Replacing the Soft FEC Limit Paradigm in the Design of Optical Communication Systems

The FEC limit paradigm is the prevalent practice for designing optical communication systems to attain a certain bit-error rate (BER) without forward error correction (FEC). This practice assumes that there is an FEC code that will reduce the BER after decoding to the desired level. In this paper, we challenge this practice and show that the concept of a channel-independent FEC limit is invalid for soft-decision bit-wise decoding. It is shown that for low code rates and high order modulation formats, the use of the soft FEC limit paradigm can underestimate the spectral efficiencies by up to 20%. A better predictor for the BER after decoding is the generalized mutual information, which is shown to give consistent post-FEC BER predictions across different channel conditions and modulation formats. Extensive optical full-field simulations and experiments are carried out in both the linear and nonlinear transmission regimes to confirm the theoretical analysis

5G無線通信における誤り訂正符号化方式の評価に関する研究

早大学位記番号:新8267早稲田大

Coded Slotted ALOHA: A Graph-Based Method for Uncoordinated Multiple Access

In this paper, a random access scheme is introduced which relies on the combination of packet erasure correcting codes and successive interference cancellation (SIC). The scheme is named coded slotted ALOHA. A bipartite graph representation of the SIC process, resembling iterative decoding of generalized low-density parity-check codes over the erasure channel, is exploited to optimize the selection probabilities of the component erasure correcting codes via density evolution analysis. The capacity (in packets per slot) of the scheme is then analyzed in the context of the collision channel without feedback. Moreover, a capacity bound is developed and component code distributions tightly approaching the bound are derived.Comment: The final version to appear in IEEE Trans. Inf. Theory. 18 pages, 10 figure

Advanced constellation and demapper schemes for next generation digital terrestrial television broadcasting systems

206 p.Esta tesis presenta un nuevo tipo de constelaciones llamadas no uniformes. Estos esquemas presentan una eficacia de hasta 1,8 dB superior a las utilizadas en los últimos sistemas de comunicaciones de televisión digital terrestre y son extrapolables a cualquier otro sistema de comunicaciones (satélite, móvil, cable¿). Además, este trabajo contribuye al diseño de constelaciones con una nueva metodología que reduce el tiempo de optimización de días/horas (metodologías actuales) a horas/minutos con la misma eficiencia. Todas las constelaciones diseñadas se testean bajo una plataforma creada en esta tesis que simula el estándar de radiodifusión terrestre más avanzado hasta la fecha (ATSC 3.0) bajo condiciones reales de funcionamiento.Por otro lado, para disminuir la latencia de decodificación de estas constelaciones esta tesis propone dos técnicas de detección/demapeo. Una es para constelaciones no uniformes de dos dimensiones la cual disminuye hasta en un 99,7% la complejidad del demapeo sin empeorar el funcionamiento del sistema. La segunda técnica de detección se centra en las constelaciones no uniformes de una dimensión y presenta hasta un 87,5% de reducción de la complejidad del receptor sin pérdidas en el rendimiento.Por último, este trabajo expone un completo estado del arte sobre tipos de constelaciones, modelos de sistema, y diseño/demapeo de constelaciones. Este estudio es el primero realizado en este campo