HARDWARE AND SOFTWARE FEATURES OF TURBO-CODES: ANALYSIS OF IMPLEMENTATION COMPLEXITY ON DIGITAL SIGNAL PROCESSOR
Keywords:
error-correcting coding, turbo-code, decoding algorithms, MAP, log-MAP, PL-log-MAP, max-log-MAP, Bi-SOVА, SOVA, number of elementary mathematical operations, digital signal processorsAbstract
The article provides a brief overview of the algorithms used for encoding turbo-codes. There have been produced the complexity assessment of the implementation for the decoding information bit during the turbo-code hardware and software implementation. There have been established and analyzed functional dependence on the memory and the total number of bits after coders for the different decoding algorithms.
References
1. Berrou C. Near Shannon Limit Error-Correcting Coding and Decoding: Turbo-Codes / С. Berrou, A. Glavieux,
P. Thitimajshima // Proceedings of the ICC’93. — Switzerland, Geneva, 1993. — P. 1064—1070.
2. Optimal Decoding of Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate / L. Bahl, J. Cocke, F. Jelinek, J. Raviv // IEEE Transactions on Information Theory. — 1974. — V. 20. — P. 284—287.
3. Іванов Ю. Ю. О некоторых аспектах итеративной стратегии декодирования турбо-кодов: ретроспектива и «турбо»-принцип : / Ю. Ю. Иванов, А. Я. Кулик. // Информационные технологии и компьютерная инженерия (ИТКИ) : IV международной научно-практической конференции : матер. — Винница : ВНТУ, 28—30 мая, 2014 года. — C. 157—160.
4. Hagenauer J. A Viterbi Algorithm with Soft-Decision Outputs and its Applications / J. Hagenauer, P. Hoeher // Proceedings of IEEE Global Telecommunications Conference. — USA, Texas: 1989. — P. 1680—1686.
5. Woodard J. Comparative Study of Turbo Decoding Techniques: An Overview / J. Woodard, L. Hanzo // IEEE Transactions on Vehicular Technology. — 2000. — V. 49, № 6. — P. 2208—2233.
6. Hanzo L. Turbo Coding, Turbo Equalisation and Space-Time Coding for Transmission over Wireless Channels / L. Hanzo, T. H. Liew, B. L. Yeap. — Southampton: Department of Electronics and Computer Science of UK, 2002. — 746 p.
7. Morelos-Zaragoza R. The Art of Error Correction Coding: 2nd Edition / Morelos-Zaragoza R. — Chippenham: John Wiley & Sons, Ltd, 2006. — P. 143—168.
8. Топалов В. В. Модификация двунаправленного итеративного алгоритма Витерби с вероятностным решением для декодирования турбо-кодов / В. В. Топалов // Наукові праці ОНАЗ ім. О. С. Попова. — 2007. — № 2. — С. 74—75.
9. Robertson P. A comparison of optimal and sub-optimal MAP decoding algorithms operating in the log domain /
P. Robertson, E. Villebrun, P. Hoeher // Gateway to Globalization : 1995 IEEE International Conference on Communications ICC’95. — USA, Seattle: IEEE, June 18, 1995. — V. 2. — P. 1009—1013.
10. Abrantes S. From BCJR to Turbo Decoding: MAP Algorithms Made Easier / S. Abrantes // Information and Telecommunication Technology Center of the University of Kansas, USA. — Lawrence : ITTC, 2004. — 30 p.
11. Soleymani M. R. Turbo Coding for Satellite and Wireless Communications / M. R. Soleymani, Y. Gao, U. Vilaipornsawai. — New York: Kluwer Academic, 2002. — 231 p.
12. Channel Coding: Theory, Algorithms, and Applications / [D. Declerq, M. Fossorier, Ezio Biglieri and others]. — Academic Press Library in Mobile and Wireless Communications, Elsevier, 2014. — 690 p.
13. Модификации для снижения вычислительной сложности алгоритма декодирования BCJR MAP в турбо-кодовых конструкциях / [О. В. Стукач, А. Н. Романюк, А. Я. Кулик, Ю. Ю. Иванов] // Наукові праці ДонНТУ. — 2015. — № 1 (20). — C. 107—112. — (Інформатика, кібернетика та обчислювальна техніка).
14. A Novel Suboptimal Piecewise-Linear-log-MAP Algorithm for Turbo Decoding / Yu. Yu. Ivanov, A. N. Romanyuk,
A. Ia. Kulyk, O. V. Stukach // Proceedings on XI IEEE International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON-2015). — Omsk : Omsk State Technical University, Russia, 21—23 May, 2015. — P. 1—8.
15. Ливенцев С. П. Анализ сложности MAP, MAX LOG MAP и LOG MAP алгоритмов декодирования турбокодов при декодировании бита информации / С. П. Ливенцев, С. В. Зайцев, Б. В. Горлинский // Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні. — 2006. — № 1 (12). — С. 125—135.
16. Зайцев С. В. Оценка сложности реализации алгоритмов декодирования турбокодов при декодировании бита информации на цифровых сигнальных процессорах / С. В Зайцев, С. П. Ливенцев, Б. В. Горлинский // Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні. — 2006. — № 2 (13). — С. 183—188.
17. Кулик А. Я. Порівняльний аналіз складності реалізації методів декодування турбо-кодів / А. Я. Кулик, С. Г. Кривогубченко, Ю. Ю. Іванов // Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія. — 2013. — № 1 (26). — С. 26—31.
18. Бронштейн И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. — 9-е изд.. — М. : Государственное изд-во физико-математической литературы, 1962. — 608 с.
P. Thitimajshima // Proceedings of the ICC’93. — Switzerland, Geneva, 1993. — P. 1064—1070.
2. Optimal Decoding of Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate / L. Bahl, J. Cocke, F. Jelinek, J. Raviv // IEEE Transactions on Information Theory. — 1974. — V. 20. — P. 284—287.
3. Іванов Ю. Ю. О некоторых аспектах итеративной стратегии декодирования турбо-кодов: ретроспектива и «турбо»-принцип : / Ю. Ю. Иванов, А. Я. Кулик. // Информационные технологии и компьютерная инженерия (ИТКИ) : IV международной научно-практической конференции : матер. — Винница : ВНТУ, 28—30 мая, 2014 года. — C. 157—160.
4. Hagenauer J. A Viterbi Algorithm with Soft-Decision Outputs and its Applications / J. Hagenauer, P. Hoeher // Proceedings of IEEE Global Telecommunications Conference. — USA, Texas: 1989. — P. 1680—1686.
5. Woodard J. Comparative Study of Turbo Decoding Techniques: An Overview / J. Woodard, L. Hanzo // IEEE Transactions on Vehicular Technology. — 2000. — V. 49, № 6. — P. 2208—2233.
6. Hanzo L. Turbo Coding, Turbo Equalisation and Space-Time Coding for Transmission over Wireless Channels / L. Hanzo, T. H. Liew, B. L. Yeap. — Southampton: Department of Electronics and Computer Science of UK, 2002. — 746 p.
7. Morelos-Zaragoza R. The Art of Error Correction Coding: 2nd Edition / Morelos-Zaragoza R. — Chippenham: John Wiley & Sons, Ltd, 2006. — P. 143—168.
8. Топалов В. В. Модификация двунаправленного итеративного алгоритма Витерби с вероятностным решением для декодирования турбо-кодов / В. В. Топалов // Наукові праці ОНАЗ ім. О. С. Попова. — 2007. — № 2. — С. 74—75.
9. Robertson P. A comparison of optimal and sub-optimal MAP decoding algorithms operating in the log domain /
P. Robertson, E. Villebrun, P. Hoeher // Gateway to Globalization : 1995 IEEE International Conference on Communications ICC’95. — USA, Seattle: IEEE, June 18, 1995. — V. 2. — P. 1009—1013.
10. Abrantes S. From BCJR to Turbo Decoding: MAP Algorithms Made Easier / S. Abrantes // Information and Telecommunication Technology Center of the University of Kansas, USA. — Lawrence : ITTC, 2004. — 30 p.
11. Soleymani M. R. Turbo Coding for Satellite and Wireless Communications / M. R. Soleymani, Y. Gao, U. Vilaipornsawai. — New York: Kluwer Academic, 2002. — 231 p.
12. Channel Coding: Theory, Algorithms, and Applications / [D. Declerq, M. Fossorier, Ezio Biglieri and others]. — Academic Press Library in Mobile and Wireless Communications, Elsevier, 2014. — 690 p.
13. Модификации для снижения вычислительной сложности алгоритма декодирования BCJR MAP в турбо-кодовых конструкциях / [О. В. Стукач, А. Н. Романюк, А. Я. Кулик, Ю. Ю. Иванов] // Наукові праці ДонНТУ. — 2015. — № 1 (20). — C. 107—112. — (Інформатика, кібернетика та обчислювальна техніка).
14. A Novel Suboptimal Piecewise-Linear-log-MAP Algorithm for Turbo Decoding / Yu. Yu. Ivanov, A. N. Romanyuk,
A. Ia. Kulyk, O. V. Stukach // Proceedings on XI IEEE International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON-2015). — Omsk : Omsk State Technical University, Russia, 21—23 May, 2015. — P. 1—8.
15. Ливенцев С. П. Анализ сложности MAP, MAX LOG MAP и LOG MAP алгоритмов декодирования турбокодов при декодировании бита информации / С. П. Ливенцев, С. В. Зайцев, Б. В. Горлинский // Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні. — 2006. — № 1 (12). — С. 125—135.
16. Зайцев С. В. Оценка сложности реализации алгоритмов декодирования турбокодов при декодировании бита информации на цифровых сигнальных процессорах / С. В Зайцев, С. П. Ливенцев, Б. В. Горлинский // Правове, нормативне та метрологічне забезпечення системи захисту інформації в Україні. — 2006. — № 2 (13). — С. 183—188.
17. Кулик А. Я. Порівняльний аналіз складності реалізації методів декодування турбо-кодів / А. Я. Кулик, С. Г. Кривогубченко, Ю. Ю. Іванов // Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія. — 2013. — № 1 (26). — С. 26—31.
18. Бронштейн И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. — 9-е изд.. — М. : Государственное изд-во физико-математической литературы, 1962. — 608 с.
Downloads
-
PDF (Українська)
Downloads: 52
Abstract views: 142
Published
2016-07-12
How to Cite
[1]
Y. Y. Ivanov, “HARDWARE AND SOFTWARE FEATURES OF TURBO-CODES: ANALYSIS OF IMPLEMENTATION COMPLEXITY ON DIGITAL SIGNAL PROCESSOR”, Вісник ВПІ, no. 3, pp. 94–101, Jul. 2016.
Issue
Section
Information technologies and computer sciences
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
