Concatenação Serial de Códigos Polares e Códigos Turbo para Canais com Ruído Aditivo Gaussiano Branco

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Cryslaine Fonseca Rosal
Maria de Lourdes de Melo Guedes Alcoforado

Resumo

Os códigos polares (CPs) foram propostos em 2009 por Arikan (ARIKAN,2009), introduzindo o conceito de polarização de canal, os quais têm como característica a baixa complexidade de codificação e de decodificação. Quando usados com o algoritmo de decodificação Successive Cancellation (SC), os CPs podem alcançar a capacidade em canais discretos sem memória, a partir do aumento do comprimento de bloco N do código (ABBER; BARRON, 2011). Os códigos turbo foram apresentados à comunidade de comunicações em 1993 por Berrou, Glavieux e Thitimajshima (BERROU; GLAVIEUX; THITIMAJSHIMA, 1993) e situam-se entre os melhores códigos corretores de erros da atualidade, sendo empregados em sistemas de comunicações móveis (OLETU; RAPAJIC, 2011) e tendo excelente desempenho em baixa relação sinal ruído (SNR) (VUCETIC; YUAN, 2001). Apresentar um melhor desempenho com um baixo número de iterações são características extremamente desejáveis na área de comunicações móveis, onde há limitações de capacidade de processamento e de gastos com energia e potência. Nesse sentido, este trabalho propõe uma investigação de um esquema de concatenação serial de códigos polares e códigos turbo, considerando o canal corrompido por ruído aditivo gaussiano branco (RAGB) (ABBER; BARRON, 2011). São feitas simulações computacionais em que a concatenação serial é construída de forma que o remetente envia suas mensagens para o codificador polar, as palavras código geradas são enviadas como mensagens para o codificador turbo. O canal é corrompido com o ruído RAGB. A saída do canal é alimentada como entrada do decodificador turbo, o qual executa um certo número de iterações e repassa o resultado para o decodificador polar, em que faz uso do algoritmo de decodificação SC. As curvas de desempenho geradas a partir dos resultados das simulações computacionais mostram que para os casos estudados a probabilidade de erro atinge a ordem de 10-4, tendo um ganho de mais de 1,5dB quando comparado à codificação polar. Palavras-Chave: Códigos polares; Códigos turbo; Ruído; Polarização do canal    

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Seção
Engenharia da Computação e Sistemas

Referências

ARIKAN, E. Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels. IEEE Transactions on Information Theory, vol. 55, no 7, pp. 3051—3073, 2009.



ABBER, E.; BARRON, A. Polar Coding Schemes for the AWGN Channel. IEEE International Symposium on Information Theory Proceedings, pp. 194—198, 2011.



BERROU, C.; GLAVIEUX, A.; THITIMAJSHIMA, P. Near Shannon Limit Error-Correcting Coding and Decoding: Turbo-codes. IEEE International Conference on Communications, Geneva, Switzerland, pp. 1064—1070, 1993.



OLETU, G.; RAPAJIC, P. The Performance of Turbo Codes for Wireless Communication Systems. IEEE Conference on Computer Research and Development (ICCRD), vol. 4, pp. 346—349, 2011.



VUCETIC, B.; YUAN, J. Turbo Codes Principles and Applications. Boston, Dorderecht: Kluwer Academic Publishers, 2001, pp. 74, 231.