Μελέτη και υλοποίηση κωδικών LT σε Matlab kai VHDL

Abstract

Σε αυτή την εργασία μελετάτε ο κώδικας Luby Transform (LT code). Ο κώδικας LT είναι ο πρώτος κώδικας που ανήκει στο είδος των Ψηφιακών κωδίκων Fountain (Digital Fountain codes). Οι κώδικες Fountain, είναι κώδικες καναλιού που χρησιμοποιούν την τεχνική Forward Error Correction (FEC). Η ιδιαιτερότητα που έχουν οι Fountain κώδικες σε σχέση με τους συνηθισμένους κώδικες που χρησιμοποιούν την τεχνική FEC, είναι ότι ο ρυθμός (rate) τους δεν είναι προκαθορισμένος, αλλά μπορεί να μεταβληθεί κατά την μετάδοση. Ο LT κώδικας προτάθηκε ως μία εναλλακτική λύση στο σύστημα TCP/IP που χρησιμοποιείται στο δίκτυο του internet, λόγω των μειονεκτημάτων που έχει το τελευταίο σε broadcast εφαρμογές εξαιτίας της υπερφόρτωσης του καναλιού ανάδρασης όταν η πιθανότητα διαγραφής του καναλιού είναι μεγάλη. Σε γενικές γραμμές στην παρούσα εργασία γίνεται αρχικά μία γενική εισαγωγή στην κωδικοποίηση καναλιού, μία περιγραφή του LT κώδικα και των Fountain κωδίκων γενικότερα. Στη συνέχεια γίνεται θεωρητική ανάλυση του LT κωδικοποιητή - αποκωδικοποιητή και παρουσιάζονται αποτελέσματα από την προσομοίωση του LT κωδικοποιητή - αποκωδικοποιητή που έγινε με τη βοήθεια του Matlab. Τέλος γίνεται ανάλυση της δομής της πειραματικής Hardware εφαρμογής του LT κωδικοποιητή - αποκωδικοποιητή που έγινε σε FPGA με την χρήση VHDL σε Xilinx και παρουσίαση των πειραματικών αποτελεσμάτων αυτής της εφαρμογής.