• 제목/요약/키워드: Turbo coding

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센서네트워크상의 응용을 위한 터보 복호화 오류정정 기법을 이용한 경량화 비디오 부호화 방법 (Low Complexity Video Encoding Using Turbo Decoding Error Concealments for Sensor Network Application)

  • 고봉혁;심혁재;전병우
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권1호
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    • pp.11-21
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    • 2008
  • 종래의 움직임보상 변환 부호화 기술은 부호화기가 복호화기에 비해 매우 복잡한 구조를 갖는다. 하지만 센서네트워크와 같은 에너지 제한 환경을 위한 경량화 부호화기의 필요성이 대두됨에 따라 부호화기 복잡도와 에너지소비의 대부분을 차지했던 움직임 예측/보상과정을 없애기 위한 새로운 부호화 구조에 대한 연구가 이루어져 왔다. Wyner-Ziv 코딩 기술은 이를 가능하게 하는 대표적인 기술로서 터보 코드와 같은 채널 코드를 이용하여 프레임과 보조정보 사이의 잡음을 제거하여 영상을 복원한다. 이때 부호화기는 단순히 현재 프레임에 대한 패리티 정보만을 생성할 뿐 프레임간의 유사성을 이용하는 어떠한 과정도 수행하지 않기 때문에 매우 간단한 구조를 갖게 된다. 하지만 Wyner-Ziv 코딩 구조에서는 잡음이 많은 보조영상을 이용하여 복호화 할 경우 터보 코드의 복호화 오류가 발생한다. 이러한 복호화 오류는 특히 영상 간 움직임이 많거나 occlusion이 존재하는 경우 더 많이 발생하여 마치 복원된 영상에 Salt & Pepper 같은 잡음이 나타난다. 이러한 잡음은 비록 그 발생빈도는 적지만 복원된 영상의 주관적인 화질을 상당히 떨어뜨린다. 본 논문은 심볼단위의 Wyner-Ziv 코딩구조하의 초경량 부호화 기술과, 잘못된 필터 적용으로 영상의 texture를 손상시키는 경우를 최소하기 위하여 복호화 시 각 화소에 터보 코드 복호화 오류가 있는지 여부를 판단하여 선택적으로 미디언 필터를 적용시키는 기술을 제안한다. 제안된 방법은 종래의 움직임보상 변환 부호화 기술과 비교하여 현저하게 연산량이 감소된 경량화 부호화 기술로서 터보 코드 복호화 오류로 발생하는 잡음과 영상의 texture를 구분하여 필터를 적용함으로써 복원된 영상의 주관적인 화질과 PSNR을 동시에 개선한다. 실험결과 PSNR의 경우 평균 최고 약 0.8dB에 달하는 성능이득 효과를 보였다.

효과적인 워터마크 신호의 생성과 보호 및 터보코딩을 이용한 전송채널상에서의 화질 보존 (Generation and Protection of Efficient Watermark Signals and Image Quality Preservation in Transmission Channel Using Turbo Coding)

  • 조동욱;배영래
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제9B권1호
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    • pp.91-98
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    • 2002
  • In this paper, an implementation method of the efficient image transmission stage using watermarking and channel ceding is proposed. Usually, image communication system consists of both a transmitter part and a receiver part. The transmitter part takes charge of copyright protection of the generated image data, and image coding and compression that can deal with channel noises when transmitting. In the transmitter part, we propose a channel coding method which protects both the watermark signal and the original signal for protecting the copyright of image data and solving channel noises when transmitting. Firstly, copyright protection of image data is conducted. For this, image structure analysis is performed, and both the improvement of image quality and the generation of the watermark signal are made. Then, the histogram is constructed and the watermark signals are selected from this. At this stage, by embedding of the coefficients of curve fittness into the lower 4 bits of the image data pixels, image quality degradation due to the embedding of watermark signals are prevented. Finally, turbo coding, which has the most efficient error correction capability in error correction codes, has been conducted to protect signals of watermark and preserved original image quality against noises on the transmission channel. Particularly, a new interleaving method named "semi random inter]easer" has been proposed.

위성/지상 통합망에서의 계층적 부호화방식에 대한 고찰 (Evaluation of a Layered Coding Scheme for Integrated Mobile Satellite Systems)

  • 상평평;김수영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.66-71
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    • 2011
  • 본 논문에서는 통합이동위성시스템에서 계층적 부호화 방식의 성능과 효용성에 대한 평가 결과를 제시한다. 통합이동위성시스템의 주요 서비스는 멀티미디어 방송 및 멀티캐스팅 서비스가 될 것이다. 통합이동위성시스템에서, 위성과 보조지상장치는 고품질의 서비스를 제공하기 위하여 서로 협력적으로 동작하도록 되어 있다. 계층적 부호화 방식은 수신기에서 채널의 샅애에 적응할 수 있도록 하는 일종의 수신기에 의해 주도되는 적응형 방식이다. 본 논문에서는 터보부호화 방식을 이용한 계층적 부호화 방식을 소개하고 여러 가지 시나리오에서의 성능을 평가하며, 그 효용성에 대하여 논할 것이다. 본 논문에서 제시된 성능 평가 결과 및 분석 내용은 향후 효율적인 통합이동위성시스템을 설계하는데 활용될 수 있을 것이다.

슬라이딩 윈도우 방식의 터보 복호화기의 구조 및 성능 (The Structure and Performance of Turbo decoder using Sliding-window method)

  • 심병효;구창설;이봉운
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.116-126
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    • 2000
  • Turbo codes are the most exciting and potentially important development in coding theory in recent years. They were introduced in 1993 by Berrou, Glavieux and $Thitimajshima,({(1)}$ and claimed to achieve near Shannon-limit error correction performance with relatively simple component codes and large interleavers. A required Eb/N0 of 0.7㏈ was reported for BER of $10^{-5}$ and code rate of $l/2.^{(1)}$ However, to implement the turbo code system, there are various important details that are necessary to reproduce these results such as AGC gain control, optimal wordlength determination, and metric rescaling. Further, the memory required to implement MAP-based turbo decoder is relatively considerable. In this paper, we confirmed the accuracy of these claims by computer simulation considering these points, and presented a optimal wordlength for Turbo code design. First, based on the analysis and simulation of the turbo decoder, we determined an optimal wordlength of Turbo decoder. Second, we suggested the MAP decoding algorithm based on sliding-window method which reduces the system memory significantly. By computer simulation, we could demonstrate that the suggested fixed-point Turbo decoder operates well with negligible performance loss.

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다중경로 레일리 페이딩 채널에서 Turbo 부호를 적용한 MC DS-CDMA 시스템의 성능 분석 (Performance Analysis of MC DS-CDMA System using Turbo Code in Multipath Rayleigh Fading Channel)

  • 박기식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제5권5호
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    • pp.902-907
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    • 2001
  • 본 논문에서는 다중 경로 레일리 페이딩 채널에서 MC DS-CDMA 시스템의 BER 성능을 분석하였고, 최근에 가장 강력한 부호화 기법으로 급부상하고 있는 터보 코드를 MC DS-CDMA 시스템에 적용하여 성능 개선 정도를 평가하였다. 성능 해석 결과, 레일리 페이딩 채널에서는 강력한 성능 개선 기법을 적용하지 않는 한 사용자 수와 E/sub b//N/sub o/ 값에 관계없이 음성 서비스 (BER : 10/sup -3/)를 지원하지 못함을 알 수 있었다. 한편, 터보 코드를 성능 개선 기법으로 적용하면 BER 성능이 매우 개선되고, 사용자 수와 E/sub b//N/sub o/ 값에 관계없이 음성 서비스를 충분히 지원할 수 있음을 알 수 있었다 예를 들어 E/sub b//N/sub o/가 10 ㏈이고 사용자 수가 10 명인 경우, 터보 코드를 적용함에 의해 BER 성능이 약 5x10/sup -3/ 정도 개선됨을 알 수 있었다.

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이동통신 시스템에서 MAP기반 터보 부호의 복호에 관한 연구 (A Study on Iterative MAP-Based Decoding of Turbo Code in the Mobile Communication System)

  • 박노진;강철호
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.62-67
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    • 2001
  • 최근의 이동통신 시스템에서 오류 정정 부호화 방식으로 사용되는 터보 코드의 성능은 부호기에 내재되어 부호의 자유 거리 결정에 큰 영향을 미치는 인터리버와 복호기에서 수행되는 반복 복호에 의한 것이다. 하지만 우수한 성능을 얻기 위해 수신과정에서 많은 지연시간이 요구되는데 이는 주로 인터리버의 크기에 의존하게 된다. 또한 터보 코드는 페이딩 채널 상에서도 신뢰성 있는 강력한 코딩 기법으로 알려져, 최근 ITU 등에서 IMT-2700과 같은 차세대 이동 통신에서 채널 코드의 표준으로 채택되었다. 따라서 본 논문에서는 복잡도는 2배로 증가하나 성능을 개선시킨 병렬 구조의 4-New 터보 복호기를 제안하고, 차세대 무선 멀티미디어 통신에서 실시간 음성 및 비디오 서비스를 제공 시 복호 지연시간을 단축시키기 위해 가변 복호 방법을 이용하여 AWGN과 페이딩 채널 환경에서의 컴퓨터 모의 실험을 통해 성능 분석을 하였다.

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다중 밴드 기반 대역 확산 수중통신 기법 성능분석 (Performance Analysis of Spread Spectrum Underwater Communication Method Based on Multiband)

  • 신지은;정현우;정지원
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.344-352
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    • 2020
  • 수중음향통신의 적용을 위해 고려되어야 할 두 가지 지표인 성능과 은밀성 관점에서 다중 밴드 통신 기법 및 직접 확산 변조 방식을 적용한 효율적인 통신 모델을 설정하고 성능 분석을 하였다. 최적의 모델에 대한 성능 분석을 위해 송수신기의 채널 부호화 알고리즘을 부호화 비트 수 336 bit를 가지는 부호화율 1/3인 turbo pi 부호화기를 적용하여 등화기와 채널 복호화기를 반복하여 성능을 향상시키는 터보 등화 구조를 제시하였다. 본 논문에서는 다중 밴드 기반 대역 확산 구조의 Rake 처리 과정에서 임계값을 설정하여, 대역 확산 신호의 chip 수를 8개, 16개, 32개로, 다중 밴드 수는 1개에서 4개로 변경하면서 성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과 밴드 수 및 chip 수가 증가함에 따른 성능 이득을 확인할 수 있었으며, 동일한 밴드 수에서 chip 수를 증가시켰을 때 2~3dB 정도 성능이 향상되었다.

A Simplified Decoding Algorithm Using Symbol Transformation for Turbo Pragmatic Trellis-Coded Modulation

  • Choi, Eun-A;Oh, Deock-Gil;Jung, Ji-Won;Kim, Nae-Soo;Kim, Young-Wan
    • ETRI Journal
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    • 제27권2호
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    • pp.223-226
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    • 2005
  • This paper presents the application of a turbo coding technique combined with a bandwidth efficient method known as trellis-coded modulation. A transformation applied to the incoming I-channel and Q-channel symbols allows the use of an off-the-shelf binary/quadrature phase shift keying (B/QPSK) turbo decoder without any modifications. A conventional turbo decoder then operates on transformed symbols to estimate the coded bits. The uncoded bits are decoded based on the estimated coded bits and locations of the received symbols.

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고속 전력선통신 시스템의 비이진 터보 부호 성능 (Performance of Double Binary Turbo Code for Power Line Communicaion Systems)

  • 이재선;양재수;우상규;윤병완;김진영
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.72-77
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    • 2009
  • In this paper, performance of a turbo-coded PLC system is analyzed and simulated in a power line communication channel. Since the power line communication system typically operates in a hostile environment, turbo code has been employed to enhance reliability of transmitted data. The performance is evaluated in terms of bit error probability. As turbo decoding algorithms, Max-Log-MAP algorithms are chosen and performances are compared. The results in this paper can be applied to OFDM-based high-speed power line communication systems

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QAM 변조방식의 성상도 최적화를 통한 터보 부호의 성능 개선 연구 (Improving the performance of turbo code by optimizing QAM constellation points)

  • 이근형;강동훈;이지연;오왕록
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2009년도 정보 및 제어 심포지움 논문집
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    • pp.9-11
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    • 2009
  • It is well-known that the performance of turbo codes can be improved by allocating different energies per code symbol. In this paper, based on this observation, we propose a joint encoding and modulation scheme for quadrature amplitude modulated turbo code systems. In the proposed scheme, the amount of energy difference between the turbo coded symbols is optimized by optimizing the constellation of quadrature amplitude modulation(QAM). The proposed scheme offers better coding gain compared to the conventional combination of binary turbo code and QAM at the bit error rate of $10^{-5}$.

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