Скачать презентацию
Идет загрузка презентации. Пожалуйста, подождите
2
Многопороговое декодирование вблизи границы Шеннона * * * * * * В.Ф. Бабкин, В.В.Золотарёв Доклад на семинаре ИКИ в Тарусе г.
3
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование2 Главное ограничение теории информации для помехоустойчивого кодирования Всегда должно выполняться условие: R < C ! Здесь: R - кодовая скорость, C - пропускная способность канала. В этом случае возможна передача цифровых данных с произвольно малой вероятностью ошибки (после декодирования).
4
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование3 По возможности - проще!!! Пример кодера для свёрточного кода с той же кодовой скоростью R=1/2.
5
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование4 Нижние оценки вероятностей ошибки декодирования блоковых кодов с R=1/2 в ДСК Даже коды длины n=1000 неэффективны при вероятности ошибки в канале Ро>0.08. А теория-то утверждает, что можно успешно работать при Ро
6
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование5 Главные проблемы техники кодирования 1. Декодировать – проще!. 2. Достоверность – выше!. 3. Максимально учитывать условия кодирования в реальных системах связи 4. Как всего этого достичь? Многопороговыми декодерами!!!
7
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование6 Многопороговое декодирование (МПД) Если МПД длительное время изменяет символы принятого сообщения, то он может достичь решения оптимального декодера(ОД), но при линейной сложности реализации Это - результат применения итератив- ного метода коррекции ошибок Обычно цена оптимального декодирования ( как для алгоритма Витерби) - полный перебор, а сложность МПД - всего лишь линейная функция от длины кода!!! ( как для алгоритма Витерби) - полный перебор, а сложность МПД - всего лишь линейная функция от длины кода!!!
8
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование7 Рис. 1. Многопороговый декодер сверточного СОК с R=1/2, d=5 и n A =14 Свёрточный многопороговый декодер для кода с R=1/2, d=5 и 3 итерациями
9
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование8 Аппаратная реализация МПД на БИС 1. МПД состоит почти полностью из элементов памяти или регистров сдвига. Это наиболее быстрые элементы и ПЛИС, и БИС. Доля остальных элементов МПД существенно менее 1 %. 2. МПД состоит из параллельно работающих регистров сдвига и однотактных пороговых элементов с мгновенной реализацией своих функций. Именно поэтому МПД для некоторых значений параметров примерно в 1000 более быстрые, чем другие, например, турбо декодеры.
10
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование9 Минимум вычислений при декодировании - в МПД! (Число операций на бит, программная реализация) Обычно : N 1 = C 0 * d*I, а в МПД: только N 2 = C 1 *d+ C 2 *I, - сумма основных параметров d и I вместо их произведения, (здесь: С i - небольшие целые числа, а d – кодовое расстояние, I-число итераций) Это в ~100 раз проще и быстрее, чем, например, при использовании турбо кодов!
11
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование10 Причины высокой эффективности МПД 1. Разработана специальная простая итеративная процедура декодирования. 2. Построены специальные коды с очень малой степенью группирования ошибок. 3. Выполнена оптимизация сотен параметров МПД декодера. Проблемы 1 и 2 - были признаны сообществом специалистов как «очень трудные» и полностью забыты. Задача 3 - не была даже поставлена как проблема
12
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование11 Что нужно от кодов для сетей связи? Проф. Берлекэмп (США) указал в 1980г. в обзоре, опубликованном в ТИИЭР: Это - энергетический выигрыш!, - мера эффекта увеличения энергии сигнала, оцениваемая как ~$1 миллион на 1 дБ ЭВК. Теперь это ещё более важно {см. Наш обзор в журнале Электросвязь 9, 2003; его перевод на английский представлен также на нашем веб-сайте ИКИ } Сейчас каждый дополнительный 1 дБ ЭВК даёт экономический эффект в сотни миллионов долларов!
13
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование12 Предельный энергетический выигрыш кодирования (ЭВК) из условия R
14
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование13 Новая технологическая революция – передача при минимальной энергетике
15
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование14 Добро пожаловать! Гости сайта ИКИ в марте 2004 г. Более 5000 посетителей нашего веб-сайта переписали около 1 Гбайта данных об алгоритмах МПД в 2004 г.
16
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование15 Выводы 1. Мы открыли итеративные МПД алгоритмы 32 года назад. 2. Сложность программной версии МПД - это абсолютный известный сейчас минимум вычислений. Разница с турбо кодами по числу операций ~100 раз! 3. Аппаратные МПД быстрее турбо кодов ~1000 раз! 4. Решения МПД достаточно быстро стремятся к решениям оптимального декодера (ОД) 5. МПД - абсолютный лидер среди всех алгоритмов по критерию сложность-эффективность. 6. Поэтому мы навсегда опередили все другие алгоритмы! Мы мировые лидеры в кодировании!
17
В.Ф.Бабкин, В.В.Золотарёв Многопороговое декодирование г. ИКИ РАН т. (095) , , доп.тел. (095) , т. д.: , моб.: ИКИ РАН т. (095) , , доп.тел. (095) , т. д.: , моб.: Таруса
Еще похожие презентации в нашем архиве:
