عنوان پایان‌نامه
کنترل خطا در شبکه های چند بخشی با استفاده از کد های ال دی پی سی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45387;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1748
- تاریخ دفاع
- ۱۲ مرداد ۱۳۸۹
- دانشجو
- حمید صابر
- چکیده
- در سال¬های اخیر، کدینگ شبکه خطی به عنوان یک راه حل موثر برای افزایش گذردهی شبکه-های چندپخشی مورد استفاده قرار گرفته است. در عمل کدینگ شبکه در شبکه¬های نویزی پیاده-سازی می¬شود. بنابراین کدینگ شبکه با ملاحظه کنترل خطای شبکه به عنوان یک روش برای ارسال مقاوم اطلاعات بر روی شبکه پیشنهاد شده است. مطالعات گسترده¬ای در حوزه کنترل خطای شبکه و وجود کد برای رسیدن به باند¬های عملکردی خاص انجام شده است. یکی از کارهای بارز در این زمینه، کدهای BNEC و TBNEC برای کنترل خطای توأم شبکه و کانال می¬باشد. از طرف دیگر کدهای بر روی گراف مانند کدهای LDPC و الگوریتم های دیکدینگ تکراری بر روی گراف، مهمترین و کارامدترین کدینگ¬های موجود برای رسیدن به ظرفیت بسیاری از کانال¬های نقطه به نقطه می¬باشند. در این پایان¬نامه و در بخش اصلی نوآوری به کدهای TBNEC از منظر کدهای بر روی گراف نگاه جدیدی می¬کنیم و گراف TBNEC و توزیع درجه کد TBNEC را معرفی می¬کنیم. یک الگوریتم برای دیکدینگ کد TBNEC بر روی گراف مربوطه ارائه می¬کنیم که دارای پیچیدگی محاسباتی خطی نسبت به متغیر بازه زمانی کدینگ شبکه است. در ادامه معادلات تکامل توزیع دیکدر را در دو حالت منظم و نامنظم به دست می آوریم. سپس، بخشی از ملاحظات تحمیل ماتریس¬های انکدینگ نویز و پریتی¬چک به شبکه را بررسی می¬کنیم. در انتها نیز مقدار آستانه دیکدر را برای چند توزیع¬ درجه معین دیکدر در حالت TBNEC منظم در شبکه پروانه ای به دست¬ می-آوریم و یک شبیه¬سازی برای یک نمونه از این کدها ارائه می نماییم. در بخشی از پایان¬نامه، یک باند بالا برای احتمال خطای کدهای TBNEC به دست آورده و با استفاده از آن یک باند بالا برای حداکثر نرخ کد شبکه که با آن مخابره با احتمال خطای ناچیز ممکن باشد به دست می¬آوریم. یک رویکرد طراحی به منظور کنترل خطا در شبکه های چند پخشی، مرکب از کدهای TBNEC در لایه شبکه و کدهای کانال در لایه فیزیکی را معرفی می¬کنیم و به بررسی عملکرد آن می¬پردازیم. این رویکرد بین لایه ای پیشنهاد می¬کند که برای رسیدن به بیشینه نرخ مطمئن بر روی شبکه، لازم است یک مصالحه بین تصحیح خطای کانال و تصحیح خطای شبکه انجام شود.
- Abstract
- Recently, linear network coding has been used as an efficient method to increase the throughput of multicast networks. In practice network coding is used in noisy networks. Therefore, network error control coding has been considered as an approach for robust communications over such networks. There has been substantial research interest in this area and on quantifying the corresponding performance bounds. An important development in this category is known as the Block Network Error Control (BNEC) coding and Time-extended BNEC coding for joint network and channel coding. On the other hand, codes on graph such as low density parity check codes and iterative decoding algorithms on graphs provide most popular solutions for high performance error control coding over point to point communication channels. In this thesis and as the main contribution, we take a new look at TBNEC codes from a code on graph perspective and TBNEC graph and TBNEC degree distributions are introduced. A new iterative decoding algorithm for decoding of TBNEC codes on the corresponding graph is presented, which is linearly complex with the network time extension factor. Density evolution equations are presented for both regular and irregular cases. At the end, we extract the threshold of the proposed decoder for some regular TBNEC degree distributions in the butterfly network and simulate the propsed decoder for a specific degree distribution. Also presented in this thesis is deriving an upper bound on the error probability of TBNEC codes. This performance bound is a function of network topology and the edge error probability. Based on this, we introduce a design approach for error control in multicast networks, where TBNEC codes in the network layer and channel codes in the physical layer are used. The performance analysis with a specific case with Reed-Solomon codes at the physical layer is presented. This cross layer approach suggests that in order to achive the maximum reliable rate over the network, it is necessary to trade off the rate between channel error control and network error control in an optimized manner.
