Iterative decoding techniques on digital receivers

Η Βιομηχανική Επανάσταση, η οποία ολοκληρώθηκε κατά τον 19ο αιώνα, ακολουθήθηκε από την αποκαλούμενη Επανάσταση της Πληροφορίας η οποία θεωρείται πως ξεκίνησε να λαμβάνει χώρα στα τέλη του 20ου αιώνα. Ο 21ος αιώνας έφερε την επανάσταση στη διαχείριση και την αξιοποίηση της πληροφορίας. Κατά πολλούς, η έκρηξη στη διάχυση της Πληροφορίας (Info-plosion, κατά το Explosion) είναι ένα από τις πιο σημαντικά φαινόμενα του 21ου αιώνα. Δεν είναι μόνο η πληροφορία που διαδίδεται στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης αλλά και τα δεδομένα που παράγονται και διαχέονται από τους διάφορους αισθητήρες το πλήθος των οποίων αυξάνεται ραγδαία. Η έκρηξη αυτή έχει επιφέρει ραγδαία αύξηση των απαιτήσεων για αξιόπιστη και αποδοτική μετάδοση της πληροφορίας. Ως εκ τούτου, καθίστανται ολοένα και πιο απαραίτητες οι μέθοδοι και οι τεχνικές που επιτρέπουν αξιόπιστη, ασφαλή και γρήγορη μετάδοση της πληροφορίας. Οι Ψηφιακές Επικοινωνίες, η Θεωρίας Πληροφορίας και οι Κώδικες Διόρθωσης Λαθών είναι τα κύρια επιστημονικά πεδία που μελετούν την επίτευξη του εν λόγω στόχου.Πολλά σχήματα κωδικοποίησης καναλιού, για τον έλεγχο λαθών κατά τη μετάδοση, έχουν προταθεί τα τελευταία είκοσι χρόνια, με τους κώδικες με πίνακα ελέγχου ισοτιμίας χαμηλής πυκνότητας (Low Density Parity Check - LPDC codes) να προβάλλουν ως μια από τις πιο υποσχόμενες προτάσεις για το σχεδιασμό συστημάτων που επιτυγχάνουν επιδόσεις κοντά στα θεωρητικά όρια μετάδοσης. Οι κώδικες LDPC επιτυγχάνουν αξιόπιστη μετάδοση πληροφορίας διατηρώντας την πολυπλοκότητα κωδικοποιητή και αποκωδικοποιητή σε επίπεδα που επιτρέπουν την εφαρμογή τους σε πρακτικά συστήματα. Η απόδοση κωδικοποίησης τους έχει αποδειχθεί πως προσεγγίζει το θεωρητικό όριο του Shannon, την χωρητικότητα δηλαδή του καναλιού. Ωστόσο, η περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης πρακτικών συστημάτων βασιζόμενων σε κώδικες LDPC με ταυτόχρονη μείωση της πολυπλοκότητάς τους παραμένει μια πρόκληση. Η ανάγκη για μικρότερες και ταχύτερες συσκευές επικοινωνίας, με χαμηλή κατανάλωση και χαμηλό κόστος κατασκευής αυξάνεται διαρκώς, με συνέπεια οι προδιαγραφές για τα υποσυστήματα διόρθωσης σφαλμάτων να είναι ολοένα και πιο απαιτητικές.Η διατριβή διερευνά τεχνικές για αποδοτική σχεδίαση αποκωδικοποιητών LDPC, με περιορισμένες ανάγκες σε χρονοβόρες εξομοιώσεις. Επικεντρώνεται στην ανάπτυξη αξιόπιστων μοντέλων για την ακριβή εκτίμηση της απόδοσης αποκωδικοποιητών LDPC λαμβάνοντας υπόψη συγκεκριμένες παραμέτρους υλοποίησης. Εφόσον μπορεί να κατασκευαστεί απεριόριστος αριθμός κωδίκων LDPC η χρησιμοποίηση των οποίων μπορεί να συνδυαστεί με μεγάλο αριθμό αλγορίθμων αποκωδικοποίησης, ένα τέτοιο μοντέλο θα πρέπει να είναι παραμετρικό ως προς τον εφαρμοζόμενο κώδικα και τον αλγόριθμο αποκωδικοποίησης. Επιπλέον, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψιν η συγκεκριμένη ακρίβεια υλοποίησης του αλγορίθμου αποκωδικοποίησης.