34251 Avancerede kodningssystemer med iterative dekodningsmetoder

2024/2025

Kursusinformation
Advanced forward error correction and iterative decoding
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (MSc), Communication Technologies and System Design
Teknologisk specialisering (MSc), Communication Technologies and System Design
Januar
Campus Lyngby
Forelæsninger, øvelser og projektarbejde
3-uger
Bedømmelse af øvelser og rapport(er)
Alle hjælpemidler - med adgang til internettet
7-trins skala , intern bedømmelse
01405/30300/34230/34231 , Erfaring med MATLAB/Python er påkrævet. Erfaring med C/C++ kan være et alternative, men eksemplerne er i MATLAB
Søren Otto Forchhammer , Lyngby Campus, Bygning 343, Tlf. (+45) 4525 3622 , sofo@dtu.dk
34 Institut for Elektroteknologi og Fotonik
I studieplanlæggeren
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