Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1169
Title: การศึกษาการปรับปรุงสมรรถนะของรหัสเทอร์โบ ที่ใช้เฟรมขนาดสั้นสำหรับช่องสัญญาณเฟดดิง แบบเรย์ลีที่มีสหสัมพันธ์
Other Titles: Performance improvement study of short-frame turbo codes for correlated rayleigh fading channel
Authors: อาทิตย์ จำปาศรี
Advisors: สุวิทย์ นาคพีระยุทธ
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิศวกรรมศาสตร์
Advisor's Email: nsuvit@chula.ac.th
Subjects: ทฤษฎีรหัส
ระบบสื่อสารไร้สาย
ระบบสื่อสารเคลื่อนที่
Issue Date: 2544
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: ศึกษาและปรับปรุงสมรรถนะของรหัสเทอร์โบที่ใช้เฟรมขนาดสั้น สำหรับช่องสัญญาณเฟดดิงแบบเรย์ลีที่มีสหสัมพันธ์ แนวความคิดหลักที่ใช้ในการพัฒนาปรับปรุงประสิทธิภาพ ของวงจรถอดรหัสคือ การนำวงจรกรองแบบปรับตัวได้ชนิด FIR มาประยุกต์ใช้ในการประมาณค่าอัตราขยายของช่องสัญญาณ ซึ่งข่าวสารดังกล่าวจะถูกป้อนให้กับวงจรถอดรหัสเทอร์โบ เพื่อใช้ประกอบการตัดสินใจของบิตให้มีความถูกต้องยิ่งขึ้น หลังจากนั้นค่าการตัดสินใจของบิตจะถูกป้อนกลับมายัง วงจรกรองแบบปรับตัวได้เพื่อใช้ในการประมาณ อัตราขยายของช่องสัญญาณวนซ้ำใหม่อีกครั้ง การแลกเปลี่ยนข่าวสารระหว่างวงจรกรองแบบปรับตัวได้ และวงจรถอดรหัสเทอร์โบจะวนซ้ำ จนกระทั่งกระบวนการถอดรหัสเทอร์โบลู่เข้า จากผลการทดสอบด้วยโปรแกรมจำลองคอมพิวเตอร์พบว่า สมรรถนะของการถอดรหัสขึ้นกับความถูกต้องของ ค่าอัตราขยายของช่องสัญญาณที่ประมาณค่า อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติพบว่า การประมาณค่าอัตราขยายของช่องสัญญาณไม่สามารถกระทำได้โดยสะดวก เพราะช่องสัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงสถานะอย่างรวดเร็ว จะทำให้วงจรกรองแบบปรับตัวได้ ไม่สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงสถานะได้ทัน ในทางกลับกันช่องสัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงสถานะที่ช้าจนเกินไป จะให้โอกาสที่สูงกว่าเดิมในการเกิดเบิรสต์ขนาดยาว เมื่อเปรียบเทียบกับความยาวของเฟรม และทำให้บิตที่ถูกถอดรหัสนั้นป้อนกลับไปยังวงจรกรองไม่ถูกต้อง ดังนั้นจึงส่งผลให้การติดตามสถานะ ของช่องสัญญาณไม่ถูกต้องตามไปด้วย เหมือนในกรณีที่ช่องสัญญาณมีการเปลี่ยนแปลงสถานะอย่างรวดเร็ว ดังนั้นการนำเอาวงจรกรองแบบปรับตัวได้มาประยุกต์ใช้ จึงมีช่วงใช้งานจำกัด คืออยู่ในช่วงการเปลี่ยนแปลงสถานะของช่องสัญญาณที่ไม่เร็ว หรือช้าจนเกินไป ในงานวิจัยพบว่าการเปลี่ยนแปลงสถานะของช่องสัญญาณที่ค่าของ fdTs = 0.005 จะทำให้วงจรกรองแบบปรับตัวได้สามารถติดตามสถานะของช่องสัญญาณ ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับค่า fdTs = 0.01 และ 0.001 นอกจากปัญหาการติดตามสถานะของช่องสัญญาณ ที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วแล้ว ปัญหาที่สำคัญอีกประการหนึ่งก็คือ การประวิงเวลาที่เกิดขึ้น จากการนำวงจรกรองแบบปรับตัวได้มาใช้นั่นเอง ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเสนอกระบวนการถอดรหัส ซึ่งมีการชดเชยการประวิงเวลา และการใช้อัลกอริทึมแบบปรับตัวได้ทั้ง 2 ทิศทาง เพื่อทำให้ค่าประมาณอัตราขยายของช่องสัญญาณที่หาได้ มีความถูกต้องใกล้เคียงกับค่าที่แท้จริงยิ่งขึ้น จากผลการทดสอบด้วยโปรแกรมจำลองคอมพิวเตอร์พบว่า สมรรถนะของรหัสเทอร์โบ (ในพจน์ของค่า Eb/No) ที่ถอดรหัสได้โดยวิธีที่นำเสนอสามารถถูกปรับปรุงจากวิธีแบบเดิมซึ่งไม่มีการชดเชยการประวิงเวลาอย่างน้อยประมาณ 0.05 dB ที่ระดับ BER = 10 ยกกำลัง -3 และค่า FdTs = 0.005
Other Abstract: To study the performance improvement of short-frame turbo codes for correlated rayleigh channels. The main idea used for enhancing the turbo-decoding efficiency is applying a FIR adaptive filter to estimate the channel gains. Such acquired information is then fed into the turbo decoder and incorporated to achieve more accurate bit decision. Then the bit decision is fed back to the adaptive filter for refining the channel gains in an iterative manner. The information exchanged between the adaptive filter and the turbo decoder will be re-iterated until the turbo decoding process is converged. Based on the numerical results through computer program simulation it is found that the performance of turbo codes depends on the accuracy of channel-gain estimates. However, in practice, it is not easy to obtain the accurate ones. This is because for fast fading channel it is difficult for the adaptive filter to track such rapid changes of channel gains correctly. On the other hand, the channel with slow fading is likely to exhibit long burst relative to the frame length, causing an increase of incorrect turbo-decoded bits being fed back to the adaptive filter. As a consequence, the channel tracking is also poor as with the fast fading. This means that the adaptive filter is applicable in a limit working range, i.e. neither too fast nor too slow fading conditions. This thesis has found that the best condition for adaptive filter to efficiently track channel gains is fdTs = 0.005, compared with fdTs = 0.01 and 0.001. Besides fast fading channel-tracking problem, the other significant one is due to the time delay from the adaptive filter itself. Therefore, this thesis has proposed time-delay compensation and bidirectional adaptive algorithm to give the channel gains more accurately estimated. From computer program simulation, it is found that the performance of turbo codes (in term of Eb/No) using the proposed method can be further improved from the conventional method not using time-delay compensation at least about 0.5 dBat BER = 10(-3) and fdTs = 0.005.
Description: วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2544
Degree Name: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: วิศวกรรมไฟฟ้า
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1169
ISBN: 9740309992
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Atit.pdf1.72 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.