• 제목/요약/키워드: low-complexity design

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Quasi-Cyclic Low Density Panty Check 복호기의 다양한 설계 관점에 대한 성능분석 (Performance Analysis on Various Design Issues of Quasi-Cyclic Low Density Parity Check Decoder)

  • 정수경;박태근
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권11호
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    • pp.92-100
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    • 2009
  • 본 논문은 LLR-BP 복호 알고리즘을 사용하는 LDPC 복호기의 하드웨어 구조 분석하고 효율적인 복호기의 설계 방법들을 제시하였다. 또한 설계 시 복호 성능 및 하드웨어 복잡도에 영향을 미칠 수 있는 다양한 설계 이슈들을 제시하고 복호 성능의 변화를 모의실험을 통하여 분석하였다. 오류확률을 전달하는 메시지의 양자화는 정수부 3비트, 소수부 4비트를 할당하였고, 복호 성능이 저하되지 않도록 사전정보에 정수부 2비트, 소수부 4비트를 할당하였으며 LUT로 구현되는 $\Psi$(x) 함수를 조합회로인 PWL 블록으로 대체하여 하드웨어 구조의 개선에 대해 논의하였다. 복호 시간을 단축하기 위하여 중첩 스케줄링을 적용하고, 각 복호기 구조 및 설계 변수들의 제한에 따른 하드웨어 자원을 비교함으로써, 하드웨어 복잡도를 분석하였다.

Iterative Reliability-Based Modified Majority-Logic Decoding for Structured Binary LDPC Codes

  • Chen, Haiqiang;Luo, Lingshan;Sun, Youming;Li, Xiangcheng;Wan, Haibin;Luo, Liping;Qin, Tuanfa
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제17권4호
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    • pp.339-345
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    • 2015
  • In this paper, we present an iterative reliability-based modified majority-logic decoding algorithm for two classes of structured low-density parity-check codes. Different from the conventional modified one-step majority-logic decoding algorithms, we design a turbo-like iterative strategy to recover the performance degradation caused by the simply flipping operation. The main computational loads of the presented algorithm include only binary logic and integer operations, resulting in low decoding complexity. Furthermore, by introducing the iterative set, a very small proportion (less than 6%) of variable nodes are involved in the reliability updating process, which can further reduce the computational complexity. Simulation results show that, combined with the factor correction technique and a well-designed non-uniform quantization scheme, the presented algorithm can achieve a significant performance improvement and a fast decoding speed, even with very small quantization levels (3-4 bits resolution). The presented algorithm provides a candidate for trade-offs between performance and complexity.

Design and Performance of Space-Time Trellis Codes for Rapid Rayleigh Fading Channels

  • Zummo, Salam A.;Al-Semari, Saud A.
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제5권2호
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    • pp.174-183
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    • 2003
  • Space-Time (ST) codes are known to provide high transmission rates, diversity and coding gains. In this paper, a tight upper bound on the error probability of ST codes over rapid fading channels is presented. Moreover, ST codes suitable for rapid fading channels are presented. These codes are designed using the QPSK and 16-QAM signal constellations. The proposed codes are based on two different encoding schemes. The first scheme uses a single trellis encoder, whereas the second scheme uses the I-Q encoding technique. Code design is achieved via partitioning the signal space such that the design criteria are maximized. As a solution for the decoding problem of I-Q ST codes, the paper introduces a low-complexity decoding algorithm. Results show that the I-Q ST codes using the proposed decoding algorithm outperform singleencoder ST codes with equal complexity. The proposed codes are tested over fading channels with different interleaving conditions, where it is shown that the new codes are robust under such imperfect interleaving conditions.

저전력 영상 특징 추출 하드웨어 설계를 위한 공통 부분식 제거 기법 기반 이미지 필터 하드웨어 최적화 (Image Filter Optimization Method based on common sub-expression elimination for Low Power Image Feature Extraction Hardware Design)

  • 김우석;이주성;안호명;김병철
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.192-197
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    • 2017
  • 본 논문은 저전력 영상 특징 추출 하드웨어 설계를 위한 공통 부분식 제거 기법 기반 이미지 필터 하드웨어 최적화 기법을 제안한다. 저전력 및 고성능 물체인식 하드웨어는 공장 자동화를 위한 산업용 로봇에 필수 모듈로 채택되고 있다. 따라서 물체인식 하드웨어의 영상 특징 추출 알고리즘에 다양하게 적용되는 Gaussian gradient 필터 하드웨어의 저면적 설계가 필수적이다. Gaussian gradient 필터의 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해 필터에 사용되는 계수의 Symmetric한 특징과 Transposed form FIR 필터 하드웨어 구조를 이용했다. 제안된 이미지 필터의 하드웨어 구조는 알고리즘에 적용된 계수의 변형 없이 구현되었기 때문에 윤곽선 검출 알고리즘에 적용했을 때 검출 데이터의 열화 없이 구현될 수 있다. 제안된 이미지 필터 하드웨어 구조는 기존 구조와 비교했을 때 곱셈기의 수를 50% 절감할 수 있음을 확인했다.

Walsh-Hadamard-transform-based SC-FDMA system using WARP hardware

  • Kondamuri, Shri Ramtej;Anuradha, Sundru
    • ETRI Journal
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    • 제43권2호
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    • pp.197-208
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    • 2021
  • Single-carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) is currently being used in long-term evolution uplink communications owing to its low peak-to-average power ratio (PAPR). This study proposes a new transceiver design for an SC-FDMA system based on Walsh-Hadamard transform (WHT). The proposed WHT-based SC-FDMA system has low-PAPR and better bit-error rate (BER) performance compared with the conventional SC-FDMA system. The WHT-based SC-FDMA transmitter has the same complexity as that of discrete Fourier transform (DFT)-based transmitter, while the receiver's complexity is higher than that of the DFT-based receiver. The exponential companding technique is used to reduce its PAPR without degrading its BER. Moreover, the performances of different ordered WHT systems have been studied in additive white Gaussian noise and multipath fading environments. The proposed system has been verified experimentally by considering a real-time channel with the help of wireless open-access research platform hardware. The supremacy of the proposed transceiver is demonstrated based on simulated and experimental results.

MIMO-OFDM 시스템을 위한 고속 저면적 128/64-point $Radix-2^4$ FFT 프로세서 설계 (A High-Speed Low-Complexity 128/64-point $Radix-2^4$ FFT Processor for MIMO-OFDM Systems)

  • 리우 항;이한호
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권2호
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    • pp.15-23
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    • 2009
  • 본 논문은 높은 데이터 처리율을 요하는 MIMO-OFDM 시스템을 위하여 고속의 낮은 하드웨어 복잡도를 가진 128/64-point $radix-2^4$ FFT/IFFT 프로세서 설계에 대해 제안한다. 높은 Radix 다중경로 지연 피드백 (MDF) FFT구조는 고속의 데이터 처리율과 낮은 하드웨어 복잡도를 제공한다. 제안하는 프로세서는 128-point와 64 Point FFT/IFFT의 동작을 지원할 뿐만 아니라 4-병렬 데이터 경로를 사용함으로써 높은 데이터 처리율을 지원한다. 또한, 제안하는 프로세서는 기존의 128/64-point FFT/IFFT 프로세서에 비해 낮은 하드웨어 복잡도를 지닌다. 제안된 FFT/IFFT 프로세서는 IEEE 802.11n 표준의 요구사항을 만족시키며 140MHz 클락 속도에서 560MSample/s의 높은 데이터 처리율을 가진다.

Multiplexer와AOP를 적응한 $GF(2^m)$ 상의 승산기 설계 (The Design of $GF(2^m)$ Multiplier using Multiplexer and AOP)

  • 변기영;황종학;김흥수
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제40권3호
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    • pp.145-151
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    • 2003
  • 본 논문에서는 고속의 연산동작과 낮은 회로 복잡도를 갖는 새로운 GF(2/sup m/)상의 승산기를 제안한다. 유한체 연산은 다항식 승산과 기약다항식을 적용한 모듈러 연산에 의해 전개되며, 본 논문에서는 이 두 과정을 분리하여 다루었다. 다항식 승산연산은 Permestzi의 기법을 토대로 전개하였고 기약다항식은 AOP로 하였다. 멀티플렉서를 사용하여 GF(2/sup m/)상의 승산회로를 구성하였고, 회로 복잡도와 지연시간을 타 논문과 비교하였다. 제안된 승산기는 낮은 회로 복잡도와 지연시간을 보이며, 회로의 구성이 정규성을 가지므로 VLSI 구현에 적합하다.

MC-CDMA 시스템용 PN 부호 동기획득 구조의 구현 (Architecture Design of PN Code Acquisition for MC-CDMA Systems)

  • 노정민;이성주;김재석
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제40권2호
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    • pp.117-125
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    • 2003
  • 본 논문에서는 저전력 및 고속의 특성을 갖는 MC-CDMA 시스템용의 동기획득 구조를 제안한다. 이를 위해 탐색핑거라는 새로운 구조를 설계하였다. 제안한 탐색핑거는 기존의 핑거를 수정한 구조로써, 원래의 핑거 기능 이외에 탐색기의 기능을 갖고 있다. 초기 동기획득시 탐색핑거는 탐색기와 함께 탐색기의 기능을 수행함으로써 초기 동기획득 시간을 단축시킨다. 그리고 초기 동기획득이 끝난 후에 본래의 핑거로 동작한다. 제안한 구조를 5㎒ MC-CAMA 시스템에 적용할 경우, 동기회득을 수행하는 블록에서 게이트카운트론 비교하였을 때, 약 63%의 하드웨어 복잡도 감소와 동시에 동기획득 시간을 5배 단축할 수 있었다.또한, 20㎒ MC-CDMA에서는, 약 75%의 하드웨어 복잡도를 감소시키면서 평균 동기 획득 시간을 최대 19배 단축할 수 있었다.

효율적인 공간 복잡도의 LFSR 곱셈기 설계 (Design of an LFSR Multiplier with Low Area Complexity)

  • 정재형;이성운;김현성
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.85-90
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    • 2003
  • 본 논문에서는 GF(2$^{m}$ ) 상에서 효율적인 공간 복잡도를 가진 LFSR(Linear Feedback Shift Register) 구조 기반의 모듈러 곱셈기를 제안한다. 먼저, 공개키 암호화 시스템의 기본 연산인 모듈러 지수승을 위한 지수승 알고리즘을 살펴보고 이를 위한 기본 구조를 제안한다. 특히, 본 논문은 이러한 지수기를 설계하기 위한 기녈 구조로서 효율적인 모듈러 곱셈기를 제안한다. 제안된 구조는 기약다항식으로 모든 계수가 1인 속성의 AOP(All One Polynomial)를 이용하며 구조복잡도 면에서 기존의 구조들보다 훨씬 효율적이다.

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EDS 알고리즘을 이용한 적응형 빔형성 안테나 설계 (Design of Adaptive Beamforming Antenna using EDS Algorithm)

  • 김성훈;오정근;유관호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.56-58
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    • 2004
  • In this paper, we propose an adaptive beamforming algorithm for array antenna. The proposed beamforming algorithm is based on EDS (Euclidean Direction Search) algorithm. Generally LMS algorithm has a much slower rate of convergence, but its low computational complexity and robustness make it a representative method of adaptive beamforming. Although the RLS algorithm is known for its fast convergence to the optimal Wiener solution, it still suffers from high computational complexity and poor performance. The proposed EDS algorithm has a rapid convergence better than LMS algorithm, and has a computational more simple complexity than RLS algorithm. In this paper we compared the efficiency of the EDS algorithm with a standard LMS algorithm.

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