مقایسه و بهبود پیاده‌سازی الگوریتم‌های کدگشایی ترتیبی کدهای کانولوشنال

Abstract

قابلیت کدهای کانولوشنال در تصحیح خطا با افزایش طول حافظه افزایش می‌یابد. اما افزایش طول حافظه، باعث افزایش پیچیدگی الگوریتم کدگشایی بهینه ویتربی می‌شود، چرا که تعداد محاسبات در الگوریتم ویتربی به صورت نمایی به طول حافظه وابسته است. افزایش پیچیدگی الگوریتم ویتربی با طول حافظه، می‌تواند پیاده‌سازی این الگوریتم را هنگام کدگشایی کدهای کانولوشنال با طول حافظه بلند ناممکن کند. به همین جهت الگوریتم‌های زیربهینه ای همانند Fano و Stack ارائه شده‌اند تا امکان کدگشایی ترتیبی و سریع کدهای کانولوشنال با طول حافظه بلند را فراهم کنند. در این نوشتار به معرفی شیوه‌های گوناگون پیاده‌سازی الگوریتم‌های Fano و Stack پرداخته و با ارائه نوآوری‌هایی، سرعت اجرا و حافظه مورد نیاز این الگوریتم‌ها را بهبود می‌دهیم. برای ارزیابی مزایای پیاده‌سازی‌های مختلف ارائه شده، آن‌ها را برمبنای قدرت تصحیح خطا، زمان کدگشایی و میزان حافظه مورد نیاز مقایسه می‌کنیم. همچنین ما از نتایج شبیه سازی استفاده می‌کنیم تا نشان دهیم که اگر وضعیت کانال مخابره زیاد خراب نباشد، الگوریتم‌های Fano و Stack می‌توانند توانایی تصحیح خطای الگوریتم بهینه ویتربی را در زمان کدگشایی بسیار کمتر، برای کدگشایی کدهای کانولوشنال با طول حافظه بلند فراهم آورند.