Spatially Coupled Turbo-Like Codes
Research Project , 2014 – 2017

Kodning är kärnan i alla moderna kommunikationssystem och tillförlitlig kommunikation skulle inte vara möjlig utan dess användning. När digital data överförs från en plats till en annan är den alltid utsatt för störningar som förekommer när signaler skickas från sändare till mottagare. Av denna anledning används felkorrigerande koder som en del i alla moderna kommunikationssystem. Dessa tillfogar redundans till den ursprungliga datan på ett kontrollerat sätt så att mottagaren kan rätta överföringsfel. Som ett enkelt exempel kan varje datasymbol upprepas tre gånger. Från den mottagna sekvensen 010 kan mottagaren dra slutsatsen att den skickade datasymbolen med större sannolikhet var en 0:a än en 1:a. I det här exemplet kan ett fel korrigeras genom att avkoda enligt ett enkelt majoritetsbeslut. Antalet korrigerbara fel kan enkelt ökas genom att antalet repetitioner ökas. Men en ökad redundans minskar datahastigheten och därmed bandbreddseffektiviteten i systemet. Eftersom bandbredden är en mycket begränsad och kostsam resurs i ett praktiskt system måste effektivare koder användas som kan korrigera ett stort antal fel genom avkodningsalgoritmer med rimlig komplexitet. En fundamental gräns för när säker kommunikation är möjlig har påvisats genom Shannons berömda kodningssats från 1948. Han visade i denna att kodning gör det möjligt att överföra data med en godtyckligt liten felsannolikhet om kodhastigheten är under den så kallade kanalkapaciteten, som är en karakteristisk parameter för kanalen. Å andra sidan är gränsen baserad på två restriktioner som utmanat kodningsteoretiker sedan dess: data antas vara kodad i block med oändlig längd samtidigt som komplexiteten för avkodningen ökar med längden. I detta projekt skall mycket kraftfulla koder konstrueras genom att flera enklare komponentkoder används tillsammans i ett sammansatt system. De konstruerade koderna kan avkodas iterativt genom att avkodarna för enskilda komponentkoderna utbyter meddelanden med varandra. Kodernas inbördes sammankoppling kan beskrivas med hjälp av grafer. Under det senaste deceniet har koder baserat på grafer blivit populära inom kodningsforskningen eftersom mycket långa koder kan konstrueras utan att dramatiskt öka komplexiteten hos avkodningen. Nyligen har det visats att om successiva block är sammankopplade under kodningen kan Shannons fundamentala gräns uppnås med hjälp av koder baserade på grafer. Målet med detta projekt är att undersöka nya konstruktioner av kopplade koder baserade på grafer. Genom att starka faltningskoder används som komponentkoder förväntas prestanda för systemet överträffa befintliga konstruktioner i de mest utmanande fallet med korta till måttliga längder. Vår forskning ligger inom kategorin grundforskning men koder baserade på grafer är också mycket relevanta ur praktisk synvinkel. Därmed räknar vi med att resultaten skall ge nya insikter för utformningen av praktiska system.

Participants

Alexandre Graell i Amat (contact)

Biträdande professor vid Chalmers, Electrical Engineering, Kommunikationssystem, informationsteori och antenner, Communication Systems

Collaborations

Lund University

Lund, Sweden

Funding

Swedish Research Council (VR)

Funding Chalmers participation during 2014–2017 with 400,000.00 SEK

More information

Latest update

2018-02-24