레일리페이딩채널에서의 DPC 부호의성능분석 * 김준성, * 신민호, * 송홍엽 00 년 7 월 1 일 * 연세대학교전기전자공학과부호및정보이론연구실
발표순서 서론 복호화방법 R-BP 알고리즘 UMP-BP 알고리즘 Normalied-BP 알고리즘 무상관레일리페이딩채널에서의표준화인수 모의실험결과및고찰 결론 Codig ad Iformatio Theory ab /15
서론 ow Desity Parity Check codes 196년 Gallager에의해처음제안됨 패리티검사행렬 H의원소들이대부분 0 인선형블록부호 확률적인반복복호방법을사용하여 Shao의채널용량한계에근접하는성능을보임 DPC 부호의복호의복잡도를줄이는방법에대한연구 UMP-BP 알고리즘, R-BP 알고리즘 (J. Che, M.P.C.Fossorier => 레일리페이딩채널환경에서의성능분석 Codig ad Iformatio Theory ab 3/15
복호화방법 채널모델 BPSK 변조방식 Codeword : c 송신되는 sequece : s 수신된신호 : ( c, c y,, c 1 N s ( s, s v,, sn, s c 1, 1,,, N 1 v N 0 : mea 0, variace 인랜덤변수 Codig ad Iformatio Theory ab 4/15
파라미터 R-BP 알고리즘 : 수신된 으로부터얻어지는 bit 의 log-likelihood ratio p( c 1 y 4 여기서는 F l y p( c 0 y N0 : check ode m에서 bit ode 으로가는 bit 의 log-likelihood ratio F m m : bit ode 에서 check ode m 으로가는 bit 의 log-likelihood ratio : 매번반복복호시에계산되는 bit 의 a posteriori log-likelihood ratio N( m : H m 1 M ( m : H 1 N \ m ( m : bit 을제외한 N(m M \ y ( m: check 을제외한 M ( : check m 에관여하는 bit 의집합 : bit 에관여하는 check 의집합 Codig ad Iformatio Theory ab 5/15
초기화 (Iitialiatio 각각의 m, 에대하여 m F R-BP 알고리즘 반복복호 (Iterative processig 행방향 (check ode 각각의 m, 에대하여 T m m ' N ( m\ 1T l 1T 1 exp( 1 exp( m m m' m' Codig ad Iformatio Theory ab 6/15
R-BP 알고리즘 열방향 (bit ode 각각의 m, 에대하여 m F Hard decisio F c m' m' M ( \ m m mm ( cˆ ˆ cˆ 1 0 (i, if H cˆ 0 c if 0 ˆ 0 ĉ (ii => 를 codeword 로결정, 반복복호끝냄 ˆ 0 H c => 다시반복복호수행 정해진반복복호숫자까지결과가나오지않을때 => 복호실패 Codig ad Iformatio Theory ab 7/15
초기화 (Iitialiatio 각각의 m, 에대하여 UMP-BP 알고리즘 m y 반복복호 (Iterative processig 행방향 (check ode m 1, 0, if if m m 0 0 m m T m N ( m ' N ( m\ mod 1 exp( 1 exp( m' m' ( 1 m m exp(mi exp(mi ' N ( m\ ' N ( m\ m' m' 1 1 m m m ( 1 mi ' N ( m\ m' Codig ad Iformatio Theory ab 8/15
UMP-BP 알고리즘 열방향 (bit ode m y y Hard decisio c m' m' M ( \ m m mm ( cˆ ˆ cˆ 1 0 (i, if H cˆ 0 c if 0 ˆ 0 (ii => 를 codeword 로결정, 반복복호끝냄 ˆ 0 H c ĉ => 다시반복복호수행 정해진반복복호숫자까지결과가나오지않을때 => 복호실패 Codig ad Iformatio Theory ab 9/15
Normalied-BP 알고리즘 R-BP 알고리즘과 UMP-BP 알고리즘의차이점분석 R-BP 알고리즘과 UMP-BP 알고리즘의차이는 m 을 구하는방법에있음 m _ R m _ UMP m _ UMP 과의부호는같고크기는가항상더크다 => 표준화인수 E E m _ UMP m _ R => m m m ( 1 mi ' N ( m\ m' / Codig ad Iformatio Theory ab 10/15
무상관레일리페이딩채널에서의표준화인수 출력 1 인 BPSK 변조방식에서레일리페이딩채널을지난출력 y에대한 coditioal pdf => => => 1 ( y a p( y a exp a : 표준화된레일리페이딩인수, [ E a ] 1, p( a a exp( a m p( P( x 0 y, a log P( x 1 y, a m 0 exp y a ( y a / 8a / E[ m _ R ] ( m1 m3 / 3 m5 / 5 W E[ m _ UMP ] p( m dm dy 0 y k W m k [ E(tah( m / ] exp( a, =( 행무게 -1 da Codig ad Iformatio Theory ab 11/15 W
모의실험결과및고찰 길이 190 인비균일 DPC 부호의성능 of DPC code o Ucorrelated Rayleigh Fadig Chael (N=190 0Performace 10 Normalied-BP (itr=80 UMP-BP (itr=80 R-BP (itr=80 10-1 Bit error rate 10-10 -3 0 1 3 4 5 6 7 8 9 10 Eb/No Codig ad Iformatio Theory ab 1/15
모의실험결과및고찰 길이 0000 인균일 DPC 부호의성능 Performace Aalysis of DPC code o Ucorrelated Rayleigh Fadig Chael (N=0000 10 0 Normalied-BP (itr=80 UMP-BP (itr=80 R-BP (itr=80 10-1 Bit error rate 10-10 -3 10-4 0 1 3 4 5 6 7 Eb/No Codig ad Iformatio Theory ab 13/15
모의실험결과및고찰 복호에성공했을경우의평균반복복호횟수 알고리즘 ` E b /N o 1.5.5 3 3.5 4 4.5 5 R-BP 30.7.5.6 19.6 15.9 1.1 9.8 8.4 UMP-BP 17.0 15.7 16.4 16.0 13.0 11.0 10. 8.6 Normalied-BP 3.1.7.7 0.8 16.1 13.0 10.8 8.5 Codig ad Iformatio Theory ab 14/15
결론 UMP-BP 알고리즘을개선시킨 Normalied-BP 알고리즘은레일리페이딩채널환경에서도 AWGN 채널환경에서와마찬가지로복호의복잡도를줄이면서 R-BP 알고리즘에근접하는성능을가진다. Codig ad Iformatio Theory ab 15/15