خوارزمية BCJR
خوارزمية باهل-كوك-جيلينك-رافيف (BCJR) هي خوارزمية لفك تشفير رموز تصحيح الأخطاء المعرفة على الشبكات الشبكية (وخاصةً رموز الالتفاف ). سُميت الخوارزمية نسبةً إلى مخترعيها: باهل، كوك، جيلينك، ورافيف. [ 1 ] تُعد هذه الخوارزمية أساسيةً لرموز تصحيح الأخطاء الحديثة التي تُفك تشفيرها تكراريًا، بما في ذلك رموز التوربو ورموز التحقق من التكافؤ منخفضة الكثافة .
الخطوات المتبعة
بناءً على التعريشة :
- حساب الاحتمالات الأمامية
- حساب الاحتمالات العكسية
- حساب الاحتمالات المُعدّلة بناءً على معلومات أخرى (مثل تباين الضوضاء لـ AWGN ، واحتمالية تقاطع البتات للقناة الثنائية المتناظرة ).
الاختلافات
SBGT BCJR
تبسيط بيرو، جلافيو، وثيتيماجيشيما. [ 2 ]
Log–MAP BCJR
خوارزمية Log-MAP هي تطبيقٌ لفك تشفير BCJR (MAP) في المجال اللوغاريتمي. من خلال العمل مع احتمالات اللوغاريتم، تتجنب هذه الخوارزمية التجاوز العددي وتحول عمليات ضرب الاحتمالات إلى عمليات جمع. في المجال اللوغاريتمي، تستخدم العلاقات التكرارية الأمامية والخلفية متطابقة لوغاريتم جاكوبي ("max-star").، مما ينتج عنه نفس نسب احتمالية اللوغاريتم اللاحقة (LLRs) مثل خوارزمية MAP/BCJR الأصلية عند تطبيقها على مقاييس الفروع. [ 3 ]
من الناحية العملية، فإن مصطلح التصحيح الصغيريتم تنفيذه عبر جدول بحث قصير أو تقريب خطي متقطع؛ كما أن العمل في المجال اللوغاريتمي يُسهّل عملية توحيد مقاييس الحالة الأمامية/الخلفية. تُستخدم مُفكِّكات Log-MAP التي تُخرج نسب احتمالية خطية خارجية على نطاق واسع كمكونات إدخال/إخراج مرنة في مُفكِّكات التكرار (التوربو). [ 4 ] [ 5 ]
يُعدّ **Max-Log-MAP** أحد المتغيرات الشائعة ذات التعقيد المنخفض، والذي يُقارب لوغاريتم جاكوبيان عن طريق حذف حد التصحيح (أي باستخداميُقلل هذا من التعقيد على حساب انخفاض طفيف في الأداء مقارنةً بـ Log-MAP/MAP؛ ويمكن تضييق الفجوة بتصحيحات ثابتة/خطية أو عن طريق تغيير مقياس المعلومات الخارجية ("Max-Log-MAP المُعَيَّر/المُقاس")، مما يؤدي عادةً إلى استعادة بضعة أعشار من الديسيبل اعتمادًا على الترميز ونسبة الإشارة إلى الضوضاء. [ 6 ] [ 7 ]
نافذة BCJR
نسخة مُعدّلة تُعالج الشبكة على أجزاء لتقليل التعقيد الحسابي ومتطلبات الذاكرة. يُعدّ هذا الأسلوب مفيدًا بشكل خاص للتسلسلات الطويلة جدًا حيث يصبح تخزين الشبكة بالكامل غير عملي. تحافظ النسخة المُجزّأة على أداء شبه مثالي مع تقليل زمن الاستجابة واستخدام موارد الأجهزة بشكل ملحوظ في التطبيقات. [ 8 ]
التطبيقات
- يقوم إطار عمل Susa بتنفيذ خوارزمية BCJR لرموز تصحيح الأخطاء الأمامية ومعادلة القناة في لغة C++.
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ باهل، ل.؛ كوك، ج.؛ جيلينك، ف.؛ رافيف، ج. (مارس 1974). "فك التشفير الأمثل للرموز الخطية لتقليل معدل خطأ الرموز". معاملات IEEE في نظرية المعلومات . 20 (2): 284-287 . doi : 10.1109/TIT.1974.1055186 .
- ↑ وانغ، سيتشون؛ باتينود، فرانسوا (2006). "نهج منهجي لخوارزميات BCJR MAP المعدلة للرموز الالتفافية" . مجلة EURASIP لمعالجة الإشارات التطبيقية . 2006 095360. Bibcode : 2006EJASP2006..242W . doi : 10.1155/ASP/2006/95360 .
- ↑ باهل، إل آر؛ كوك، جيه؛ جيلينك، إف؛ رافيف، جيه (مارس 1974). "فك التشفير الأمثل للرموز الخطية لتقليل معدل خطأ الرمز". معاملات IEEE في نظرية المعلومات . 20 (2): 284-287 . doi : 10.1109/TIT.1974.1055186 .
- ↑ فوغت، ج.؛ فينغر، أ. (2000). "تحسين مُفكِّك ترميز توربو ماكس-لوغ-إم إيه بي" . رسائل الإلكترونيات . 36 (23): 1937-1939 . رمز Bibcode : 2000ElL....36.1937V . doi : 10.1049/el:20001357 .
- ↑ لي، جيان (2019). "تصميم وحدة فك تشفير توربو قائم على خوارزمية Log-MAP المُعَيَّرة باستخدام جداول البحث" . الإلكترونيات . 8 (9): 1037. doi : 10.3390/electronics8091037 . PMC 7515343. PMID 33267527 .
- ↑ روبرتسون، ب.؛ فيلبرون، إ.؛ هوهر، ب. (يونيو 1995). "مقارنة بين خوارزميات فك التشفير الأمثل وشبه الأمثل العاملة في المجال اللوغاريتمي" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر IEEE ICC . الصفحات 1009-1013 .
- ↑ تشين، ج. (2003). خوارزميات فك التشفير ذات التعقيد المنخفض لرموز LDPC (PDF) (أطروحة). جامعة هاواي في مانوا.
- ↑ فيتربي، أ. ج. (1998). "تبرير بديهي وتطبيق مبسط لفك تشفير MAP للرموز الالتفافية". مجلة IEEE للمجالات المختارة في الاتصالات . 16 (2): 260-264 . Bibcode : 1998IJSAC..16..260V . doi : 10.1109/49.661114 . ISSN 0733-8716 .
روابط خارجية
- يتناول الكتاب المدرسي الإلكتروني: نظرية المعلومات والاستدلال وخوارزميات التعلم ، من تأليف ديفيد جيه سي ماكاي ، خوارزمية BCJR في الفصل 25.
- تطبيق خوارزمية BCJR في إطار معالجة الإشارات Susa
- اكتشاف الأخطاء وتصحيحها
- نماذج أولية للخوارزميات وهياكل البيانات
