ISSN 2223-1560 · EISSN 2686-6757

Язык: ru

Статья: ПОСТРОЕНИЕ LDPC-КОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА ВЫБОРКИ ПО ЗНАЧИМОСТИ КОУЛА (2023)

Читать

Читать онлайн

Целью исследования является модификация метода выборки по значимости Коула для поиска треппин-сетов (Trapping Sets) в LDPC-коде, позволяющая ускорить их поиск.

Методы. Коул предложил метод поиска треппин-сетов в LDPC-коде путем использования метода выборки по значимости - метода Монте-Карло со смещенной оценкой, провоцирующего отказ алгоритма декодирования в узлах, потенциально содержащихся в треппин-сетах. Его метод позволяет ускорить исследование эффективности LDPC-кодов средней длины в области больших SNR. Модифицированный метод использует свойства автоморфизмов графов Таннера, позволяющие исключить из перебора значительное число символьных узлов. Также модифицированный метод предусматривает упорядоченный перебор по подграфам, содержащим циклы.

Результаты. Предложенный метод позволил ускорить поиск треппин-сетов в PEG(1008, 504) LDPC-коде Маккея в 5027 раз по сравнению с методом Веласкеса-Субрамани, в 43 раза быстрее по сравнению с оригинальным методом Коула. В случае (2640, 1320) LDPC-кода Маргулиса предложенный метод в 28 раз быстрее квазициклического метода Веласкеса-Субрамани и в 134 раза быстрее, чем оригинальный метод Коула.

Заключение. Результат экспериментальных исследований показал возможность при помощи разработанного метода улучшить спектр связности, увеличить кодовое расстояние QC-LDPC кодов. Это позволило уменьшить вероятность ошибки на бит на выходе декодера на порядки при высоких отношениях сигнал/шум в АБГШ-канале.

Ключевые фразы: ldpc-код, метод выборки по значимости, спектр связности, кодовое расстояние, метод коула

Автор (ы): Егоров Сергей Иванович, Усатюк Василий Станиславович

Журнал: ИЗВЕСТИЯ ЮГО-ЗАПАДНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Идентификаторы и классификаторы

УДК: 00. Наука в целом (информационные технологии - 004)
Префикс DOI: 10.21869/2223-1560-2023-27-1-92-110
eLIBRARY ID: 53933798

Для цитирования:

ЕГОРОВ С. И., УСАТЮК В. С. ПОСТРОЕНИЕ LDPC-КОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА ВЫБОРКИ ПО ЗНАЧИМОСТИ КОУЛА // ИЗВЕСТИЯ ЮГО-ЗАПАДНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. 2023. ТОМ 27 №1

Текстовый фрагмент статьи

Список литературы

1. Cole C. A., et al. Regular {4, 8} LDPC Codes and Their Low error Floors // MILCOM. 2006. Р. 1-7.
2. Cole C. A., et al. Analysis and Design of Moderate Length Regular LDPC Codes with Low Error Floors // 40th CISS. 2006. Р. 823-828.
3. Cole C. A. Error floor analysis for an ensemble of easily implementable irregular (2048, 1024) LDPC codes // MILCOM. 2008. Р. 1-5. EDN: XYIYXF
4. Cole S. A., Wilson E. H., Giallorenzi T. A general method for finding low error rates of LDPC codes. URL: arxiv.org/abs/cs/0605051. (date of treatment: 14.04.2022).
5. Velasquez A., et al. Finding Minimum Stopping and Trapping Sets: An Integer Linear Programming Approach // In: Lee J., Rinaldi G., Mahjoub A. (eds) Comb. Optim. ISCO 2018. Lect. Notes in Comp. Science. Vol. 10856. Р. 402-415.
6. Усатюк В.С., Егоров С.И. Устройство для оценки кодового расстояния линейного блочного кода методом геометрии чисел // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2017. № 4 (25). С. 24-33. EDN: YTBLSD
7. Richardson T. J. Error floors of LDPC codes // in 41st Annual Allerton Conference on Comm., Control and Computing. Oct. 2003. Р. 1426-1435.
8. Improved min-sum decoding algorithms for irregular LDPC codes /j. Chen, R. M. Tanner, C. Jones, Y. Li // ISIT. 2005. Р. 449-453.
9. Two-dimensional correction for min-sum decoding of irregular LDPC codes /j. Zhang, M. Fossorier, D. Gu, J. Zhang // in IEEE Communications Letters. March 2006. Vol. 10. № 3. Р. 180-182.
10. Zhang S., Schlegel C. Controlling the Error Floor in LDPC Decoding // in IEEE Transactions on Comm. 2013. Vol. 61(9). Р. 3566-3575.
11. Tian T., et al. Selective avoidance of cycles in irregular LDPC code construction// in IEEE Trans. on Comm. 2004. Vol. 52. № 8. Р. 1242-1247.
12. Vasić B., et al. Trapping set ontology // 47th Annual Allerton Conference on Communication, Control, and Computing (Allerton). 2009. Р. 1-7.
13. McGregor A., Milenkovic O. On the Hardness of Approximating Stopping and Trapping Sets in LDPC Codes // IEEE ITW. 2007. Р. 248-253. EDN: YYSCTR
14. Jeruchim M. Techniques for estimating the bit error rate in the simulation of digital communication systems // IEEE Journal on selected areas in communications. 1984. Vol. 2. № 1. Р. 153-170.
15. Smith P. J., Shafi M., Gao H. Quick simulation: A review of importance sampling techniques in communication systems, // IEEE J.Select.Areas Commun. 1997. Vol. 15. Р. 597-613.
16. Компьютерное моделирование / В.М. Градов, Г.В. Овечкин, П.В. Овечкин, И. В. Рудаков. М.: КУРС: Инфра-М, 2020. 264 с.
17. Vasić B., Chilappagari S.K., Nguyen D. V. Chapter 6 - Failures and Error Floors of Iterative Decoders, Editor(s): Declerq D., Fossorier M., Biglieri E., Academic Press Library in Mobile and Wireless Comm. 2014. Р. 299-341.
18. Tanner R. M., Fuja T. E., Sridhara D. A Class of Group Structured LDPC Codes // Proceedings 6th ISCTA, Ambleside, England, July 2001. Р.365-370.
19. Fossorier M. P. C. Quasi-cyclic low-density parity-check codes fromcirculant permutation matrices// IEEE Trans. Inf. Theory. Aug. 2004. Vol. 50. № 8. Р. 1788-1793.
20. Halford T. R., Chugg K. M. An algorithm for counting short cycles in bipartite graphs // in IEEE Trans. on Inform. Theory. 2006. Vol. 52(1). Р. 287-292.
21. Usatyuk V., Vorobyev I. Simulated Annealing Method for Construction of High-Girth QC-LDPC Codes // 41st International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP). Athens, Greece, 2018. EDN: YBWRNZ
22. Usatyuk V., Egorov S., Svistunov G. Construction of Length and Rate Adaptive MET QC-LDPC Codes by Cyclic Group Decomposition // IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS). Batumi, Georgia, 2019.
23. Schlegel C., Zhang S. On the Dynamics of the Error Floor Behavior in (Regular) LDPC Codes // IEEE Transactions on Information Theory. 2010. Vol. 56. № 7. Р. 3248-3264.

Выпуск

Том 27 №1 (2023)

Кол-во страниц: 171 страница

Другие статьи выпуска

АДАПТИВНЫЙ АЛГОРИТМ СИСТЕМЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ИНВАЛИДНОЙ КОЛЯСКОЙ-ВЕРТИКАЛИЗАТОРОМ (2023)

Авторы: Яцун Сергей Фёдорович, Мальчиков Андрей Васильевич, Щербакова Мария Петровна

Цель. Разработка схемы и адаптивного алгоритма работы интеллектуальной человеко-машинной системы пользовательского интерфейса инвалидной коляски-вертикализатора, учитывающего физиологические особенности оператора, колесной платформы и внешней среды. Задачи. Изучение физиологических особенностей человеко-машинного взаимодействия у людей с повреждением опорно-двигательного аппарата. Разработка конструкции и математическое описание джойстика как компонента человеко-машинной системы. Разработка адаптивного алгоритма и математического обеспечения системы пользовательского интерфейса инвалидной коляски-вертикализатора.

Методы. Использование метода конечных автоматов для описания алгоритма переключения режимов движения. Применение полиномиальных функций с целью получения гладких законов изменения задающих значений для приводов устройства. Использование нелинейных коэффициентов чувствительности рукоятки джойстика для обеспечения адаптивных режимов движения коляски-вертикализатора.

Результаты. В ходе исследования были разработаны и описаны режимы движения инвалидной коляски-вертикализатора. Представлены и описаны схема конструкции и принцип работы джойстика. Математически и графически описаны режимы функционирования человеко-машинной системы. Предлагаемые в работе адаптивные алгоритмы системы пользовательского интерфейса инвалидной коляски-вертикализатора интерпретируют наклоны джойстика в задающие сигналы для регуляторов приводов коляски. Описано использование нелинейных коэффициентов чувствительности рукоятки джойстика для обеспечения адаптивных режимов работы коляски, учитывающих особенности движения рук людей с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата, движение коляски и состояния внешней среды.

Заключение. Разработанные в рамках работы адаптивные алгоритмы человеко-машинной системы и режимы движения инвалидной коляски-вертикализатора позволяют повысить безопасность и плавность движения за счет использования нелинейных коэффициентов чувствительности рукояти джойстика и гладких законов задающих воздействий, полученных на основании полиномиальных функций.

Сохранить в закладках

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВСПЕНЕННОГО ПОЛИСТИРОЛА (2023)

Авторы: Рыбин Илья Александрович, Рыбина Анна Васильевна

Цель исследования. При проектировании новых и модернизации существующих систем управления процессом вытягивания полимеров важную роль играет решение задач создания математических или имитационных моделей и синтеза алгоритмов управления, обеспечивающих снижение доли ручного труда. В статье приведен обзор подходов к разработке и моделированию систем автоматизированного управления экструзионными технологическими линиями производства изделий из полимеров. Рассмотрена возможность разработки и моделирования многомерной системы управления процессом вытягивания вспененного полистирола на основе пакета математического анализа Matlab. Актуальность темы исследования связана с тенденцией роста рынка потребления и реализации управления в условиях создания более сложных форм упаковки из полимеров.

Методы. Для разработки системы управления и ее анализа применены основы теории многомерных систем в задачах управления, теории переработки пластических масс, методы компьютерного моделирования систем управления.

Результаты. В статье представлен алгоритм управления процессом формования и его реализация в среде Simulink. Приведены и проанализированы графики изменения скорости вытягивания и скорости намотки, изменения толщины и натяжения полотна во времени. Представлена схема автоматизации технологической линии на основе разработанного алгоритма.

Заключение. Результаты тестирования модели показывают, что применение математического моделирования системы управления вытягиванием полотна пенополистирола возможно для решения вопроса повышения эффективности производства на действующем оборудовании, что и позволит приблизить их характеристики к новым технологическим линиям, оставив механическую часть без изменений. Значимость работы обусловлена тем, что применение современных систем управления позволяет улучшить качество изготавливаемой продукции, снизить расход сырья. Материалы и методики исследования могут быть применены при разработке проектов для других установок, например при производстве оптического полотна.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: ЮЗГУ
Регион: Россия, Курск
Почтовый адрес: 305040, Курская обл, г Курск, Центральный округ, ул 50 лет Октября, зд 94
Юр. адрес: 305040, Курская обл, г Курск, Центральный округ, ул 50 лет Октября, зд 94
ФИО: Емельянов Сергей Геннадьевич (РЕКТОР)
E-mail адрес: rector@swsu.ru
Контактный телефон: +7 (471) 2504820
Сайт: https://swsu.ru/

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.