Doktora Tezleri

Permanent URI for this communityhttps://hdl.handle.net/20.500.12416/1645

Browse

Browsing Doktora Tezleri by Subject "Belief Propagation Algorithm"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 1 of 1
  • Item
    Citation Count: Arlı, Ahmet Çağrı (2020). Polar code decoding with soft decision algorithms / Kutupsal kodların yumuşak tabanlı algoritmalar ile çözümlenmesi. Yayımlanmış doktora tezi. Ankara: Çankaya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.
    Polar code decoding with soft decision algorithms
    (2020) Arlı, A. Çağrı; Çankaya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü
    Shannon'un haberleşmenin matematiksel teorisini anlattığı ünlü makalesi ile birlikte doğan bilgi teorisi kapsamında Shannon tarafından çizilen performans sınırlarına ulaşmak için çok sayıda kanal kodu geliştirilmiştir. Başlangıçta, kanal kodları ikili vektör alt uzayları, yani blok kodları kullanılarak oluşturulur ve bu kodların performansları bilgisayar simülasyonları ile ölçülmştür. İyi simülasyon sonuçlarına sahip kodlar pratik iletişim sistemlerine uyarlanmıştır.Farklı bir kanal kodu sınıfı olarak, evrişim kodları 1955 yılında Elias tarafından keşfedilmiştir. Evrişimli kodlar, kodlama ve kod çözme işlemlerinde blok kodlara göre temel farklılıklar gösterir. 1993'te turbo kodlar, paralel sıralı evrişim kodları olarak tanıtıldı. Turbo kodların şaşırtıcı performansı kanal kodlama toplumunda bir kilometre taşı olmuştur ve araştırmacılar arasında sıralı kodların tasarımına büyük ilgi duymuştur. Tasarlanan kodlar, turbo kodların üstün performansının arkasındaki ana nedenlerden biri olan yinelemeli bir şekilde çözülür.Araştırmacılar arasında 2000 yıllarındaki ortak fikir, yinelenebilir şekilde deşifre edilmiş birleştirilmiş kodların uzun yıllar üstesinden gelinmeyecek kodlar olmasıydı. 2009 yılında Erdal Arıkan tarafından kutup kodları tanıtıldı. Kutupsal kodlar bilgi teorisi kavramları kullanılarak tasarlanmıştır ve performansları matematiksel olarak kanıtlanmıştır. Kutupsal kodlar, önemsiz olmayan bir şekilde tasarlanan tek kanallar olarak kabul edilebilir ve kanal kodlama alanında bir atılım olarak düşünülebilir. Bu doktora tezinde, kutupsal kodların yumuşak karar tabanlı algoritmalarla çözümlenmesi incelenmiştir. Yumuşak karar temelli algoritmalardan biri olan karar yayılım algoritması ayrıntılı olarak literatürde incelenmiştir. Kutup kodları, karar yayılma algoritması kullanılarak çözülebilir. İletişim sistemleri için kod çözme gecikmesi kritik bir konudur. Kod çözme gecikmesi paralel işlemciler kullanılarak azaltılabilir. Bu bağlamda, karar yayılım algoritması paralel işleme operasyonları için uygundur. Literatürde, karar yayılma algoritması ile kodu çözülen kutup kodlarının, ardışık giderim algoritması tarafından kodu çözülen kutup kodlarından daha kötü performans gösterdiği belirtilmektedir. Bu tezde, karar yayılma algoritması tarafından çözülen kutup kodlarının performansını artırmayı hedefledik. Performans iyileştirmesi elde edildiği takdirde, inanç yayılma algoritmasının paralel işleme özelliğine uygunluğu öne çıkacaktır. Karar yayılma algoritmasında güvenilmez olasılıkların yayılması kutupsal kodların performansını kötüleştirir. İletilerin güvenilirliğini arttırmak için yapay olarak üretilen zayıf gürültü sinyallerini kullandık. Simülasyon sonuçlarından, alıcaya gelen sinyale zayıf gürültü eklenmesinin, karar yayılma algoritması tarafından çözülen kutup kodlarının performansını arttırdığı görülmektedir. Önerilen yaklaşım, gürültü destekli karar yayılımına dayalı liste, yani Na-BPL, kutupsal kod çözücü olarak adlandırılabilir. Önerilen yaklaşımla, karar yayılımı kod çözücüleri ile kutupsal kod performansının, en gelişmiş ardışık giderim liste kutup çözücüleri performansına yaklaştığı görülmektedir. Kutupsal kodların sistematik versiyonları da karar yayılma algoritmasına uygulanmıştır. Sistematik kodlama, ardışık giderim kutupsal kod çözücüsüne fazladan ek yükler getirir. Öte yandan, karar yayılma algoritması ile kullanıldığında, kod çözücü kısmında fazladan ek yük görülmez. Bu şekilde, kutupsal karar yayılım kod çözücülerinin performansını daha da geliştiriyoruz. Ayrıca, Na-BPL ile sistematik polar kodlar kullanıldığında, daha iyi kod çözme performansı elde edilir. Bölünmüş kanal kapasitelerinin doğru hesaplanması, kutupsal kod performansını etkileyen kritik bir konudur. Kutupsal kodlarının tasarımı için genetik algoritmayı da dikkate aldık. Tezde, genetik algoritma ile tasarlanan kutupsal kodların, mükemmel bilgi tabanlı erken tespit yöntemi kullanan Na-BPL ile çözüldüğünde, gelişmiş performans elde edildiği ve elde edilen performansın, en son teknolojiye sahip kutupsal kod çözücünün, yani CRC ile desteklenmiş SCL kutupsal kod çözücü performansından sadece 0.1dB uzakta olduğu belirtilmiştir. Na-BPL kod çözücü mükemmel bilgi tabanlı erken tespit yöntemi kullanılmadığında CRC ile desteklenmiş SCL kod çözücüyle yarışamıyor fakat hata düzeltme performansı SCL kod çözücünün performansına kıyasla ileridedir.