MIMO 채널에서 LLR 추정을 위한 저 계산량 알고리즘

박태두,김민혁,김철승,정지원,Park, Tae-Doo,Kim, Min-Hyuk,Kim, Chul-Sung,Jung, Ji-Won 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.12

차세대 무선통신에서는 다양한 서비스, 높은 신뢰도와 함께 빠른 전송속도를 요구한다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서 MIMO 시스템과 LDPC 부호를 결합하는 방법에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. MIMO 시스템과 LDPC 부호의 결합시 LDPC 복호기에는 각 채널에서 수신되는 정보를 이용하여 연판정된 비트를 LDPC 복호기에 입력되어야 한다. 기존의 방식은 모든 수신된 신호를 이용하여 연판정된 비트를 분리하여 많은 계산량이 필요로 하는데, 본 논문에서는 후보 벡터를 이용하여 성능의 감소없이 연판정된 비트를 분리하여 최대 61%의 계산량을 감소하는 방식을 제시하였다. In recent years, the goal of providing high speed wireless data services has generated a great amount of interest among the research community. Several researchers have shown that the capacity of the system, in the presence of flat Rayleigh fading, improves significantly with the use of combined MIMO and LDPC. To feed the soft values to LDPC decoder, the soft values must be calculated from multiple transmitter and receiver antennas in Rayleigh fading channel. It requires high computational complexity to get the soft symbols by increasing number of transmitter and receiver antennas. Therefore, this thesis proposed on effective algorithm for calculation of soft values from multiple antennas based on LLR. As result, This thesis shows that maximum 61% of computational complexity is reduced with a little loss of performance.

한국 연근해 환경에서 터보 등화기를 이용한 수중음향통신 시스템 성능 분석

박태두,한정우,정지원,김기만,이상국,천승용,손권,Park, Tae-Doo,Han, Jeong-Woo,Jung, Ji-Won,Kim, Ki-Man,Lee, Sang-Kook,Chun, Seung-Yong,Son, Kweon 한국음향학회 2013 韓國音響學會誌 Vol.32 No.2

수중음향통신 시스템의 성능은 신호의 다중경로 전달 과정에 의해 발생하는 지연 확산 현상 때문에 인접심벌 간 간섭(ISI)에 영향을 받는다. 인접 심벌 간 간섭을 제거하기 위해 등화기가 사용되어진다. 본 논문에서는 한국 연근해에서 수집된 실측 데이터를 이용하여 채널 부호화 기법과 등화기가 결합하여 동작하는 터보 등화기를 갖는 수중음향통신 시스템의 성능을 검증하였다. 그 결과 터보 등화기를 이용하여 반복 복호를 하였을 때는, 1회 반복 시 BER(Bit Error Rate) $10^{-4}$을 기준으로 반복이 없는 등화기를 사용하였을 때 보다 1.5 dB 성능이 향상되었다. 또한 반복이 2~3회인 경우 약 3.5 dB 성능이 향상되었으나, 3회 이상 반복하였을 때는 더 이상 성능이 향상되지 않았다. The performance of underwater acoustic communication system is sensitive to the ISI(Inter-Symbol Interference) due to delay spread develop of multipath signal propagation. The equalizer is used to combat the ISI. In this paper, the performances of underwater acoustic communication with turbo equalizer were evaluated by real data collected in Korean littoral sea. As a result, when one iterative decoding using turbo equalizer is applied, the performance was improved 1.5 dB than the case of the non-iterative equalizer at BER $10^{-4}$. In the case of two or three iterations the performance was enhanced about 3.5 dB, but the performance wasn't improved any more in the case of more than three times.

반복부호의 멀티레벨 변조방식 적용을 위한 비트분리 알고리즘

박태두,김민혁,김남수,정지원,Park, Tae-Doo,Kim, Min-Hyuk,Kim, Nam-Soo,Jung, Ji-Won 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.9

본 논문에서는 대표적인 반복 부호 알고리즘인 터보 부호, LDPC부호 TPC 등 세 가지 알고리즘에 대해 8PSK 이상의 다치 변조 방식 적용을 위해 수신단에서 비트 분리 방법을 제시한다. 수신된 I, Q 심볼만을 이용하여 세 비트 이상의 비트를 분리하기 위한 LLR 방식에 기초를 하여 LLR 방식의 단점인 복잡도를 개선하기 위해 Euclidean, MAX, sector, center focusing 방식에 대해 검토하였으며, 세 가지 반복 부호에 대해 최적의 비트 분리 방법을 제시하였다. 또한 DVB-S2에 적용되는 double ring 구조의 16-APSK, 지상파 DMB에 적용되는 격자구조의 16-QAM 방식에 대해 최적의 비트 분리 방법을 제시하였다. This paper presents bit splitting methods to apply multilevel modulation to iterative codes such as turbo code, low density parity check code and turbo product code. Log-likelihood ratio method splits multilevel symbols to soft decision symbols using the received in-phase and quadrature component based on Gaussian approximation. However it is too complicate to calculate and to implement hardware due to exponential and logarithm calculation. Therefore this paper presents Euclidean, MAX, sector and center focusing method to reduce the high complexity of LLR method. Also, this paper proposes optimal soft symbol split method for three kind of iterative codes. Futhermore, 16-APSK modulator method with double ring structure for applying DVB-S2 system and 16-QAM modulator method with lattice structure for T-DMB system are also analyzed.

DVB-RCS Next Generation을 위한 Third-dimension Turbo Code 분석

박태두,김민혁,정지원,Park, Tae-Doo,Kim, Min-Hyuk,Jung, Ji-Won 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.2

차세대 무선통신에서는 현재 서비스 되고 있는 성능보다 높은 BER(Bit Error Rate)의 성능을 요구한다. 기존의 DVB-RCS(Digital Video Broadcasting - Return Channel via Satellite)에서 사용중인 이진 터보 코드(Double binary Turbo code)는 높은 SNR(에서 오류마루 현상이 발생하여 차세대 무선통신에서 사용하기가 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 DVB-RCS NG에 적합한 부호화 방식으로 3D-터보 코드(Tthird-dimension Turbo code)의 부복호화기의 구조를 분석하고 성능분석 하였다. 3D-터보 코드는 기존의 DVB-RCS 방식에 rate-1인 post-encoder를 첨가시켜 오류마루 현상을 보완한 부호화기이다. 3D-터보 코드는 post-encoder의 형태, 인터리빙 기법, ${\lambda}$값의 변화에 따라 성능이 달라지므로 본 논문에서는 각 파라메타에 대한 최적의 값을 제시하였다. 전체적으로 3D-터보 코드가 기존의 DVB-RCS 터보 코드에 비해 성능이 우수하고 기존의 문제점인 오류마루 현상을 해결할 수 있음을 알 수 있다. The next generation wireless communication systems are required high BER performance better than present performance. Double binary Turbo code have error floor at high SNR, so it cannot be used in next generation wireless communication system. Therefore, many methods are proposed for overcome error floor at DVB-RCS NG(next generation). In this paper, we analysis structure of third-dimension Turbo code(3D-turbo code). 3D-Turbo code overcomes error flow by additive post-encoder in conventional DVB-RCS Turbo code. Performance of 3D-Turbo code is changed by post-encoder form, interleaving method, value of ${\lambda}$. So we are simulated by those parameter and proposed optimal form. By a result, performance of 3D-Turbo is better than conventional DVB-RCS Turbo code and it overcome error floor of conventional DVB-RCS Turbo code.

다중경로 채널에서 반복기반 터보등화기 성능 분석

박태두(Park Tae Doo),박군열(Park Gun Yeol),정지원(Jung Ji Won),이성로(Seong Ro Lee) 한국통신학회 2012 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11

MIMO 채널에서 LLR 추정을 위한 저 계산량 알고리즘

박태두 ( Tae-doo Park ),김민혁 ( Min-hyuk Kim ),김님수 ( Nam-soo Kim ),김철승 ( Chul-seung Kim ),정지원 ( Jung-ji Won ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1

무선통신에서는 다양한 서비스, 높은 신뢰도와 함께 빠른 전송속도를 요구한다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서 LDPC 부호와 MIMO 기술이 활발히 연구 중에 있다. 본 논문에서는 LDPC와 결합된 STC 모델을 설명하고, 여러개의 송신안테나로부터 송신되어 결합된 신호를 분리하기 위해 사용되는 Log-Likelihood Computation을 기존의 방식과 제안하는 저 계산량 알고리즘을 통한 방식을 비교, 분석하여 기존의 방식과 근접한 BER 성능을 유지 하면서 계산량 감소를 확인한다.

시공간 부호화 알고리즘에서 LLR 추정 알고리즘

박태두(Park Tae Doo),김민혁(Kim Min Hyuk),김남수(Kim Nam Soo),김철승(Kim Chul Seung),정지원(Jung Ji Won) 한국통신학회 2009 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.6

MIMO 시스템에서 반복 복호 알고리즘 기반의 계층적 시공간 부호화 방식 연구

박태두(Tae-Doo Park),정지원(Ji-Won Jung) 한국항해항만학회 2012 한국항해항만학회지 Vol.36 No.10

차세대 무선통신에서는 다양한 서비스, 높은 신뢰도와 함께 빠른 전송속도를 요구한다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서 시공간격자부호와 터보 부호기를 결합시키는 계층적 시공간 부호기를 사용하였다. 계층적 시공간 부호기에서는 내부 부호와 외부 부호의 두 부호를 연속적으로 연접 시키는 방식이다. 내부 부호로는 DVB-RCS NG 시스템에서 표준으로 제안된 터보 Pi 부호를 사용하고, 외부 부호로는 Blum에 의해 제안된 시공간 격자 부호를 사용한다. 또한 효율적으로 두 부호기를 연접시키기 위하여 인터리버 기법을 사용한다. 그리고 기존의 복호 방법은 시공간 격자 부호와 터보 복호기 내부에서만 반복 복호를 하지만, 본 논문에서는 BCJR 복호기와 함께 전체 반복을 통하여 성능을 향상시키는 방안을 제시하고 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제시하는 효율적인 연접 방식을 이용하면 일반적인 연접 방식에 비하여 약 1.3-1.5dB의 성능이 향상되었다. The next-generation wireless communication requires fast transmission speeds with various services and high reliability. In order to satisfy these needs we study MIMO system used layered space time coded system (LST) combining space time trellis codes(STTC) with turbo codes. In LST, two codes that are inner and outer codes are concatenated in the serial fashion. The inner codes are turbo Pi codes suggested in DVB-RCS NG system, and outer codes are STTC codes proposed by Blum. The interleaver technique is used to efficiently combine two codes. And we proposed and simulated that a full iteration method between turbo decoder and BCJR decoder to improve the performance instead of only processing inner-iteration turbo decoder. The simulation results of proposed effective layered method show improving BER performance about 1.3~1.5dB than conventional one.

수중통신을 위한 Turbo-Φ 부호화기의성능분석

박태두(Park Tae Doo),김민혁(Kim Min Hyun),임병수(Lim Byeong Su),정지원(Jung Ji Won),배진수(Jinsoo Bae),윤석호(Seokho Yoon),김광순(Kim Kwang Soon),이성로(Seong Ro Lee) 한국통신학회 2011 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11

Cross Layer를 이용한 Hybrid ARQ System 분석

박태두(Tae-Doo Park),김민혁(Min-Hyuk Kim),김철승(Chul-Seong Kim),정지원(Ji-Won Jung) 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.11

차세대 이동 통신에서는 고품질, 고속 통신의 멀티미디어 서비스를 요구한다. 이러한 서비스를 만족시키기 위해서는 강력한 오류 정정 기법이 사용된다. ARQ(Auto Repeat Request) 기법은 전송 효율적인 측면, 그리고 FEC(Forward Error Correction) 기법은 높은 신뢰도면에서 취약한 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 서로 보완한 H-ARQ(Hybrid Auto Repeat Request) 시스템이 현재 연구 중에 있다. 따라서 본 논문에서는 cross layer를 이용한 H-ARQ 시스템을 분석하였다. Cross layer coding 기법과 H-ARQ type, 채널 환경에 따라 적합한 H-ARQ 방식을 BER 성능과 전송 효율 분석을 통해 제안한다. High quality and high speed multimedia services will be required in the next generation mobile communications. To satisfy these services, powerful error correction techniques are used. ARQ(Auto Repeat Request) techniques, aspects of the throughput, and FEC(Forward Error Correct) techniques have disadvantages in terms of reliability. H-ARQ (Hybrid Auto Repeat Request) systems have been studied extensively as a solution of these disadvantages. In this paper introduce double layer coding and H-ARQ type, proposed H-ARQ system using double layer coding methods. Simulate BER performance and throughput. And we suggest that according to channel condition suitable H-ARQ type.