Передача управляючої інформації у системах широкосмугових телекомунікацій технології 5G
DOI:
https://doi.org/10.20535/1560-8956.38.2021.233200Ключові слова:
цифровий зв'язок, полярний код, модуляція, адаптивний режим, відношення сигнал/шумАнотація
У цій статті розглядається полярний код, який застосовується для передачі управляючої інформації в широкосмугових телекомунікаційних системах. Кодування каналів містить набір процедур для виявлення помилок, виправлення помилок, узгодження швидкості, перемежування бітів та відображення інформації до фізичних каналів управління або транспортного рівня. У статті досліджується модель низхідної лінії зв'язку з полярним кодуванням та багатопозиційною цифровою фазовою модуляцією. Для запропонованої моделі досліджено ймовірність виникнення бітових помилок для різних кодових швидкостей. У статті проаналізовано структурну схему моделі адаптивного прийняття рішення щодо режиму модуляції цифрової системи зв'язку. Досліджено залежності ймовірності бітових помилок від ефективної швидкості полярного коду при різних типах модуляції. На основі отриманих залежностей розроблений адаптивний алгоритм вибору режиму модуляції для швидкості кодування R=0,5. Використання полярних кодів для побудови сигнально-кодових конструкцій може підвищити ефективність системи зв'язку.
Бібл. 36, іл. 12.
Посилання
Bioglio V., Condo C., Land I. Design of Polar Codes in 5G New Radio / V. Bioglio, C. Condo, I. Land // IEEE Communications Surveys & Tutorials. - 2020. - pp.1.
Kaykac Egilmez Z. B., Xiang L., Maunder R. G., Hanzo L. The Development, Operation and Performance of the 5G Polar Codes / Z. B. Kaykac Egilmez, L. Xiang, R. G. Maunder, L. Hanzo // IEEE Communications Surveys & Tutorials. - 2020. - Vol. 22, No. 1. - pp. 96-122.
Boiko J., Pyatin I., Eromenko O., Stepanov M. Method of the adaptive decoding of self-orthogonal codes in telecommunication / J. Boiko, I. Pyatin, O. Eromenko, M. Stepanov // Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science. - 2020. - Vol. 19, No. 3. - pp. 1287-1296.
Hussain G. A., Audah L. UFMC system performance improvement using RS codes for 5G communication system / G. A. Hussain, L. Audah // Telkomnika (Telecommunication Computing Electronics and Control). - 2020. - Vol. 18, No. 4. - pp. 1843-1848.
Hreshee S. S. Automatic recognition of the digital modulation types using the artificial neural networks / S. S. Hreshee // International Journal of Electrical and Computer Engineering. - 2020. - Vol. 10, No. 6. - pp. 5871-5882.
Bae J., Abotabl A., Lin H., Song K., Lee J. An overview of channel coding for 5G NR cellular communications / J. Bae, A. Abotabl, H. Lin, K. Song, J. Lee // APSIPA Transactions on Signal and Information Processing. - 2019, No. 8. - E17.
Dhuheir M., Öztürk S. Polar Codes Analysis of 5G Systems / M. Dhuheir, S. Öztürk // Proceedings 2018 IEEE 6th International Conference on Control Engineering & Information Technology (CEIT). - (Istanbul, 25-27 Oct. 2018). – 2018. – P. 1-6.
İşcan O., Xu. W. Polar Codes with Integrated Probabilistic Shaping for 5G New Radio / O. İşcan, W. Xu. // Proceedings 2018 IEEE 88th Vehicular Technology Conference (VTC-Fall) – (Chicago, 27-30 Aug. 2018). – 2018. - P. 1-5.
Sasoglu E. (2012) Polarization and Polar Codes. / E. Sasoglu // Polarization and Polar Codes. – 2012. – Vol.8, No. 4. – pp. 259-381.
Toghuj W. Modifying Hamming code and using the replication method to protect memory against triple soft errors / W. Toghuj // Telkomnika (Telecommunication Computing Electronics and Control). – 2020. - Vol. 18, No. 5. - pp. 2533-2542.
Fang Y., Bi G., Guan Y. L., Lau F. C. M. A Survey on Protograph LDPC Codes and Their Applications / Y. Fang, G. Bi, Y. L. Guan, F. C. M. Lau // IEEE Communications Surveys & Tutorials. – 2015. - Vol. 17, No. 4. - pp. 1989-2016.
Li J., Gao Z., Lv Y. Gaussian Approximation Optimized SC- Flip Decoding Algorithm of Polar Codes / J. Li, Z. Gao, Y. Lv // Proceedings 2020 IEEE 4th Information Technology, Networking, Electronic and Automation Control Conf. (ITNEC). – (Chongqing, 12-14 June 2020). – 2020. – P. 1124-1127.
Hanif M. A., Vafi S. An Efficient Serially Concatenated Polar Code with Unequal Error Protection Property / M. A. Hanif, S. Vafi // Proceeding 2019 IEEE 4th International Conf. on Computer and Communication Systems (ICCCS). – (Singapore, 23-25 Feb. 2019). –
- P. 497-501.
Boiko Y. M., Boryachok R. O. Improving effectiveness for processing signals in data transmission channels with phase manipulation / Y. M. Boiko, R. O. Boryachok // Proceeding 2013 IEEE 23rd International Crimean Conference "Microwave & Telecommunication Technology". – (Sevastopol, 8-14 Sept. 2013). – 2013. - P. 262-263.
Cheng J., Li H., Ye,M., Wang L., Zhang C. (2019) Systematic Polar Codes Based on 3x3 Kernel Matrix / J. Cheng, H. Li, M.Ye, L. Wang, C. Zhang // Proceeding 2019 IEEE International Conf. on Communications, Information System and Computer Engineering (CISCE). – (Haikou, 5-7 July 2019). – 2019. - P. 77-79.
Hu M., Li J., Lv Y. (2017) A comparative study of polar code decoding algorithms / M. Hu, J. Li, Y Lv // Proceeding 2017 IEEE 3rd Information Technology and Mechatronics Engineering Conference (ITOEC). – (Chongqing, 3-5 Oct. 2017). – 2017. - P. 1221-1225.
Boiko J., Pyatin I., Eromenko O., Barabash O. Methodology for Assessing Synchronization Conditions in Telecommunication Devices / J. Boiko, I. Pyatin, O. Eromenko, O. Barabash // Advances in Science, Technology and Engineering Systems Journal. -2020. - Vol. 5, No. 2. - pp. 320-327.
Boiko J., Eromenko O. (2018) Signal Processing in Telecommunications with Forward Correction of Errors / J. Boiko, O. Eromenko // Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science. – 2018. - Vol. 11, No. 3. - pp. 868-877.
Cyriac A., Narayanan G. Polar Code Encoder and Decoder Implementation / A. Cyriac, G. Narayanan // Proceeding 2018 IEEE 3rd International Conf. on Communication and Electronics Systems (ICCES). – (Coimbatore, 15-16 Oct. 2018). – 2018. - P. 294-302.
Luo F. Deep Learning Techniques for Decoding Polar Codes / F. Luo // Machine Learning for Future Wireless Communications. – 2020. – pp.287-301.
Chiu M. Interleaved Polar (I-Polar) Codes / M. Chiu // IEEE Transactions on Information Theory. – 2020. - Vol. 66, No. 4. - pp. 2430-2442.
Condo C., Bioglio V., Hafermann H., Land I. Practical Product Code Construction of Polar Codes / C. Condo, V. Bioglio, H. Hafermann, I. Land // IEEE Transactions on Signal Processing. – 2020. - Vol. 68. - pp. 2004-2014.
Chen P., Bai B., Ren Z., Wang J., Sun S. Hash-Polar Codes with Application to 5G / P. Chen, B. Bai, Z. Ren, J. Wang, S. Sun // IEEE Access. – 2019. - Vol. 7. - pp. 12441-12455.
Vangala H., Viterbo E., Hong Y. A comparative study of polar code constructions for the AWGN channel / H. Vangala, E. Viterbo, Y. Hong // arXiv preprint arXiv:1501.02473. – 2015. - pp. 1-9.
Mahdavifar H., El-Khamy M., Lee J., Kang I. Polar Coding for Bit-Interleaved Coded Modulation / H. Mahdavifar, M. El-Khamy, J. Lee, I. Kang // IEEE Transactions on Vehicular Technology. – 2016. - Vol. 65, No. 5. - pp. 3115-3127.
Zhurakovskyi B., Boiko J., Druzhynin V., Zeniv I., Eromenko O. Increasing the efficiency of information transmission in communication channels / B. Zhurakovskyi, J. Boiko, V. Druzhynin, I. Zeniv, O. Eromenko // Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science. – 2020. - Vol. 19, No. 3. - pp. 1306-1315.
Arikan E. Systematic Polar Coding / E. Arikan // IEEE Communications Letters. – 2011. - Vol. 15, No. 8. - pp. 860-862.
Chen P., Xu M., Bai B., Ma X. Design of polar coded 64-QAM / P. Chen, M. Xu, B. Bai, X. Ma // Proceeding 2016 IEEE 9th International Symposium on Turbo Codes and Iterative Information Processing (ISTC). – (Brest, 5-9 Sept. 2016). – 2016. - P. 251-255.
Міжвідомчий науково-технічний збірник «Адаптивні системи автоматичного управління» № 1’ (38) 2021 94 ISSN 1560-8956
Wu X., Yuan J. Partially Information Coupled Bit-Interleaved Polar Coded Modulation for 16-QAM / X. Wu, J. Yuan // Proceeding 2019 IEEE Information Theory Workshop (ITW). – (Visby, 25-28 Aug. 2019). – 2019. - P. 1-5.
Boiko J. M., Pyatin I. S., Еrоmenko O. I., Parkhomey I. R. Investigation of signals distortion during interpolation in SDR transmitters with QPSK modulation / J. M. Boiko, I. S. Pyatin, O. I. Еrоmenko, I. R. Parkhomey // Adaptive systems of automatic control. – 2019. - No 1(34). - pp. 5-15.
Boiko J. Synthesis and analysis of information-control systems of synchronization of means of telecommunications / J. Boiko // Adaptive systems of automatic control. – 2017. - No 1(30). - pp. 8-28.
Jia X., Wang F., Sun Y., Zhang S. A Novel Modulation Scheme of Polar Codes / X. Jia, F. Wang, Y. Sun, S. Zhang // Proceeding 2018 IEEE 14th International Wireless Communications & Mobile Computing Conf. (IWCMC). – (Guangzhou, 10-13 Nov. 2017) – 2017. - P. 1385-1390.
Ciflikli C., Al-Obaidi W., Al-Obaidi M. The Performance of Convolutional Coding Based Cooperative Communication: Relay Position and Power Allocation Analysis / C. Ciflikli, W. Al-Obaidi, M. Al-Obaidi // International Journal of Computer Networks & Communications (IJCNC). – 2019. - Vol.11, No.3, pp. 51-66.
Parkhomey I., Boiko J., Tsopa N., Zeniv I., Eromenko O. Assessment of quality indicators of the automatic control system influence of accident interference / I. Parkhomey, J. Boiko, N. Tsopa, I. Zeniv, O. Eromenko // Telkomnika (Telecommunication Computing Electronics and Control). – 2020. - Vol. 18, No. 4. - pp. 2070-2079.
Modi B., Olabiyi O., Annamalai A. Joint-Design of Link-Adaptive Modulation and Coding with Adaptive ARQ for Cooperative Amplify and Forward Relaying System / B. Modi, O. Olabiyi, A. Annamalai // International Journal of Computer Networks & Communications (IJCNC). – 2016. - Vol.8, No.3. - pp. 195-212.
Boiko J. M., Druzhynin V. A., Toljupa S. V. Teoretychni aspekty pidvyshhennja zavadostijkosti j efektyvnosti obrobky syghnaliv v radiotekhnichnykh prystrojakh ta zasobakh telekomunikacijnykh system za najavnosti zavad / J. M. Boiko, V. A. Druzhynin, S. V. Toljupa. - Kyjiv : Loghos, 2018. – 227 s.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
