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[국내논문] HSS기반의 고속 LDPC 복호기 연구
A Study on High Speed LDPC Decoder Based on HSS 원문보기

한국정보전자통신기술학회논문지 = Journal of Korea institute of information, electronics, and communication technology, v.5 no.3, 2012년, pp.164 - 168  

정지원 (해양대학교)

초록
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본 논문에서는 DVB-S2 표준안에서 권고되고 있는 irregular LDPC 부호의 고속화 방안에 대한 연구를 하였다. LDPC 복호기에서는 많은 반복횟수와 많은 연산량이 복호 속도 저하의 원인이 되고 있으며, 성능 저하 없이 반복횟수와 연산량을 감소하기 위해서 HSS 기반의 LDPC 복호 구조를 제시하였다. 결과 반복횟수를 성능 저하 없이 절반으로 줄일 수 있으며, 이를 효율적인 설계방안을 제시하였다. 결과 600Mbps급의 throughput을 갖는 LDPC 복호기를 구현 가능케 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

LDPC decoder architectures are generally classified into serial, parallel and partially parallel architectures. Conventional method of LDPC decoding in general give rise to a large number of computation operations, mass power consumption, and decoding delay. It is necessary to reduce the iteration n...

Keyword

#LDPC   #HSS   #Decorder   #decoding delay  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • ISDB-S나 DVB-S2 등의 표준을 적용 중인 일본이나 유럽, 미국 등지에서는 100 Mbps급 이상의 LDPC 복호기를 연구 중이며, 이를 동일한 성능에서의 고속화에 주안점을 두어 여러 논문에서 제안되고 있다. 본 논문에서는 여 러 논문에서 제안되고 있는 알고리즘 보다 더욱더 효율적인 알고리즘을 제안하여 고속화 시키고자 하며, 이에 따른 FPGA구현 결과를 제시하는 논문이다. 위와 같은 고속 LDPC 복호기를 구현하기 위해서는 알고리즘 측면과 구현 측면에서 여러가지 문제점이 있다.
  • 기존의 LDPC 복호화 방식은 수신 데이터를 이용하여 체크노드의 값을 업데이트 한 후, 체크노드 값을 이용하여 비트노드의 값을 업데이트 함으로써 한번의 반복에 많은 시간이 걸리고, 복호 속도 저하의 원인이 된다.[1] 본 논문에서는 이를 위해 체크노드를 기반으로 하여 복호화 과정을 거치는 HSS 알고리즘에 대하여 연구하였다. 구현측면에서 복호 속도를 높이기 위해서는 데이터의 많은 병렬 처리가 필요하다.
  • 이러한 성질에 의해 LDPC 부호는 좋은 성능을 가지나[6], 하드웨어 구현에 있어서 문제가 되고, 큰 블록 사이즈와 많은 반복횟수로 인해 고속화가 힘들다. 본 논문에서는 이를 극복하기 위해 HSS 복호 방식에 대해 연구하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
HSS 방식을 적용한 복호기의 구조는 어떤 부분으로 나눌 수 있는가? HSS 방식을 적용한 복호기의 구조를 보면 크게 메모리 부분과 CNU 부분으로 나눌 수 있다. 특히 수신 데이터를 저장하는 메모리와 Sj 메모리에서 데이터를 읽어 올 때는 H 매트릭스에 따라 랜덤하 게 메모리 엑세스가 되어야 하기 때문에 이를 구 현할 수 있는 여러 인덱스들이 필요하다.
기존 LDPC 복호화 방식의 문제점은 무엇인가? 둘째로는 복호 시 비트노드와 체크노드를 동시에 수행하는 알고리즘을 제시함으로써 고속화를 가능하게 한다. 기존의 LDPC 복호화 방식은 수신 데이터를 이용하여 체크노드의 값을 업데이트 한 후, 체크노드 값을 이용하여 비트노드의 값을 업데이트 함으로써 한번의 반복에 많은 시간이 걸리고, 복호 속도 저하의 원인이 된다.[1] 본 논문에서는 이를 위해 체크노드를 기반으로 하여 복호화 과정을 거치는 HSS 알고리즘에 대하여 연구하였다.
HSS 방 식을 적용한 LDPC 복호기가 BNU 계산을 위한 블록을 따로 만들지 않는 이유는 무엇인가? HSS 방 식을 적용한 LDPC 복호기는 BNU 계산을 위한 블록을 따로 만들지 않는다. 그 이유는 CNU 블록 에서 나온 출력 값들을 바로 Sj 메모리에 업데이 트 시키기 때문에 BNU를 위한 연산만을 따로 하 지 않기 때문이다.이러한 구조를 적용하여 성능과 속도 향상을 위한 HSS 기반의 FPGA 구현을 위한 고속 LDPC 복호기의 구조는 그림 4와 같다.
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