• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제17권8호
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• pp.2157-2169
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• 2023

In order to handle the problem that puncture patterns will change the position distribution of original information bits and frozen bits in polar codes, which affects performance of puncture polar codes further, a minimum row weight and polar spectrum based puncture polar codes construction algorithm (called PA-MRWP) is proposed in this paper. The algorithm calculates row weight of generator matrix and sorts the row weight in ascending order first. Next, the positions with the minimum row weight are selected as initial puncture positions. If the rows with the same row weight cannot all be punctured, polar spectrum based auxiliary puncture scheme is used. In sub-channels with the same row weight, rows corresponding to the polarized sub-channels with higher reliability are selected as puncture positions to construct puncture vector, and the reliability is calculated based on polar spectrum. It is actually a two-step selection strategy, the proposed minimum row weight puncture (MRWP) algorithm is used for primary selection and polar spectrum based auxiliary puncture is used for adjustment. Simulation results show that, compared with worst quality puncture (WQP) algorithm, the proposed PA-MRWP algorithm and Gaussian approximation-aided minimum row weight puncture (GA-MRWP) algorithm provide gains of about 0.46 dB and 0.29 dB at bit error rate (BER) of 10^-4, respectively when code length N=400, code rate R=1/2. In addition, the proposed puncture algorithms improve the BER performance significantly with respect to quasi-uniform puncture (QUP) algorithm.

• ETRI Journal
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• 제43권2호
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• pp.184-196
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• 2021

The research domain of underwater communication has garnered much interest among researchers exploring underwater activities. The underwater environment differs from the terrestrial setting. Some of the main challenges in underwater communication are limited bandwidth, low data rate, propagation delay, and high bit error rate (BER). As such, this study assessed the underwater acoustic (UWA) aspect and explored the expression of error performance based on t-distribution noise. Filter orthogonal frequency-division multiplexing refers to a new waveform candidate that has been adopted in UWA, along with turbo and polar codes. The empirical outcomes demonstrated that the noise did not adhere to Gaussian distribution, whereas the simulation results revealed that the filter applied in orthogonal frequency-division multiplexing could significantly suppress out-of-band emission. Additionally, the performance of the turbo code was superior to that of the polar code by 2 dB at BER 10-3.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.64-66
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• 2012

본 논문에서는 각기 다른 자료를 지닌 두 송신자가 하나의 수신자에게 릴레이를 거쳐 자료를 전송하는 Ynetwork 시스템에서 Polar code 의 구조적인 특징을 이용해 오류율을 줄여 전송할 수 있는 방법을 제안한다. Polar code 는 부호의 길이 N 이 커짐에 따라 임의의 B-DMC(Binary-Discrete Memoryless Channel)에 대해 채널 용량을 달성할 수 있는 부호이며 반복적인 구조로 인해 부호화와 복호화 복잡도가 낮은 장점을 가진 부호이다. 이러한 성질을 이용해 Y-network 시스템의 릴레이에서 간단한 이진 모듈로 덧셈으로 전체 부호의 길이를 늘려 전송효율을 높일 수 있다.

• Spatial Information Research
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• 제22권5호
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• pp.19-26
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• 2014

지구 온난화로 인한 북극해 해빙의 감소로 새로운 항로의 개척과 지하자원 개발에 대한 국제적 관심이 고조되고 있다. 국제해사기구(IMO)는 북극해를 이용하는 선박의 증가로 해양사고와 오염의 가능성이 증대됨에 따라, 폴라코드(Polar Code)를 제정하여 극지역운항매뉴얼(PWOM) 등 북극해 운항선박에 대한 기준요건의 강제화 준비를 진행 중이다. 북극해를 운항하는 선박은 해양기상 이외에도 해빙의 영향을 받으므로 안전하고 경제적인 항로를 지원해 줄 북극해 안전운항 지원시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국제해사기구 폴라코드에 대응하기 위해 북극해 안전운항 지원시스템 개발을 위한 기능적 요구조건을 도출하였다. IMO 폴라코드를 기반으로 도출된 북극해 안전운항 지원시스템의 기능적 요건은 북극해 운항선박에게 해빙관측 및 예측정보를 이용하여 경제적이고 안전한 항로를 동적으로 서비스할 수 있도록 도출되었고, 북극해 항행위험지도 생성 기법, 북극해 항해계획 기법, 해사안전정보(MSI) 생성기법을 개발하기 위한 기술적 요건으로 구성된다. 또한, 북극해 안전운항 지원시스템의 적용을 위한 요구조건을 도출하여 개발될 시스템이 IMO 폴라코드의 북극해 항행선박 인증절차에 적용하고자 하였다. 본 연구의 연구성과를 폴라코드에 반영하기 위해서는 해빙관측 및 예측기술의 개발과 함께, 지속적인 국제적인 교류 및 정책 제안 등이 계속되어야 할 것이다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권3호
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• pp.376-384
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• 2018

Selection of suitable ice class for ships operation is an important but not simple task. The increased exploitation of the Polar waters, both seasonal periods and geographical areas, as well as the introduction of new international design standards such as Polar Code, reduces the relevancy of using existing experience as basis for the selection, and new methods and knowledge have to be developed. This paper will analyse what can be the limiting ice thickness for ships navigating in the Russian Arctic and designed according to the Finnish-Swedish ice class rules. The permanent deformations of ice-strengthened shell structures for various ice classes is determined using MT Uikku as the typical size of a vessel navigating in ice. The ice load in various conditions is determined using the ARCDEV data from the winter 1998 as the basic database. By comparing the measured load in various ice conditions with the serviceability limit state of the structures, the limiting ice thickness for various ice classes is determined. The database for maximum loads includes 3-weeks ice load measurements during April 1998 on the Kara Sea mainly by icebreaker assistance. Gumbel 1 distribution is fitted on the measured 20 min maximum values and the data is divided into various classes using ship speed, ice thickness and ice concentration as the main parameters. Results encouragingly show that present designs are safer than assumed in the Polar Code suggesting that assisted operation in Arctic conditions is feasible in rougher conditions than indicated in the Polar Code.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권4호
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• pp.239-249
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• 2011

In this paper, we propose a reliable $8{\times}8$ up-down switching polar relay code based on 3GPP LTE standard, motivated by 3GPP LTE down link, which is 30 bps/Hz for $8{\times}8$ MIMO antennas, and by Arikan's channel polarization for the frequency selective fading (FSF) channels with the generator matrix $Q_8$. In this scheme, a polar encoder and OFDM modulator are implemented sequentially at both the source node and relay nodes, the time reversion and complex conjugation operations are separately implemented at each relay node, and the successive interference cancellation (SIC) decoder, together with the cyclic prefix (CP) removal, is performed at the destination node. Use of the scheme shows that decoding at the relay without any delay is not required, which results in a lower complexity. The numerical result shows that the system coded by polar codes has better performance than currently used designs.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2017년도 공동학술발표회
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• pp.41-41
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• 2017

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권4호
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• pp.24-36
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• 2011

본 논문에서는 Arikan이 제안했던 극 부호의 부호화 및 복호화의 대수적 식을 개선하여 이진 이산 무기억 대칭 채널에서 연속 제거 복호 알고리즘을 이용한 극 부호의 채널의 합성과 분리를 확인했다. 이진 이산 무기억 대칭 채널 W에서 양극화 행렬 ${G_2}^{{\otimes}n}$을 통하여 블록 길이 $2^n$인 극 부호를 효과적으로 구성하여 정보 비트를 전송할 수 있다. 특히, $N{\geq}2$일 때, Arikan 부호의 복잡도 O($Nlog_2N$)이다. 극 부호가 향후 다중점 통신의 문제에 대한 하나의 대안이 될 수 있다는 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권12호
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• pp.42-48
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• 2008

차세대 무선 통신 시스템은 멀티밴드/멀티모드 동작이 가능한 RF 송수신기를 필요로 하고 있다. Polar transmitter는 효율적인 switched-mode RF 전력증폭기를 사용함으로써 높은 효율성을 얻을 수 있기 때문에 EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) 및 WLAN (Wireless Local Area Network)과 같이 고속의 데이터 전송율을 지원하는 시스템에 적합한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 수신단의 구조에 변화를 주지 않으며 또한 추가적인 정보의 전송이 필요 없이 기존 수신기를 그대로 사용할 수 있는 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) 감소기법을 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) polar transmitter에 적용하여 그 성능을 평가하였다. 이 방법은 polar 변조된 신호에 대하여 피크 윈도잉을 사용한 것으로 다양한 윈도우 형태와 길이를 적용하여 비트오율 (Bit Error rate; BER)과 오차 벡터 크기 (Error Vector Magnitude; EVM)를 측정하였다. 모의실험 결과, 제안된 기법은 효율적인 PAPR 감소와 더불어 클리핑으로 인한 대역의 왜곡 (out-of-band distortion)이 감소함을 관측하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권3호
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• pp.427-435
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• 2015

This paper presents a high-throughput low-complexity decoder architecture and design technique to implement successive-cancellation (SC) polar decoding. A novel merged processing element with a one's complement scheme, a main frame with optimal internal word length, and optimized feedback part architecture are proposed. Generally, a polar decoder uses a two's complement scheme in merged processing elements, in which a conversion between two's complement and sign-magnitude requires an adder. However, the novel merged processing elements do not require an adder. Moreover, in order to reduce hardware complexity, optimized main frame and feedback part approaches are also presented. A (1024, 512) SC polar decoder was designed and implemented using 40-nm CMOS standard cell technology. Synthesis results show that the proposed SC polar decoder can lead to a 13% reduction in hardware complexity and a higher clock speed compared to conventional decoders.