• 제목/요약/키워드: log-likelihood ratio (LLR)

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Max-Log-MAP을 이용한 Gray 부호화된 PAM 신호의 연판정 계산식 (Soft decision for Gray Coded PAM Signals Using Max-Log-MAP)

  • 현광민;윤동원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권2C호
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    • pp.117-122
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    • 2006
  • 본 논문에서는 로그 최우비(log likelihood ratio, LLR)를 이용하여 Gray 부호화된 PAM신호를 위한 비트 연판정 계산식을 제안한다. 이 계산식은 Gray 매핑 특성을 이용하여 Max-Log-MAP 알고리듬에서 필요한 max0/min0 함수를 사용하지 않고 산술 연산만을 사용하기 때문에 구현이 간단하다. 제안된 식의 결과는 기존 Max-Log-MAP 알고리듬의 결과와 일치한다. 또한, 식에 사용되는 인자들은 송수신 시스템이 서로 공유하는 정보와 수신된 심벌 값만을 이용하여 계산한다. 따라서 본 논문에서 제안된 알고리듬은 일반적으로 많이 사용하는 이진 반복 복호기 등과 함께 실제 응용 설계에 적용이 가능하며, 특히 실제 설계에 적용되는 기존의 여러 가지 알고리듬에 비하여 구조가 유연하고 효율적이며 정확한 비트별 LLR을 제공하는 효율적인 방법 중의 하나이다.

General Log-Likelihood Ratio Expression and Its Implementation Algorithm for Gray-Coded QAM Signals

  • Kim, Ki-Seol;Hyun, Kwang-Min;Yu, Chang-Wahn;Park, Youn-Ok;Yoon, Dong-Weon;Park, Sang-Kyu
    • ETRI Journal
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    • 제28권3호
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    • pp.291-300
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    • 2006
  • A simple and general bit log-likelihood ratio (LLR) expression is provided for Gray-coded rectangular quadrature amplitude modulation (R-QAM) signals. The characteristics of Gray code mapping such as symmetries and repeated formats of the bit assignment in a symbol among bit groups are applied effectively for the simplification of the LLR expression. In order to reduce the complexity of the max-log-MAP algorithm for LLR calculation, we replace the mathematical max or min function of the conventional LLR expression with simple arithmetic functions. In addition, we propose an implementation algorithm of this expression. Because the proposed expression is very simple and constructive with some parameters reflecting the characteristic of the Gray code mapping result, it can easily be implemented, providing an efficient symbol de-mapping structure for various wireless applications.

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다중 안테나를 사용한 직교 부호 도약 다중화 시스템에서 로그 우도비 기반 성능 분석 (Performance Analysis Based On Log-Likelihood Ratio in Orthogonal Code Hopping Multiplexing Systems Using Multiple Antennas)

  • 정방철;성길영;신원용
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권12호
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    • pp.2534-2542
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    • 2011
  • 본 논문에서는 CDMA (Code Division Multiple Access) 기반 통신 시스템에서의 가용한 직교 부호의 수보다 많은 수의 사용자 수용을 위해 제안된 하향링크 통계적 다중화 기법인 기존 OCHM (Orthogonal Code Hopping Multiplexing) 기술에 다중 안테나를 사용함으로써 성능이 향상될 수 있음을 보인다. 먼저 직교 부호 할당 방식에 따른 두 가지 다른 OCHM 시스템을 소개하고, 이를 LLR (Log-Likelihood Ratio) 값 계산법에 적용 시 나타내어지는 수식 표현을 유도한다. 다음으로, 유도된 LLR 값에 기반을 두어 터보 부호기를 사용할 때, 언급한 OCHM 시스템의 FER (Frame Error Rate) 성능을 검증한다. 또한 비교를 위해 기존 3GPP 표준에서 사용되는 다중 안테나 심벌 매핑 방식의 성능도 분석한다. 결과적으로, 제안된 직교 부호 할당 방식을 적용한 다중 안테나 기반 OCHM 시스템이 기존 시스템 대비 목표 FER을 만족하는데 있어서 에너지 감소 측면에서 상당한 이득이 있음을 확인한다.

Selective Demodulation Scheme Based on Log-Likelihood Ratio Threshold

  • Huang, Yuheng;Dong, Yan;Jo, Minho;Liu, Yingzhuang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권4호
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    • pp.767-783
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    • 2013
  • This paper aims at designing a selective demodulation scheme based on Log-likelihood Ratio threshold (SDLT) instead of the conventional adaptive demodulation (ADM) scheme, by using rateless codes. The major difference is that the Log-likelihood ratio (LLR) threshold is identified as a key factor to control the demodulation rate, while the ADM uses decision region set (DRS) to adjust the bit rate. In the 16-QAM SDLT scheme, we deduce the decision regions over an additive white Gaussian channel, corresponding to the variation of LLR threshold and channel states. We also derived the equations to calculate demodulation rate and bit error rate (BER), which could be proven by simulation results. We present an adaptation strategy for SDLT, and compare it with ADM and adaptive modulation (AM). The simulation results show that our scheme not only significantly outperforms the ADM in terms of BER, but also achieves a performance as good as the AM scheme. Moreover, the proposed scheme can support much more rate patterns over a wide range of channel states.

고차 변조 방식을 사용하는 MIMO 시스템을 위한 낮은 복잡도를 갖는 연판정 알고리즘 (Soft-Decision Algorithm with Low Complexity for MIMO Systems Using High-Order Modulations)

  • 이재윤;김경택
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권6호
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    • pp.981-989
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    • 2015
  • 최적 ML(Maximum Likelihood) 기법 및 sphere decoding(SD), QRM-MLD(QR decomposition with M-algorithm Maximum Likelihood Detection) 기반의 준 최적 검출 기법을 적용한 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 시스템에서의 LLR(Log Likelihood Ratio) 계산은 변조 차수 및 송/수신 안테나의 수가 증가할수록 그 복잡도가 지수적으로 증가하여 구현 및 성능 면에서 큰 문제점을 야기한다. 본 논문에서는 고차 변조 방식 기반의 $N_T{\times}N_R$ MIMO시스템 수신기의 QRM-MLD 기반 MIMO 검출기에서 연판정 시 아주 낮은 복잡도로 1dB 이내의 ML 검출 기법에 대한 오류 성능 접근도를 갖는 LLR 계산 방법을 제시하고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 여러 M 값에 대한 MIMO 시스템의 BER(Bit Error Rate) 결과를 도출하고 분석하여 제시된 방법의 유효성을 검증한다.

2-홉 무선 네트워크를 위한 하이브리드 복호 후 전달 기법의 성능 분석 (Performance Analysis of Hybrid Decode-and-Forward Schemes for 2-hop Wireless Network)

  • 공형윤
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권12A호
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    • pp.949-961
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    • 2009
  • 본 논문에서는 하이브리드 복호 후 전달(HDF)기법을 이용하는 2홉 무선 통신 네트워크의 BER(Bit Error Rate) 성능을 분석한다. 기존의 HDF 기법은 릴레이에서 복호된 데이터의 전달유무를 수신되는 신호 대 잡음비(SNR)를 기준으로 한다. 반면 본 논문에서는 SNR 기준 방식 대신 대수 우도비(Log Likelihood Ratio, LLR) 분석 기법을 제안한다. 제안한 새로운 HDF 기법의 근사적 BER 표현식을 유도하며, Monte-Carlo 시뮬레이션으로 검증한다. 또한 HDF 기법을 위한 최적의 임계값을 계산한다. 다양한 수식으로 인한 결론은 본 논문에서 제안하는 LLR기반 HDF가 기존의 SNR기반 HDF보다 레일리 페이딩채널과 AWGN환경에서 어떠한 임계값과 어떠한 릴레이 위치에도 뛰어난 성능을 보임을 증명한다.

LLR 근사화에 따른 LDPC 디코더의 성능 분석 (An analysis of the effects of LLR approximation on LDPC decoder performance)

  • 나영헌;정상혁;신경욱
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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    • pp.405-409
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    • 2009
  • 본 논문에서는 LLR (Log-Likelihood Ratio) 근사화가 LDPC (Low-Density Parity Check) 복호기의 성능에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 통해 LDPC 복호기의 최적 설계조건을 도출하였다. LLR 합-곱 (LLR sum-product) LDPC 복호 알고리듬을 근사화시킨 최소합 알고리듬 (Min-Sum Algorithm; MSA)을 Matlab으로 모델링한 후, 시뮬레이션을 통해 근사화 비트 폭과 최대 반복 복호 횟수에 따른 비트오율 (BER) 성능을 분석하였다. 모델링된 LDPC 복호기는 IEEE 802.11n 표준에 제안된 블록길이 1,944비트, 부호화율 1/2인 패리티 검사 행렬을 사용하였으며, QPSK 변조와 백색 가우시안 잡음채널 하에서 시뮬레이션 하였다. LLR 근사화에 따른 비트오율 성능을 분석한 결과, LLR 비트 폭은 (7,5)이고 반복복호 횟수는 7인 경우에 비트오률 성능이 가장 우수함을 확인하였다.

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부호화된 4+12+16 APSK를 위한 근사화된 연판정 디매핑 알고리즘 (Approximated Soft-Decision Demapping Algorithm for Coded 4+12+16 APSK)

  • 이재윤;장연수;윤동원
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권9호
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    • pp.738-745
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    • 2012
  • 본 논문에서는 부호화된 4+12+16 APSK에 대하여 낮은 복잡도를 갖는 근사화된 연판정 디매핑 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘을 도출하기 위해 4+12+16 APSK의 결정 경계를 근사화하고, 그 근사화된 결정 경계로부터 각 비트에 대한 LLR 값을 계산한다. 새롭게 제안된 알고리즘은 기존의 max-log 알고리즘보다 곱셈 계산 수를 상당히 줄여 수신기 복잡도를 크게 낮출 수 있으며, 낮은 복잡도로 인한 BER 성능 열화를 약 1.1dB 이하로 줄일 수 있다.

다중 릴레이 협력통신의 LLR 선택적 합성기술 (LLR selection combining in multiple relay cooperative communication)

  • 루�o틴;공형윤;김건석
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.221-222
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    • 2008
  • We propose a LLR (log-likelihood ratio) selection combining technique that reduces much of complexity. This technique chooses the most reliable branch based on the magnitude of the LLR of each branch. We show that the proposed selection combining achieves significant power gains over conventional selection combining and nearly matches the performance provided by MRC.

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공간다중화 MIMO 시스템을 위한 효율적 계산량의 신호검출 기법 (A Computationally Efficient Signal Detection Method for Spatially Multiplexed MIMO Systems)

  • 임태호;김재권;이주현;윤상보;조용수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권7C호
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    • pp.616-626
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    • 2007
  • 무선통신 채널에서 높은 전송 속도를 가능하게 하는 공간다중화 MIMO 시스템 수신부에서 다중화된 신호를 검출하는 것은 어려운 작업이며, 최근 다양한 신호검출 기법들이 개발되어졌다. 다양한 신호검출 기법 중 maximum likelihood detection with QR decomposition and M-algorithm (QRM-MLD), sphere decoding (SD)과 같은 기존 기법들은 maximum likelihood (ML)기법과 유사한 성능을 가진 것으로 보고되었다. 본 논문에서는 ML 기법과 거의 동일한 성능을 가지면서 낮은 연산복잡도를 보이는 새로운 신호검출 기법을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안된 기법은 ML 기법과 거의 동일한 성능을 보이면서 MMSE-OSIC와 유사한 연산복잡도를 가지는 것을 보인다. 또한 기존의 QRM-MLD, SD 기법들의 경우 hard decision 후 추가적인 연산을 통해 soft decision을 위한 log likelihood ratio(LLR) 값을 생성하는 반면, 제안된 기법에서는 추가적인 연산 없이 LLR 값을 성공적으로 생성할 수 있음을 보인다.