Transcript Высокоскоростной многопороговый декодер для систем

ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ
МНОГОПОРОГОВЫЙ ДЕКОДЕР
ДЛЯ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
БОЛЬШИХ ОБЪЕМОВ ДАННЫХ
Зубарев Ю.Б., МНИТИ
Золотарёв В.В., ИКИ РАН
Овечкин Г.В., РГРТУ
Докладчик Овечкин Г.В.
Цифровая обработка сигналов - 2010
Ценность помехоустойчивого
кодирования
Помехоустойчивое кодирование используется для исправления
ошибок передачи данных.
Помехоустойчивое кодирование позволяет:
• снижать мощность передатчика;
• повышать скорость передачи данных;
• уменьшать размеры антенн;
• повышать дальность связи;
• экономить полосу частот;
• повысить к.п.д. используемых каналов.
Средства помехоустойчивого
кодирования различных систем
передачи данных
Cверточные коды с декодированием Витерби (3GPP LTE, Wi-Fi, TIA1008, CCSDS).
Cверточные коды с последовательным декодированием (TIA-1008).
Коды Рида-Соломона (DVB, WiMAX, TIA-1008).
Внешний код Рида-Соломона и внутренний сверточный код (DVB-S,
WiMAX, TIA-1008, CCSDS).
Турбо коды, построенные на основе сверточных кодов (3GPP LTE,
DVB-S, WiMAX, CDMA-2000, UMTS, TIA-1008).
Турбо коды, построенные на основе блоковых кодов (WiMAX,
INTELSAT).
Низкоплотностные коды (DVB-S2, Wi-Fi, WiMAX).
Эффективность методов декодирования
помехоустойчивых кодов с R=1/2
Схема кодера и многопорогового
декодера сверточного кода с R=1/2
Разностный регистр
0
Канал
связи
u
u
0
1
2
3
4
5
0
1
2
4
5
6
0
1
2
3
4
5
6
6
0
1
2
3
4
5
6
0
6
5
4
3
2
1
0
Информационный регистр
u
0
6
1
2
3
4
5
Синдромный регистр
v
v
6
5
4
Пороговый
элемент
Кодер
3
3
2
T1
1
T2
Многопороговый декодер
Пример кодера сверточного кода с
переменными связями
u1
v1
u1u2
v2
u2
ПЛИС МПД сверточного кода
Кодек МПД создан на базе
ПЛИС Altera Stratix EP1S20
(стоимость ПЛИС < 400$).
Позволяет декодировать
потоки данных с
информационной скоростью
свыше 1 Гбит/с.
Поддерживает до 40 итераций
декодирования.
Обеспечивает ЭВК более 7,5 дБ.
Эффективность методов декодирования
помехоустойчивых кодов
Основные направления исследований
Построение кодов, в наибольшей степени устойчивых к эффекту
размножения ошибок при декодировании.
Разработка подходов к совместной оптимизации параметров канала,
модуляции и кодирования.
Поиск новых каскадных схем коррекции ошибок, основанных на
многопороговом декодировании.
Разработка недвоичных многопороговых декодеров недвоичных
кодов.
Выводы
МПД позволяет работать при максимально возможных шумах
канала на произвольно больших скоростях передачи. При равной
эффективности ему требуется в десятки раз меньшее
число
операций, чем другим методам.
Аппаратные МПД на ПЛИC Altera на скоростях свыше 1 Гбит/с
реализуют ЭВК в 7,5 дБ и более, а программные версии метода
успешно декодируют двоичные потоки на скоростях до 15 Мбит/с
даже при очень больших шумах канала.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Большой объем дополнительной информации
о многопороговых декодерах можно найти
на веб-сайтах www.mtdbest.iki.rssi.ru и www.mtdbest.ru
Работа выполнена при поддержке РФФИ, Института
космических исследований, Рязанского государственного
радиотехнического университета