منصة الرسائل والاطاريح: تقليل مصادر مصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة موقعيا الخاصه بالمرمز القطبي باستخدام خوارزمية الالغاء المتتالي

الخلاصة

نظام الاتصالات هو نظام نموذجي يحدد التبادل المعقد بين محطتين محوريتين: المرسل والمستقبل. عندما تمر الإشارات أو المعلومات من مصدرها إلى وجهتها النهائية ، فإنها تتنقل في قناة معقدة مشبعة بالعديد من الانحرافات ، مثل الضوضاء والتوهين والتشويه. لذلك ، يتم استخدام أكواد تصحيح الأخطاء للتحكم في الأخطاء في البيانات عند إرسالها عبر قناة اتصال غير موثوقة أو مزعجة. تمثل الرموز القطبية فئة ناشئة من أكواد تصحيح الأخطاء مع القدرة على الاقتراب من سعة قناة منفصلة بلا ذاكرة. تم اختيار الكود القطبي لقناة التحكم في الجيل الخامس، الراديو الجديد )،(NR لأنه يمكن أن يصلح الأخطاء بشكل جيد حتى في الحالات التي تكون فيها نسبة القدرة من الإشارة إلى الضوضاء منخفضة. لقد أثبت أن الأداء يمكن أن يقترب من حد شانون لأطوال المقاطع الكبيره. وتم اختياره في مشروع شراكة الجيل الثالث ) (3GPPكمخطط ترميز القنوات لقنوات التحكم في النطاق العريض المتنقل المحسن).(EMBB تقترح هذه الدراسة العمل تنفيذ FPGAللترميز القطبي والذي يستخدم خوارزمية الإلغاء المتتالي ) .)SCمفكك الشفرة SCهو مفكك الشفرة التقليدي للشفرة القطبية التي يكون مدخلها هو نسبة احتمالية لوغاريتمية ( )LLRومخرجاتها (ثنائية.) وتم تحسين خوارزمية فك الترميز SCالخاصة بـ Polar Codeو تطويرها لجعلها أكثر عملية. لقد ثبت أن استخدام عدد أقل من البتات لتمثيل قيم احتمالية السجل ) (LLRفي وحدة فك التشفير له تأثير كبير على مساحة السيليكون المستخدمة والإنتاجية دون تأثير كبير على الأداء. بالإضافة إلى أنواع البيانات القياسية الأصلية لـ ++ Cالتي تم إنشاؤها على حدود 8بت ، يوفر ) Vivado High-level synthesis (HLSأنوا ًعا دقيقة من البتات و التي تسمح بتحديد أي عرض عشوائي للبتات. في ضوء ذلك ، فإنه يوفر أي ًضا مقارنة لبناء وحدة فك الترميز القطبية لل )(SC باستخدام أنواع مختلفة من البيانات الثابتة ذات الدقة عشوائيه بدلاً من تمثيل floatالأكثر تكلفة لتقليل وقت المعالجة والمساحة المستخدمة. لقد استخدمت هذه الدراسة جهاز FPGA Kintex-7ذو رقم )(XC7K325T-2FFG900C Xilinxمع توجيهات التوازي المختلفة لضمان الحصول على فاصل البدء المستهدف ومنطقةالسيليكون. أصبح هذا ممكًنا بفضل درجة المرونة العالية لجهاز FPGAفي تصميم وتنفيذ أنظمة النماذج الأولية. وتم استخدام الموجهات المختلفة التي يوفرها ، HLSمثل العمل بالتوازي ، وفك الانقسام ، وتقسيم المصفوفه ، لتحقيق مفاضلة بين الأداء (التاخير وسرعة المعالجه) ومساحة عل السيليكون. لقد ثبت أن استخدام التوجيهات ليس له أي تأثير ى أداء BERولكنه يقلل من وقت فك الترميز. وتم إجراء اختبارات محاكاة مختلفة على قناة الضوضاء الغوسية البيضاء المضافة ) (AWGNلإثبات فعالية النظام المقترح.وأظهرت النتائج انخفا ًضا في زمن الانتقال بحوالي ٪76وانخفاض ملحوظ في العناصر المنطقية ووحدات ) DSP (DSP48Eبحوالي ٪50و ٪86على التوالي. ويظهر تنفيذ الأجهزة( )hardwareلانظمة الترميز القطبي المختلفة بدقة عشوائية بدلاً من نوع البيانات float تدهور سطحي في الأداء