Colloquium - Details

Master-Vortrag: Entwurf und Analyse von Low-Density-Parity-Check-Codes mit flexibler Blocklänge

Florian Wickert
14. April 2014
11:00 Uhr
Hörsaal 4G IKS

Aufgrund der stetig steigenden Anzahl an Mobilfunk- und Festnetzteilnehmern wachsen die Anforderungen an moderne Übertragungssysteme, insbesondere in Bezug auf ihre Kosten- und Energieeffizienz und die dafür benötigte Flexibilität. Viele moderne Systeme, wie z.B. die Rundfunkstandards DVB-T2 und DVB-S2 oder der WLAN-Standard IEEE 802.11n, verwenden die zuerst im Jahr 1962 von R. Gallager entdeckten Low-Density-Parity-Check-Codes (LDPC-Codes), um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Aufgrund der blockbasierten Übertragung entsteht durch das Codieren und Decodieren eine von der Blocklänge abhängige Verzögerung, sodass für Anwendungen mit geringer Toleranz gegenüber der Verzögerung nur vergleichsweise kleine Blocklängen in Frage kommen. Die im Jahr 1948 von Shannon nachgewiesene theoretische Grenze der Übertragungsrate, kann jedoch nur für Codes mit sehr großer Blocklänge, und der damit verbundenen Verzögerung, annähernd erreicht werden.  

Ein Problem besteht in der Auswahl eines LDPC-Codes für ein System, das einen Teil der Daten (z.B. Sprachsignale) mit geringer Verzögerung übertragen muss und einen anderen Teil mit maximalem Durchsatz, da die Blocklänge bereits zum Zeitpunkt der Konstruktion des Codes festgelegt wird. Die Implementierung mehrerer voneinander unabhängiger Codes ist aus Gründen der damit verbundenen Kosten und der zusätzlich benötigten Energie besonders für die mobile Anwendung suboptimal.  

In dieser Arbeit wurde der Entwurf von LDPC-Codes untersucht, die mit unterschiedlichen Blocklängen verwendet werden können und gleichzeitig für alle unterstützten Blocklängen eine gute Fehlerkorrekturleistung besitzen. Ein neues Verfahren wurde entwickelt, dass die Konstruktion von LDPC-Codes mit flexibler Blocklänge ermöglicht, die für jede Konfiguration eine sehr gute Fehlerkorrekturleistung besitzen.

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