LT 부호를 위한 개선된 BP 복호

정호영,Cheong, Ho-Young 한국정보전자통신기술학회 2014 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.7 No.4

LT 부호에 대해 BP 복호 알고리즘은 가장 빠른 복호 방법 중 하나로 알려져 있다. 그러나 BP 알고리즘은 대부분의 LT 부호를 복호하는데 있어서 많은 오버헤드를 요구하며 특히 짧은 길이의 LT 부호에 대해서는 과다한 오버헤드가 소요된다. 본 논문에서는 오버헤드를 줄이기 위해 1-차수의 패킷을 탐색할 수 있는 방법을 제시하고 이를 이용한 개선된 BP 복호 알고리즘을 제안하였다. 제안된 복호 알고리즘은 기존의 BP 알고리즘에 비해 같은 복호 복잡도를 유지하면서도 더 적은 오버헤드를 가짐을 알 수 있었다. It is known that a belief propagation algorithm is a fast decoding scheme for LT codes but it require a large overhead, especially for a short block length LT codes. In this paper an improved belief decoding algorithm using searching method for degree-1 packets is proposed for a small overhead. The proposed decoding scheme shows the desirable performance in terms of overhead while guaranteeing the same computational complexity with respect to the conventional BP decoding scheme.

GE 삼각화를 이용한 효율적인 LT 복호 기법 연구

정호영,Cheong, Ho-Young 한국인터넷방송통신학회 2011 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.11 No.6

본 논문에서는 GE 삼각 화를 이용해 LT 부호의 복호 과정을 수행함으로써 복잡도와 오버헤드 성능을 모두 개선한 효율적인 복호 방식을 제안하였다. BP 복호 방식은 간단하고 빠르기는 하나 부호 블록이 짧을수록 복호하는데 큰 오버헤드가 필요하다는 단점이 있고, OFG 알고리즘은 오버헤드는 작으나 연산 양이 많다. 시뮬레이션 결과 제안한 복호 방식은 OFG 알고리즘에 비해 연산 양이 5배 이상 감소되었으며 오버헤드는 1~5%의 적은 양을 보였다. In this paper an efficient LT decoding scheme using GE triangularization is proposed. The proposed algorithm has the desirable performance in terms of both overhead and computational complexity. Belief propagation algorithm is a fast and simple decoding scheme for LT codes. However, for a small code block length k, it requires a large overhead to decode, and OFG which has a small overhead has a large computational complexity. Simulation results show that the proposed algorithm noticeably reduces the computational complexity by more than 1/5 with respect to that of OFG and also its overhead has a small value about 1~5%.

RGG/WSN을 위한 분산 저장 부호의 성능 분석

정호영(Ho-Young Cheong) 한국정보전자통신기술학회 2017 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.10 No.5

본 논문에서는 IoT/WSN을 랜덤 기하 그래프를 이용하여 모델링하고 WSN에서 발생되는 데이터를 효율적으로 저장하기 위해 사용되는 지역 부호의 성능을 고찰하였다. 노드 수가 n = 100, 200인 무선 센서 네트워크를 랜덤 기하 그래프로 모델링하여 분산화된 저장 코드의 복호 성능을 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 네트워크의 총 노드 수가 n = 100일 때와 200일 때 복호율 η에 따른 복호 성공률은 노드 수 n보다는 소스 노드 수 κ 값에 따라 좌우됨을 알 수 있었다. 특히 n 값에 관계없이 η ≦ 2.0일 때 복호 성공 확률은 70%를 상회함을 알 수 있었다. 복호 율 η에 따른 복호 연산 량을 살펴본 바, BP 복호 방식의 복호 연산 량은 소스 노드 수 κ 값이 증가함에 따라 기하급수적으로 증가함을 알 수 있었다. 이는 소스 노드의 수가 증가할수록 LT 부호의 길이가 길어지고 이에 따라 복호 연산량이 크게 증가하는데 원인이 있는 것으로 생각된다. In this paper IoT/WSN(Internet of Things/Wireless Sensor Network) has been modeled with a random geometric graph. And a performance of the decentralized code for the efficient storage of data which is generated from WSN has been analyzed. WSN with n = 100 or 200 has been modeled as a random geometric graph and has been simulated for their performance analysis. When the number of the total nodes of WSN is n=100 or 200, the successful decoding probability as decoding ratio η depends more on the number of source nodes κ rather than the number of nodes n. Especially, from the simulation results we can see that the successful decoding rate depends greatly on κ value than n value and the successful decoding rate was above 70% when η ≦200. We showed that the number of operations of BP(belief propagation) decoding scheme increased exponentially with k value from the simulation of the number of operations as a η. This is probably because the length of the LT code becomes longer as the number of source nodes increases and thus the decoding computation amount increases greatly.

분자통신 채널에서 소프트 값을 이용한 해밍부호의 복호에 대한 연구

정호영(Ho-Young Cheong) 한국정보전자통신기술학회 2020 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.13 No.5

논문에서는 소프트 값을 활용한 Hamming 부호의 복호 방식이 분자 통신 채널에도 적용될 수 있음을 보였다. 분자 통신 시스템의 복조기 출력단에서 복호에 활용될 수 있는 소프트 값 기준을 제안하고 이를 활용한 복호 방식이 분자 통신 채널에서도 신뢰도를 향상시킬 수 있음을 모의실험을 통해 보였다. 확산 기반 분자통신 채널을 가정하였으며 BCSK 변조방식을 이용하여 정보 심벌을 전송하였다. 매 심벌구간 마다 수신기에 흡수되는 분자 수를 적절한 문턱값과 비교하여 복조한 후 흡수된 분자 수는 더 이상 사용되지 않는다. 본 논문에서는 더 이상 사용되지 않는 분자수 정보를 소프트 값으로 복호 과정에 활용하여 복호기의 BER 성능을 개선하였다. BER 성능 향상을 확인하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 비트 당 분자수가 600인 경우 해밍 부호를 사용하지 않은 BCSK 시스템의 오율에 대해 (15,11) 해밍 부호의 오율이 약 5.0 × 10<SUP>-3</SUP> 정도 개선되었으며 이에 대해 소프트 값을 활용한 (15,11) 해밍 부호의 오율은 동일한 정도로 개선되었음을 볼 수 있었다. (7,4) 해밍 부호의 경우에도 (15,11) 해밍 부호와 유사한 결과를 보여준다. 따라서 수신기에 흡수된 분자수와 문턱 값의 차이 값을 소프트 값으로 활용하면 분자통신 채널에서도 해밍 부호의 BER 성능을 크게 개선할 수 있음을 알 수 있다. In this paper, it was shown that the decoding method of Hamming codes using soft values can be applied to molecular communication channels. A soft value criterion that can be used for decoding of Hamming codes for a molecular communication channel was proposed, and it has been shown through simulation that the decoding method using these values can improve reliability even in the molecular communication channel. A diffusion-based molecular communication channel was assumed, and information symbols were transmitted using BCSK modulation. After demodulating the number of molecules absorbed by the receiver at each symbol interval with an appropriate threshold, the number of molecules is no longer used. In this paper, the BER performance of the decoder was improved by utilizing information on the number of molecules that are no longer used as soft values in the decoding process. Simulation was performed to confirm the improvement in BER performance. When the number of molecules per bit is 600, the error rate of the Hamming code (15,11) was improved about 5× 10<SUP>-3</SUP> to the error rate of the BCSK system without the Hamming code. It can be seen that the error rate of (15,11) Hamming code with the soft values was improved to the same extent. In the case of (7,4) Hamming code, the result is similar to that of (15,11) Hamming code. Therefore, it can be seen that the BER performance of the Hamming code can be greatly improved even in the molecular communication channel by using the difference between the number of molecules absorbed by the receiver and the threshold value as a soft value.

소규모 무선 센서 네트워크에서 분산 저장을 위한 LT 부호의 OBP 복호

정호영(Ho-Young Cheong) 한국정보전자통신기술학회 2016 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.9 No.5

본 논문에서는 소규모 무선 센서 네트워크에서 데이터 저장을 위한 분산 LT 부호의 2 가지 복호 알고리즘의 성능을 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 시뮬레이션 결과 복호율이 2.0 이상일 때 OBP 복호 알고리즘의 복호 성공 확률은 약 99%에 이르지만, BP 복호 방식의 경우 n=100일 때 약 50%를 하회하며 n=200일 때 약 70%에 이르는 것을 볼 수 있다. 따라서 소규모 무선 센서 네트워크에서 분산 저장을 위한 LT 부호의 복호 방식은 OBP 복호 방식이 크게 유리함을 알 수 있다. In this paper I analyzed two decoding algorithms of decentralized LT codes for distributed storage by simulations in small-scale wireless sensor network. From the simulation results we can see that when the decoding ration is above 2.0, the successful decoding probability of OBP decoding is about 99%, while that of BP decoding is below 50% with n=100, and about 70% with n=200. We showed that OBP decoding algorithm is an efficient decoding scheme for decentralized LT codes for distributed storage in small-scale wireless sensor network.

확산기반 분자통신 채널에서 ISI 완화를 위한 해밍 부호에 관한 연구

정호영(Ho-Young Cheong) 한국정보전자통신기술학회 2021 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.14 No.1

본 논문에서는 확산기반 분자통신 채널에 존재하는 ISI(inter-symbol interference)를 완화하기 위해 ISI 특성을 채널 복호 알고리즘에 적용한 ISI 해밍부호를 제안하였다. 제안된 채널부호의 비트 오율 성능을 입증하기 위해 ISI가 존재하는 분자통신 채널에서 시뮬레이션을 통해 비트 오율을 측정하였으며 ISI 분자통신 채널에 적용되고 있는 주요한 채널부호들의 비트 오율 성능을 비교·분석하였다. 시뮬레이션 결과 방사되는 분자 수가 1000개 이하인 경우 본 논문에서 제안한(8,4) ISI 해밍부호의 비트 오율이 다른 부호에 비해 가장 우수함을 알 수 있었다. 또한, 방사 분자 수가 1000개일 때 본 논문에서 제안한 ISI 해밍부호의 복호 기법은 소프트 값만을 활용한 (7,4) 해밍부호에 비해 약 5.9×10<SUP>-5</SUP>의 오율이 개선되었다. ISI 제거 성능이 우수한 것으로 인정되고 있는 ISI-완화 채널부호와 비교해 보면 방사 분자 수가 크지 않은(M<1100) 채널 환경에서는 본 논문에서 제안한 ISI 해밍부호가 가장 유리하고 방사 분자 수가 큰 M > 1100인 경우에는 ISI-완화 채널부호가 더 유리함을 알 수 있었다. In this paper, in order to mitigate ISI(inter-symbol interference) in a diffusion-based molecular communication channel, an ISI Hamming code is proposed in which ISI characteristics are applied to a channel decoding algorithm. In order to prove the bit error rate performance of the proposed channel code, the bit error rate performance of the major channel codes applied to the molecular communication channel with ISI was compared and analyzed through simulation. From the simulation results, it can be seen that the bit error rate performance of the ISI Hamming code is the best when the number of radiated molecules is less than or equal to 1100. In addition, when the number of transmitted molecules is M= 1000, the decoding method of the ISI Hamming code proposed in this paper has improved the bit error rate of approximately 5.9×10<SUP>-5</SUP> compared to the Hamming code using only soft values. Compared with the ISI-mitigating channel code, which is effective for removing ISI in the molecular communication channel, the ISI Hamming code proposed in this paper is the most advantageous in a channel environment where the number of transmitted molecules is not big (M<1100). And we can see that the ISI-mitigating channel code is more advantageous when the number of transmitted molecules is large(M>1100).

LCPC 부호의 개선된 복호 방식

정호영(Ho-Young Cheong) 한국정보전자통신기술학회 2018 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.11 No.4

본 논문에서는 부호 길이가 작은 LCPC 부호에 대한 개선된 복호 방식을 제안하였다. LCPC 부호는 터보 부호나 LDPC 부호에 비해 복잡도가 낮고 요구되는 메모리도 적어 IoT 단말 간 통신에 적합하다. IoT 단말은 에너지가 제한되어 있어서 복잡도가 낮아야 하며 종단 간 지연 시간이 짧아야 하는 경우가 많다. 또한, 전송되는 패킷 길이가 작고 IoT 단말의 신호 처리 능력이 작기 때문에 LCPC 부호 시스템이 가능한 한 간단해야 한다. LCPC 부호는 단일 오류는 모두 정정할 수 있고 2개의 오류 중 일부를 정정할 수 있다. 본 논문에서는 변조기 출력단의 소프트 값을 이용하여 2개의 오류를 모두 정정함으로서 복잡도를 증가시키지 않고서도 비트 오율 성능을 개선하였다. 본 논문에서 제안한 복호 방식을 이용하여 시뮬레이션을 한 결과 기존의 복호 방식에 비해 10<SUP>-4</SUP>의 비트 오율에서 약 1.1[dB]의 부호 이득을 얻을 수 있었다. In this paper, an improved decoding scheme for low-complexity parity-check(LCPC) code with small code length is proposed. The LCPC code is less complex than the turbo code or low density parity check(LDPC) code and requires less memory, making it suitable for communication between internet-of-things(IoT) devices. The IoT devices are required to have low complexity due to limited energy and have a low end-to-end delay time. In addition, since the packet length to be transmitted is small and the signal processing capability of the IoT terminal is small, the LCPC coding system should be as simple as possible. The LCPC code can correct all single errors and correct some of the two errors. In this paper, the proposed decoding scheme improves the bit error rate(BER) performance without increasing the complexity by correcting both errors using the soft value of the modulator output stage. As a result of the simulation using the proposed decoding scheme, the code gain of about 1.1 [dB] was obtained at the bit error rate of 10<SUP>-5</SUP> compared with the existing decoding method.

근사화된 체크노드함수를 이용한 LDPC 부호의 반복 복호 기법

정호영(Ho-Young Cheong),김신령(Sin-Ryeong Kim) 한국통신학회 2008 韓國通信學會論文誌 Vol.33 No.12D

LDPC 부호에 대한 반복 복호 알고리즘의 복잡 도를 개선하기 위해 min-sum 알고리즘과 같은 여러 가지 종류의 복호 알고리즘들이 제시되어 왔다. 이들은 체크 노드 메시지 함수를 단순화하여 복잡 도를 줄이는 것으로 복잡 도는 감소되었지만 SPA 알고리즘에 비해 성능 차이가 약 0.5[㏈]의 값을 가지며 무시할 수 없는 성능 열화로 개선이 필요하다. 본 논문에서는 체크 노드 메시지 함수를 역함수 형태로 근사 화하여 복잡 도를 줄이는 복호 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션 결과 제안된 알고리즘은 min-sum 알고리즘이 가지고 있는 복잡도 개선 효과를 유지하면서도 sum-product 알고리즘의 성능과 약 0.1[㏈] 이내의 근접한 값을 보였다. In order to reduce the decoding complexity of low density parity-check(LDPC) codes, some fast algorithms called suboptimal decoding, such as min-sum algorithm, normalized min-sum algorithm, were proposed. However, there would be approximation inaccuracy between the sum-product algorithm and the min-sum algorithm, which incurs some degradation in decoding performance. In this paper, an efficient iterative decoding algorithm using approximated check-node function is proposed to improve the approximation inaccuracy. Simulation results show that the proposed algorithm achieves a performance very close to that of the SPA algorithm while preserving the low decoding complexity.

위암조직에서 p53 유전자의 돌연변이

구기범,박성훈,정호영,이명훈,유완식,Ku, Ki-Beom,Park, Seong-Hoon,Cheong, Ho-Young,Lee, Myung-Hoon,Yu, Wan-Sik 대한위암학회 2006 대한위암학회지 Vol.6 No.4

목적: 종양 억제, 세포 주기 조절 및 세포 고사의 기능과 연관 있는 유전자인 p53은 인간 종양에서 가장 흔히 발견되는 돌연변이 유전자로 알려져 있다. 위암에 있어서 p53의 돌연변이 정도와 생존율 등을 비교하여 각각의 상관관계와 예후 인자로써의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 방법: 1999년 3월부터 2001년 4월까지 경북대학교병원에서 위암으로 수술한 331명 환자의 조직을 이용하여, polymerase chain reaction single-strand conformation polymorphism 방법으로 p53 돌연변이를 확인하고, 환자의 임상 병리학적 인자와의 관계를 비교하였고, 환자의 생존율을 비교하였다. 결과: 전체 331명의 환자들의 조직 중 66예(19.9%)의 조직에서 p53 돌연변이가 관찰되었다. 이들 66예 중에서 exon 5에서 23예, exon 6에서 8예, exon 7에서 21예, exon 8에서 17예의 돌연변이를 보였는데, 이중 3예에서 2개의 exon에 돌연변이(exon 5와 exon 6, exon 6과 exon 7, exon 6과 exon 8)를 보였다 p53 돌연변이는 나이와 성별, 육안형, 병리학적 병기, 조직학적 분류, 종양의 위치에 따라서 차이는 없었으나, 장형 156예 중 36예(23.1%), 미만형 145예 중 19예(13.1%)로 유의한 차이가 있었고(P=0.007), p53 돌연변이에 따른 생존기간은 유의한 차이가 없었다(P=0.632). Exon 5는 장형(9.7%)에서 미만형(2.8%))보다 p53 돌연변이 빈도가 높았고(P=0.024), 림프절 전이가 있는 군에서 림프절 전이가 없는 군보다 p53 돌연변이의 빈도가 유의하게 높았다(25.0% vs 15.6%, P=0.034). 나머지 항목에서는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. 근치적 절제술을 시행한 예에서의 p53 돌연변이에 따른 생존율은 유의한 차이를 보이지 않았다(P=0.704). 결론: p53 돌연변이는 위암 환자의 예후인자로써 가치가 충분하지 않다. Purpose: p53 is one of the most commonly mutated genes in human tumors. The aim of this study was to analyze p53 mutation in gastric cancer and its correlations with the clinicopathologic variables to clarify the usefulness of p53 mutation as a prognostic factor. Materials and Methods: Specimens from 331 patients with gastric cancer who underwent a gastrectomy between March 1999 and April 2001 at the Kyungpook National University Hospital were used. p53 gene mutations were assessed by using a polymerase chain-reaction single-strand conformation polymorphism (PCR-SSCP) analysis. The correlations between p53 gene mutation and clinocopathologic parameters were analyzed. Results: p53 mutations were found in 66 (19.9%) tumors. Among those 66 cases, mutations were seen in 23 tumors at axon 5, in 8 at exon 6, in 21 at exon 7, and in 17 at exon 8. Two mutations were shown in 3 tumors. Thiriy-six (23.1%) of 156 intestinal-type tumors and 19 (13.1%) of 145 diffuse-type tumors showed p53 gene mutation (P=0.007). The frequency of p53 gene mutation didn't show any significant differences according to age, sex, stage, location, or gross type. Exon 5 mutations showed more frequently in intestinal-type tumors than in diffuse-type tumors (9.7% vs. 2.8%, P=0.024), and p53 mutation were more frequent in lymph nodes metastasis group than lymph nodes non-metastasis group with statistical significance (25.0% vs 15.6%, P=0.034). The five-year survival rate showed no statistically significant difference with p53 mutation (P=0.704). Conclusion: p53 mutations assessed by PCR-SSCP had little value as a prognostic factor after gastrectomy in patients with gastric cancer.

수술 후 조기 복강 내 화학요법을 시행받은 위암환자에서 p53 단백질 과발현과 생존율과의 관계

구기범(Ki-Beom Ku),박성훈(Seong-Hoon Park),권오경(Oh-Kyoung Kwon),정호영(Ho-Young Cheong),유완식(Wansik Yu) 대한외과학회 2008 Annals of Surgical Treatment and Research(ASRT) Vol.75 No.5

Purpose: In spite of curative surgery and early postoperative intraperitoneal chemotherapy, the prognosis of patients with gastric cancer involving the serosal surface is poor. The aim of this study was to analyze p53 protein overexpression in these patients and to clarify the usefulness of p53 mutation as a prognostic indicator. Methods: p53 protein overexpression was assessed by immunohistochemistry in 123 gastric cancer specimens. The correlation between p53 protein overexpression and clinicopathologic parameters and prognosis of the patients were analyzed. Results: Overexpression of p53 protein was identified in 67 (54.5%) tumors and was more frequent in differentiated tumors than in undifferentiated tumors (67.4% vs. 46.8%; P=0.026). However, there were no statistically significant differences in the frequency of p53 protein overexpression according to age, sex, depth of invasion, lymph node metastasis, distant metastasis, pathologic stage, and Lauren classification. There was no statistically significant difference in 5-year survival rate according to the p53 protein overexpression (P=0.565). Conclusion: Overexpression of p53 protein could not predict the effectiveness of early postoperative intraperitoneal chemotherapy. Therefore, it could not be used as a prognostic indicator in patients with advanced gastric cancer who underwent gastrectomy and early postoperative intraperitoneal chemotherapy.