Структурная адаптация кодера и декодера турбо-кода для формирования запроса повторной передачи в условиях неопределенности

Автор(и)

  • Сергей Васильевич Зайцев Черниговский национальный технологический университет, Україна https://orcid.org/0000-0001-6643-917X
  • Владимир Викторович Казимир Черниговский национальный технологический университет, Україна https://orcid.org/0000-0001-8163-1119

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347017010034

Ключові слова:

турбо-код, неопределенность, моделирование

Анотація

Статья посвящена вопросу повышения эффективности функционирования радиосетей, построенных по схеме с автоматическим запросом на повторную передачу. Предложенный метод основан на адаптивном изменении полиномов рекурсивных систематических сверточных кодов, входящих в состав турбо-кодов, с целью повышения их корректирующих свойств за счет увеличения кодового ограничения при каждой повторной передаче блока данных для заданной скорости кодирования. При этом модифицируется алгоритм декодирования турбо-кодов в части использования введенной дополнительной априорной информации при расчете логарифмических отношений функций правдоподобия LLR (Log-likelihood ratio) каждого компонентного декодера, полученных на предыдущих запросах на повторную передачу. Результаты имитационного моделирования показали, что применение метода позволяет получить энергетический выигрыш кодирования и повысить достоверность передачи информации в сравнении с системой мобильной связи четвертого поколения 4G LTE-Advanced.

Посилання

IEEE 802.16e: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems. IEEE Standard 802.16e, 2004.

IEEE 802.11n, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, Amendment 5: Enhancements for Higher Throughput. IEEE Standard 802.11n-2009, 2009.

3GPP TS 36.212. «Evolved Terrestrial Radio Access (E–UTRA); Multiplexing and Channel Coding». 3GPP Technical Specification Group Radio Access Network, April 2011.

Lin, Zihuai; Svensson, A. New rate-compatible repetition convolutional codes. IEEE Trans. Inf. Theory. — Nov. 2000. — Vol. 46, No. 7. — P. 2651–2659. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/18.887877.

Cain, J.; Clark, G.; Geist, J. Punctured convolutional codes of rate (n–1)/n and simplified maximum likelihood decoding. IEEE Trans. Inf. Theory. — Jan. 1979. — Vol. 25, No. 1. — P. 97–100. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TIT.1979.1055999.

Hagenauer, J. Rate-compatible punctured convolutional codes (RCPC codes) and their applications. IEEE Trans. Commun. — Apr. 1988. — Vol. 36, No. 4. — P. 389–400. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/26.2763.

Xu, W.; Romme, J. A class of multirate convolutional codes by dummy bit insertion. Global Telecommunications : IEEE Conf. GLOBECOM, 27 Nov.–1 Dec. 2000, San Francisco, CA, USA. — IEEE, 2000. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/GLOCOM.2000.891255.

Gallager, R. Low-density parity-check codes. IEEE Trans. Inf. Theory. — 1962. — Vol. 8, No. 1. — P. 21–28.

Gallager, R. Low-Density Parity-Check Codes. Cambridge, MA : M.I.T. Press, 1963. — 90 p.

MacKay, D. J. C.; Wilson, S. T.; Davey, M. C. Comparison of constructions of irregular Gallager codes. IEEE Trans. Commun. — Oct. 1999. — Vol. 47, No. 10. — P. 1449–1454. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/26.795809.

MacKay, D. J. C. Good error-correcting codes based on very sparse matrices. IEEE Trans. Inf. Theory. — Mar. 1999. — Vol. 45, No. 2. — P. 399–431. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/18.748992.

Berrou, C.; Glavieux, A.; Thitimajshima, P. Near Shannon limit error-correcting coding and decoding: Turbo-codes. 1. Communications : IEEE Int. Conf. ICC–93, 23–26 May 1993, Geneva, Switzerland : proc. — IEEE, 1993. — P. 1064–1070. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICC.1993.397441.

Berrou, C.; Glavieux, A. Near optimum error correcting coding and decoding: turbo-codes. IEEE Trans. Commun. — Oct. 1996. — Vol. 44, No. 10. — P. 1261–1271. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/26.539767.

Mandelbaum, D. An adaptive-feedback coding scheme using incremental redundancy. IEEE Trans. Inf. Theory. — May 1974. — Vol. 20, No. 3. — P. 388–389. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TIT.1974.1055215.

Lin, Shu; Costello, Daniel J.; Miller, Michael J. Automatic-repeat-request error-control schemes. IEEE Commun. Magazine. — Dec. 1984. — Vol. 22, No. 12. — P. 5–17. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/MCOM.1984.1091865.

Chase, D. Code combining—a maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets. IEEE Trans. Commun. — May 1985. — Vol. 33, No. 5. — P. 385–393. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/TCOM.1985.1096314.

Ergen, Mustafa. Mobile Broadband. Including WiMax and LTE. — Springer, 2009. — 513 p. — DOI : http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-68192-4.

Breddermann, T.; Eschbach, B.; Vary, P. Hybrid ARQ scheme for UMTS LTE based on insertion convolutional turbo codes. Personal, Indoor and Mobile Radio Communications : 2012 IEEE 23rd Int. Symp., PIMRC, 9–12 Sept. 2012, Sydney, Australia : proc. — IEEE, 2012. — P. 1919–1924. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/PIMRC.2012.6362666.

Chen, H.; Maunder, R. G.; Hanzo, L. A survey and tutorial on low-complexity turbo coding techniques and a holistic hybrid ARQ design example. IEEE Commun. Surveys Tutorials. — 2013. — Vol. 15, No. 4. — P. 1546–1566. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/SURV.2013.013013.00079.

Dahlman, E.; Parkvall, S.; Skold, J. 4G: LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband. — Oxford : Academic Press, 2011. — 431 p.

Зайцев, С. В.; Казимир, В. В. Метод адаптивного декодирования при передаче информации в условиях воздействия преднамеренных помех. Известия вузов. Радиоэлектроника. — 2015. — Т. 58, № 5. — С. 30–40. — DOI : http://dx.doi.org/10.20535/S0021347015050039.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-01-15

Як цитувати

Зайцев, С. В., & Казимир, В. В. (2017). Структурная адаптация кодера и декодера турбо-кода для формирования запроса повторной передачи в условиях неопределенности. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 60(1), 25–36. https://doi.org/10.20535/S0021347017010034

Номер

Том 60 № 1 (2017)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.