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레일리 페이딩 채널에서 W-CDMA 시스템의 초기 셀 탐색 성능 해석
송문규,Song, Moon-Kyou 대한전자공학회 2001 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.38 No.4
The 3-step cell search has been considered for fast acquisition of the scrambling code unique to a cell in the W -CDMA system. In this paper, the performance of the cell search scheme is analyzed in Rayleigh fading channels. And the system parameters for cell search scheme and the design parameters for the receivers are examined. The probabilities of detection, miss and false alarm for each step are derived in closed forms based on the statistics of CDMA noncoherent demodulator output. Through the analysis, the effect of threshold setting and post detection integration for each step is investigated, and the optimal values of the power allocation for the synchronization channels are also considered. The number of post-detection integrations for each step is a design parameter for the receiver, and the optimum values may depend on not only the power allocation for each channel related to the cell search, but the false alarm penalty time. It is shown that optimal values could be determined through the analysis. Also, the cumulative probability distribution of the average cell search time is obtained. W-CDMA 시스템에서 각 셀마다 고유하게 할당된 스크램블링 부호의 신속한 획득을 위해 3 단계 셀 탐색 기법의 사용이 고려되어 왔다. 본 논문에서는 레일리 페이딩 채널에서 초기 셀 탐색 기법의 성능을 해석한다. 셀 탐색 방법에 대한 시스템 파라미터와 수신기의 설계 파라미터의 영향을 고찰한다. 각 단계마다 검파 확률과 실패 확률, 오경보 확률을 CDMA 넌코히런트 복조기 출력의 통계량을 근거로 하여 closed form으로 유도하였다. 해석을 통해 각 단계의 임계값과 사후 검파 적분의 효과를 고찰하였으며, 동기 채널들에 대한 최적의 전력비를 고찰하였다. 각 단계에 대한 사후 검파 적분의 횟수는 수신기에 대한 설계 파라미터이며, 그 최적값은 셀 탐색을 위한 채널의 전력 할당비 뿐 아니라 오경보 패널티 시간 등에 의존한다. 이들 파라미터의 최적값을 얻기 위해 본 논문의 해석이 사용될 수 있음을 보인다. 또한 해석을 통해 평균 셀 탐색 시간의 누적 확률 분포를 얻는다.
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송문규,공민한,임명섭,Song Moon-Kyou,Kong Min-Han,Lim Myoung-Seob 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.8C
본 논문에서는 소실 복호 기능을 갖는 가변형 Reed-Solomon(RS) 복호기가 수정 유클리드 알고리즘(modified Euclid's algorithm; MEA)을 기반으로 설계되었다. 복호기의 가변성은 원시 RS(255, 239, 8) 부호와는 다른 RS(124, 108, 8) 부호를 기반으로 단축과 펑처링을 통해 구현된다. 이렇게 하므로써 복호 시간을 단축시켰다. 복호기는 4단계 파이프라인 구조를 갖으며, 파이프라인의 각 단계는 서로 다른 클럭으로 동작할 수 있도록 설계하였다. 따라서 MEA 블록에 고속 클럭을 사용하므로써 복호기의 복잡도 및 복호 지연을 단축할 수 있으며, 버스트 및 연속 모드의 복호를 모두 지원한다. 설계된 복호기는 VHDL로 구현하고 FPGA에 합성하였으며, 3,717개의 로직 셀과 2,048 비트의 메모리가 사용되었다. 설계된 복호기는 최고 33MByte/sec의 데이터를 복호 할 수 있다. In this paper, a variable Reed-Solomon(RS) decoder with erasure decoding functionality is designed based on the modified Euclid's algorithm(MEA). The variability of the decoder is implemented through shortening and puncturing based on the RS(124, 108, 8) code, other than the primitive RS(255, 239, 8) code. This leads to shortening the decoding latency. The decoder performs 4-step pipelined operation, where each step is designed to be clocked by an independent clock. Thus by using a faster clock for the MEA block, the complexity and the decoding latency can be reduced. It can support both continuous- and burst-mode decoding. It has been designed in VHDL and synthesized in an FPGA chip, consuming 3,717 logic cells and 2,048-bit memories. The maximum decoding throughput is 33 MByte/sec.
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소실 복호 기반의 수정된 PTS 기법을 이용한 OFDM 신호의 PAPR 감소
공민한,송문규,Kong, Min-Han,Song, Moon-Kyou 한국통신학회 2007 韓國通信學會論文誌 Vol.32 No.8c
본 논문에서는 RS(Reed-Solomon) 부호의 소실 복호를 이용한 수정된 PTS(Partial Transmit Sequences) 기법을 제안한다. 송신기에서 서브블록으로 분할된 RS 부호어의 체크 심볼의 일부만을 위상 가중치에 의하여 위상 천이 한다. 수신기에서 위상 가중치에 의하여 수정된 체크 심볼을 소실로 간주하여 수신 부호어를 복호한다. 이렇게 하여 송신기에서 선택된 위상 가중치에 대한 부가 정보를 전송할 필요가 없어진다. 또한 선택된 위상 가중치에 대한 추정 과정이 불필요하므로 수신기 복잡도가 감소한다. 부가 정보의 전송 에러나 위상 가중치의 추정 에러로 인한 성능 저하도 없다. 제안한 PTS 기법의 성능을 평가하기 위해 PAPR의 CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)와 BER(Bit Error Rate)을 기존의 PTS 기법과 비교한다. In this paper, a modified PTS(Partial Transmit Sequences) technique that uses erasure decoding of RS (Reed-Solomon) codes is presented. At the transmitter, some check symbols in a RS codeword partitioned into subblocks are phase-rotated by phase factors. The receiver decodes received codewords by regarding the phase-rotated check symbols as erasures. Hence, this technique does not need to transmit the side information about the phase factors chosen at the transmitter. The complexity of the receiver is also reduced since the estimation process for the phase factors is not required in the receiver. There is no performance degradation due to the transmission error of the side information or the estimation error of the phase factors. To evaluate the performance of the proposed PTS technique, the CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function) of PAPR and the BER(Bit Error Rate) are compared with those of the conventional PTS techniques.
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Reed-Solomon부호의 복호를 위한 수정 유클리드 알고리즘의 효율적인 반복 셀 구조
김우현,이상설,송문규,Kim, Woo-Hyun,Lee, Sang-Seol,Song, Moon-Kyou 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌, C Vol.c36 No.1
Reed-Solomon(RS) 부호는 CD-ROM, HDTV, ATM 그리고 디지털 VCR 등 여러 분야에서 연집(burst) 오류를 정정하기 위해 적용되어 왔다. RS 부호를 복호하기 위해서는 Berlekamp-Massey 알고리즘, 유클리드 알고리즘 그리고 수정 유클리드 알고리즘(MEA)이 개발되었다. 최근에는 이들 중에서도 MEA가 가장 자주 사용되었다. 본 논문은 부호의 복호에 사용되는 MEA을 위한 효율적인 반복 셀 구조를 제안한다. 제안된 구조의 두 가지 주된 특징은 다음과 같다. 첫째, MEA의 수행에 있어 기존의 방법[1] 보다 약 25% 적은 수의 클럭 사이클을 이용한다. 둘째, MEA 수행에 소비되는 클럭 사이클의 수가 부호의 길이 n보다 큰 경우 MEA 셀의 개수를 줄일 수 있었으며, 수신된 워드를 위한 버퍼 요구량 또한 줄일 수 있었다. 예로써 (128,124) RS 부호에 대한 MEA 회로가 VHDL을 통하여 기술되고 검증된다. Reed-Solomon(RS) codes have been employed to correct burst errors in applications such as CD-ROM, HDTV, ATM and digital VCRs. For the decoding RS codes, the Berlekamp-Massey algorithm, Euclidean algorithm and modified Euclidean algorithm(MEA) have been developed among which the MEA becomes the most popular decoding scheme. We propose an efficient recursive cell architecture suitable for the MEA. The advantages of the proposed scheme are twofold. First, The proposed architecture uses about 25% less clock cycles required in the MEA operation than[1]. Second, the number of recursive MEA cells can be reduced, when the number of clock cycles spent in the MEA operation is larger than code word length n. thereby buffer requirement for the received words can be reduced. For demonstration, the MEA circurity for (128,124) RS code have been described and the MEA operation is verified through VHDL.
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서영동,공민한,송문규,Seo, Young-Dong,Kong, Min-Han,Song, Moon-Kyou 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.1
WiMAX 표준인 IEEE 802.16e의 OFDMA 물리 계층에서는 채널 환경과 다양한 전송 성능의 요구에 부응하기 위해서 다양한 부호율과 부호 길이를 갖는 총 114가지의 가변 LDPC 부호를 정의하고 있다. 본 논문에서는 AWGN 채널에서 Min-Sum 복호 알고리즘을 사용한 시뮬레이션을 통해 부호율 및 부호 길이에 따른 LDPC 부호들의 성능을 평가한다. 부호율은 감소하고 부호의 길이는 증가할수록 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 특히 각각 동일한 부호율에 대해 2가지의 LDPC 부호가 정 의 되 어 있는 2/3과 3/4의 부호율의 경우는 2/3A와 3/4B이 2/3B와 3/4A보다 우수한 성능을 보임을 확인하였다. 또한 반복횟수의 통계적 분석을 통한 반복횟수의 확률밀도함수를 통해 복호 복잡도를 파악하고, WER 성능을 추정하였다. 이상의 결과는 LDPC 복호기의 설계에서 부호의 성능과 복호 복잡도간의 절충을 위해 사용될 수 있다. The OFDMA Physical layer in the WiMAX standard of IEEE 802.16e adopts 114 LDPC codes with various code rates and block sizes as a channel coding scheme to meet varying channel environments and different requirements for transmission performance. In this paper, the performances of the LDPC codes are evaluated according to various code rates and block-lengths throueh simulation studies using min-sum decoding algorithm in AWGN chamois. As the block-length increases and the code rate decreases, the BER performance improves. In the cases with code rates of 2/3 and 3/4, where two different codes ate specified for each code rate, the codes with code rates of 2/3A and 3/4B outperform those of 2/3B and 3/4A, respectively. Through the statistical analyses of the number of decoding iterations the decoding complexity and the word error rates of LDPC codes are estimated. The results can be used to trade-off between the performance and the complexity in designs of LDPC decoders.
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