Adaptive Message Length(AML)기법을 이용한 효과적인 QC-LDPC 복호화기의 하드웨어 설계 = Hardware-Efficient Utilization of QC-LDPC Decoder using Adaptive Message Length(AML) Scheme
저자
발행사항
용인 : 경희대학교, 2010
학위논문사항
학위논문(석사)-- 경희대학교 대학원 : 전자·전파공학과 2010. 2
발행연도
2010
작성언어
한국어
주제어
DDC
621 판사항(20)
발행국(도시)
경기도
형태사항
52 p. : 삽도 ; 26 cm
일반주기명
경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
지도교수:김진상
참고문헌 : p.50-51
소장기관
위성 방송에서 지상 방송에 이르기까지 방송 세계의 디지털화가 급속하게 진전되고 있다. 따라서 그에 따른 디지털 신호의 압축 기술이나 오류 정정 기법이 급속도로 발전되고 있다. 디지털화가 점점 발전할수록 고성능 시스템의 요구가 커지고 있고, 따라서 고성능에 영향을 주는 요인인 오류정정기법도 나날이 벌전하고, 중요성이 더해지고 있다. 그리고 현재 VLSI 기술이 점점 발전함에 따라서 더 효율적이고 높은 성능을 보장하는 코딩 기법들이 개발 되고 있다.
최근 제3세대 이동 통신 서비스의 활성화와 더불어 차세대 이동통신이라 불리는 제4세대 통신시스템에 관한 관심이 커지고 있다. LDPC 부호(Low-Density Parity-Check Codes)는 제3세대 이동 통신 서비스의 채널 부호화 표준으로 채택되어 사용되는 터보 부호에 비해 우수한 오류정정 성능으로 차세대 이동통신 시스템인 제4세대 이동통신 시스템의 채널 부호화 부호로써 최근 802.11n[1] 및 802.16e[2] 의 표준에서 선택사양으로 채택되어 활발한 연구가 이루어지고 있다.
1962년 Gallerger에 의해 처음으로 제안된 LDPC 부호[3]는 원소의 대부분이 0 인 패리티 검사행렬 H로 정의되는 선형 블록부호(linear block codes)의 일종이다. LDPC 부호는 발표 당시의 기술력으로 구현이 불가능한 복호의 복잡도로 인해 오랫동안 잊혀졌다. 1995년 Mackay와 Neal은 이를 재발견하였고, Gallerger의 간단한 확률적 복호 알고리즘을 이용하여 매우 우수한 성능을 낼 수 있음을 보였다. LDPC 부호의 패리티 검사행렬은 1의 개수가 매우 적기 때문에 매우 큰 블록크기에서도 반복복호를 통하여 복호가 가능하며 블록의 크기가 매우 커지면 터보부호처럼 Shannon의 채널용량 한계에 근접하는 성능을 보인다.
LDPC 부호가 터보부호에 비해 가지는 장점으로는 터보부호의 경우 작은 최소거리로 인해 검출되지 않는 오류가 많이 발생하는데 비해, LDPC 부호는 블록크기가 커질수록 최소거리가 커지기 때문에 신호 대 잡음비가 큰 경우에는 오증검출(syndrome detection)을 통해 반복복호로 정정되지 않은 오류들을 대부분 검출할 수 있다. 또한, 오류마루(error floor)가 없으며, 복호 복잡도가 터보부호에 비해 낮고, 병렬 처리로 고속 복호가 가능하다.
하지만 이와 같은 많은 장점에도 불구하고, 커다란 패리티 검사 행렬로 인한 복잡도와 많은 계산량으로 인해 저 전력 하드웨어 구현에 많은 어려움이 있다. LDPC 부호는 최적의 복호 알고리즘으로 알려진, 합-곱(sum-product)알고리즘[2] 뿐만 아니라, 그 외의 다양한 알고리즘으로도 복호가 가능하다. LDPC 부호의 복호에 있어서, BCJR 알고리즘[3]은 적은 반복 횟수로 수렴이 가능하지만, 지수 연산으로 인해 높은 복잡도를 갖는 단점을 지니고 있다. 이에 본 논문에서는 합-곱(sum-product) 알고리즘의 다른 이름인 BP 알고리즘을 근사화하여 복잡 했던 확률 값의 연산을 통한 복호화 기법을, 채널로부터 받은 확률 값을 비교기를 통해 0 과 1 값의 이진 연산을 통한 간단한 XOR 연산으로 구현 할 수 있는 UMP-LLR BP 알고리즘을 이용하여 계산 복잡도를 감소시킨 복호화기를 설계하였다.
또한 부호화시 AML 알고리즘[4]을 사용하여 기존의 Richardson 알고리즘보다 그 연산 복잡도를 50%이상 감소 시켰으며, 추가적인 후처리연산을 이용하여 IEEE 802.11n에서 사용하는 H 행렬을 감소시켰다. 그럼으로써 복호화기 측면에서 기존의 다른 복호화기보다 하드웨어 면적을 감소 시켰으며, 복호 시간을 단축 시킬 수 있다.
본 논문의 구성은 다음과 같다. 2장에서는 LDPC 부호와 효율적인 부호화 알고리즘(Richardson)알고리즘 및 제안된 AML(Adaptive Message Length) 부호화 알고리즘을 설명하고, 3장에서는 제안된 복호화 알고리즘과 그 구조에 관하여 설명한다. 4장에서는 제안된 복호화 알고리즘의 하드웨어 구조에 관해서 설명하며 그 성능을 평가해본 후 마지막으로 5장에서는 본 논문의 결론에 대하여 기술한다.
One of the main implementation issue of QC-LDPC decoder is its heavy computational complexity of encoding and decoding process. The Aaptive Message Length(AML) encoding scheme takes less than half number of computattions compared to the Richardson scheme while keeping similar BER perfomance. Moreover proposed decoder architecture has reduced adder and multiplier also removed LUT, multiplexer and registers. Finally we proposed decoder architecture has 0.5-1dB BER loss, but hardware complexity is reduced about 30%.
더보기분석정보
서지정보 내보내기(Export)
닫기소장기관 정보
닫기권호소장정보
닫기오류접수
닫기오류 접수 확인
닫기음성서비스 신청
닫기음성서비스 신청 확인
닫기이용약관
닫기학술연구정보서비스 이용약관 (2017년 1월 1일 ~ 현재 적용)
학술연구정보서비스(이하 RISS)는 정보주체의 자유와 권리 보호를 위해 「개인정보 보호법」 및 관계 법령이 정한 바를 준수하여, 적법하게 개인정보를 처리하고 안전하게 관리하고 있습니다. 이에 「개인정보 보호법」 제30조에 따라 정보주체에게 개인정보 처리에 관한 절차 및 기준을 안내하고, 이와 관련한 고충을 신속하고 원활하게 처리할 수 있도록 하기 위하여 다음과 같이 개인정보 처리방침을 수립·공개합니다.
주요 개인정보 처리 표시(라벨링)
목 차
3년
또는 회원탈퇴시까지5년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한3년
(「전자상거래 등에서의 소비자보호에 관한2년
이상(개인정보보호위원회 : 개인정보의 안전성 확보조치 기준)개인정보파일의 명칭 | 운영근거 / 처리목적 | 개인정보파일에 기록되는 개인정보의 항목 | 보유기간 | |
---|---|---|---|---|
학술연구정보서비스 이용자 가입정보 파일 | 한국교육학술정보원법 | 필수 | ID, 비밀번호, 성명, 생년월일, 신분(직업구분), 이메일, 소속분야, 웹진메일 수신동의 여부 | 3년 또는 탈퇴시 |
선택 | 소속기관명, 소속도서관명, 학과/부서명, 학번/직원번호, 휴대전화, 주소 |
구분 | 담당자 | 연락처 |
---|---|---|
KERIS 개인정보 보호책임자 | 정보보호본부 김태우 | - 이메일 : lsy@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0439 - 팩스번호 : 053-714-0195 |
KERIS 개인정보 보호담당자 | 개인정보보호부 이상엽 | |
RISS 개인정보 보호책임자 | 대학학술본부 장금연 | - 이메일 : giltizen@keris.or.kr - 전화번호 : 053-714-0149 - 팩스번호 : 053-714-0194 |
RISS 개인정보 보호담당자 | 학술진흥부 길원진 |
자동로그아웃 안내
닫기인증오류 안내
닫기귀하께서는 휴면계정 전환 후 1년동안 회원정보 수집 및 이용에 대한
재동의를 하지 않으신 관계로 개인정보가 삭제되었습니다.
(참조 : RISS 이용약관 및 개인정보처리방침)
신규회원으로 가입하여 이용 부탁 드리며, 추가 문의는 고객센터로 연락 바랍니다.
- 기존 아이디 재사용 불가
휴면계정 안내
RISS는 [표준개인정보 보호지침]에 따라 2년을 주기로 개인정보 수집·이용에 관하여 (재)동의를 받고 있으며, (재)동의를 하지 않을 경우, 휴면계정으로 전환됩니다.
(※ 휴면계정은 원문이용 및 복사/대출 서비스를 이용할 수 없습니다.)
휴면계정으로 전환된 후 1년간 회원정보 수집·이용에 대한 재동의를 하지 않을 경우, RISS에서 자동탈퇴 및 개인정보가 삭제처리 됩니다.
고객센터 1599-3122
ARS번호+1번(회원가입 및 정보수정)