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椭圆码的高效代数译码与应用

批准号:
62071498
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
陈立
依托单位:
学科分类:
信息论
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈立

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
Reed-Solomon (RS)码广为应用在数字通信和存储系统,但它的码长无法超越有限域大小,纠错能力受限。本项目拟研究一套崭新的编码机制 – 椭圆码,它具备更大的码长和更强的纠错能力,获得纠错能力、纠错效率和译码复杂度之间的最佳平衡,可望在将来取代RS码。利用椭圆码进行结构性编码,我们还可获得性能优异的中短码,为下一代无线通信网络从“超高可靠”迈向“超低时延”提供技术条件。本项目将以椭圆码的设计、代数译码和应用为主线开展研究,刻画椭圆码的最小汉明距离和重量谱等代数特性,提出基于模最小化插值、渐进插值和重编码变换等前沿技术的高效代数译码,利用椭圆码进行结构性编码,为无线通信、深空通信、光纤通信和数据存储等系统提供新型编码“武器”。由于椭圆曲线广泛应用于数据加密系统,本项目的研究实现了数据加密和编码传输共享代数基础,为未来通信系统内部架构的融合创造条件。
英文摘要
Reed-Solomon (RS) codes have been widely used in data communication and storage systems. However, their codeword length cannot exceed the size of finite field, limiting their error-correction (EC) capability. This project investigates a new coding scheme -- elliptic codes, which have the potential of replacing RS codes in future. Comparing with RS codes defined over the same finite field, elliptic codes have larger codeword length resulting in a stronger EC capability. They can reach the optimal tradeoff between the EC capability, efficiency and complexity. Elliptic codes can also be utilized for structured coding in forging competent short-to-medium length codes. This will be the essential technique for realizing of the progression from ‘ultra-reliable’ to ‘ultra low latency’ for the next generation wireless communication networks. This project will investigate the design of elliptic codes, its algebraic decoding and applications. The code’s algebraic properties, including its minimum Hamming distance and weight spectrum, will be characterized. Its advanced algebraic decoding approaches that are empowered by module minimization interpolation, progressive interpolation and re-encoding transform will be proposed. It will also be utilized for structured coding, spinning new coding techniques for wireless communication, deep space communication, optical fiber communication and data storage systems. Since elliptic curves have been widely used for data encryption, this research enables a common algebraic foundation for both data encryption and coded transmission, facilitating the structural integration of future communication systems.
项目组按计划完成了申请书所提出的研究内容。通过四年的研究,项目组取得的研究成果主要包括以下三个方面:第一,研究了椭圆码的硬判决代数列表译码,弥补了学术界对此研究的空白,实现了椭圆码代数列表译码“从0到1”的突破,并研究了基于模基约简插值的椭圆码硬判决代数列表译码、低复杂度Kötter插值算法、高效寻根算法;第二,研究了椭圆码的软判决代数列表译码,针对椭圆码提出了基于模基约简插值的软判决代数列表译码、代数Chase译码、基于动态信息集的系统编码,进一步挖掘了椭圆码的纠错潜能并提升了译码效率;第三,研究了椭圆码高效代数译码在代数几何码及代数译码方面的延伸,提出了非二元循环码的移加译码、基于高效插值与寻根的Hermitian码低复杂度Chase译码、椭圆码子域子码的构造与译码、BCH码的低时延分阶统计译码、分阶统计译码的迭代基更新算法、Reed-Solomon码的部分并行化低复杂度Chase译码。这些工作都在信息编码和通信理论领域的顶级期刊或会议发表,目前该项目已发表SCI期刊文章6篇,EI文章(IEEE国际会议)9篇。项目资助参加国际会议共18人次。此外,项目负责人多次受邀到国内外学术会议就研究内容做学术报告。
面向6G网络的新型编码技术
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    陈立
  • 依托单位:
对RS和AG码新型软判决代数译码的研究
  • 批准号:
    61671486
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    陈立
  • 依托单位:
高谱效高能效多用户协作通信技术的研究
  • 批准号:
    61372079
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    81.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    陈立
  • 依托单位:
对未来存储系统编码译码技术的研究
  • 批准号:
    61001094
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    陈立
  • 依托单位:
国内基金
海外基金