가변 블록 길이 부호어의 연속 복호를 위한 가변형 Reed-Solomon 복호기

송문규,공민한 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.41 No.3

이 논문에서는 임의의 블록 길이 n과 메시지 길이 k를 갖는 Reed-Solomon (RS) 부호를 연속적으로 복호하도록 프로그램 될 수 있는 가변형 RS 복호기의 효율적인 구조를 제안한다. 이 복호기는 단축형 RS 부호의 복호를 위해 영을 삽입할 필요가 없도록 하며, 변수 n과 k, 결과적으로 에러정정 능력 t의 값들을 매 부호어 블록마다 변화시킬 수 있다. 복호기는 수정 유클리드 알고리즘(modified Euclid's algorithm; MEA)을 기반으로 한 3단계 파이프라인 처리를 수행한다. 각 단계는 분리된 클럭에 의해 구동될 수 있으므로 단계 2 그리고/또는 단계 3에 고속 클럭을 사용함으로써 단지 2단계의 파이프라인 처리로 동작시킬 수 있다. 또한 입출력에서 서로다른 클럭을 사용하는 경우에도 사용할 수 있다. 각 단계는 가변 블록 길이를 갖는 RS 부호를 복호하기에 적합한 구조를 갖도록 설계되었다. 변화하는 t 값을 위해 MEA의 새로운 구조가 설계된다. MEA 블록에서 천이 레지스터들의 동작 길이는 하나 감소되었으며, t의 서로 다른 값에 따라서 변화될 수 있다. 간단한 회로로써 동작 속도를 유지하기 위해 MEA 블록은 재귀적 기법과 고속 클럭킹 기법을 사용한다. 이 복호기는 버스트 모드 뿐 아니라 연속 모드로 수신된 부호어를 복호할 수 있으며, 과 가변성으로 인해 다양한 분야에서 사용될 수 있다. GF(2$^{8}$ ) 상에서 최대 10의 에러정정 능력을 갖는 가변형 RS 복호기를 VHDL로 설계하였으며, FPGA 칩에 성공적으로 합성하였다. In this paper, we present an efficient architecture of a versatile Reed-Solomon (RS) decoder which can be programmed to decode RS codes continuously with my message length k as well as any block length n. This unique feature eliminates the need of inserting zeros for decoding shortened RS codes. Also, the values of the parameters n and k, hence the error-correcting capability t can be altered at every codeword block. The decoder permits 3-step pipelined processing based on the modified Euclid's algorithm (MEA). Since each step can be driven by a separate clock, the decoder can operate just as 2-step pipeline processing by employing the faster clock in step 2 and/or step 3. Also, the decoder can be used even in the case that the input clock is different from the output clock. Each step is designed to have a structure suitable for decoding RS codes with varying block length. A new architecture for the MEA is designed for variable values of the t. The operating length of the shift registers in the MEA block is shortened by one, and it can be varied according to the different values of the t. To maintain the throughput rate with less circuitry, the MEA block uses both the recursive technique and the over-clocking technique. The decoder can decodes codeword received not only in a burst mode, but also in a continuous mode. It can be used in a wide range of applications because of its versatility. The adaptive RS decoder over GF(2$^{8}$ ) having the error-correcting capability of upto 10 has been designed in VHDL, and successfully synthesized in an FPGA chip.

자연어 처리 모델을 활용한 블록 코드 생성 및 추천 모델 개발

전인성,송기상 한국정보교육학회 2022 정보교육학회논문지 Vol.26 No.3

In this paper, we develop a machine learning based block code generation and recommendation model for the purpose of reducing cognitive load of learners during coding education that learns the learners block that has been made in the block programming environment using natural processing model and fine-tuning and then gen­erates and recommends the selectable blocks for the next step. To develop the model, the training dataset was produced by pre-processing 50 block codes that were on the popular block programming language web site ‘Entry’. Also, after dividing the pre-processed blocks into training dataset, verification dataset and test dataset, we developed a model that generates block codes based on LSTM, Seq2Seq, and GPT-2 model. In the results of the performance evaluation of the developed model, GPT-2 showed a higher performance than the LSTM and Seq2Seq model in the BLEU and ROUGE scores which measure sentence similarity. The data results generated through the GPT-2 model, show that the performance was relatively similar in the BLEU and ROUGE scores ex­cept for the case where the number of blocks was 1 or 17. 본 논문에서는 코딩 학습 중 학습자의 인지 부하 감소를 목적으로 자연어 처리 모델을 이용하여 전이학습 및 미세조정을 통해 블록 프로그래밍 환경에서 이미 이루어진 학습자의 블록을 학습하여 학습자에게 다음 단계에서 선택가능한 블록을 생성하고 추천해주는 머신러닝 기반 블록 코드 생성 및 추천 모델을 개발하였다. 모델 개발을 위해 훈련용 데이터셋은 블록 프로그래밍 언어인 ‘엔트리’ 사이트의 인기 프로젝트 50개의 블록 코드를 전 처리하여 제작하였으며, 훈련 데이터셋과 검증 데이터셋 및 테스트 데이터셋으로 나누어 LSTM, Seq2Seq, GPT-2 모델을 기반으로 블록 코드를 생성하는 모델을 개발하였다. 개발된 모델의 성능 평가 결과, GPT-2가 LSTM과 Seq2Seq 모델보다 문장의 유사도를 측정하는 BLEU와 ROUGE 지표에서 더 높은 성능을 보였다. GPT-2 모델을 통해 실제 생성된 데이터를 확인한 결과 블록의 개수가 1개 또는 17개인 경우를 제외하면 BLEU와 ROUGE 점수에서 비교적 유사한 성능을 내는 것을 알 수 있었다.

PAPR 저감을 위한 개선된 블록 코딩 방식의 성능 평가

이윤희,정기호,유흥균 한국전자파학회 2002 한국전자파학회논문지 Vol.13 No.9

본 논문에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템에서 발생하는 중요한 문제점인 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 저감하기 위하여 개선된 블록 코딩 방식을 제안하고 코딩 이득을 분석한다. 부반송파수가 N인 경우, 기존 블록 코딩 방식에서는 블록 인코더 1 개를 이용하지만, 제안된 블록 코딩 방식은 블록 인코더 2개를 이용한다. 이 방식은 기존 블록 코딩과 비교하여 동일한 PAPR 저감 능력을 가지면서도 코드율을 2배로 증가시켜서 스펙트럼 효율을 2배로 개선시킨다. 또한 코드 블록당 1 개의 오류가 정정된다는 가정 하에서 BER 성능 평가를 수행하였다. In this paper, we propose an improved block coding scheme for PAPR reduction in the OFDM communication system. Unlike the conventional block coding scheme which uses one block encoder of subcarrier N, two block encoders of subcarrier N/2 is used for the proposed block coding scheme. This not only improves the coding gain, but enhances the spectral efficiency by twice due to the increment of code rate. PAPR Reduction performance is the same as the conventional block coding. When BER is $10^{-4}$, the proposed block coding scheme has coding gain of 0.5 dB than the conventional scheme.

블록기반 부호화 비디오에서 인과적 블록 경계정합을 이용한 적응적 오류 검출

주용수,김태식,김남철 한국통신학회 2004 韓國通信學會論文誌 Vol.29 No.8C

본 논문에서는 블록기반으로 부호화된 비디오 영상에서 전송 오류로 인하여 발생하는 화질저하를 개선하기 위하여 인과적 블록경계 정합법을 사용하여 효율적으로 복호가능 오류를 검출하는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법에서는 먼저 현재 블록의 경계들과 인과적 주위블록외 경계들간 부정합 전력을 계산한다. 다음, 이렇게 구한 부정합 전력들 중 하나라도 인과적 주위 블록들의 통계적 특성을 사용하여 적응적으로 구한 역치보다 크면 오류가 있는 것으로 판단한다. 실제로 H.263으로 부호화된 비디오를 가지고 $10^{-3}$-$10^{-4}$ BERs에서 16비트 연속적인 비트 에러를 가지는 환경에서 제안한 방법을 적용하였다. 기존의 블록경계정합 오류검출법의 하나인 Zeng의 방법과 비교하면, 에러 검출율의 향상은 최대 20%, 그리고 검출된 오류를 은닉 처리한 결과영상의 PSNR 향상은 최대 3.5㏈임을 보여준다. In this Paper, we Propose an effective boundary matching based error detection algorithm using causal neighbor blocks to improve video quality degraded from channel error in block-coded video. The proposed algorithm first calculates boundary mismatch powers between a current block and each of its causal neighbor blocks. It then decides that a current block should be normal if all the mismatch powers are less than an adaptive threshold, which is adaptively determined using the statistics of the two adjacent blocks. In some experiments under the environment of 16bi1s burst error at bit error rates (BERs) of 10$^{-3}$ -10$^{-4}$ , it is shown that the proposed algorithm yields the improvements of maximum 20% in error detection rate and of maximum 3.5㏈ in PSNR of concealed kames, compared with Zeng's error detection algorithm.

Efficient Decoding Technique for Block Product Turbo Codes

Je-Hun Lim,Young-Joon Song 보안공학연구지원센터 2016 International Journal of Multimedia and Ubiquitous Vol.11 No.8

In this paper, we propose an efficient technique for an iterative soft input soft output (SISO) decoding algorithm of block turbo codes with constituent Hamming codes. Pyndiah’s iterative decoding algorithm for block turbo codes supports various code rates by using concatenation, and shows high bit error rate (BER) performance in an additive white Gaussian noise channel (AWGN) environment as the iterative decoding progresses. However, one disadvantage of this code is that the delay increases during decoding with an increasing number of iterations. By employing syndrome-based iterative SISO decoding and iterative SISO decoding using an alpha value, we could obtain high BER performance. In addition, we propose a SISO-hybrid maximum likelihood decoding (SISO-H-MLD) algorithm which achieves almost the same performance as SISO decoding while reducing the number of iterations.

가변 LDPC 부호의 성능과 반복횟수 통계

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.

IHDD-GRAND Algorithm for Decoding Symmetric Block-Wise Concatenated BCH Codes

Gabriel,Jeongseok Ha 한국통신학회 2024 韓國通信學會論文誌 Vol.49 No.3

Block-wise concatenated Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BC-BCH) codes are shown to have excellent error-correcting capability under hard-decision decoding. The variant of BC-BCH codes, namely symmetric BC-BCH (SBC-BCH) codes, is later introduced to improve the error-correcting performance of BC-BCH codes. In this work, we propose a new hard-decision algorithm, IHDD-GRAND, which aims to further enhance the error-rate of SBC-BCH codes. The proposed algorithm uses GRAND as an auxiliary decoder for the IHDD, and it can be efficiently implemented by utilizing the error-confinement property of SBC-BCH codes. It will be shown that the proposed algorithm significantly improves the error-correcting performance of SBC-BCH codes.

응용프로그램 역분석 방지를 위한 코드블록 암호화 방법

정동우(Dong-Woo Jung),김형식(Hyong-Shik Kim),박중길(Joong Gil Park) 한국정보보호학회 2008 정보보호학회논문지 Vol.18 No.2

실행코드의 변조와 역분석(reverse engineering)을 방지하기 위한 대표적인 방법은 실행코드를 암호화하는 것이다. 본 논문에서는 키체인(key chaining) 방식의 블록암호화 기법을 이용하여 응용프로그램을 암호화하는 방법을 제안한다. 키체인 방식의 블록암호화 기법은 키가 블록의 내부에 은닉되어 있고 각 블록의 키가 서로 다르다는 장점을 갖지만, 제어이동을 필요로 하는 프로그램에 적용하기에는 적합하지 않다고 알려져 있다. 본 논문에서는 실행코드에서의 제어이동 명령어에 대해서도 키체인 방식을 효과적으로 적용할 수 있도록 블록을 변형시키거나 중복시키는 방법을 제시하고, MIPS 명령어집합을 이용하여 가능성을 분석한다. One of the typical methods to prevent tampering and reverse engineering on executable codes is to encrypt them. This paper proposes a code block cipher method based on key chaining to encrypt the code. The block cipher by key chaining has been known to be inadequate for encrypting the code with control transfer, even though the key chaining has advantage of hiding the keys in blocks and making the individual keys different from block to block. This paper proposes a block transformation and duplication method to apply the block cipher by key chaining to the executable codes with control transfer instructions, and shows the idea works with the MIPS instruction set.

On some double circulant codes of Crnkovic and disproof of his two conjectures

Heo, D.M.,Kim, J.L. North-Holland Pub. Co 2016 Discrete mathematics Vol.339 No.9

<P>Crnkovic (2014) introduced a self-orthogonal [2q, q - 1] code and a self-dual [2q + 2, q + 1] code over the finite field F-p arising from orbit matrices for Menon designs, for every prime power q, where q 1 (mod 4) and p a prime dividing q+1/2. He showed that if q is a prime and q = 12m +5, where m is a non-negative integer, then the self -dual [2q+2, q + 1] code over F-3 is equivalent to a Pless symmetry code. However for other values of q, he remarked that these codes, up to his knowledge, do not belong to some previously known series of codes. In this paper, we describe an equivalence between his self -dual codes and the known codes introduced by Gaborit in 2002. On the other hand, Cmkovid (2014) also conjectured that if p = 9211 is a prime, the self-orthogonal code and the self -dual code have minimum distance p + 3. We disprove this conjecture by giving two counter-examples in the case of the self-orthogonal code and the self-dual code, respectively when q = 25 and p = 13. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.</P>

블록기반 프로그래밍 코드의 수준 및 취약수준 측정방안

손원성 한국정보교육학회 2016 정보교육학회논문지 Vol.20 No.3

최근 SW 교육의 관심이 증대되고 프로그래밍 교육이 대학 학부교육의 주요한 부분으로 인식되고 있다. 특히 프로그래밍 입문 도구로서 블록 기반 프로그래밍 도구가 널리 사용되고 있으며 프로그래밍 입문자에게 기존 프로그래밍 언어와 비교하여 매우 다양한 장점들을 제공하고 있다. 한편 블록기반 프로그래밍 도구로 작성된 코드가 스크립트 언어일 경우 스크립트의 품질과 수준을 정교하게 측정하기 위해서는 상당한 노력을 기울어야 한다. 따라서 블록기반 프로그래밍 코드의 품질측정과 관련된 대부분의 연구는 단순히 프로그래밍 개념과 연관된 블록의 사용개수를 정량화하여 스크립트의 수준을 평가하고 있다. 그 결과 기존연구의 기법으로는 취약수준을 측정하거나 스크립트에 명시되지 않는 프로그래밍 개념에 대한 평가가 어렵다. 본 연구는 블록기반 프로그래밍 스크립트의 품질측정 및 취약수준 분석이 가능한 프레임워크를 제안한다. 프레임워크에서는 블록기반 프로그래밍 언어들이 내포한 다양한 프로그래밍 개념을 구조화한 평가 매트릭스를 구축하고 동 지표를 기반으로 스크립트의 품질 측정과 항목별 취약점 개선에 따른 수준향상 모델을 제안함으로써 개인별 수준진단 및 향후 개선 가능한 목표수준을 예측할 수 있도록 하였다. It is the latest fashion of interesting with software education in public school environment and also consider as high priority issue of curriculum for college freshman with programming 101 course. The block-based programming tool is used widely for the beginner and provides several positive features compare than text-based programming language tools. To measure quality of programming code elaborately which is based script language, it is need to very tough manual process. As a result the previously research related with evaluation of block-based script code has been focused very simple methods in which normalize the number of blocks used which is related with programming concept. In such cases in this, it is difficult to measure structural vulnerability of script code and implicit programming concept which doesn’t expose. In this research, the frameworks proposed which enable to measure and evaluate quality of code script of block-based programming tools and also provides method to find of vulnerability of script code. In this framework, the quality metrics is constructed to structuralize implicit programming concept and then developed the quality measure and vulnerability model of script to improve level of programming. Consequently, the proposed method enable to check of level of programming and predict the heuristic target level.