М.В. Хорошайлова1, И.В. Свиридова2, К.Д. Ципина3

1-3 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. Активное развитие мультимедийного оборудования и технологий обусловило разработку оборудования сверхвысокого качества с разрешением 3840×2160 (4K2K) пикселей, к которому относятся телевизионные проекторы сверхвысокой четкости (UHDTV). Так как в большинстве таких устройств в качестве средств передачи используются линии мультимедийного интерфейса высокой четкости (HDMI), имеющие ограничения по длине и высокую стоимость изготовления, идеальным решением является технология беспроводной передачи. Например, устройства для дополненной (AR) или виртуальной (VR) реальности, зеркальные отображения экранов мобильных устройства и др., как правило, используют беспроводную передачу. Таким образом, в эпоху пятого поколения (5G) актуальной становится беспроводная передача данных с частотой 60 ГГц, где особое внимание уделяется высокой скорости передачи, большому объему данных и малой задержке.

Цель. Представить архитектуру реконфигурируемого декодера с низкой плотностью проверки на четность (LDPC) с подходящим аппаратным обеспечением для стандартов IEEE 802.15.3c и 802.11g и 802.11ay.

Результаты. Разработана реконфигурируемая многорежимная архитектура LDPC-декодера, которая гибко поддерживает 12 типов матриц проверки четности стандартов IEEE 802.15.3c, IEEE 802.11ad и IEEE 802.11ay для беспроводной передачи HD-видео и обеспечивает хорошую конкретизацию благодаря тщательному проектированию архитектуры и реализации микросхемы. Поддержка различных стандартов осуществлена путем разделения матриц на блочные уровни в разных стандартах для достижения реконфигурируемости и хорошего совместного использования аппаратных средств для реконфигурируемого LDPC-декодирования. Для согласования различных весов строк разных LDPC-матриц использована переключаемая аппаратно-разделяемая структура 8/16/32 для ключевых вычислительных блоков, памяти и коммутационной сети, применяемая в реконфигурируемой архитектуре LDPC-декодера.

Практическая значимость. Представленная коммутационная сеть позволяет гибко переключаться между различными входами и обеспечивает низкую аппаратную сложность.

Хорошайлова М.В., Свиридова И.В., Ципина К.Д. Реконфигурируемый низкоплотностный декодер для многоуровневых беспроводных локальных сетей // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 8. С. 94-99. DOI: https://doi.org/10.18127/ j00338486-202308-15

1. Хорошайлова М.В. Архитектура канального кодирования на основе ПЛИС для 5G беспроводной сети с использованием высокоуровневого синтеза // Вестник ВГТУ. 2018. Т. 14. № 2. С. 99-105.
2. Safaldin M., Otair M., Abualigah L. Improved Binary Gray Wolf Optimizer and SVM for Intrusion Detection System in Wireless Sensor Networks // J. Ambient. Intell. Humaniz. Comput. 2021. № 12. Р. 1559–1576.
3. Yun-Jiang Wang, Barry C. Sanders, Bao-ming Bai, Xin-mei Wang. Enhanced Feedback Iterative Decoding of Sparse Quantum Codes // IEEE Trans. Inf. Theory. 2011. № 58. Р. 1231–1241.
4. Хорошайлова М.В. Архитектура для стохастических LDPC-декодеров c использованием эффективной площади кристалла на основе ПЛИС // Вестник ВГТУ. 2018. Т. 14. № 1. С. 95-100.
5. Башкиров А.В., Хорошайлова М.В. Алгоритмы низкой сложности декодирования и архитектура для недвоичных низкоплотностных кодов // Радиотехника. 2016. № 6. С. 10-14.
6. Башкиров А.В., Муратов А.В., Хорошайлова М.В., Ситников А.В., Ермаков С.А. Низкоплотностные коды малой мощности декодирования // Радиотехника. 2016. № 5. С. 32-37.
7. Thi Bao Nguyen T., Nguyen Tan T., Lee H. Efficient QC-LDPC Encoder for 5G New Radio // Electronics. 2019. № 8. Р. 668.