본 논문에서는 다중입력 다중출력 (Multiple Input Multiple Output: MIMO) 시스템에서 Maximum Likelihood (ML) 수신기와 같은 성능을 가지지만 복잡도가 낮은 Sphere Decoding (SD) 알고리즘에 대해 분석하고 그 성능을 평가한다. 각각의 송신 안테나에서 채널로 전송되는 독립적인 신호는 QPSK 와 16QAM 방식을 사용하여 변조되며, 채널은 산란이 활발하게 일어나는 레일리 (Rayleigh) 평탄 페이딩 채널로 가정한다. 수신기에서 수신된 신호는 Fincke & Pohst SD 알고리즘에 의해 각 송신 안테나로부터의 독립적인 신호로 검파되며, 그 성능이 ZF (Zero Forcing), MMSE (Minimum Mean Square Error), SIC (Successive Interference Cancelation), 그리고 ML 수신기의 성능과 비교되었다. 추가적으로 복잡도를 줄이기 위해 개선된 형태인 Viterbo & Boutros SD 알고리즘을 이용하여 검파된 신호의 BER 성능과 부동 소수점 연산량(Floating Point Operations: FLOPS)이 각각 비교 분석되었다.
Kim, Min-Huyk;Jung, Ji-Won;Bae, Jong-Tae;Choi, Seok-Soon;Lee, In-Ki
한국통신학회논문지
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제32권4C호
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pp.379-388
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2007
In this paper, we propose an adaptive turbo decoding algorithm for high order modulation scheme combined with originally design for a standard rate-1/2 turbo decoder for B/QPSK modulation. A transformation applied to the incoming I-channel and Q-channel symbols allows the use of an off-the-shelf B/QPSK turbo decoder without any modifications. Adaptive turbo decoder process the received symbols recursively to improve the performance. As the number of iterations increase, the execution time and power consumption also increase as well. The source of the latency and power consumption reduction is from the combination of the radix-4, dual-path processing, parallel decoding, and early-stop algorithms. We implemented the proposed scheme on a field-programmable gate array (FPGA) and compared its decoding speed with that of a conventional decoder. From the result of implementation, we confirm that the decoding speed of proposed adaptive decoding is faster than conventional scheme by 6.4 times.
LT 부호에 대해 BP 복호 알고리즘은 가장 빠른 복호 방법 중 하나로 알려져 있다. 그러나 BP 알고리즘은 대부분의 LT 부호를 복호하는데 있어서 많은 오버헤드를 요구하며 특히 짧은 길이의 LT 부호에 대해서는 과다한 오버헤드가 소요된다. 본 논문에서는 오버헤드를 줄이기 위해 1-차수의 패킷을 탐색할 수 있는 방법을 제시하고 이를 이용한 개선된 BP 복호 알고리즘을 제안하였다. 제안된 복호 알고리즘은 기존의 BP 알고리즘에 비해 같은 복호 복잡도를 유지하면서도 더 적은 오버헤드를 가짐을 알 수 있었다.
우수한 에러 정정 부호 기법인 LDPC(Low Density parity Check) 부호를 고밀도 광 기록 시스템에 적용하는 경우, 변조 부호 복호기는 연판정 채널 출력 검출기를 통과해 나온 정보 중에서 패리티 부분을 받아서 연판정 값을 출력해줘야 하는 알고리즘이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 고밀도 광기록 채널에서 17PP 변조 부호에 대한 효과적인 연판정 입력 연판정 출력 런-길이 제한 부호의 복호 알고리즘을 제안하고, 이 때 LDPC 부호의 성능을 비교하였다. 그 결과 기존에 연구되었던 (1, 7) RLL을 이용한 연판정 입력 연판정 출력 복호 알고리즘 보다, 고밀도 광 기록 채널에서는, 제안한 17PP를 이용한 연판정 입력 연판정 출력 복호 알고리즘이 0.8dB 정도의 성능 이득이 있는 것을 알 수 있었다.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제4권1호
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pp.34-39
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2004
Huffman coding which has been used in many data compression algorithms is a popular data compression technique used to reduce statistical redundancy of a signal. It has been proposed that the Huffman algorithm can decode efficiently using characteristics of the Huffman tables and patterns of the Huffman codeword. We propose a new Huffman decoding algorithm which used a multi way tree search and present an efficient hardware implementation method. This algorithm has a small logic area and memory space and is optimized for high speed decoding. The proposed Huffman decoding algorithm can be applied for many multimedia systems such as MPEG audio decoder.
In conventional fractal decoding procedure, the reconstructed image is obtained by a rpredefined number of iterations starting with an arbitrary initial image. Its convergence speed depends on the selection of the initial image. It should be solved to get high speed convergence. In this paper, we theoretically reveal that conventional method is approximately decomposed into the decoding of the DC and AC components. Based on this fact, we proposed a novel fast fractal decoding algorithm made up of two steps. The averaged-image considered as an optimal initial image is estimated in the first step. In the second step, the reconstructe dimag eis genrated from the output image obtained in the first step. From the simulations, it is shown that the output image of the first step approximately converges to the averaged-image with only 15% calculations for one iteration of conventional method. And the proposed method is faster than various decoding mehtods and evenly equal to conventioanl decoding with the averaged-image. In addition, the proposed method can be applied to the compressed data resulted from the various encoding methods because it does not impose any constraints in the encoding procedure to get high decoding speed.
터보 부호의 복호기는 각 복호 단계마다 순방향과 역방향의 메트릭을 계산하여 복호할 비트의 잉여 정보를 추출하여 다음 복호 단계에서 이 정보를 이용하는 반복 복호 기술이다. 터보 부호는 인터리버의 크기가 크고 반복 복호가 충분히 수행되었을 때 BER의 관점에서 Shannon Limit에 근접하는 우수한 성능을 보였다. 그러나 많은 연산량에 따른 복잡도의 증가와 인터리버와 반복 복호에 따른 지연과 실시간 처리의 어려움이라는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 터보 부호의 복호 알고리즘으로 사용되고 있는 MAP(maximum a posteriori) 알고리즘과 이의 성능을 결정하는 요소를 분석한다. MAP알고리즘은 모든 인접 비트들과 수신 심벌들 사이의 상태와 천이 확률을 통해 연성 결정값을 결정하여 반복 복호 동작을 수행한다. 그러므로 MAP알고리즘의 성능 향상을 위해서는 인접한 수신 심볼들의 신뢰성을 보장해 주어야만 한다. 하지만 MAP 알고리즘 자체에서는 이를 위한 어떠한 동작도 해줄 수가 없기 때문에 추가적인 알고리즘이 필요하디는 결론을 얻을 수 있으며 반복 복호 동작을 줄일수 있게된다. 따라서 수신된 심볼에 대하여 좀 더 신뢰성을 있는 정보를 MAP 알고리즘의 입력으로 주기 위해 Robust 등화기법을 적용하여 MAP 알고리즘과 터보 부호의 성능을 비가우시안 채널 환경에서 분석한다.
본 논문에서는 인터넷이나 멀티미디어 서비스 등 고속 패킷 전송에 적합한 CDMA/TDD 시스템과 빠른 복호 및 재전송 요구가 가능한 순차적 복호 기법에 관하여 고찰하였다. 또한 순차적 복호 기법 중 FANO 알고리즘의 단점인 재방문 횟수를 줄이기 위하여 경쟁경로를 도입하는 개선된 FANO 알고리즘을 제안하였다. 그리고 다중경로 채널에서 이러한 순차적 복호 알고리즘이 적용된 CDMA/TDD 시스템의 성능을 분석하였다.
화자확인에서 사용되는 디코딩 방법에는 음성인식에서 주로 사용되는 비터비 알고리듬을 사용하여 왔다. 그러나 화자확인에서는 화자의 특성을 최대한 발휘하여 같은 음소라도 화자마다 다르게 인식해야 하는 어려움이 있다. 본 논문에서는 기존 화자확인 디코딩에서 사용하는 비터비 알고리듬을 대신하는 새로운 알고리듬을 제안하였다. 제안된 알고리듬은 음성인식에서 사용되고 있는화자 적응 알고리듬을 화자의 특성에 따라 모델 파라미터로 변환하는 것을 응용한 방법이다. 본 논문에서는 여러 적응 알고리듬중 MLLR(Maximum Likelihood Linear Regression)과 MAP (Maximum A-Posterior) 적응 알고리듬을 사용하였고 제안된 알고리듬이 기존의 비터비 알고리듬을 사용하였을 때보다 평균 30%의 EER (Equal Error Rate) 향상을 이루었다.
Among various decoding algorithms of low-density parity-check (LDPC) codes, the min-sum (MS) algorithm and its modified algorithms are widely adopted because of their computational simplicity compared to the sum-product (SP) algorithm with slight loss of decoding performance. In the MS algorithm, the magnitude of the output message from a check node (CN) processing unit is decided by either the smallest or the next smallest input message which are denoted as min1 and min2, respectively. It has been shown that multiplying a scaling factor to the output of CN message will improve the decoding performance. Further, Zhong et al. have shown that multiplying different scaling factors (called a 2-dimensional scaling) to min1 and min2 much increases the performance of the LDPC decoder. In this paper, the simplified 2-dimensional scaled (S2DS) MS algorithm is proposed. In the proposed algorithm, we figure out a pair of the most efficient scaling factors which multiplications can be replaced with combinations of addition and shift operations. Furthermore, one scaling operation is approximated by the difference between min1 and min2. The simulation results show that S2DS achieves the error correcting performance which is close to or outperforms the SP algorithm regardless of coding rates, and its computational complexity is the lowest comparing to modified versions of MS algorithms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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