• 한국통신학회논문지
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• 제31권1C호
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• pp.14-19
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• 2006

LDPC 부호의 높은 부호화 복잡도는 구조적인 패리티 검사 행렬의 설계로 해결할 수 있다. 패리티 검사 행렬을 같은 유형의 블록으로 구성한다면 복호화기의 구현이 간단해지고 구조적 복호화가 가능하며 LDPC 부호를 저장하는데 필요한 메모리를 줄일 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 부행렬 단위의 girth 조건과 PEG 알고리즘, 비트 노드의 connectivity를 이용하여 부행렬이 순환행렬이나 영행렬로 구성되는 짧은 길이를 갖는 구조적 LDPC 부호의 생성 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘으로 생성된 부호는 구조적 제한이 없이 생성된 부호에 비하여 낮은 SNR에서는 비슷한 성능을, 높은 SNR에서는 더 좋은 성능을 내는 것을 모의 실험을 통해 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권2호
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• pp.35-39
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• 2011

현재 및 미래의 이동 멀티미디어 통신시스템들은 전송 고도화를 위한 강력한 오류정정 성능뿐만 아니라 다양한 서비스를 위하여 쉽게 부호어 길이와 부호율을 가변 할 수 있는 오류정정 부호들을 요구한다. 또한 소형의 이동 단말기를 위하여 가능한 한 낮은 복잡도를 가지는 것이 바람직하다. 일반적으로 여러 저밀도패리티검사(low-density parity-check; LDPC) 부호 중에서 비균일 랜덤 LDPC 부호가 가장 우수한 오류성능을 가지는 것으로 알려져 있다. 하지만 비균일 랜덤 LDPC 부호는 부복호를 위해 여러 서비스에 해당하는 모든 패리티검사행렬을 저장해야하는 비효율성을 가진다. 최근 효율적으로 가변 부호율 및 길이를 가지는 구조적인 LDPC 부호들이 많이 연구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 여러 구조적인 LDPC 부호들의 가변성, 메모리 크기 그리고 오류성능을 비교 및 분석한다. 그리고 이 중 이동 멀티미디어 통신시스템에 가장 적합한 구조적인 LDPC 부호를 제시한다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제15권2호
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• pp.217-221
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• 2013

Quantum low-density parity-check (LDPC) codes based on the Calderbank-Shor-Steane construction have low encoding and decoding complexity. The sum-product algorithm(SPA) can be used to decode quantum LDPC codes; however, the decoding performance may be significantly decreased by the many four-cycles required by this type of quantum codes. All four-cycles can be eliminated using the entanglement-assisted formalism with maximally entangled states (ebits). The proposed entanglement-assisted quantum error-correcting code based on Euclidean geometry outperform differently structured quantum codes. However, the large number of ebits required to construct the entanglement-assisted formalism is a substantial obstacle to practical application. In this paper, we propose a novel class of entanglement-assisted quantum LDPC codes constructed using classical Euclidean geometry LDPC codes. Notably, the new codes require one copy of the ebit. Furthermore, we propose a construction scheme for a corresponding zigzag matrix and show that the algebraic structure of the codes could easily be expanded. A large class of quantum codes with various code lengths and code rates can be constructed. Our methods significantly improve the possibility of practical implementation of quantum error-correcting codes. Simulation results show that the entanglement-assisted quantum LDPC codes described in this study perform very well over a depolarizing channel with iterative decoding based on the SPA and that these codes outperform other quantum codes based on Euclidean geometries.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권8호
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• pp.1-10
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• 2005

본 논문에서는 대수 이론과 관련된 일반화된 치환 행렬로부터 저밀도 부호의 명시적 구성을 고찰하였으며, 순환공식과 치환행렬에 관한 재킷 역 블록 행렬을 설계하였다. 설계 결과로부터 제안 기법은 저밀도 부호를 얻기 위한 간단하며, 고속화된 기법임을 알 수 있다. 또한, $\pi$-회전 LDPC(low density parity check) 부호와 같은 구조화 LDPC 부호 역시 저밀도 재킷 역 블록 행렬임을 증명하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권5호
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• pp.479-484
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• 2014

In this paper, we consider the construction of cyclic and quasi-cyclic structured q-ary low-density parity-check (LDPC) codes over a designated small field. The construction is performed with a pre-defined sliding-window, which actually executes the regular mapping from original field to the targeted field under certain parameters. Compared to the original codes, the new constructed codes can provide better flexibility in choice of code rate, code length and size of field. The constructed codes over small fields with code length from tenths to hundreds perform well with q-ary sum-product decoding algorithm (QSPA) over the additive white Gaussian noise channel and are comparable to the improved spherepacking bound. These codes may found applications in wireless sensor networks (WSN), where the delay and energy are extremely constrained.

• 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.

• Journal of Communications and Networks
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• 제17권3호
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• pp.213-220
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• 2015

In this paper, we present a reliability-based iterative proportionality-logic decoding algorithm for two classes of structured low-density parity-check (LDPC) codes. The main contributions of this paper include: 1) Syndrome messages instead of extrinsic messages are processed and exchanged between variable nodes and check nodes, which can reduce the decoding complexity; 2) a more flexible decision mechanism is developed in which the decision threshold can be self-adjusted during the iterative process. Such decision mechanism is particularly effective for decoding the majority-logic decodable codes; 3) only part of the variable nodes satisfying the pre-designed criterion are involved for the presented algorithm, which is in the proportionality-logic sense and can further reduce the computational complexity. Simulation results show that, when combined with factor correction techniques and appropriate proportionality parameter, the presented algorithm performs well and can achieve fast decoding convergence rate while maintaining relative low decoding complexity, especially for small quantized levels (3-4 bits). The presented algorithm provides a candidate for those application scenarios where the memory load and the energy consumption are extremely constrained.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권10호
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• pp.61-69
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• 2009

본 논문은 저 복잡도와 높은 throughput을 지원하는 LDPC 부호화기의 구조에 대하여 제안한다. LDPC 부호화기가 갖는 높은 복잡도 문제를 해결하기 위하여 기존의 복잡도가 높은 행렬 곱셈 연산기 대신에 간소화된 행렬 곱셈 연산기가 제안되었다. 또한 높은 throughput을 지원하기 위하여 행렬 곱셈 연산시 행 방향 연산 및 부분 병렬처리 연산을 적용하였다. 제안된 부호화기 구조의 로직 게이트와 메모리 사용량은 기존의 5단 파이프라인 부호화기의 구조에 비하여 각각 37.4%와 56.7%씩 감소하였다. 또한 40MHz 클럭 주파수에 대해 기존의 부호화기에 비하여 3배 이상의 throughput인 최대 800Mbps의 throughput을 지원한다.