Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 3

Niebinarne kodowanie LDPC dla systemów Internetu rzeczy

Non-Binary LDPC coding for Internet of Things

10.15199/48.2024.03.44

nr katalogowy: 147766
10.15199/48.2024.03.44

Streszczenie

Artykuł dotyczy implementacji niebinarnego kodera LDPC dla urz ˛adze ´n IoT. W artykule zaproponowano wykorzystanie efektywnego algorytmu kodowania LDPC (Low Density Parity Check) w urz ˛adzeniach o mocno ograniczonych zasobach – pami ˛eci oraz mocy obliczeniowej. Wskazano algorytm koduj ˛acy uogólniony do kodów niebinarnych nad ciałem GF (2q) oraz przedstawiono wyniki eksperymentalne implementacji w układzie typowego mikrokontrolera. W publikacji pokazano porównanie zale ˙zno ´sci czasowych dla kodów nad ró ˙znymi rz ˛edami ciał GF. Pokazano wpływ wyboru kodu na potencjalne zu ˙zycie energii.

Abstract

The article concerns the implementation of a non-binary LDPC encoder for IoT devices. The article proposes the use of an effective LDPC (Low Density Parity Check) coding algorithm in devices with very limited resources – memory and computing power. A coding algorithm generalized to non-binary codes over the GF (2q) is indicated and experimental results of implementation in a typical microcontroller system are presented. The publication shows a comparison of time dependencies for codes over different orders of GF fields. The impact of code selection on potential energy consumption is also shown.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Ieee 802.11-2016. ieee standard for information technology– telecommunications and information exchange between systems local and metropolitan area networks–specific requirements - part 11: Wireless lan medium access control (mac) and physical layer (phy) specifications, 2016.
[2] Salima Belhadj and Moulay Lakhdar Abdelmounaim. On error correction performance of ldpc and polar codes for the 5g machine type communications. In 2021 IEEE International IOT, Electronics and Mechatronics Conference (IEMTRONICS), pages 1–4, 2021.
[3] Vishal A. Dubal and Y. Srinivasa Rao. A low-power highperformance sensor node for internet of things. In IEEE Second International Conference on Intelligent Computing and Control Systems (ICICCS), pages 607–612, Madurai, India, June 2018.
[4] ETSI Standard: EN 302 307 v1.1.1, Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications, 2005.
[5] Marc P. C. Fossorier, Miodrag Mihaljevic, and Hideki Imai. Reduced Complexity Iterative Decoding of Low-Density Parity Check Codes Based on Belief Propagation. IEEE Transactions on Communications, 47, No. 5:673–680, May 1999.
[6] Robert G. Gallager. Low-Density Parity-Check Codes. IRE Transactions on Information Theory, IT-8:21–28, January 1962.
[7] Jakub Hyla and Wojciech Sułek. Dekoder ldpc implementowany w mikrokontrolerze dla systemów internetu rzeczy. Przedl ˛ad Elektrotechniczny, (04/2023):133, 2023.
[8] Jakub Hyla and Wojciech Sułek. Energy-efficient raptor-like ldpc coding scheme design and implementation for iot communication systems. Energies, 16(12), 2023.
[9] Jakub Hyla, Wojciech Sułek, Weronika Izydorczyk, Leszek Dziczkowski, and Wojciech Filipowski. Efficient ldpc encoder design for iot-type devices. Applied Sciences, 12(5), 2022.
[10] IEEE Standard: IEEE P802.11n=D10. Draft IEEE Standard for Local Metropolitan Networks – Specific requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC), and Physical Layer (PHY) specifications: Enhancements for Higher Throughput, March 2006.
[11] Shu Lin and Daniel J. Costello, Jr. Error Control Coding: Fundamentals and Applications, 2nd Edition. Prentice-Hall, Inc., Upper Saddle River, New Jersey 07458, 2004.
[12] David J. C. MacKay. Good Error-Correcting Codes Based on Very Sparse Matrices. IEEE Trans. Inf. Theory, 45:399–431, March 1999.
[13] David J. C. MacKay and Radford M. Neal. Near Shannon Limit Performance of Low Density Parity Check Codes. Electronics Letters, 32:1645–1646, August 1996.
[14] Jérémy Nadal and Amer Baghdadi. Parallel and flexible 5g ldpc decoder architecture targeting fpga. IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, 29(6):1141– 1151, 2021.
[15] Vladimir L. Petrovi ´c, Dragomir M. El Mezeni, and Andreja Radoševi ´c. Flexible 5g new radio ldpc encoder optimized for high hardware usage efficiency. Electronics, 10(9), 2021.
[16] C Rajasekaran and K Raguvaran. Microcontroller based reconfigurable iot node. In IEEE 4th International Conference on Frontiers of Signal Processing, pages 12–16, Poitiers, France, September 2018.
[17] Thomas J. Richardson and Rüdiger L. Urbanke. Efficient Encoding of Low-Density Parity-Check Codes. IEEE Trans. Inf. Theory, 47:638–656, February 2001.
[18] S. Narasimha Swamy and Salomon Raju Kota. An empirical study on system level aspects of internet of things (iot). IEEE Access, 8:188082–188134, 2020.
[19] Chance Tarver, Matthew Tonnemacher, Hao Chen, Jianzhong Zhang, and Joseph R. Cavallaro. Gpu-based, ldpc decoding for 5g and beyond. IEEE Open Journal of Circuits and Systems, 2:278–290, 2021.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-3 , nr katalogowy 147766 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-3

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma