Research on distributed CRC architecture with galois field arithmetic for high-radix parallel turbo decoding

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 LTE-Advanced 시스템에 사용되는 병렬 터보 디코더를 높은 에너지 효율로 설계하는 기법에 대하여 논한다. 터보 디코더의 에너지 소모를 줄이기 위한 방안으로 조기 중단 기법이 사용되고 있으며, 그 중 가장 성능이 좋은 CRC(Cyclic
Redundancy Check)를 사용한 중단 기법을 효율적으로 설계하는 방안을 제시한다. 기존의 CRC 방식은 연산시간이 매우 오래 걸린다는 문제로 인해 매우 큰 지연시간과 디코더의 불필요한 동작을 야기하였다. 하지만 본 논문에서 제안하는 새로운 연산 방식의 분산형 CRC 기법을 사용하면 추가적인 지연시간과 에너지 소모 없이, 높은 에너지 효율의 병렬 터보 디코더를 설계할 수 있다. 본 논문은 분산형 CRC알고리즘을 다양한 구조의 하드웨어로 구현하였으며 시뮬레이션을 통하여 면적과 파워에 대한 데이터를 제시함으로써 최적의 하드웨어 구조를 제안한다.

목차 (Table of Contents)

• Chapter I Introduction . 1
• 1.1 Turbo Decoder. 1
• 1.2 Early stopping criteria . 4
• 1.2.1 CRC (Cyclic Redundancy Check) 4
• 1.2.2 HDA (Hard-Decision Aided) . 5
• 1.2.3 GENIE 5
• 1.2.4 Performance comparison 6
• 1.3 Motivation 7
• 1.4 Previous Works 8
• 1.5 Contributions . 10
• Chapter II Background . 12
• 2.1 CRC Attachment for LTE/LTE-Advanced Standard 12
• 2.2 CRC Based on Galois Field Operation . 13
• Chapter III Distributed CRC Architecture . 16
• 3.1 Distributed CRC Algorithm Analysis . 16
• 3.1.1 Bit-position based Algorithm (BP-Algorithm) . 16
• 3.1.2 Parallel Sequence based Algorithm (PS-Algorithm) . 18
• 3.2 Proposed Architectures for LTE-Advanced 19
• 3.2.1 Type1: Bit-position LUT based Architecture 20
• 3.2.2 Type2: Block-position LUT based Architecture. 23
• 3.2.3 Type3: Bit-parallel LFSR based Architecture . 27
• Chapter IV Advanced Distributed CRC Architecture 33
• 4.1 Weighted Data based Algorithm Analysis 33
• 4.2 Proposed Architectures for LTE-Advanced 35
• 4.2.1 Type4 : Parallel CRC based Architecture 35
• 4.2.2 Type5 : Weighted LFSR based Architecture . 39
• Chapter V Implementation Results 43
• 5.1 Performance Comparison of CRC Architecture 43
• 5.1.1 Performance analysis of Type1 to Type3 CRC module . 45
• 5.1.2 Performance analysis of advanced Type4 and Type5 CRC module . 47
• 5.2 Case Study for Early Stopped Parallel Decoders . 49
• Chapter VI Conclusion 53
• References . 54