منصة الرسائل والاطاريح: تنفيذ الترميز القطبي التوربيني بالاعتماد على مصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة في المجال والتوليف العالي المستوى

الخلاصة

منذ أول كود قطبي لاريكان، كان مجال البحث الخاص بالرموز القطبية نشطًا بشكل مستمر. يركز الجوهر الرئيسي لهذا المجال على تحسين أداء الرموز في أنظمة طول الشفرة المحدودة وتحسين تنفيذ الأجهزة لهذه الرموز بالإضافة إلى تحسين تنفيذ الرموز. يتم تحسين تنفيذ الأجهزة من خلال التغلب على عنق الزجاجة الناتج عن مشكلة المفاضلة بين استخدام الموارد والإنتاجية. في هذه الأطروحة ، تم اقتراح العديد من النماذج القطبية التوربينية وحلول التنفيذ لتحسين الرموز القطبية باستخدام مفكك ترميز الإلغاء الناعم (SCAN) كخوارزمية لفك الترميز. يتم عرض هذه النماذج في هذه الأطروحة من خلال اربعة سيناريوهات. أولاً ، يتم تنفيذ الرموز القطبية الأصلية والمعدلة باستخدام مصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة في المجال من شركة Xilinx وبالاعتماد على أنواع البيانات التعسفية الدقيقة (Integer Arbitrary-Precision Data types) و توجيه خطوط الأنابيب (Pipelining Directive). ثانيًا، تم تقديم نموذج الرمز القطبي المتسلسل المتوازي (PCTPC) من خلال استخدام الرموز القطبية المنهجية (SPCs) كعناصر ترميز مكونة. على جانب مفكك الترميز، يتم استخدام اثنين من مفكك ترميز الإلغاء الناعم (SCAN) ذو التكرار الاحادي كخوارزميات ذات مدخلات ومخرجات ناعمة (SISO) لإنشاء خوارزمية فك الترميز التكراري لنموذج PCTPC المقترح. يقلل هذا النموذج من مشكلة أرضية الخطأ التي تواجه أكواد التوربو التلافيفية التقليدية. فعند معدل الخطأ في البتات (BER) البالغ 〖10〗^(-6)، يحقق نموذج PCTPC المقترح مكاسب تزيد عن 0.5 ديسيبل على الرمز التلافيفي التوربيني الأصلي. ثالثًا، تم تقديم نموذج الرمز التلافيفي القطبي المتسلسل المتوازي (PCTPCC) باستخدام الرمز القطبي المنهجي (SPC) و الرمز التلافيفي المنهجي التكراري (RSC) كعناصر مكونة. تم إنشاء خوارزمية فك الترميز التكرارية التلافيفية القطبية المقترحة بواسطة مفكك ترميز الإلغاء الناعم (SCAN) ذو التكرار الأحادي للرمز SPC ومفككات الترميز SOVA & LogMap للرمز RSC. تم اقتراح النموذج PCTPCC لزيادة تحسين النموذج PCTPC عن طريق استبدال أحد الرموز القطبية المكونة للنموذج PCTPC برمز RSC. عند معدل خطأ البت (BER) و معدل خطأ الإطار (FER) البالغان 〖10〗^(-6)، يتفوق النموذج (Nc=384, K=128)LogMap-PCTPCC على النموذج ((Nc=384, K=128 PCTPC بمكاسب تبلغ حوالي 0.525 ديسيبل و 0.5 ديسيبل على التوالي. رابعًا، تم اقتراح الرمز التلافيفي القطبي التوربيني التسلسلي المتسلسل (SCTPCC) لزيادة المساهمة في القضاء على مشكلات أرضية الخطأ. يتكون نموذج SCTPCC من رمز SPC خارجي ورمز RSC داخلي بمعدلات 3/2 و 2/1 على التوالي. يتفوق هذا النموذج على النماذج القطبية التوربينية المتوازية ولكنه يتمتع بمستوى تعقيد متزايد نظرًا لأن طول الرمز الداخلي يبلغ ضعف طول الرمز الخارجي. عند معدل خطأ الإطار (FER) البالغ 〖10〗^(-5)، يتفوق طرازا SOVA-SCTPCC و LogMap-SCTPCC على طرازي SOVA-PCTPCC و LogMap-PCTPCC بمكاسب 0.34 ديسيبل و 0.36 ديسيبل على التوالي. على الرغم من أن نموذج SCTPCC يتفوق على نماذج PCTPCC في مناطق نسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية، تُظهر نتائج المحاكاة أن نماذج PCTCC المقترحة تتفوق على نماذج SCTPCC المقترحة في المناطق نسبة الإشارة إلى الضوضاء المنخفضة.