FPGA Implementation of encoders for CCSDS Low-Density Parity-Check (LDPC) codes.

Διπλωματική Εργασία uoadl:1321076 321 Αναγνώσεις

Μονάδα:
ΠΜΣ Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών με ειδίκευση Συστήματα Επικοινωνιών και Δίκτυα
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2015-09-23
Έτος εκπόνησης:
2015
Συγγραφέας:
Θεοδωρόπουλος Δημήτριος
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Αντώνιος Πασχάλης
Πρωτότυπος Τίτλος:
FPGA Implementation of encoders for CCSDS Low-Density Parity-Check (LDPC) codes.
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Υλοποίηση κωδικοποιητών για LDPC κώδικες του CCSDS με διατάξεις FPGA.
Περίληψη:
Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει την υλοποίηση με τεχνολογία FPGA
αλγορίθμων κωδικοποίησης καναλιού που έχουν προτυποποιηθεί από τον οργανισμό
CCSDS για χρήση σε διαστημικές επικοινωνίες. Ο CCSDS προτείνει δύο
κατηγορίες κωδίκων για εφαρμογές τηλεμετρίας: μία για επικοινωνίες στο εγγύς
(near-earth) διάστημα (π.χ. δορυφορικές επικοινωνίες) και άλλη μια για
επικοινωνίες βαθέος διαστήματος (deep-space), με χαρακτηριστικά η κάθε μία
βελτιστοποιημένα ως προς το πεδίο εφαρμογής τους. Και στις δύο περιπτώσεις,
οι κώδικες είναι γραμμικοί μπλοκ κώδικες με μεγάλο μέγεθος μπλοκ και πίνακα
ισοτιμίας με χαμηλή πυκνότητα (LDPC).
Στην παρούσα εργασία, γίνεται εκμετάλλευση της δομής των πινάκων-γεννητόρων
των κωδίκων deep-space προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η απόδοση. Προκύπτουν
δύο ειδών παραλληλίες στη δομή των εν λόγω πινάκων, η ταυτόχρονη αξιοποίηση
των οποίων οδηγεί σε βελτίωση των επιδόσεων με ελαχιστοποίηση των
καταναλισκόμενων πόρων. Αντίστοιχα στην περίπτωση του κώδικα near-earth,
περιγράφεται μια αποδοτική μέθοδος στη σχεδίαση των επί μέρους οντοτήτων του
κυκλώματος που βελτιστοποιεί την αξιοποίηση των πόρων, σε σχέση με γνωστές
λύσεις.
Η περιγραφή των κωδικοποιητών σε VHDL επαληθεύεται ως προς την ορθή της
σχεδίαση με προσομοιώσεις για όλες τις υποστηριζόμενες περιπτώσεις, όπου
απαιτείται η μέγιστη κάλυψη κώδικα (code coverage). Τέλος, το σχέδιο
επαλήθευσης περιλαμβάνει την επίδειξη λειτουργίας σε ένα ενσωματωμένο
σύστημα υλοποιημένο στην κάρτα XUPV505-LX110T, όπου καταγράφονται και οι
πραγματικές επιδόσεις του συστήματος, όπου βρίσκονται στην περιοχή των
μερικών Gbps. Η παρούσα υλοποίηση προκύπτει ότι είναι η ταχύτερη για την
συγκεκριμένη οικογένεια LDPC κωδικών, που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα.
Λέξεις-κλειδιά:
LDPC, CCSDS, FPGA, εγγύς-διάστημα, βαθέος-διαστήματος
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
6-10
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
28
Αριθμός σελίδων:
63