پایان نامه کارشناسی برق مخابرات – بررسی تحلیلی کدهای LDPC

Description:

چكيده

در این پروژه کدهای LDPC بررسی شده است. کدهای با ماتریس بررسی توازن با چگالی کم یا LDPC دسته‌ای از کدهای بلوکی هستند خطی هستن که دارای ماتریس بررسی توازن با چگالی کم هستند که این خاصیت در اصطلاح تنک بودن خوانده می‌شود. در ارتباطات بی سیم محوشدگی سیگنال یکی از مهمترین عواملی است که موجب افت کیفیت انتقال می‌شود. در حال حاضر روش‌های متفاوتی برای کد کردن کانال وجود دارد. در بین این روش‌ها کدهای توربو و کدهای شبه توربو مانند کدهای LDPC یا کدهای RA درسال‌های اخیر مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته‌اند.

برای دیکد کردن این کدها از الگوریتم موسوم به دیکد کردن تکراری استفاده می‌شود. در بین این کدها، کدهای LDPC نامنظم بهترین کدهایی هستند که تا به حال کشف شده‌اند و می‌‌توانند عملکرد نرخ بیت خطا را نزدیک به حد شانون برسانند و پیش‌بینی می‌شود در بسیاری از سیستم‌های مخابراتی در سال‌های آتی به رقیب جدی برای کدهای توربو تبدیل شوند. با توجه به عملکرد بسیار خوب کدهای LDPC این کدها در استانداردهای IEEE802.11n  و IEEE802.16e به عنوان کدهای تصحیح خطا برای سیستم‌های مخابراتی نسل جدید همچون Wimax و شبکه‌های WLAN ، WAN و WMAN پیشنهاد و استفاده شده است. کدهای LDPC استفاده شده در این دو استاندارد کدهای QC-LDPC هستند که دارای ماتریس بررسی توازن با ساختار پایین مثلثی هستند.

در همین راستا در این پژوهش نیز به بررسی کدهای LDPC و همچنین روش‌های طراحی و تحلیل آنها پرداخته شده است. همچنین مجموعه تحقیقات و فعالیت‌های صورت گرفته اخیر جهت ترکیب کدهای LDPC و دیگر اقدامات متقابل مورد بررسی قرار گرفته است.

 

فهرست مطالب

1‌.1‌   معرفی   1

1‌.2‌   تصحیح خطا با استفاده از بررسی توازن.. 3

1‌.2‌.1‌   کد کردن.. 6

1‌.2‌.2‌   آشکارسازی و تصحیح خطا 9

1‌.3‌   کدهای بررسی توازن با چگالی کم (LDPC) 13

1‌.3‌.1‌   ساختارهای LDPC.. 15

1‌.3‌.2‌   کد کردن.. 22

2    دیکدکردن پیام-عبور. 29

2‌.1‌   پیام عبور روی یک کانال با  محوشوندگی باینری.. 30

2‌.2‌   دیکد کردن تلنگر-بیت… 37

2‌.3‌   دیکد کردن جمع-ضرب… 43

3   تکامل چگالی.. 55

3‌.1‌   تکامل چگالی روی BEC.. 56

3‌.1‌.1‌   کدهای LDPC منظم. 56

3‌.1‌.2‌   کدهای LDPC نامنظم. 60

3‌.1‌.3‌   آستانه. 62

3‌.2‌   تکامل چگالی روی کانال‌های بدون حافظه عمومی.. 66

3‌.3‌   انتخاب توزیع درجه. 71

4    ویژگی‌های کدهای LDPC.. 72

4‌.1‌   ویژگی‌های LDPC.. 72

4‌.1‌.1‌   بعد و بسط.. 74

4‌.1‌.2‌   مجموعه‌های توقف… 76

4‌.1‌.3‌   مقایسه آستانه دریافت سیگنال بر اساس کف نویز محوشدگی با استفاده از مجموعه‌های توقف… 80

4‌.2‌   کدهای LDPC که به سادگی کد می‌شوند. 82

4‌.2‌.1‌   کدهای شبه دور 82

منابع و مراجع.. 83

 

ویژگی‌های LDPC

در حالی که یک دستوالعمل یکتا برای یک کد LDPC خوب وجود ندارد، اصولی وجود دارند که به طراح کد اطلاعاتی می‌دهند.

ابتدا باید دانست یک کد LDPC خوب یک کد بلوکی کلاسیک خوب نیز است. قدرت دیکدر کردن با جمع و ضرب چیزی است که با آن می‌توان کدهای بسیار طولانی را دیکد کرد، اما با این اوصاف این الگوریتم دیکد کردن شبه بهینه است. اگر کد LDPC یک مینیمم فاصله ضعیف داشته باشد دیکدر جمع و ضرب یک خطای زمینه تولید می‌کند همانطور که دیکدرهای ML و MAP تولید می‌کنند. کدهای LDPC اغلب خطای زمینه از خود نشان نمی‌دهند؛ چراکه برای کدهای خیلی طولانی و خیلی تنک، نسبتا ساده است که به صورت شبه رندوم یک کد با مینیمم فاصله ساخت[11].

یک کد کلاسیک خوب لزوما یک کد LDPC خوب نیست. تنک بودن ماتریس بررسی توازن H برای پایین نگه‌داشتن پیچیدگی دیکد کردن ضروری است. تنک بودن H همچنین تضمین می‌کند با افزایش طول کد، مینیمم فاصله به صورت خطی افزایش می‌آید. یک گراف تنر خوب ابعاد بزرگ و بسط خوبی دارد. این، تعداد تکرار‌های بدون همبستگی را افزایش می‌دهد و همگرایی دیکدر را بهبود می‌دهد.

 

سفارش پروژه دانشجویی

درخواست همکاری با ما برای انجام پروژه دانشجویی

معرفی رشته مهندسی برق

تماس با ما

درباره ما بیشتر بدانید

مشاهده نمونه کار های ما

سوالات متداول

 

ویژگی‌های مطلوب دیگر کدهای LDPC وابسته به این است که آنها چگونه به کار برده می‌شوند. برای یک عملکرد نزدیک به ظرفیت روی کانال‌های خیلی کم نویز، کدهای طولانی و ماتریس‌های بررسی توازن نامنظم رندوم یا شیه رندوم، نزدیکترین عملکرد را به ظرفیت تولید می‌کنند. بنابراین عملکرد نزدیک ظرفیت (از نظر نرخ خطای بیت) با نرخ‌های خطای کلمه ضعیف و خطای زمینه کم، برابری می‌کند و این باعث می‌شود کدهای نزدیک به ظرفیت برای برخی کاربردها کاملا غیرقابل استفاده شوند.

برای کدهای طویل، انتخاب ماتریس بررسی توزان به صورت رندوم، تقریبا همیشه خوب است و ماتریس‌های ساختار یافته معمولا بدترین گزینه هستند. با اینحال، برای کدهای LDPC کوتاه و متوسط، ساختارهای نامنظم معمولا بهتر از ساختارهای منظم نیستند و ساختارهای جبری یا مبتنی بر گراف می‌توانند بهتر از نمونه‌های رندومی باشند. به علاوه استفاده از ماتریس‌های بررسی توازن ساختار یافته می‌تواند منتج به پیاده‌سازی ساده‌تر شود؛ مخصوصا برای کد کردن و می‌تواند تضمین کند ویژگی‌های ابعاد و مینیمم فاصله برای این کدهای کوتاه نسبت به روش‌های رندوم بسیار سهل‌الوصولتر است. به ویژه برای خطای زمینه بسیار پایین، یک ساختار جبری منطقا کوتاه با وزن ستون بسیار بالا عملکرد مطلوب را تولید خواهد کرد با این مصالحه که از ظرفیت عملکردی کد فاصله گرفتیم.

 

دانلود فایل

بالا

با اشتراک گذاری در گوگل پلاس تخفیف بگیرید