Исследователи Сколтеха представили новые обобщённые LDPC-коды (Generalized Low-Density Parity-Check Codes, GLDPC) — практичное решение, которое работает быстрее современных решений из стандарта 5G, сохраняя при этом исходную надёжность передачи данных. Такие коды особенно важны для проектирования беспроводных систем следующего поколения, где минимизация задержек и обеспечение надёжной связи являются одними из ключевых технологических задач. Результаты опубликованы в журнале IEEE Wireless Communications Letters. Исследование поддержано грантом РНФ № 23-11-00340.
LDPC-коды (коды с низкой плотностью проверок на чётность, МПП-коды) — это метод кодирования, который находит и исправляет ошибки, неизбежно возникающие при передаче данных (например, когда телефон ловит плохой сигнал или Wi-Fi работает с помехами). Они эффективно справляются со своей задачей, но для уверенного исправления ошибок им требуется много циклов обработки («итераций»), что создаёт задержки. Для систем следующего поколения такие задержки существенны. GLDPC-коды более производительные и мощные, их главное преимущество — быстрая сходимость, то есть им требуется меньше итераций для исправления ошибок. Основной недостаток — отсутствие эффективных алгоритмов декодирования, поддерживающих аппаратную реализацию с малой сложностью.
Авторы работы представили новое семейство обобщённых LDPC-кодов на основе дуальных кодов Кордаро-Вагнера вместе с эффективными алгоритмами декодирования. Исследование показывает, что предложенные коды не только соответствуют производительности LDPC-кодов из стандарта 5G при большом числе итераций, но и демонстрируют лучшую способность исправлять ошибки и значительно более быструю сходимость.
«Результаты показали, что после 50 итераций новые коды показывают сопоставимую с кодами LDPC 5G помехоустойчивость, а после всего 10 итераций новые коды значительно превосходят классические 5G-коды, исправляя больше ошибок за меньшее время. Это прямо ведёт к снижению задержки связи», — рассказал соавтор исследования Алексей Фролов, профессор, директор Проектного центра беспроводной связи и интернета вещей Сколтеха.
Авторы работы: инженеры-исследователи Лаборатории технологий 6G Сколтеха Давит Симегн и Дмитрий Артемасов, старший преподаватель Проектного центра беспроводной связи и интернета вещей Сколтеха Кирилл Андреев, ведущий научный сотрудник Проектного центра беспроводной связи и интернета вещей Сколтеха Павел Рыбин и профессор, директор Проектного центра беспроводной связи и интернета вещей Сколтеха Алексей Фролов.
