Αρχιτεκτονικές υλικού για επαναληπτικούς αποκωδικοποιητές με εφαρμογή σε συστήματα διόρθωσης λαθών για ασύρματα δίκτυα
Οι κώδικες LDPC είναι κώδικες διόρθωσης σφαλμάτων που παρέχουν επιδόσεις ρυθμού μετάδοσης πληροφορίας κοντά στη χωρητικότητα του καναλιού και προτάθηκαν για πρώτη φορά από τον Gallager στις αρχές της δεκαετίας του 60. Ωστόσο, μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 90, παρέμειναν στο περιθώριο καθώς η υλοπο...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2016
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/9403 |
| id |
nemertes-10889-9403 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-94032022-09-05T20:26:29Z Αρχιτεκτονικές υλικού για επαναληπτικούς αποκωδικοποιητές με εφαρμογή σε συστήματα διόρθωσης λαθών για ασύρματα δίκτυα Hardware architectures for iterative decoders with application to error correction systems for wireless networks Αρχοντά, Χριστίνα Παλιουράς, Βασίλης Θεοδωρίδης, Γιώργος Archonta, Christina Χαμηλής πυκνότητας κώδικες ελέγχου ισοτιμίας (LDPC) Κώδικες διόρθωσης σφαλμάτων Επαναληπτικοί αποκωδικοποιητές Low-density parity-check (LDPC) codes Error correction codes Iterative decoders Puncturing 004.6 Οι κώδικες LDPC είναι κώδικες διόρθωσης σφαλμάτων που παρέχουν επιδόσεις ρυθμού μετάδοσης πληροφορίας κοντά στη χωρητικότητα του καναλιού και προτάθηκαν για πρώτη φορά από τον Gallager στις αρχές της δεκαετίας του 60. Ωστόσο, μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 90, παρέμειναν στο περιθώριο καθώς η υλοποίηση των αποκωδικοποιητών τους σε υλικό δεν ήταν δυνατή μέχρι τότε. Χαρακτηρίζονται από έναν αραιό πίνακα ελέγχου ισοτιμίας ο οποίος καθορίζει το κύκλωμα και κατά συνέπεια την πολυπλοκότητα του αποκωδικοποιητή. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι κυριότεροι LDPC αλγόριθμοι αποκωδικοποίησης που έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα. Ακόμη, έγιναν συγκρίσεις μεταξύ τους για τους κώδικες του προτύπου IEEE 802.11ac σε απλές συνθήκες μετάδοσης και του προτύπου IEEE 802.11ah για όλες τις πιθανές συνθήκες μετάδοσης. Σκοπός αυτής της χαρτογράφησης ήταν η εύρεση της βέλτιστης επιλογής αλγορίθμου ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες. Μετά από μελέτη των αλγορίθμων, διαπιστώθηκε μια έντονη μείωση της απόδοσης ορισμένων αποκωδικοποιητών όταν υπόκεινται σε puncturing, μια διαδικασία επεξεργασίας που έχει ως σκοπό την αύξηση του πραγματικού ρυθμού του κώδικα. Στην συνέχεια έγινε διερεύνηση της συμπεριφοράς των συγκεκριμένων αλγορίθμων και προτάθηκαν προσεγγίσεις ώστε να βελτιωθούν οι επιδόσεις τους σε επίπεδο ρυθμού σφαλμάτων. Τέλος, σχεδιάστηκε ένα από τα προτεινόμενα συστήματα αποκωδικοποίησης punctured κωδίκων σε γλώσσα υλικού και υλοποιήθηκε με την βοήθεια εργαλείων σχεδίασης. Χρησιμοποιήθηκαν διάφορες μέθοδοι σχεδίασης με σκοπό να μειωθεί η συνολική απαιτούμενη επιφάνεια υλικού της αρχιτεκτονικής και να αυξηθεί το throughput της σχεδίασης. LDPC codes are error correction codes that provide information transmission rate performance close to the channel capacity and were first introduced by Gallager in the early 60s. However, until the mid-90s, they remained on the sidelines as the implementation of the decoder was not possible until then. They are described by a sparse parity check table which specifies the circuit and therefore the complexity of the decoder. This work presents the main LDPC decoding algorithms that have been developed. Moreover, comparisons were made between the codes for the IEEE 802.11ac standard for simple transmission conditions and the IEEE 802.11ah model for all possible transmission conditions. The purpose of this mapping was to find the optimal algorithm depending on the circumstances. After consideration of the algorithms behavior, there was a sharp reduction in performance of certain decoders when subjected to puncturing, a process that aims to increase the effective rate of the code. Then examination of the behavior of these algorithms took place and approaches to improve their performance in error rate level are proposed. Finally, one of the proposed decoding systems for punctured codes was designed in hardware language and implemented with the help of synthesis tools. Various design methods were used in order to reduce the total required area of the architecture and increase the throughput of the design. 2016-06-09T16:33:21Z 2016-06-09T16:33:21Z 2016-02-15 Thesis http://hdl.handle.net/10889/9403 gr 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Χαμηλής πυκνότητας κώδικες ελέγχου ισοτιμίας (LDPC) Κώδικες διόρθωσης σφαλμάτων Επαναληπτικοί αποκωδικοποιητές Low-density parity-check (LDPC) codes Error correction codes Iterative decoders Puncturing 004.6 |
| spellingShingle |
Χαμηλής πυκνότητας κώδικες ελέγχου ισοτιμίας (LDPC) Κώδικες διόρθωσης σφαλμάτων Επαναληπτικοί αποκωδικοποιητές Low-density parity-check (LDPC) codes Error correction codes Iterative decoders Puncturing 004.6 Αρχοντά, Χριστίνα Αρχιτεκτονικές υλικού για επαναληπτικούς αποκωδικοποιητές με εφαρμογή σε συστήματα διόρθωσης λαθών για ασύρματα δίκτυα |
| description |
Οι κώδικες LDPC είναι κώδικες διόρθωσης σφαλμάτων που παρέχουν επιδόσεις ρυθμού μετάδοσης πληροφορίας κοντά στη χωρητικότητα του καναλιού και προτάθηκαν για πρώτη φορά από τον Gallager στις αρχές της δεκαετίας του 60. Ωστόσο, μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 90, παρέμειναν στο περιθώριο καθώς η υλοποίηση των αποκωδικοποιητών τους σε υλικό δεν ήταν δυνατή μέχρι τότε. Χαρακτηρίζονται από έναν αραιό πίνακα ελέγχου ισοτιμίας ο οποίος καθορίζει το κύκλωμα και κατά συνέπεια την πολυπλοκότητα του αποκωδικοποιητή.
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι κυριότεροι LDPC αλγόριθμοι αποκωδικοποίησης που έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα. Ακόμη, έγιναν συγκρίσεις μεταξύ τους για τους κώδικες του προτύπου IEEE 802.11ac σε απλές συνθήκες μετάδοσης και του προτύπου IEEE 802.11ah για όλες τις πιθανές συνθήκες μετάδοσης. Σκοπός αυτής της χαρτογράφησης ήταν η εύρεση της βέλτιστης επιλογής αλγορίθμου ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες.
Μετά από μελέτη των αλγορίθμων, διαπιστώθηκε μια έντονη μείωση της απόδοσης ορισμένων αποκωδικοποιητών όταν υπόκεινται σε puncturing, μια διαδικασία επεξεργασίας που έχει ως σκοπό την αύξηση του πραγματικού ρυθμού του κώδικα. Στην συνέχεια έγινε διερεύνηση της συμπεριφοράς των συγκεκριμένων αλγορίθμων και προτάθηκαν προσεγγίσεις ώστε να
βελτιωθούν οι επιδόσεις τους σε επίπεδο ρυθμού σφαλμάτων.
Τέλος, σχεδιάστηκε ένα από τα προτεινόμενα συστήματα αποκωδικοποίησης punctured κωδίκων σε γλώσσα υλικού και υλοποιήθηκε με την βοήθεια εργαλείων σχεδίασης. Χρησιμοποιήθηκαν διάφορες μέθοδοι σχεδίασης με σκοπό να μειωθεί η συνολική απαιτούμενη επιφάνεια υλικού της αρχιτεκτονικής και να αυξηθεί το throughput της σχεδίασης. |
| author2 |
Παλιουράς, Βασίλης |
| author_facet |
Παλιουράς, Βασίλης Αρχοντά, Χριστίνα |
| format |
Thesis |
| author |
Αρχοντά, Χριστίνα |
| author_sort |
Αρχοντά, Χριστίνα |
| title |
Αρχιτεκτονικές υλικού για επαναληπτικούς αποκωδικοποιητές με εφαρμογή σε συστήματα διόρθωσης λαθών για ασύρματα δίκτυα |
| title_short |
Αρχιτεκτονικές υλικού για επαναληπτικούς αποκωδικοποιητές με εφαρμογή σε συστήματα διόρθωσης λαθών για ασύρματα δίκτυα |
| title_full |
Αρχιτεκτονικές υλικού για επαναληπτικούς αποκωδικοποιητές με εφαρμογή σε συστήματα διόρθωσης λαθών για ασύρματα δίκτυα |
| title_fullStr |
Αρχιτεκτονικές υλικού για επαναληπτικούς αποκωδικοποιητές με εφαρμογή σε συστήματα διόρθωσης λαθών για ασύρματα δίκτυα |
| title_full_unstemmed |
Αρχιτεκτονικές υλικού για επαναληπτικούς αποκωδικοποιητές με εφαρμογή σε συστήματα διόρθωσης λαθών για ασύρματα δίκτυα |
| title_sort |
αρχιτεκτονικές υλικού για επαναληπτικούς αποκωδικοποιητές με εφαρμογή σε συστήματα διόρθωσης λαθών για ασύρματα δίκτυα |
| publishDate |
2016 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/9403 |
| work_keys_str_mv |
AT archontachristina architektonikesylikougiaepanalēptikousapokōdikopoiētesmeepharmogēsesystēmatadiorthōsēslathōngiaasyrmatadiktya AT archontachristina hardwarearchitecturesforiterativedecoderswithapplicationtoerrorcorrectionsystemsforwirelessnetworks |
| _version_ |
1771297314050146304 |
