Overordnede kursusmål
Indføre de studerende i teori for avancerede fejlkorrigerende koder
(forward error correction (FEC)), f. eks low-density parity check
(LDPC) koder og turbo koder.
Indføre de studerende i signalbehandlings-metoder for FEC dekodning
anvendt i nyere telekommunikationsstandarder, som f. eks 4G, 5G,
satellitkommunikation og rumkommunication, samt i
kvantekommunikations-systemer, fx. quantum key distribution.
Relatere ikke-lineær signalbehandlings teori og FEC
dekodningsmetoder.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- forklare teorien bag foldningskoder, deres egenskaber og deres
relation til blokkoder.
- forklare princippet i turbo-kode systemet baseret på
foldningskoder.
- forklare princippet i LDPC kode systemet.
- forklare relationen mellem dekodning af turbo- og LDPC koder og
belief propagation algoritmen.
- implementere i et af sprogene, Matlab, Python, C++, C (eller
lignende), en avanceret iterativ dekoder for en turbo-, produkt
eller en LDPC kode.
- simulere disse koder og iterative algoritmer som anvendes i
nyere kommunikationstandarder.
- Identificere relevante dele i telekommunikations standarder med
foldnings-,turbo- og LDPC kodere.
- Designe en dekoderkonfiguration for disse koder afhængigt af
systemets kompleksitetkrav og performancekrav.
Kursusindhold
Fejlkorrigerende koder anvendes med meget stor udbredelse i moderne
kommunikationssystemer såsom mobilkommunikation (4G, 5G, osv.),
satellitkommunikation og digitalt TV. Kurset omfatter følgende
emner:
- foldningskoder med hastighed 1/n ved tilstandsformulering.
- BCJR algoritmen til dekodning af foldningskoder.
- Turbo-kode systemet baseret på foldningskoder.
- Turbo-kode baseret standarder: dyb rumkommunikation og 4G
- Dekodning af LDPC koder. Sum-product algoritmen.
- Hamming koder
- LDPC baseret standarder: DVB-S2 satelit TV og 5G
- Belief propagation (BP) algoritmen. Relation mellem BP,
sum-product og BCJR.
- Simulering af dekodning i gaussisk støj.
- Eksempler på anvendelser, i tele- og kvante-komunikation.
Kurset indeholder dels forelæsninger med øvelser og dels et
obligatorisk projekt i enten LDPC eller turbo-kodning.
Bemærkninger
Det forudsættes at de studerende selv medbringer en laptop-computer
og har adgang til programmering i MATLAB, Python eller C/C++.
Sidst opdateret
28. oktober, 2024