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멀티레벨 변조방식에서 LDPC 복호 알고리즘 - KMOU Repository

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Academic year: 2023

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LLR: n번째 비트 노드에서 수신된 데이터의 양 nldpc: 코딩 비트 크기. 그러나 Ka 대역 위성 전송 서비스, 강우감쇠, 비선형성 등으로 인해 신호 품질이 저하됩니다. 이는 매우 심각한 문제이므로 신호 손실을 효율적으로 보상하고 지속적으로 전송 서비스를 제공할 수 있는 전송 기술의 개발이 필요하다. . 신뢰할 수 없는 광대역 위성 전송 채널에서 다채널 고품질 서비스를 제공하기 위해서는 채널 상태에 대한 강력한 오류 제어 방법을 사용해야 합니다.

이를 위한 오류 정정 방법으로 실제 복호 알고리즘에서 Shannon 채널 용량에 가까운 LDPC(Low Density Parity Check) 부호 방식이 주목받고 있다[2,3,4]. 또한 DVB-S2는 BC(Backward Compactible) 모드를 제공합니다. 이 방법 역시 코드 블록이 커지면 패리티 검사 행렬의 변환이 복잡해지고, 인코딩 과정에서 발생하는 일부 부분 행렬은 역행렬을 가져야 한다는 단점도 있다.

주어진 블록 크기가 N = 64800이므로 위의 두 알고리즘 역시 이를 인코딩하기 위해서는 많은 계산이 필요하기 때문에 각 주소를 저장하고 그에 맞춰 인코딩하는 패리티 주소 스태킹 방식을 사용한다. 행렬은 다음과 같은 형태로 표현될 수 있다 이는 DVB-S2 표준에서 권장하는 코딩 속도입니다. DVB-S2에서 제공하는 각 인코딩에 대한 코드 크기 N과 정보 소스 크기 K는 아래 표와 같습니다.

그림 2.1 Parity Check Matrix 의 submatrix  Fig. 2.1 Submatrix submatrix of Parity Check Matrix
그림 2.1 Parity Check Matrix 의 submatrix Fig. 2.1 Submatrix submatrix of Parity Check Matrix

DVB DVB DVB

채널이 메모리리스 AGWN 및 ISI 채널인 경우 해당 채널의 전송 확률은 다음과 같이 표현될 수 있습니다. 여기서 rn은 수신된 벡터 r의 특정 위치 n에 위치한 요소를 의미한다. 이렇게 하려면 다음과 같이 log-domain으로 변경합니다.

다음 그림 2-2(b)는 CNU의 제어 노드에서 나올 수 있는 비트의 확률을 계산하는 그림으로, 제어 노드의 확률을 계산한다.

그림 2.2 LDPC 복호화 과정
그림 2.2 LDPC 복호화 과정

Euclidean Euclidean Euclidean

기호는 그림 3.2와 같이 회색 코드로 표시됩니다. 송신 측에서는 인코더의 출력이 3비트로 그룹화되어 변조기로 전송되고 디코더는 수신된 I/Q 채널을 사용하여 각 기호에 대해 3비트를 보냅니다. 복조기에. 당신은 그것을 만들 수 있어야합니다. Ungerboeck 파티셔닝을 이용하여 3비트를 수행하는 방법은 다음의 수식 [7]을 이용하여 결정될 수 있다. 이렇게 얻은 각 비트별 거리를 보면 각 비트가 양수인지 음수인지에 따라 LDPC 디코더에 입력되는 값도 양수 또는 음수로 입력되는 것을 알 수 있다.

그러나 위의 알고리즘은 거리를 구하기 위해 제곱근과 제곱을 사용하기 때문에 하드웨어 설계 시 복잡하다는 단점이 있다.

그림 3.3 각 비트들에 대한 Euclidean 거리
그림 3.3 각 비트들에 대한 Euclidean 거리

Sector Sector Sector

우리는 호가 어느 사분면에 있는지에 따라 비트를 분할하는 방법을 제안합니다. 첫 번째 비트인 비트 1은 Q 축 주위에 배치되고 비트 1은 I 축 주위에 배치되었으며 비트 3은 각 사분면 내에 할당되었습니다. 따라서 비트 1은 I축 주위에 위치하므로 수신 신호의 I 성분이고, 비트 2는 Q축 주위에 위치하므로 수신 신호의 Q 성분입니다.

I/Q 채널을 이용한 3비트 방송 방식과 Ungerboeck 파티션을 이용한 최소 거리 계산을 이용한 3비트 방송 방식의 성능은 아래 그림 3.5와 같다. 이것의 목적은 버스트 오류를 ​​무작위 오류로 전환하여 반복 중에 성능을 향상시키는 것입니다. BC 모드에서 변조 방식은 계층적 변조 방식으로 그림 3.10과 같은 성상도를 갖는다.

각 사분면은 3비트로 구성되며 처음 2비트는 HP(High Priority)가 있는 DVB-S 연결 코드 출력의 코딩 부분이고 마지막 비트는 LP(I low Priority)가 있는 DVB-S2의 LDPC 코드 출력입니다. . 코딩비트입니다. 따라서 본 논문에서는 불균일한 위상 분포에서 인접 심볼 각각의 위상각에 따른 LDPC의 성능을 분석하였다. 성능 분석 시 3장에서 소개한 유클리드 거리와 본 논문에서 제안한 섹터를 이용하여 LP당 비트를 할당하였다.

다음 그림 3.11과 그림 3.12는 유클리드 거리를 이용한 방법과 섹터를 이용한 방법의 성능을 비교한 것이다. 따라서 본 논문에서는 본 논문에서 제안한 섹터를 활용하는 방식이 BC 모드에서 효과적임을 알 수 있다. 개별 비트로 분리할 때 성능은 각 비트의 간격과 관련되므로 분리 방법이 성능에 영향을 미칩니다.

본 연구에서는 기존의 유클리드 거리를 이용한 분리 방식을 분석하여 섹터를 활용하는 방식을 제안하였지만, 하드웨어 구현 측면에서 많은 연산량이 필요하기 때문에 성능 저하가 적다. BC 모드는 기존 가입자가 DVB-S나 DVB-S2 표준 수신기 중 하나만 갖고 있어도 수신이 가능한 모드이다. 이는 변조 방식이 계층적 변조 방식, 즉 변조 시 심볼의 위상이 불균일하게 분할되기 때문이다. . 본 연구에서는 불균일한 위상 분포에서 인접한 각 심볼의 위상각에 따른 LDPC 성능을 분석하였다.

또한, 유클리드 거리를 이용한 기존 방법과 본 논문에서 제안하는 섹터를 이용한 방법의 성능을 비교한 결과, 본 논문에서 제안하는 섹터를 이용한 방법이 BC 모드에서 약간의 장점이 있음을 알 수 있었다.

그림 3.4 Sector방식을 이용하기 위한 8PSK 성상도  Fig. 3.4 8PSK Constellation according to sector.
그림 3.4 Sector방식을 이용하기 위한 8PSK 성상도 Fig. 3.4 8PSK Constellation according to sector.

Gambar

그림 2.1 Parity Check Matrix 의 submatrix  Fig. 2.1 Submatrix submatrix of Parity Check Matrix
표 2.1 코딩 파라메타( n ldpc =64800)
표 2.2 코딩 파라메타( n ldpc =16200)
표 2.3 DVB-S2에서 제공하는 코딩 파라메타  Table 2.3 Coding parameters for DVB-S2  Coding rate
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Referensi

Dokumen terkait

Many loca non-governmental organizations with which I had interviews either were established after 2011 with a specific aim to work with refugees[2] or shifted their operational