직렬 연결 경련 코드

Serial concatenated convolutional codes

직렬연결경련코드(SCCC)는 터보(반복) 디코딩에 매우 적합한 FEC(Forward Error Correction) 코드의 한 종류다.[1][2] 소음이 많은 채널을 통해 전송되는 데이터는 우선 SCCC를 사용하여 인코딩할 수 있다. 수신 시, 전송 중에 발생한 오류를 제거하기 위해 코딩을 사용할 수 있다. 디코딩은 수신된 기호의 반복적인 디코딩 및 [de]인터리빙에 의해 수행된다.

SCCC는 일반적으로 내부 코드, 외부 코드 및 링크 인터리버를 포함한다. SCCC의 두드러진 특징은 재귀성 경련 코드를 내부 코드로 사용하는 것이다. 재귀적 내부 코드는 SCCC에 '인터리버 이득'을 제공하며, 이는 이들 코드의 우수한 성능의 원천이다.

SCCC의 분석은 1993년 터보 코드의 초기 발견에 의해 부분적으로 생성되었다. 이러한 SCCC의 분석은 1990년대에 NASA의 제트 추진 연구소(JPL)의 일련의 간행물에서 이루어졌다. 이 연구는 1) 합리적 복잡성으로 반복적으로('터보') 해독이 가능하고 2) 터보 코드에 버금가는 오류 보정 성능을 제공한다는 TCC를 터보와 같은 직렬 연결 코드의 형태로 제시했다.

이전 형태의 직렬 연결 코드는 일반적으로 반복적인 내부 코드를 사용하지 않았다. 또한, 이전 형태의 직렬 연결 코드에 사용된 구성 코드는 합리적인 소프트 인 소프트 아웃(SISO) 디코딩에 비해 일반적으로 너무 복잡했다. SISO 디코딩은 터보 디코딩에 필수적인 것으로 간주된다.

직렬 연결 경련 코드는 DVB-S2와 같은 통신 표준을 위해 제안되었지만 광범위한 상업적 용도를 발견하지 못했다. 그럼에도 불구하고, SCCC의 분석은 터보 코드와 LDPC 코드를 포함한 모든 유형의 반복 해독 코드의 성능과 한계에 대한 통찰력을 제공했다.[citation needed]

미국 특허 6,023,783은 일부 형태의 SCCC를 다룬다. 특허는 2016년 5월 15일에 만료되었다.[3]

역사

직렬 결합형 경련 코드는 먼저 S의 "인터리브 코드의 직렬 결합: 성능 분석, 설계 및 반복 디코딩"에서 터보 디코딩을 향한 시각으로 분석되었다. 베네데토, D. Divalar, G. Montorsi, F. 폴라라.[4] 이 분석은 터보 코드를 닮은 고성능, 터보 디코딩 가능한 직렬 연결 코드를 설계하기 위한 일련의 관측치를 산출했다. 이러한 관찰 중 하나는 "재귀적 경련형 내부 인코더를 사용하면 항상 중간 이득이 발생한다"[clarification needed]는 것이었다. 이는 블록 코드나 비복귀적 경련 코드를 사용하는 것과 대조적이며, 이는 유사한 상호간 이득을 제공하지 않는다.

SCCC에 대한 추가 분석은 D의 '터보 유사' 코드에 대한 코딩 이론에서 이루어졌다. Divalar, Hui Jin, 그리고 Robert J. McElice.[5] 이 논문은 내부 2개 상태 재귀성 경련 코드('어큐뮬레이터' 또는 패리티-체크 코드라고도 함)의 직렬 결합인 반복-축적(RA) 코드를 외부 코드로 단순 반복 코드를 분석하였으며, 두 코드는 인터리버에 의해 연결되었다. RA 코드의 성능은 구성 코드의 단순성을 고려할 때 상당히 양호하다.

SCCC 코드는 "속도-1 내부 코드가 있는 직렬 터보 트렐리스 코드 변조"[6]에서 자세히 분석되었다. 이 논문에서 SCCC는 고차 변조 체계와 함께 사용하도록 설계되었다. 단지 두 개 또는 네 개 주에서만 내부 및 외부 구성성분 코드의 우수한 수행 코드가 제시되었다.

인코더 예제

그림 1은 SCCC의 예다.

그림 1. SCCC 인코더

예시 인코더는 16주 외부 경련 코드와 인터리버에 의해 연결된 2주 내부 경련 코드로 구성된다. 표시된 구성의 자연 코드 속도는 1/4이지만, 내부 및/또는 외부 코드는 필요에 따라 더 높은 코드 비율을 달성하기 위해 구멍을 뚫을 수 있다. 예를 들어, 전체 코드 비율 1/2은 외부 경련 코드를 3/4 등급으로, 내부 경련 코드를 2/3 등급으로 지정하여 달성할 수 있다.

SCCC의 터보 디코딩에는 재귀성 내부 경련 코드가 바람직하다. 내부 코드는 합리적인 성능으로 1/1의 비율로 구멍을 뚫을 수 있다.

예시 디코더

반복적인 SCCC 디코더의 예.

그림 2. SCCC 디코더

SCCC 디코더에는 소프트 인 소프트 아웃(SISO) 디코더 2개와 인터리버가 포함되어 있다. 두 SISO 디코더는 별도의 단위로 표시되지만 회로의 전부 또는 일부를 공유할 수 있다. SISO 디코딩은 직렬 또는 병렬 패션 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. SISO 디코딩은 일반적으로 BCJR 알고리즘을 사용하여 Maximum afteri(MAP) 디코더를 사용하여 수행된다.

퍼포먼스

SCCC는 터보 코드와 LDPC 코드를 포함하여 반복적으로 해독 가능한 다른 코드와 비교해도 손색이 없는 성능을 제공한다. 이들은 낮은 SNR 환경(즉, 더 나쁜 폭포 지역)에서는 성능이 약간 떨어지지만 높은 SNR 환경(즉, 낮은 오류 층)에서는 성능이 약간 더 좋은 것으로 알려져 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ Minoli, Daniel (2008-12-18). Satellite Systems Engineering in an IPv6 Environment. CRC Press. pp. 152–. ISBN 9781420078695. Retrieved 4 June 2014.
  2. ^ Ryan, William; Lin, Shu (2009-09-17). Channel Codes: Classical and Modern. Cambridge University Press. pp. 320–. ISBN 9781139483018. Retrieved 4 June 2014.
  3. ^ "Patent US6023783 - Hybrid concatenated codes and iterative decoding - Google Patents". Google.com. Retrieved 2014-06-04.
  4. ^ http://www.systems.caltech.edu/EE/Courses/EE127/EE127C/handout/serial.pdf
  5. ^ "Allerton98.tex" (PDF). Retrieved 2014-06-04.
  6. ^ NASA.gov

외부 링크