Rekursive Codes mit der Plotkin-Konstruktion und ihre Decodierung

Abstract

In dieser Arbeit werden Codes betrachtet, die allein durch rekursive Anwendung der juju + vj- Konstruktion, auch als PLOTKIN-Konstruktion bezeichnet, generiert werden. Der Schwerpunkt liegt hier sowohl auf der Konstruktion als auch auf der Decodierung von Codes dieser Klasse, die die Klasse der binären REED-MULLER (RM) Codes enthält. Bezüglich der auftretenden Störungen werden nur die beiden Sonderfälle des binären symmetrischen Kanals (BSC) und des additiven weißen gaußschen Rauschkanals (AWGN) betrachtet. Alle hier vorgestellten Codes sind Untercodes von RM-Codes und lassen sich als verallgemeinert verkettete Codes beschreiben. Für die zur Decodierung notwendige Zuverlässigkeitsübergabe an die Decoder der äußeren Codes wird neben der optimalen auch eine suboptimale Methode beschrieben und bewertet. Aufbauend auf diesen Methoden wird sowohl ein neues sequentielles als auch ein listengestütztes Decodierverfahren vorgeschlagen, die für alle Codes dieser Klasse geeignet sind. Es können damit beim AWGN-Kanal mit geringem Aufwand alle RM-Codes und deren Untercodes bis zu einer Länge von N = 128 Codesymbolen annähernd optimal decodiert werden. Speziell für RM-Codes wird darüber hinaus auch eine kombinierte Listen- und Permutationsdecodierung vorgeschlagen, womit beim AWGN-Kanal auch für alle Codes der Länge N = 256 und beim BSC bis zur Länge N = 512 nahezu optimale Wortfehlerwahrscheinlichkeiten erzielt werden. Um auch bei größeren Codelängen ebenfalls gute Decodierergebnisse zu erzielen, werden zwei verschiedene Methoden zur Anpassung des Codes an die verwendeten Decoder vorgestellt. Beide Methoden ermöglichen für Codelängen N = 2m die Konstruktion von Codes beliebiger Raten K=N, K 2 f1; 2; : : : ;Ng. Unter anderem die Berücksichtigung der bei Multilevel-Codes bekannten Ergebnisse führt so zu Codes, die zusammen mit dem hier vorgestellten Listendecodierverfahren auch bei deutlich über der Cutoff-Rate liegenden Coderaten kleine Fehlerwahrscheinlichkeiten ermöglichen.