Buradasınız

Anasayfa » Content

BCJR ALGORİTMASI KULLANILAN TURBO KOD ÇÖZÜCÜLERİN FPGA GERÇEKLEŞTİRİMİ

FPGA IMPLEMENTATION OF TURBO DECODERS USING BCJR ALGORITHM

Journal Name:

  • Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi

Publication Year:

  • 2011

Key Words:

Keywords (Original Language):

Author NameUniversity of Author
Abstract (2. Language): 
The most difficult design issue for turbo codes, which is the most recent and successful channel coding method to approach the channel capacity limit, is the design of the iterative decoders which perform calculations for all possible states of the encoders. BCJR (MAP) algorithm, which is used for turbo decoders, embodies complex mathematical operations such as division, exponential and logarithm calculations. Therefore, BCJR algorithm was avoided and the sub-optimal derivatives of this algorithm such as Log-MAP and Max-Log-MAP were preferred for turbo decoder implementations. BCJR algorithm was reformulated and wrapped into a suitable structure for FPGA implementations at previous works [1]. Reformulated BCJR algorithm is implemented in this work. Complex mathematical operations which run slowly on hardware (division, exponential and logarithm calculations) are read from look-up-tables and high performance calculation structures are established. Implemented system is verified through simulations. It is observed that the BER performance obtained is better than the Log-MAP algorithm as expected.
Bookmark/Search this post with
Abstract (Original Language): 
Kanal kapasite sınırına yaklaşabilmek amacıyla kullanılan kanal kodlama uygulamalarından en yenisi ve başarılısı olan turbo kodların en zorlu tasarım sorunu, kodlayıcıların bütün olası durumları için hesaplamalar yapan döngülü (iteratif) kod çözücülerin tasarımıdır. Turbo kod çözücülerde kullanılan optimal BCJR (MAP) algoritması, bölme işlemi, üstel ve logaritmik hesaplar gibi karmaşık matematiksel işlemler barındırmaktadır. Bu nedenle, turbo kod çözücülerin gerçeklenmesinde BCJR algoritmasından kaçınılmış ve onun optimal-altı (suboptimal) türevleri olan Log-MAP ve Max-Log-MAP algoritmaları tercih edilmiştir. BCJR algoritması, önceki çalışmalarda yeniden formüle edilmiş ve FPGA gerçekleştirimine uygun bir yapıya büründürülmüştür. Bu çalışmada, yeniden formüle edilmiş BCJR algoritması gerçeklenmiştir. Donanımda yavaş çalışan karmaşık matematiksel işlemler (bölme, üstel ve logaritmik hesaplar) değer tablolarından okunmuş ve yüksek performanslı hesaplama yapıları oluşturulmuştur. Gerçeklenen sistem, benzetimler ile doğrulanmıştır. Elde edilen BER performansının beklendiği gibi Log-MAP algoritmasından yüksek olduğu gözlenmiştir.
FULL TEXT (PDF): 
PDF icon arastirmax-bcjr-algoritmasi-kullanilan-turbo-kod-cozuculerin-fpga-gerceklestirimi.pdf
  • 4
823
832
  • Turkish

REFERENCES

References: 

1. Sazlı, M., H., Neural Network Applications to
Turbo Decoding, Doktora Tezi, Syracuse
Universitesi, 2003.
2. Shannon, C. E., “A Mathematical Theory of
Communications”, Bell System Technical
Journal, Vol. 27, pp.379-423, 623-656, 1948.
3. Berrou, C., Glavieux, A., Thitimajshima, P.,
“Near Shannon Limit Error-Correcting Coding
and Decoding: Turbo Codes”, Proceedings of
IEEE International Conference on
Communication, pp. 1064-1070, 1993.
4. Bahl, L. R., Cocke, J., Jelinek, F., Raviv, J.,
“Optimal Decoding of Linear Codes for
Minimizing The Symbol Error Rate”, IEEE
Transactions on Information Theory, Vol. 20,
pp. 284-287, 1974.
5. Robertson, P., Hoeher P., “Optimal and Sub-
Optimal Maximum a Posteriori Algorithms
Suitable for Turbo Decoding”, European
Transactions on Telecommunications, Vol. 8,
pp. 119-125, 1997.
6. Sazlı, M., H., “Neural Network Implementation
of BCJR Algorithm Based on Reformulation
Using Matrix Algebra”, IEEE International
Symposium on Signal Processing and
Information Technology, pp. 832-837, 2005.
7. Sazlı, M., H., “Neural Network Implementation
of BCJR Algorithm”, Digital Signal Processing,
Vol 17; pp. 353-359, 2007.
8. 3GPP, “3GPP Technical Specification”,
http://www.3gpp.org, 2010.
9. Xilinx, Inc., “3GPP Turbo Decoder v4.0 Product
Specification”, Technical Journal,
http://www.xilinx.com, 2009.
10. Atar, O., BCJR Algoritması Kullanılan Turbo
Kod Çözücülerin FPGA Gerçekleştirimi, Yüksek
Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, 2011.

Thank you for copying data from http://www.arastirmax.com