Turbo code is one of the most powerful forward error correcting codes. But, as turbo decoder is included in a class of highly memory-intensive systems, turbo code suffers from large power consumption. Although several low-power techniques have been proposed, power consumption is still a major issue to be solved in practical implementation.
This thesis presents a reverse calculation method for forward metrics in order to reduce memory accesses in turbo decoding. First, the reverse calculation method will be presented for MAX-log-MAP algorithm. Then, we will show that the same method can be applied to log-MAP algorithm after some modification in the log-MAP algorithm.
Experimental result shows that in W-CDMA standard, 80% of memory accesses can be reduced through the reverse calculation method. By employing the method in the modified-log-MAP turbo decoder, power consumption is reduced by 34.4% and memory size is reduced by 39.2%.
1993년 Berrou등에 의해 처음 소개된 터보코드는 뛰어난 에러정정능력으로 인하여 현재 W-CDMA, CDMA2000, 위성통신 등 여러 분야에서 사용되고 있다. 그러나 반복적인 디코딩과 많은 메모리 사용량으로 인한 높은 전력소모의 문제점이 있어왔다. 메모리 전력 소모는 전체 전력 소모의 50% 이상으로 큰 비중을 차지하므로, 저전력 터보디코더를 설계하기 위해서는 메모리 전력 소모를 줄이는 것이 필수적일 것이다.
본 논문에서는 메모리 전력을 줄이기 위하여 (MAX-) log-MAP 알고리즘에서 forward metric들의 역방향 계산 방법을 제안한다. 이 방법을 사용하면, forward metric 들을 메모리를 이용하여 얻는 대신 연산으로 구할 수 있으므로 메모리 전력 소모가 크게 줄어들게 된다.
먼저 MAX-log-MAP 알고리즘에서의 역방향 계산 방법을 제안한 후, 이 방법을 log-MAP 알고리즘에도 적용시키기 위하여, modified-log-MAP 알고리즘을 제안하였다. Modified-log-MAP 알고리즘은 log-MAP 과 같은 성능을 내면서, MAX-log-MAP 의 역방향 계산방법이 똑같이 적용될 수 있는 알고리즘이다. Modified-log-MAP turbo decoder 에 역방향 계산 방법을 적용해 구현한 결과, 일반적인 log-MAP turbo decoder 에 비해 전력 소모가 약 35% 줄어들었고 메모리 사이즈가 약 40% 줄어들었다.
