Analysis of efficiency of the bioinspired method for decoding algebraic convolutional codes

Autor: Panchenko, Sergii, Prykhodko, Sergii, Kozelkov, Sergii, Shtompel, Mykola, Kosenko, Viktor, Shefer, Oleksandr, Dunaievska, Olha
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 2, № 4 (98) (2019): Mathematics and Cybernetics-applied aspects; 22-30
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 2, № 4 (98) (2019): Математика и кибернетика-прикладные аспекты; 22-30
Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 2, № 4 (98) (2019): Математика та кібернетика-прикладні аспекти; 22-30
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: It has been shown that convolutional codes are widely used, along with various decoding methods, to improve the reliability of information transmission in wireless telecommunication systems. The general principles of synthesis and the parameters and algebraic non-systematic convolutional codes with arbitrary coding rate and maximum achievable code distance have been shown.The basic stages of the bioinspired method for decoding algebraic convolutional codes using a random shift mechanism have been presented. It has been shown that the essence of the presented decoding method implies applying the procedure of differential evolution with the heuristically determined parameters. In addition, this method uses information about the reliability of the adopted symbols to find the most reliable basis for the generalized generator matrix. The mechanism of random shift for the modification of the accepted sequence is additionally applied for the bioinspired search based on various most reliable bases of a generalized generator matrix.The research results established that the bioinspired method for decoding algebraic convolutional codes ensures greater efficiency compared with the algebraic decoding method in the communication channel with additive white Gaussian noise. Depending on the parameters of the algebraic convolutional code and the necessary error coefficient, the energy gain from encoding ranges from 1.6 dB to 3 dB. It was shown that the presented bioinspired decoding method can be used for convolutional codes with a large code constraint length.In doing so, the presented method for decoding algebraic convolutional codes is less efficient than the Viterbi decoding method and turbo codes at a sufficient number of decoding iterations
Показано, что для повышения достоверности передачи информации в беспроводных телекоммуникационных системах широко применяются сверточные коды совместно с различными методами декодирования. Приведены общие принципы синтеза и параметры алгебраических несистематических сверточных кодов с произвольной скоростью кодирования и максимально достижимым кодовым расстоянием.Представлены основные этапы биоинспирированного метода декодирования алгебраических сверточных кодов с использованием механизма случайного смещения. Показано, что сущность представленного метода декодирования заключается в применении процедуры дифференциальной эволюции с эвристически определенными параметрами. Также в данном методе используется информация о надежности принятых символов для нахождения наиболее надежного базиса обобщенной порождающей матрицы. Дополнительно применяется механизм случайного смещения для модификации принятой последовательности с целью осуществления биоинспирированного поиска на основе различных наиболее надежных базисов обобщенной порождающей матрицы.По результатам исследований установлено, что биоинспирированный метод декодирования алгебраических сверточных кодов обеспечивает большую эффективность по сравнению с алгебраическим методом декодирования в канале связи с аддитивным белым гауссовым шумом. В зависимости от параметров алгебраического сверточного кода и необходимого коэффициента ошибок энергетический выигрыш от кодирования составляет от 1,6 дБ до 3 дБ. Показано, что представленный биоинспирированный метод декодирования может быть использован для сверточных кодов с большой длиной кодового ограничения.При этом представленный метод декодирования алгебраических сверточных кодов проигрывает по эффективности методу декодирования Витерби и турбокодам при достаточном количестве итераций декодирования
Показано, що для підвищення достовірності передавання інформації у безпроводових телекомунікаційних системах широко застосовуються згорткові коди спільно з різноманітними методами декодування. Наведено загальні принципи синтезу та параметри алгебраїчних несистематичних згорткових кодів з довільною швидкістю кодування та максимально досяжною кодовою відстанню.Представлено основні етапи біоінспірованого методу декодування алгебраїчних згорткових кодів з використанням механізму випадкового зміщення. Показано, що сутність представленого методу декодування полягає у застосуванні процедури диференційної еволюції з евристично визначеними параметрами. Також у даному методі використовується інформація про надійність прийнятих символів для знаходження найбільш надійного базису узагальненої породжувальної матриці. Додатково застосовується механізм випадкового зміщення для модифікації прийнятої послідовності з метою здійснення біоінспірованого пошуку на основі різних найбільш надійних базисів узагальненої породжувальної матриці.За результатами досліджень визначено, що біоінспірований метод декодування алгебраїчних згорткових кодів забезпечує більшу ефективність у порівнянні з алгебраїчним методом декодування у каналі зв’язку з адитивним білим гауссовим шумом. В залежності від параметрів алгебраїчного згорткового коду та необхідного коефіцієнту помилок енергетичний виграш від кодування становить від 1,6 дБ до 3 дБ. Показано, що представлений біоінспірований метод декодування може бути використаний для згорткових кодів з великою довжиною кодового обмеження.При цьому представлений метод декодування алгебраїчних згорткових кодів програє за ефективністю методу декодування Вітербі та турбокодам при достатній кількості ітерацій декодування
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: