title: Channel-state-assisted convolutional decoding for single-input single-output IEEE 802.11n systems
title: Συνελικτική αποκωδικοποίηση με χρήση της κατάστασης του διαύλου για συστήματα ΙΕΕΕ802.11n απλής-εισόδου απλής-εξόδου
Creators: name: Σουρλα Μαρθα-Βασιλικη
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2024

description: This thesis is on the implementation and simulation of single-input
single-output IEEE 802.11n links and the examination of
channel-state-assisted convolutional decoding to improve system
performance. We present the full chain of transformations of the signal
at the transmitter, according to the IEEE 802.11n standard, and explain
the role of each module. We also explain the corresponding receiver
modules. At each step, we present the parameters of the code that is
used to implement each module and describe their use. Then, we focus on
single-input single-output systems that employ convolutional coding. We
derive closed-form approximations for the log-likelihood ratio (LLR) of
the coded bits at the receiver end and, taking into account the specific
signal constellation determined by the IEEE 802.11n standard, we show
that, for any modulation and coding rate of the standard, the sequence
of LLRs that is given as input to the channel decoder can be viewed as a
sequence of received samples of binary phase-shift keying symbols in
additive-white-Gaussian-noise with varying, but known, bit amplitude.
The amplitude variation is due to the different channel state over
different subcarriers. Then, we implement a channel decoding algorithm
that is tailored to the derived LLR expressions, simulate the system
performance over IEEE TGn Model-B channels, and compare with plain
LLR-based decoding that does not incorporate the varying channel state.
description: Αυτή η εργασία αφορά στην υλοποίηση και προσομοίωση συνδέσεων IEEE 802.11n μίας εισόδου και μίας εξόδου και την εξέταση συνελικτικής αποκωδικοποίησης υποβοηθούμενης από την κατάσταση του καναλιού για τη βελτίωση της απόδοσης του συστήματος. Παρουσιάζουμε την πλήρη αλυσίδα μετασχηματισμών του σήματος στον πομπό, σύμφωνα με το πρότυπο IEEE 802.11n, και εξηγούμε τον ρόλο της κάθε μονάδας. Εξηγούμε επίσης τις αντίστοιχες μονάδες του δέκτη. Σε κάθε βήμα, παρουσιάζουμε τις παραμέτρους του κώδικα που χρησιμοποιείται για την υλοποίηση κάθε ενότητας και περιγράφουμε τη χρήση τους. Στη συνέχεια, εστιάζουμε σε συστήματα μίας εισόδου και μίας εξόδου που χρησιμοποιούν συνελικτική κωδικοποίηση. Υπολογίζουμε προσεγγίσεις κλειστής μορφής για τον λογάριθμο του λόγου πιθανότητας (log-likelihood ratio - LLR) των κωδικοποιημένων bit στον δέκτη και, λαμβάνοντας υπόψη τον συγκεκριμένο αστερισμό του σήματος που καθορίζεται από το πρότυπο IEEE 802.11n, δείχνουμε ότι, για οποιαδήποτε διαμόρφωση και οποιονδήποτε ρυθμό κωδικοποίησης του προτύπου, η ακολουθία των LLR που δίνεται ως είσοδος στον αποκωδικοποιητή καναλιού μπορεί να θεωρηθεί ως μία ακολουθία ληφθέντων δειγμάτων διαμόρφωσης binary phase-shift keying σε προσθετικό λευκό Γκαουσιανό θόρυβο με μεταβαλλόμενο, αλλά γνωστό, πλάτος για κάθε bit. Η διακύμανση του πλάτους οφείλεται στη διαφορετική κατάσταση καναλιού σε διαφορετικούς υποφορείς. Στη συνέχεια, υλοποιούμε έναν αλγόριθμο αποκωδικοποίησης καναλιού που είναι προσαρμοσμένος στη
μοντελοποίηση του LLR στην οποία καταλήξαμε, προσομοιώνουμε την απόδοση του συστήματος σε κανάλια IEEE TGn Model-B, και συγκρίνουμε με την απλή αποκωδικοποίηση βασισμένη σε LLRs η οποία δεν λαμβάνει υπόψη τη μεταβαλλόμενη κατάσταση του καναλιού.