터보 부호의 복호에 사용되는 블록 MAP (Maximum A Posteriori) 복호 알고리듬은 Log-MAP 복호 알고리듬으로부터 메모리 사용량을 감소시킨 알고리듬이다. 기존 블록 MAP 복호기의 BER (Bit Error Rate) 성능은 블록 크기와 트레이닝 크기에 의해 결정되며, 하드웨어의 활용도를 최대로 하고 연속적인 복호를 위해 트레이닝 크기와 같은 블록 크기를 사용한다. 블록 크기와 트레이닝 크기가 복호기의 BER 성능에 미치는 영향을 실험한 결과, 트레이닝 크기가 충분하면 블록 크기가 작아도 BER 성능이 유지됨을 보인다. 본 논문에서는 면적 효율적인 블록 MAP 복호기의 구조를 제안한다. 제안된 복호 방식은 블록 크기의 정수 배인 트레이닝 크기를 사용함으로써 메모리 사용량을 감소시키는 복호 순서를 사용한다. 제안된 복호 순서를 효과적으로 수행하기 위해 파이프라인 구조를 제안하였다. 실험 결과 제안된 복호 방식은 BER 성능을 유지하면서 메모리 사용량이 30~45% 감소하는 것을 확인하였다.
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.
본 논문에서는 참고문헌 11에서 제안한 세미랜덤 인터리버를 사용한 터보코드의 성능을 분석하였다. 그리고 현재 이동통신시스템에서 사용하고 있는 길쌈부호의 비터비 복호 알고리즘과 구속장이 일정할 때 두 부호의 복호 성능을 비교 분석하였다. 그 결과 길쌈부호와 터보코드가 BER = $10^{-4}$ , 구속 장이 5일 때 세미랜덤 인터리버를 사용한 터보코드가 길쌈부호보다 약 $E_{b/}$$N_{o}$ =4.7[㏈] 우수함을 입증하였다.다.
본 논문에서는 다중 경로 채널 환경에서 터보 코드를 사용하여 광대역 CDMA 시스템의 수신 신호를 고려하고, 시스템의 성능을 분석합니다. Rayleigh 페이딩 채널 환경에서 터보 코드와 함께 레이크 수신기를 통해 수신된 신호를 전달하여 레이크 수신기의 가지 수에 따라 가변 시스템 대역폭에 대한 성능을 분석한다. 광대역 CDMA 시스템에서 수신기의 디자인을 위해서는 디코딩 및 레이크 수신기의 가지 수를 효율적인 매개 변수를 제시했습니다.
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.
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
By combining the space-time diversity technique and iterative turbo codes, space-time turbo codes(STTCS) are able to provide powerful error correction capability. However, the multi-path transmission and iterative decoding structure of STTCS make the decoder very complex. In this paper, we propose a low complexity decoder, which can be used to decode STTCS as well as general iterative codes such as turbo codes. The efficient implementation of the backward recursion and the log-likelihood ratio(LLR) update in the proposed algorithm improves the computational efficiency. In addition, if we approximate the calculation of the joint LLR by using the approximate ratio(AR) algorithm, the computational complexity can be reduced even further. A complexity analysis and computer simulations over the Rayleigh fading channel show that the proposed algorithm necessitates less than 40% of the additions required by the conventional Max-Log-MAP algorithm, while providing the same overall performance.
본 논문에서는 5 ㎓대 IEEE 802.11a WLAN 시스템의 채널 부호화와 복호화 방법으로 길쌈부호기(con-volutional code)와 연판정(soft decision) 비터비 복호기를 사용하는 기존의 방식 대신에 에러정정 능력을 높이기 위하여 송신단에서는 블록터보코드(Block Turbo Code)를 사용하여 채널을 부호화를 하고 수신단에서는 반복(iterative) 복호 알고리즘을 사용하여 복호하는 방법을 WLAN 시스템에 적용시킨 시스템 모델을 제안하고 성능을 비교 분석한다. 실험 결과 기존의 방법보다 본 논문에서 제안한 방법을 WLAN 시스템에 적용 시각 전송속도에 따라 2.5 ㏈∼3.5 ㏈의 성능효과를 보였다.
High-capacity, high quality services should be guaranteed in mobile communication environment. Excellent channel coding and compensation techniques are required so as to improve data reliability on fading channels. In this paper, we propose a method using double pilots, estimates and compensates for the fading of information symbols. The proposed method using Log-MAP Turbo decoder through the iterative decoder, improves BER performance under the environment of the frequency selective fading channel. Compared to the existing methods, the suggested methods show functional improvement of approximately 3dB in case that the number of iteration decoding is 5 and BER is $10^{-4}$.
Turbo code를 비롯한 concatenated code를 복호하기 위한 알고리즘 중에서 SOVA(soft output Viterbi algorithm)는 최적의 MAP(maximum a posteriori) 알고리즘이나 준최적인 Max-Log-MAP 알고리즘에 비해서 성능은 다소 떨어지는 반면에 계산량이 가장 적은 알고리즘이다. 본 논문에서는 SOVA 구현을 위한 soft decision 값을 갖는 출력 계산과 trace-back 연산을 모든 competing path에 대해서 동시에 진행함으로써 복호 시간을 줄이는 방법을 제안한다. 또한 전체 블록을 부블럭으로 나누어서 제안하는 알고리즘을 적용하여 memory를 효율적으로 사용하는 기법을 제안한다. 3GPP 표준에서 사용되는 turbo code를 이용한 성능분석 결과 제안하는 알고리즘이 기존의 SOVA 구현 기법과 동일한 결과를 보이면서 65%∼75% 정도의 계산량 만을 필요로 하는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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