View
80
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI FACULTATEA DE ELECTRONICA, TELECOMUNICATII SI TEHNOLOGIA INFORMATIEI CATEDRA DE ELECTRONICA APLICATA SI INGINERIA INFORMATIEI. Simulator de codare/decodare LDPC peste canale de înregistrare magnetică. Conduc ă tor ş tii nţ ific: - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Simulator de codare/decodare LDPC peste canale de înregistrare magnetică
UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI
FACULTATEA DE ELECTRONICA, TELECOMUNICATII SI TEHNOLOGIA INFORMATIEI
CATEDRA DE ELECTRONICA APLICATA SI INGINERIA INFORMATIEI
Conducător ştiinţific:Conf. Dr. Ing. Ştefan STĂNCESCU
As. Ing. Cătălin SANDU
Student
Ichimoaei Ştefan-Cosmin
Bucureşti
2010
Cuprins
1. Introducere;
2. Structura canalului de înregistrare magnetică;
3. Coduri ECC în canale magnetice;
4. Coduri LDPC:1. Matricea de control al parităţii; Matricea generatoare
2. Codare
3. Structura canalului
4. Decodare
5. Exemplu de cod LDPC
6. Algoritm de decodare
7. Simulări
8. Avantaje
9. Dezavantaje
Introducere
• Creşterea rapidă a capacităţilor de stocare şi a vitezelor de transfer presupune şi creşterea densităţii de înregistrare a informaţiei pe disc;
• Capacitatea de stocare a mediului in înregistrările pe suport magnetic este adresată în mod curent ca densitate regională şi măsurată în mod comun în gigabiţi pe inch patrat
• În ultimii ani, această densitate regională a crescut mai repede decât legea lui Moore şi ca atare a întrecut rata de dezvoltare a industriei semiconductorilor;
Structura canalului de înregistrare magnetică
Coduri ECC în canale magnetice
Coduri corectoare de erori:
Reed-Solomon
Turbo
LDPC
Robert Gallager a introdus codurile LDPC, la doar o decada dupa ce opera lui Shannon a fost publicata.
LDPC
Matricea semi-aleatoare H:Condiţii: -acelaşi număr de 1 pe coloane;
-fără suprapuneri pe coloană;
-număr de 1 egal pe toate rândurile;
Matricea Hsys =[Pt | I]:
Matricea Generatoare Gsys=[I | P]
Parametrii intrareMatricea de control
a parităţii H Matricea Generatoare G
Codare LDPC
• Cuvântul de cod x are biţii de informaţie u la sfarşit şi biţii de control c la începutul cuvântului.
X=[c|u]• Modalitate de obţinere a biţiilor de control:
H = [A|B]xHT = 0 => [c|u][A|B]T = Ac +Bu = 0 => c = inv(A)Bu
• Cuvantul de cod este: x = [ inv(A)Bu | u ].• O data codat, mesajul se moduleaza si se transmite pe canalul supus la zgomot AWGN
Creez un mesaj aleator
Compun cuvântul de cod asociat mesajului
Exemplu cod
Matricea H:
c1=v1+v3+v5+v7;
c2=v1+v4+v6+v8;
c3=v2+v3+v6+v7;
c4=v2+v4+v5+v8;
Decodare LDPC• Fiecare linie din matricea H reprezintă
o condiţie a cuvântului de cod.
• Dacă y respectă aceste condiţii el este un cuvânt de cod.
• Dacă nu, pe baza lui y şi a condiţiilor,algoritmul calculează cuvântul cel maiprobabil şi verifică iar condiţiile.
• Pasul anterior se repetă pânăalgoritmul converge, sau până se atinge numărul maxim de iteraţii.
Caluculez transpusacuvântului de cod
Trimit mesajul de la nodul de verificarela nodul de control
Trimit mesajul de lanodul de control lanodul de verificare
Setez biţii pe baza Q
Verific cuvântul decodat
Calculez matricea Q
Simulatorul LDPC
• Diagrama simulatorului de codare / decodare
Codor Decodor
Mesaj iniţial Mesaj decodat
AWGN
Algoritmul de decodare Sumă-Produs
• 1 .Initializare:Se trimit mesajele , şi
• 2.Setarea prioritatii:Folosind fiecare simbol receptionat se calculeaza
Se calculeaza si • 3.Variabila de control:
Presupunem si calculam De la fiecare control cr la fiecare variabila u se transmite: si
Algoritmul de decodare Sumă-Produs
• 4.Controlul-Variabilei:Din fiecare variabila vs pentru fiecare c se transmite:
si
Factorul de normalizare este ales astfel incat
Algoritmul de decodare Sumă-Produs
• 5.Calcule a posteriori
Pentru fiecare simbol se calculează :
şi
Factorul de normalizare este ales astfel incat 6.Stop/Continua:
Se calculează din
Avantaje• Am observat in urma simularilor repetate ca evitandu-se prea
multe suprapuneri ale bitilor de 1 in coloanele matricii de paritate H,circumferinta creste iar decodarea este mai rapida. In acelasi timp, eficienta codurilor (la codificare) este permisa de proprietatea matricii de control al paritatii de a fi slab populata
• Complexitatea algoritmului este mai mica fata de complexitatea algoritmului altor metode de codare/decodare.
• Ca performanta ajung codurile TURBO, insa costul de implementare este cu mult mai scazut.
• Pentru performanta este important ca numarul de interatii sa depaseasca valoarea de 1000 spre deosebire de TURBO unde dupa 20 de iteratii imbunatatirea performantelor este nesemnificativa.
Dezavantaje
• Necesita un timp lung pentru a ajunge la o solutie buna.• Pentru o eficienta mare a decodarii sunt necesare
cuvinte de cod foarte lungi.• Convergenta iteratiilor este lenta: sunt necesare
aproximativ 1000 de iteratii pentru a ajunge la o solutie in conditii standard.
• Din aceasta cauza timpul de transmisie creste (codare, emisie, decodare).
• Latenta mare la emisie. De exemplu, pentru un cod LDPC cu parametrii (4086,4608), emisia unui cuvant de cod are o latenta de 2 ore.
Vă mulţumesc !
Recommended