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다양한 Design Issue에 대한 터보 디코더의 성능분석
Performance Analysis on Various Design Issues of Turbo Decoder 원문보기

한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신, v.29 no.12A, 2004년, pp.1387 - 1395  

박태근 (가톨릭대학교 정보통신전자공학부) ,  김기환 (가톨릭대학교 컴퓨터공학과)

초록
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Log-MAP 복호 알고리즘을 사용하는 터보 복호기는 뛰어난 복호 성능에도 불구하고, 반복적 연산으로 인하여 인터리버의 크기에 비례하는 많은 메모리와 높은 하드웨어 복잡도가 단점으로 지적된다. 이에 본 논문에서는 Log-MAP 복호 알고리즘 기반의 터보 복호기를 설계할 때 복호 성능 및 하드웨어 복잡도에 영향을 미칠 수 있는 다양한 설계 이슈들을 제시하고, 설계 이슈들의 변화에 따른 복호 성능을 모의실험을 통하여 비교 분석한다. 하드웨어 복잡도와 복호 성능간의 균형을 고려하여 수신정부 사전정보, 상태 메트릭을 각각 5 비트, 6 비트 그리고 7 비트로 할당하여 부동 소수점 연산의 비트오율에 근접하는 성능을 확인하였다. Log-MAP 복호 알고리즘의 주연산인 MAX*에 대한 하드웨어 복잡도와 복호 성능을 비교 분석하였다. MAX* 연산 중 계산도가 큰 오류 보정 함수를 근사화된 조합회로로 구성하여 하드웨어 부담을 줄일 수 있는 방법을 제시하였고, 윈도우 블록 길이가 32인 슬라이딩 윈도우 기법을 적용하여 적은 복호 성능 저하로 상태메트릭 저장에 필요한 메모리 공간을 감소할 수 있음을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Turbo decoder inherently requires large memory and intensive hardware complexity due to iterative decoding, despite of excellent decoding efficiency. To decrease the memory space and reduce hardware complexity, various design issues have to be discussed. In this paper, various design issues on Turbo...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이는 적은 하드웨어 자원과 저전력으로 동작해야 하는 이동통신 기기에의 적용에 큰 장애물로 귀착될 수 있다. Log-MAP 터보 복호기의 설계시 적은 성능 저하로 하드웨어 복잡도와 필요 메모리 부담을 줄이기 위하여 본 논문에서는 다양한 설계이슈들을 제시하였고 모의실험을 통하여 비교 분석하였다.
  • 본 논문에서는 Log-MAP 복호 알고리즘 기반의 터보 복호기의 성능 및 복잡도에 영향을 미칠 수 있는 다양한 설계 이슈들을 제시하고 설계 이슈들의 변화에 따른 성능을 비교 분석하여 3GPP 규격의 터보 복호기 설계에 적용할 수 있는 설계 방법을 제시한다.
  • 이에 본 논문에서는 간략화된 M* AX 연산을 제안하였다. 앞서 고정 소수점 비트 할당에서의 정해진 전체 소수점 이하의 비트 길이에 따라 양자화된 값을 나타내는 표1을 참조하여 오류 보정 함수 /乂/를 설계하면 간략화된 오류 보정 함수는 그림6의 점선과 같은 오류 보정 특성을 갖고 이는 그림7의 간단한 로직 게이트로 이루어진 조합회로로 구성할 수 있다.

가설 설정

  • 같이 나타내었다. C 언어로 구현된 랜덤 발생기로 부터 발생된 정보를 이용하여 3GPP 표준 터보부호화기로 부터 부호화된 신호 ' 1' 과 ' 0' 을 각각 ' 1' 과 ' -1' 로 변조시키는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조 후 평균이 0이고 분산이 No/2 인 AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널을 통하여 정보가 전송된다고 가정한다. 또한 프레임의 크기는 107, 인터리버의 크기 N 은 1024, 부호율 Re 1/3, 반복 복호 횟수는 8, 그리고 Eb/No는 0.
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참고문헌 (16)

  1. C. Berrou, A. Glavieux, and P. Thitimajshima, 'Near Shannon limit error correcting coding and decoding: Turbo-codes(I),' in Proc. IEEE ICC '93, pp. 1064-1070, May 1993 

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  3. 김수영, 이수인, '터보코드(Turbo Codes) 개발 동향,' 주간 기술 동향, 한국전자통신연구원, 888호, pp. 1-12, 1999년 

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  13. 김기환, 박태근, '터보 디코더 비트할당에 대한 성능 분석,' SoC 설계 연구회 학술발표 논문집, p. 35-39, May 2004 

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