Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed MohammadAli Khosravifard,Seyed Mahmoud Modarres-Hashemi
سیدمحمدعلی خسروی فرد (استاد مشاور) سیدمحمود مدرس هاشمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Reza Heidarpour
محمدرضا حیدرپور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Application of linear programming in decoding and detection
In recent years, there has been an increasing demand for efficient and reliable digital data transmission and storage systems. This demand has been accelerated by the emergence of large-scale high-speed data networks for the exchange, processing and storage of digital information in the commercial, governmental and military spheres. A merging of communications and computer technology is required in the design of these systems. A major concern of the system design is the control of errors so that the data can be reliably reproduced. In 1948, Shannon demonstrated in a landmark paper that by proper encoding of the information, errors induced by a noisy channel or storage medium can be reduced to any desired level without sacrificing the rate of information transmission or storage, as long as the information rate is less than the capacity of the channel. Since Shannon ’s work much effort has been expended on the problem of devising efficient encoding and decoding methods for error control in a noisy environment. Recently, linear Programming (LP) decoding, as an approximation to Maximum Likelihood (ML) decoding, was proposed by Feldman et al. ML certification, a solid theoretic foundation and the capability to be used for all binary linear codes, are the main properties that have made LP decoding of great interest since its introduction by Feldman. Since the complexity of Feldman’s first formulation for LP decoding increases exponentially with the degree of the check nodes in the Tanner graph of the code, it has only been used for low-density parity-check (LDPC) codes thus far. Recently, Yang et al. suggested a new LP decoder with polynomial complexity. This allows the practical use of LP decoders for non-LDPC codes. Attempts have been made to eliminate the use of a general LP solver by using iterative algorithms. Also replacing several receiver components (e.g. demodulator, channel equalizer and decoder) by one linear programming unit has been proposed. These developments make LP decoding an important candidate for future implementation. On the other hand, many observations suggest similarities between the performance of LP and message passing methods. Hence LP decoder with its solid theoretic foundation can be used to make prediction on the performance of message passing algorithms. In this research, different aspects of LP decoders are investigated. Then by using the idea of Feldman in relaxing an integer programming problem to obtain a linear programming one, in his approach towards achieving the LP decoder, we introdu
در سال های اخیر تقاضای روز افزونی برای داشتن ارتباط کارآمد و قابل اعتماد و همچنین سیستم های ذخیره اطلاعات وجود داشته است. این تقاضا با ظهور شبکه های اطلاعات وسیع و پر سرعت به منظور تبادل، پردازش و ذخیره اطلاعات دیجیتال در حوزه های اقتصادی، دولتی و نظامی شتاب گرفته است. برای طراحی این سیستم ها ترکیبی از علم مخابرات و علم کامپیوتر نیاز است. یکی از مسائل مهمی که طراح سیستم باید مد نظر داشته باشد، نحوه کنترل خطا به گونه ای است که اطلاعات به صورت مطمئنی قابل بازسازی باشند. در سال 1948، شانون در مقاله ای برجسته نشان داد که اگر ریت ارسال اطلاعات از ظرفیت کانال کمتر باشد، با استفاده از کدگذاری می توان میزان خطای ایجاد شده توسط کانال نویزی و یا خطای ایجاد شده در حین ذخیره اطلاعات را به میزان دلخواه کاهش داد. از آن زمان تا کنون تلاش های زیادی برای طراحی کدگذارها و کدبردارهای کارآمد برای کنترل خطا در محیط های نویزی صورت گرفته است. به تازگی کدبردار برنامه ریزی خطی به عنوان تقریبی از کدبردار ML توسط فلدمن ارائه شده است. تضمین جواب ML، پایه تئوریک قوی و قابلیت استفاده برای تمام کدهای خطی باینری برخی از ویژگی های مهم و جالب این کدبردار هستند. پیچیدگی فرمول بندی اولیه کدبردار برنامه ریزی خطی به صورت نمایی با افزایش درجه گره های بررسی توازن در گراف تنر افزایش می یافت. به همین دلیل تاکنون از این کدبردار برای کدهای LDPC استفاده شده است. اخیرا یک کدبردار برنامه ریزی خطی جدید که پیچیدگی فرمول بندی آن خطی است، توسط یانگ پیشنهاد شده است. این امر زمینه استفاده عملی از این کدبردار را برای کدهای غیر LDPC فراهم می نماید. تلاش هایی نیز در راستای جایگزینی موتورهای حل برنامه ریزی خطی با روش های تکراری صورت گرفته است. همچنین با استفاده از ایده کدبرداری با برنامه ریزی خطی می توان چندین بلوک در گیرنده (مانند دمدولاتور، همسان ساز کانال و کدبردار) را با یک بلوک که در آن از برنامه ریزی خطی استفاده می شود، جایگزین نمود. این پیشرفت ها کدبردار برنامه ریزی خطی را به عنوان یک کاندید مهم برای کاربردهای آینده مطرح می کند. از طرف دیگر مشاهدات زیادی مبنی بر وجود شباهت هایی بین عملکرد این کدبردار با روش های رد و بدل پیام وجود دارد که این امکان را فراهم می نماید که از کدبردار برنامه ریزی خطی که از پشتوانه تئوریک قوی برخوردار است، بتوان به عنوان ابزاری جهت پیش بینی عملکرد روش های رد و بدل پیام استفاده نمود. در این تحقیق، پس از بررسی جنبه های مختلف کدبردار برنامه ریزی خطی، با استفاده از ایده ای که فلدمن از آن برای تبدیل یک مسئله بهینه سازی روی اعداد صحیح به یک مسئله برنامه ریزی خطی برای نیل به کدبردار برنامه ریزی خطی استفاده کرد، گیرنده جدیدی را برای آشکارسازی چند کاربره مبتنی بر استفاده از برنامه ریزی خطی معرفی می کنیم. گیرنده پیشنهادی به شرطی که سیگنال های تخصیص داده شده به کاربرهای متفاوت در شرایط ویژه ای صدق کنند، دارای عملکرد بهینه خواهد بود. در این رابطه شبیه سازی هایی نیز به منظور مقایسه عملکرد گیرنده پیشنهادی با برخی از گیرنده های آشکارساز چند کاربره دیگر انجام شده است. همچنین یک الگوریتم برای بهبود عملکرد کدبردار برنامه ریزی خطی برای دسته مهمی از کدهای خطی باینری یعنی کدهای چرخشی، با ایجاد افزونگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی