kutupsal kodlama (kodlama teorisi) ne demek?

Bilgi teorisinde, kutupsal kod doğrusal bir blok hata düzeltme kodudur . Kod yapısı, fiziksel kanalı sanal dış kanallara dönüştüren kısa çekirdek kodunun çoklu özyinelemeli birleşimine dayanır. Özyineleme sayısı arttığında, sanal kanallar ya yüksek güvenilirliğe ya da düşük güvenilirliğe sahip olma eğilimindedir (başka bir deyişle, kutuplaşırlar) ve veri bitleri en güvenilir kanallara tahsis edilir. Kutup kodları 2009 yılında Erdal Arıkan tarafından tanımlanmıştır.¹ Bunun, bitümlü çok aşamalı kod çözme için daha önce optimize edilmiş bir koda eşdeğer olduğunu,² orijinal olarak Norbert Stolte tarafından tanımlanan bir kod olduğunu gösteren bir çalışma bulunmaktadır.³⁴ Kapasite boşluğuna polinom bağımlılığı olan simetrik ikili girişi, ayrık hafızasız kanallar (B-DMC) için kanal kapasitesini kanıtlamak için açık bir yapıya sahip ilk koddur. Özellikle, kutup kodları mütevazı kodlama ve kod çözme karmaşıklığına sahiptir O(nlogn) bu da onları birçok uygulama için çekici kılmaktadır. Ayrıca, genelleştirilmiş kutup kodlarının kodlama ve kod çözme enerji karmaşıklığı, iki boyutlu devrenin enerji tüketimi için temel alt sınırlara ulaşabilir. Örneğin O(n<sup>ϵ</sup>polylog(n)) herhangi biri için faktör ϵ > 0 için şeklindedir.⁵

Kutup Kodlarını Simüle Etme

MATLAB, C ++ vb.gibi herhangi bir programlama dilinde polar kodların simülasyon ortamı uygulanabilir.

Tipik olarak bir kodlayıcı, bir kod çözücü, bir kanal ( AWGN, BSC, BEC gibi ) ve bir kod oluşturma modülünün modellenmesini içerir.

Bir dizi tanıtım videosunu içeren örnek bir MATLAB uygulaması bulunmaktadır ⁶ .

Stolte ve Arikan'ın Polar kodlarını oluşturma ve kod çözme yöntemleri arasındaki denklik simülasyonlarla doğrulanmıştır.⁷

Endüstriyel Uygulamalar

Endüstri uygulamalarını düşünmeden önce kutupsal kodların daha fazla araştırılması gereken birçok konusu bulunmaktadır. Özellikle, kutup kodlarının özgün tasarımı, ardışık iptal kod çözücüsü ile blok boyutları asimptotik olarak büyük olduğunda aynı kapasiteye ulaşır. Bununla birlikte, endüstri uygulamalarının çalıştığı blok boyutlarında, ardışık iptalin performansı, LDPC ve Turbo gibi iyi tanımlanmış ve uygulanmış kodlama şemalarına kıyasla daha zayıftır. Polar performansta art arda iptal listesi kod çözme ile iyileştirilebilir. Ancak gerçek uygulamalardaki kullanılabilirlikleri çok düşük uygulama verimliliği nedeniyle hala sorgulanmaktadır.⁸

2016 yılı Ekim ayında Huawei, kanal kodlaması için Polar kodlarını kullanarak 5G saha deneme testlerinde 27Gbps'ye ulaştığını duyurmuştur. Kanal performansı, neredeyse belirli bir bant genişliği ve belirli bir gürültü seviyesi için çıtayı ayarlayan Shannon sınırına olan boşluğu kapatmıştır.⁹

2016 yılı Kasım ayında 3GPP, 5G NR (Yeni Radyo) arayüzünde eMBB (Gelişmiş Mobil Geniş Bant) kontrol kanalları için Polar kodlarını kullanmayı kabul etmeyi kabul etmiştir. Aynı toplantıda 3GPP, karşılık gelen veri kanalı için LDPC kullanmayı kabul etmiştir.¹⁰