A*最大可能性的軟解碼應用於具符元間干擾之通道

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姓名

呂明泰(Ming-Tai Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

A*最大可能性的軟解碼應用於具符元間干擾之通道
(A* Maximum-Likelihood Soft-Decision Decoding on ISI Channel)

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摘要(中)

信號在通道中傳送的過程中，當傳輸速率增加以傳送更多資訊時，會造成符元間的干擾（ISI）及雜訊（AWGN），這將會增加接收機在判讀0與1的錯誤率。利用最大可能性（Maximum-Likelihood）方法來降低ISI及雜訊對信號的影響。由於ISI效應會使得代表該位元（bit）的符元（symbols）波形延伸至左右鄰居，而其效果是波與波的相加，這將使得每個接收到的符元包含著過去數個位元的訊息（information），若是能妥善地利用這個特性來移除ISI的干擾，將可改進對整體的效能。
　　本論文中採用A* 解碼搜尋最佳解，因A* 解碼已被証明可找到最佳解，並可以有效移除在搜尋中無價值的節點，故無須作全區搜尋，且當訊雜比大時，會有效減少搜尋的節點數而快速找到一最佳解。論文中還探討二位元信號在經過線性區塊碼（linear block codes）編碼及未經編碼的情況下，會採用不同的演算法，前者是採用一整個區塊序列（sequence）做最佳搜尋，後者是用序列前後位元做加權後所得估計值來進行判斷。

摘要(英)

Signals will cause ISI and AWGN and increase the error rate of deciding 0 and 1 on the process of transmitted in channel, when one increases transmitting rate to transmit more information. Maximum-likelihood method is used in the thesis to degrade the effect of ISI and noise on signals. ISI effect will extend the waves of symbols to neighboring waves, and it will cause adding of waves. It will make each symbol contain the information of few past bits, and it is very helpful for the performance if one can use the property adequately to degrade the effect of ISI.
A* decoding method is used in the thesis to search the optimum solution, because it’s proven to be able to get the optimum solution, and remove the useless nodes on the process of searching. It doesn’t need to search globally, and it’s able to find the solution efficiently when signal-to-noise ratio is large enough. Binary signals encoded by linear block codes or not and the corresponding algorithms is discussed in the thesis. The former uses the whole block sequence to do the optimum search, and the later uses the evaluated values gotten by weighting the neighbor bits of the sequence to make the decision. The difference of performance using A* decoding method on whether encoding by linear block codes or not is also discussed in the thesis.

論文目次

中文摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章　緒論 1
1.1　ISI通道簡介 2
1.2　研究動機 3
第二章　線性區塊碼 6
2.1　線性區塊碼(Linear Block Code) 7
2.1.1　線性區塊碼定義 7
2.1.2　生成矩陣與同位元檢查矩陣 7
2.2　BCH codes 10
第三章　A* 演算法 13
3.1　啟發函數的設計 14
3.1.1　在雜訊干擾下的啟發函數 14
3.1.2　ISI與雜訊干擾下的啟發函數 16
3.2　樹搜尋 18
3.3　演算法的實現與鏈結串列（Linked list） 19
3.4　A*演算法應用在線性區塊碼 21
第四章　A*最大可能性軟解碼於符元間干擾通道 23
4.1　二位元信號於符元間干擾通道 23
4.1.1　解碼長度 24
4.1.2　位元解集合 26
4.1.3　建構ISI通道權重表 28
4.1.4　利用權重表解碼 32
4.1.5　利用A* 搜尋最佳解 39
4.2　線性區塊碼用於符元間干擾通道 42
4.2.1　錯誤繁衍 42
4.2.2　解碼 43
4.2.3　利用A* 搜尋最佳解 44
第五章　模擬與分析 47
5.1　二位元信號的模擬 48
5.1.1　演算法的改良 48
5.1.2 數值結果 49
5.1.3　例一 50
5.1.4　例二 53
5.2　線性區塊碼的模擬 57
第六章　結論 60
參考文獻 61

參考文獻

[1] J.E. Pearson, “Besic Communication Theory”, Prentice Hall, 1991
[2] 林銀議, “數位通訊原理編碼與消息理論,” 五南, 2005
[3] L. Ekroot and S. Dolinar, “A* Decoding of Block Codes,” IEEE Trans.Commun., vol. 44, pp. 1052–1056, Sept. 1996.
[4] S. Lin and D. J. Costello, Jr. “Error Control Coding”, Prentice Hall, 2004
[5] N.J. Nilsson, “Principles of Artificial Intelligence”. Palo Alto, CA: Tioga Publishing Co., 1980.
[6] J. G. Proakis, “Digital Communications” . Boston : McGraw-Hill, 2001.
[7] Andreas F. Molisch, “Wireless communications”, West Sussex, England :John Wiley & Sons,c2005.
[8] 張家輔，“用於非同調區塊碼MPSK之A*解碼演算法”，碩士論文，中央大學，2003年。

指導教授

賀嘉律(Chia-Lu Ho)

審核日期

2006-7-18

推文