Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9369
Title: LDPC codes : code construction and encoder hardware implementation
Other Titles: Κώδικες πίνακα ισοτιμίας χαμηλής πυκνότητας (LDPC) : κατασκευή κωδίκων και υλοποιήσεις κωδικοποιητών σε υλικό
Authors: Mahdi, Ahmed
Keywords: Low density parity check codes
Encoder VLSI architectures
Keywords (translated): Κώδικες χαμηλής πυκνότητας ελέγχου ισοτιμίας
Αρχιτεκτονικές κωδικοποίησης
Abstract: Being the key factor for development as a society, electronic communications have increasingly became more and more the center of our day to day life. Consequently,methods and techniques that ensure reliable, safe and fast transmission of information are becoming more and more essential. Digital Signal Processing, In formation Theory and Error Correction Codes are the research areas that study how to achieve such a goal. Many error correction codes have been presented in the past but in recent years a class of codes has imposed itself as the best candidate to solve the problem, Low Density Parity Check (LDPC) Codes. LDPC codes are a class of codes that can achieve reliable communication while keeping the complexity of the encoder and decoder implementation controllable. The performances of LDPC codes have been shown to be very close to the theoretical limit that a code can reach in a given channel, the channel capacity. However, implementation of LDPC codes of very good performance and at the same time, very low complexity, remains a challenge.There is always a need for smaller and faster communication devices with low power consumption and low cost, as a consequence, error correction modules must be improved to meet these specifications covering at the same time all required functionalities.This thesis investigates various aspects of LDPC code construction/implementation that can improve their performance and decrease their hardware implementation requirements.The main focus of the thesis is on code construction and encoder hardware implementation where either by adopting known code construction methods or by modifying them, known encoding algorithms or by modifying them, and by proposing new construction techniques, we always jointly consider the error-corrective capability of the constructed code and their complexity; since when real systems are designed,the choice of the code used cannot be based exclusively on the coding performances but also hardware requirements must be considered. Hence, it is important to develop codes that are capable of good performances without making the encoding and decoding processes intractable from an implementation point of view.
Abstract (translated): Στα ψηφιακά συστήματα, η πληροφορία κωδικοποιείται σε ακολουθίες από 0και 1, που αντιστοιχούν στις δύο δυνατές καταστάσεις των τρανζίστορ, on - off, τα οποία λειτουργούν ως διακόπτες. Το πλεονέκτημα αυτό έχει επιφέρει σημαντικέςαλλαγές στον τρόπο επεξεργασίας της πληροφορίας. Η πληροφορία στη φύση παρουσιάζεται αποκλειατικά σε αναλογική μορφή, καθώς ο άνθρωπος μόνο αναλογικάσήματα μπορεί να αντιληφθεί. ´Ετσι λοιπόν, τα αναλογικά δεδομένα πρέπει να ψη-φιοποιηθούν, να μετατραπούν δηλαδή σε ακολουθίες από 0 και 1, ώστε ο δέκτης ναμην είναι υποχρεωμένος να κάνει μία εκτίμηση των άπειρων τιμών ενός αναλογικούσήματος, αλλά απλά να πάρει μία απόφαση μεταξύ των δύο διακριτών τιμών γιακάθε σήμα, 0 ή 1. Η διαδικασία αυτή καθιστά τα ψηφιακά σήματα πιο αξιόπισταγια τη μετάδοση πληροφορίας σε ένα ενθόρυβο περιβάλλον, καθώς μπορούν να ανι-χνεύονται σχεδόν τέλεια, όταν το επίπεδο του ϑορύβου δεν είναι ιδιαίτερα υψηλό,πράγμα που επιτρέπει την ανάκτηση των ψηφιακών στοιχείων, και μέσω των τεχνι-κών διόρθωσης λαθών είναι δυνατή η διόρθωση σφαλμάτων που συμβαίνουν κατά τημετάδοση.Η διατριβή επικεντρώνεται στην κατασκευή αποδοτικών κωδίκων LDPC και στη μελέτη της κωδικοποίησης για κώδικες LDPC. Συγκεκριμένα, στην παρούσα διατριβήακολουθείται μια σχεδιαστική μεθοδολογία βασισμένη στην από κοινού κατασκευήκαι υλοποίηση σε υλικό των κωδίκων LDPC και των κωδικοποιητών, αντίστοιχα.Στόχος είναι να αναπτυχθούν μεθοδολογίες κατασκευής κωδίκων LDPC με μεγάληικανότητα διόρθωσης λαθών, ιδιαίτερα σε χαμηλό BER , οι οποίοι ικανοποιούν προδιαγραφές συγκεκριμένων εφαρμογών, αλλά και να είναι κατάλληλοι για χρήση και σε άλλες εφαρμογές με παρόμοιες απαιτήσεις σε διορθωτική ικανότητα. Ταυτοχρόνως, υλοποιούνται σε υλικό διάφορες αρχιτεκτονικές κωδικοποιητών, οι οποίες επίσης ικανοποιούν ένα αρκετά μέγαλο εύρος από προδιαγραφές αρχιτεκτονικών, όπως υψηλό ρυθμό επεξεργασίας και μετάδοσης δεδομένων (Throughput rate), της τάξεως των πολλών Gbps, χαμηλή χρονική πολυπλοκότητα με μικρή επιφάνεια των κυκλωμάτων VLSI, χρήση μικρών μνημών και χαμηλή κατανάλωση ισχύος, αλλά και υποστήριξη κωδικοποίησης κωδίκων με πολλαπλούς ρυθμούς χρησιμοποιώντας είτε ένα μόνο κώδικα από τον οποίο παράγονται και άλλοι κώδικες με διαφορετικούς ρυθμούς, είτε χρησιμοποιώντας πολλούς κώδικες, ο καθένας από τους οποίουςυποστηρίζει ένα συγκεκριμένο ρυθμό. Στα πλαίσια της διατριβής, μελετούνται τα προβλήματα και η πολυπλοκότητα κωδικοποίησης κωδίκων LDPC μαζί με την διορθωτική ικανότητά τους. ´Εμφαση δίνεται στη κατασκευή και υλοποίηση των κωδίκων που ανήκουν στη κατηγορίατων QC-LDPC.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΔ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Mahdi(ele).pdf1.44 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.