PCCC(Parallel Concatenated Convolutional Codes: 터보 코드)는 블록 크기가 크면 클수록 성능이 우수한 것으로 잘 알려져 있다. 본 논문은 차세대 이동 통신 시스템에서 프레임 크기가 작은 음성/제어 프레임을 이용하여 터보 코드의 성능을 검증하여 보고, 비슷한 디코딩 복잡도에 터보 코드와 컨벌루션 코드의 성능과 시스템에 적용하기 위한 조건들을 고려하였다. 그 결과 터보 코드는 프레임 크기가 작은 조건에서 반복 횟수 3회만으로도 차세대 통신 시스템에 적합한 10-3이상의 좋은 성능을 나타내었다. 그러나, 10-3의 BER을 기준으로 비슷한 복잡도를 고려하였을 때는 부호화율이 1/2인 터보 코드(K = 5)의 성능은 낮은 Eb/N0에서 컨벌루션 코드(K = 9)보다 우수하고, K = 3인 터보 코드의 성능은 K = 7인 컨벌루션 코드보다 우수하였다. 또한 부호화율이 1/3인 경우 K = 3 또는 5인 터보 코드가 부호화율이 1/2인 터보 코드와 비슷한 성능을 나타내었다.
유비쿼터스 시대에 발맞춰 LED를 이용한 WPAN(Wireless Personal Area Network) 기술 개발이 진행 중이다. 그러나 LED를 이용한 가시광 통신은 통신 성능이 저하되는 취약점이 있다. 백열등, 형광등, 태양광선 등과 같은 광잡음으로 인한 정보의 손실을 줄이기 위해 채널 코딩 방식인 이중 이진 터보 코딩을 제안하고자 한다. 본 논문에서는 제안된 시스템의 부호화 방식을 설명하고 시뮬레이션 결과를 분석하여 제안한 이중 이진 터보 코딩을 이용하여 기존의 가시광 통신 시스템의 성능이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
수중에서의 통신은 해수면과 해저면 등에 의한 신호의 반사가 생겨 다중경로 현상이 발생한다. 이러한 다중경로의 영향으로 신호는 왜곡되고 원활한 수신을 방해하게 된다. 이러한 다중 경로 환경에서 본 논문에서는 수신신호의 성능을 향상시키고자 수중통신에 적합한 반복부호를 설정하였다. 적용가능한 반복부호로는 터보 부호와 LDPC 부호가 있으며, 성능 및 부호화 길이, 등화기 적용 등의 파라메타를 기반으로 수중통신에서는 터보 부호의 적용이 적합하다는 결론을 얻었다. 따라서 터보 부호 기반으로 다중경로로 인한 위상 오차 추정은 decision directed 방식을 이용하여 위상 추적을 하였다. 실제 동해 바다에서 송수신 거리가 3Km 그리고 데이터 속도를 1Kbps로 설정하여 터보 부호의 성능을 확인하였다.
본 논문은 특정한 LDPC 코드와 특정한 인터리버를 가진 터보 코드의 맥시멈 라이클리후드(maximum-likelihood) 디코딩 성능의 상향 한계를 보인다. 현재까지의 연구는 균등 인터리버의 가정을 하거나 또는 앙상블 코드를 사용하여 LDPC 코드와 터보 코드의 성능 상향 한계를 계산하였다. 이러한 성능 상향 한계는 모든 코드 또는 모든 인터리버에 대한 평균 성능만을 표시하게 된다. 제안된 성능 상향 한계는 단순 한계(simple bound)와 정확한 짧은 거리의 항들을 포함하는 추정된 무게 분포를 기초하고 있다. 만약 둘 중에 하나만 사용하게 되면 정확한 성능 상향 한계를 얻을 수 가 없다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권1호
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pp.45-49
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2016
수중에서의 음향 통신의 성능은 신호의 다중경로 전달과정에 의해 발생하는 지역 확산 현상으로 인하여 인접 심볼간 간섭의 영향을 받는다. 이러한 다중경로의 영향으로 신호는 왜곡되고 원활한 수신을 방해하게 된다. 이러한 다중경로 환경에서 본 논문에서는 수신 신호의 성능을 향상시키고자 수중통신에 적합한 반복부호를 설정하였다. 적용 가능한 반복부호로는 터보 부호와 BCJR 기반의 컨볼루션 부호가 있으며, 동일한 부호화율 및 비슷한 부호어 길이에서 터보부호의 성능을 비교 분석하였다. 본 논문에서는 경북 문경시 경천호에서의 실제 수중 실험을 통하여 두 가지 방식의 성능을 분석하였다. 송수신 거리가 400m 그리고 데이터 속도를 1Kbps에서 측정된 실제 데이터를 이용하였다. 실험 결과 컨볼루션 부호 기반의 BCJR 복호기는 81%의 성공률, 터보 부호 기반의 터보 등화기는 93%의 성공률을 나타내는 것으로 보아 터보 부호 기반의 터보 등화기가 성능이 약간 우수함을 알 수 있다.
According to the IMT-2000 specification of 3GPP(3rd Generation Partnership Project) and 3GPP2, Turbo codes is selected as a FEC(forward error correction) code for even higher reliable data communication. In 3GPP complied IMT-2000 system, channel coding under consideration is the selective use of convolutional coding and Turbo codes of 1/3 code rate with 4 constraint length. Suggesting a new path metric normalization method, we achieved a low complexity and high performance SOVA decoder for Turbo Codes, Further more, we analyze the decoding performance with respect to update depth and find out the optimal value of it by using computer simulation. Based on the simulation result, we designed a SOVA decoder using VHDL and implemented it into the Altera EPF10K100GC503FPGA.
본 논문에서는 LDPC 부호에 기반하여 동일한 패킷을 재 전송함으로써 우수한 복호 성능을 얻을 수 있는 Hybrid ARQ 기법을 제안한다. 제안된 기법은 전송 시 마다 서로 다른 심볼 맵핑(mapping)을 사용하는 심볼 맵핑 다이버시티 기법과 수신단에서 복조기(demodulator)와 복호기(decoder) 간에 부가 정보(extrinsic information)를 주고 받는 터보 복조(turbo demodulation) 방식의 결합을 통해 복호 성공 확률을 높인다. EXIT (EXtrinsic Information Transfer) 도표를 사용하여 복호 성능을 분석하고 기존의 다양한 심볼 맵핑을 적용한 경우의 성능을 비교 분석한다.
본 논문에서는 단일 반송파 시스템에서 LDPC(low density parity check) 부호와 LMS(least mean square) 알고리즘을 이용한 적응 등화기를 사용한 시스템에서 간단한 계산을 통한 궤환 신호를 생성하여 성능을 향상 시키는 개선된 터보 등화기를 제안한다. LDPC부호는 오류를 정정하는데 있어서 매우 좋은 성능을 보인다. 그러나 LDPC 부호는 열악한 환경에서 좋은 성능을 내기 위하여 긴 패리티 검사행렬을 사용하고 LDPC 부호의 반복을 증가시켜 계산량이 크게 늘어난다. 추가로 성능을 더욱 향상시키기 위해 LDPC 부호 기반의 터보 등화 방법을 사용한다. 이 시스템의 경우 반복횟수의 증가로 계산량이 매우 크게 증가하는 단점이 있다. 이러한 계산량의 증가를 보완하기 위하여 LDPC 부호와 연판정 이후의 신호를 이용하여 적응 등화기를 조절한다. 시뮬레이션 결과 더 적은 계산량으로 LDPC 부호를 사용하고 SISO-MMSE(soft input soft output minimum mean square error)알고리즘 기반인 터보 등화기에 근접하는 성능을 내는 것을 확인하였다.
Turbo codes of long block sizes have been known to show very good performance in an AWGN channel and the turbo code has been strongly recommended as error correction code for IMT-2000 in 3GPP(3rd Generation Partnership Project). Recently, turbo codes of short block sizes suitable for real time communication systems have attracted a lot of attention. Thus, in this paper we consider the turbo code of 1/3 code rate and short frame size of 192 bits in ITU-R channel model. We analyzed the performance of W-CDMA systems of 10MHz bandwidths employing RAKE receiver with not only MRC diversity but also turbo code.
In this paper, we analyze the performance of W-CDMA systems using turbo code in the wideband multipath channel. The strength of each multipath component is assumed to be Rayleigh distributed. Turbo codes of long block sizes have been known to show very good performance in a AWGN channel. Recently, turbo codes of short block sizes suitable for real time communication systems have attracted a lot of attention. Thus, in this paper we consider the turbo code of 1/3 code rate and short frame size of 192 bits in wideband mobile multipath channel. We analyze the performance of W-CDMA systems with 10MHz bandwidths in the case of employing RAKE receiver with not only MRC diversity but also turbo code.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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