셋째로 비트 노드 계산과 체크 노드 계산 시 일정한 신뢰도 값보다 크면 다음 반복 시 계산을 하지 않는 early detection 알고리즘에 대해 연구 하였다.

다중 송수신 안테나 시스템에서 단계별 반경의 차이를 이용한 적응 복호화 알고리즘 (An Adaptive Decoding Algorithm Using the Differences Between Level Radii for MIMO Systems)

  • 김상현;박소령
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권7C호
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    • pp.618-627
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    • 2010
  • 이 논문에서는 다중 송수신 안테나 시스템에서 탐색 단계별 반경들의 차이를 이용하여 후보 심볼수 K를 변화시키는 적응 복호화 알고리즘을 제안하고, 기존의 복호화 알고리즘과 비트 오류율 및 평균 연산량 측면에서의 성능을 비교한다. 제안한 알고리즘은 반경의 차이가 기준값보다 큰 심볼은 후보에서 제외하는 방법으로 단계마다 적응적으로 다른 K를 사용하며, 기준값으로는 단계별 반경 차이들의 최대값과 평균값으로 적용한다. 제안한 복호화 알고리즘은 K를 고정한 K-best 알고리즘에 비해 오차 전달 현상에 의한 비트 오류율 성능 저하를 줄이고 복잡도면에서 좀 더 효율적인 성능을 보이며, 기존의 적응 K-best 알고리즘과 비교하면 비슷한 비트 오류율 성능을 보이면서 평균 복잡도를 줄일 수 있음을 모의실험으로 보인다.

높은 무게 LDPC 부호의 저복잡도 고성능 복호 알고리즘 (High-Performance and Low-Complexity Decoding of High-Weight LDPC Codes)

  • 조준호;성원용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권5C호
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    • pp.498-504
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    • 2009
  • Low-density parity-check (LDPC) 부호의 복호에는 성능이 좋은 합곱 알고리즘(sum-product algorithm; SPA)과 하드웨어가 간단한 비트 반전(bit-flipping; BF) 알고리즘이 많이 쓰이고 있다. 본 논문은 이들 두 가지 방법의 장점을 가지는 저복잡도 고성능 복호 알고리즘을 제안한다. 본 제안된 유연 비트 반전(soft bit-flipping) 알고리즘은 비트와 체크 노드 사이에 전달되는 메시지를 계산하는 데 단순한 비교와 덧셈 연산만을 필요로 하며 연산량이 적다는 장점이 있다. 또한 연산이 완료된 메시지의 활용률을 높이고 비균등 양자화(non-uniform quantization)를 채용하여 1000 내외의 부호 길이에서 SPA 에 0.4dB 근접하는 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 달성하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘을 이용하면, 행 무게(row weight)와 열 무게(column weight)가 높아서 종래의 SPA로 구현하기 어려웠던 부호를 비교적 좋은 오율 성능을 유지하면서 실용적으로 구현할 수 있다.

Path Metric의 특성을 이용한 적응형 K-best Sphere Decoding 기법 (Adaptive K-best Sphere Decoding Algorithm Using the Characteristics of Path Metric)

  • 김봉석;최권휴
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권11A호
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    • pp.862-869
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    • 2009
  • 본 논문에서는 순간적인 채널 상태에 따라 K, 즉 survivor path의 개수를 적응적으로 조절하는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 검출 기법을 제안한다. 최적의 성능을 가지지만 높은 복잡도의 단점을 가지는 MLD(Maximum Likelihood Detection)의 단점을 개선하기 위해 MLD에 근접한 성능을 가지면서 복잡도는 확연히 감소시킨, 적응형 K-best SD (Sphere Decoding) 기법들이 제안되었지만, 채널 상태를 판별하기 위한 지표로, 채널의 페이딩 이득만을 이용할 뿐 순시적인 SNR(Signa1 to Noise Ratio) 값은 반영하지 못하는 단점을 가진다. 제안된 기법은 이러한 단점을 보완하기 위해 K를 조절하기 위한 채널 지표로 채널의 페이딩 성분뿐 아니라 SNR 성분까지 반영하는 path metric 값의 특성을 이용하여, 기존의 기법과 동일한 성능을 가지면서 낮은 복잡도를 가진다.

Recent Successive Cancellation Decoding Methods for Polar Codes

  • Choi, Soyeon;Lee, Youngjoo;Yoo, Hoyoung
    • Journal of Semiconductor Engineering
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    • 제1권2호
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    • pp.74-80
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    • 2020
  • Due to its superior error correcting performance with affordable hardware complexity, the Polar code becomes one of the most important error correction codes (ECCs) and now intensively examined to check its applicability in various fields. However, Successive Cancellation (SC) decoding that brings the advanced Successive Cancellation List (SCL) decoding suffers from the long latency due to the nature of serial processing limiting the practical implementation. To mitigate this problem, many decoding architectures, mainly divided into pruning and parallel decoding, are presented in previous manuscripts. In this paper, we compare the recent SC decoding architectures and analyze them using a tree structure.

프래탈 영상에서 데이타 의존성을 이용한 고속 복호화 알고리즘 (A fast decoding algorithm using data dependence in fractal image)

  • 류권열;정태일;강경원;권기룡;문광석
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권10호
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    • pp.2091-2101
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    • 1997
  • 기존의 프랙탈 영상 복호화 방법은 복원하고자 하는 영상의 전체 치역 블럭에 대해 반복 축소 변환을 적용하여야 하므로 복호화시 많은 계산량이 요구되었다. 따라서 본 논문에서는 반복 축소 변환에 소요되는 계산량을 줄이기 위하여 데이타 의존성을 이용한 고속 복호화 알고리즘을 제안한다. 복원하고자 하는 영상의 치역을 변환 계수에 따라 정의역으로 참조된 부분, 즉 참조 치역과 정의역으로 참조되지 않은 부분, 즉 비참조 치역으로 나눈다. 참조치역은 독립적인 반복 축소 변환에 의해 수렴되는 영역이며, 비참조 치역은 참조 치역의 수렴에 의존하여 복호화가 가능한 영역이다. 그러므로 비참조 치역을 데이타 의존 영역으로 정의하였다. 데이타 의존영역은 참조 치역이 수렴될 경우 한 번의 축소 변환만으로 복원된다. 따라서 제안한 방법은 데이타 의존 여역을 제외한 참조 치역에만 반복 축소 변환을 적용하여, 복호화시 소요되는 계산량을 감소함으로써 프랙탈 영상의 고속 복호화를 가능하게 한다.

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H.264/AVC 복호화기의 복잡도 감소를 위한 선택적 B 슬라이스 복호화 스킵 방법 (Selective B Slice Skip Decoding for Complexity Scalable H.264/AVC Video Decoder)

  • 이호영;김재환;전병우
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제48권3호
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    • pp.79-89
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    • 2011
  • 임베디드 프로세서의 발달로 인해 휴대 단말을 이용한 동영상의 실시간 재생이 가능하게 되었으나, 휴대 단말의 제한된 배터리와 낮은 프로세서의 연산 능력을 고려할 때 고화질 및 고해상도 동영상의 실시간 복호화 구현에는 아직 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존에 연구되었던 복호화 요소들의 연산 복잡도를 조절하여 비디오 복호화기의 복잡도를 조절하는 방법들을 사용할 수는 있으나 부/복호화기 사이의 연산 과정의 불일치에 의한 에러 전파로 객관적 화질이 크게 떨어 지는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 저 복잡도 비디오 복호화기를 달성하기 위해 B 슬라이스의 선택적인 복호화 스킵 방법을 제안한다. 제안 방법은 B 슬라이스를 복호화 하기에 앞서 특정 조건을 만족하는지 여부를 판단하여 해당 B 슬라이스의 선택적 복호화 스킵을 결정하고, 복호화 스킵일 경우 주변 복호화 된 참조 화면들을 사용하여 해당 B 슬라이스를 매우 간략한 방법으로 복원한다. 실험 결과를 통해 제안 방법은 복호화기의 복잡도를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 움직임 끊김 현상을 효과적으로 제거함으로써 동영상의 재생 시 주관적 화질이 크게 떨어지지 않음을 확인할 수 있다.

Design and Performance of Space-Time Trellis Codes for Rapid Rayleigh Fading Channels

  • Zummo, Salam A.;Al-Semari, Saud A.
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권2호
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    • pp.174-183
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    • 2003
  • Space-Time (ST) codes are known to provide high transmission rates, diversity and coding gains. In this paper, a tight upper bound on the error probability of ST codes over rapid fading channels is presented. Moreover, ST codes suitable for rapid fading channels are presented. These codes are designed using the QPSK and 16-QAM signal constellations. The proposed codes are based on two different encoding schemes. The first scheme uses a single trellis encoder, whereas the second scheme uses the I-Q encoding technique. Code design is achieved via partitioning the signal space such that the design criteria are maximized. As a solution for the decoding problem of I-Q ST codes, the paper introduces a low-complexity decoding algorithm. Results show that the I-Q ST codes using the proposed decoding algorithm outperform singleencoder ST codes with equal complexity. The proposed codes are tested over fading channels with different interleaving conditions, where it is shown that the new codes are robust under such imperfect interleaving conditions.

A Study on Complexity Reduction for Space-Time Block Codes Decoder in MIMO OFDM systems

  • Pham, Van-Su;Le, Minh-Tuan;Mai, Linh;Yoon, Gi-Wan
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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    • pp.117-121
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    • 2005
  • In this work, we first present our study on the decoding schemes for space-time block code as well as our comments on their complexity. Then, we propose a new modified complex sphere decoding scheme, which has lower computational load than that of conventional complex sphere decoders. In the proposed scheme, the boundary for searching is defined by the intersection of an approximate polygon of searching circle and disk of lattice constellation. Therefore, the proposed scheme can reduce the searching boundary and it can avoid missing searching points as well. The performance of the proposed scheme, which is verified by computer simulations, consolidates our scheme.

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