Difference between revisions of "Channel Coding"

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===Inhalt===
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Channel coding (also known as error-control coding) includes both
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*Error detection procedures
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*and forward error correction (FEC), which often make digital signal transmission possible with a bad channel (low SNR) and lead to very low error rates with a sufficiently good channel (high SNR).
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Linear block codes, Reed-Solomon codes and convolutional and turbo codes as well as their (possibly iterative) decoding are described.
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The scope of this book corresponds to a course with three semester hours (SWS) of lecture and two SWS of exercises.
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First of all, here is an overview of the contents based on the four main chapters with a total of 22 chapters.
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===Contents===
 
{{Collapsible-Kopf}}
 
{{Collapsible-Kopf}}
{{Collapse1| header=Binäre Blockcodes zur Kanalcodierung | submenu=  
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{{Collapse1| header=Binary Block Codes for Channel Coding | submenu=  
*[[/Zielsetzung der Kanalcodierung/]]
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*[[/Objective of Channel Coding/]]
*[[/Kanalmodelle und Entscheiderstrukturen/]]
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*[[/Channel Models and Decision Structures/]]
*[[/Beispiele binärer Blockcodes/]]
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*[[/Examples of Binary Block Codes/]]
*[[/Allgemeine Beschreibung linearer Blockcodes /]]
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*[[/General Description of Linear Block Codes/]]
*[[/Decodierung linearer Blockcodes/]]
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*[[/Decoding of Linear Block Codes/]]
*[[/Schranken für die Blockfehlerwahrscheinlichkeit/]]
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*[[/Limits for Block Error Probability/]]
*[[/Informationstheoretische Grenzen der Kanalcodierung /]]
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*[[/Information Theoretical Limits of Channel Coding/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse2 | header=Reed–Solomon–Codes und deren Decodierung
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{{Collapse2 | header=Reed–Solomon–Codes and Their Decoding
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Einige Grundlagen der Algebra/]]
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*[[/Some Basics of Algebra/]]
*[[/Erweiterungskörper/]]
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*[[/Extension Field/]]
*[[/Definition und Eigenschaften von Reed–Solomon–Codes/]]
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*[[/Definition and Properties of Reed-Solomon Codes/]]
*[[/Reed–Solomon–Decodierung beim Auslöschungskanal/]]
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*[[/Reed-Solomon Decoding for the Erasure Channel/]]
*[[/Fehlerkorrektur nach Reed–Solomon–Codierung/]]
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*[[/Error Correction According to Reed-Solomon Coding/]]
*[[/Fehlerwahrscheinlichkeit und Anwendungsgebiete/]]
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*[[/Error Probability and Areas of Application/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse3 | header=Faltungscodierung und geeignete Decoder
+
{{Collapse3 | header=Convolutional Codes and Their Decoding
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Grundlagen der Faltungscodierung/]]
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*[[/Basics of Convolutional Coding/]]
*[[/Algebraische und polynomische Beschreibung/]]
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*[[/Algebraic and Polynomial Description/]]
*[[/Codebeschreibung mit Zustands– und Trellisdiagramm/]]
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*[[/Code Description with State and Trellis Diagram/]]
*[[/Decodierung von Faltungscodes/]]
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*[[/Decoding of Convolutional Codes/]]
*[[/Distanzeigenschaften und Fehlerwahrscheinlichkeitsschranken/]]
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*[[/Distance Characteristics and Error Probability Barriers/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse4 | header=Iterative Decodierverfahren
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{{Collapse4 | header=Iterative Decoding Methods
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Soft–in Soft–out Decoder/]]
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*[[/Soft-in Soft-Out Decoder/]]
*[[/Grundlegendes zu den Produktcodes/]]
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*[[/The Basics of Product Codes/]]
*[[/Grundlegendes zu den Turbocodes/]]
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*[[/The Basics of Turbo Codes/]]
*[[/Grundlegendes zu den Low–density Parity–check Codes/]]
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*[[/The Basics of Low-Density Parity Check Codes/]]
 
}}
 
}}
 
{{Collapsible-Fuß}}
 
{{Collapsible-Fuß}}
  
Der Lehrstoff entspricht einer Vorlesung mit drei Semesterwochenstunden (SWS) und zwei SWS Übungen.
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In addition to these theory pages, we also offer tasks and multimedia modules that could help to clarify the topic:
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*[https://en.lntwww.de/Kategorie:Aufgaben_zu_Kanalcodierung $\text{Exercises}$;]
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*[[LNTwww:Lernvideos_zu_Kanalcodierung|$\text{Learning videos in german}$;]]
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*[[LNTwww:HTML5-Applets_zu_Kanalcodierung|$\text{new designed applets}$]], based on HTML5, also executable on smartphones.
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$\text{Recommended Literature:}$
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*Böcherer, G.: Channel Coding. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl Für Nachrichtentechnkik, TU München, 2015
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*Bossert, M.: Channel Coding for Telecommunications. Chichester: Wiley, 2000. ISBN 978-0-471-98277-7
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*Bossert, M.: Kanalcodierung. Stuttgart: Vieweg+Teubner Verlag, 2014. ISBN 978-3-322-90917-6
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*Cover, T. M.; Thomas, J. A.: Elements of Information Theory. 2. Aufl. Hoboken, N.J: Wiley-Interscience, 2006. ISBN 978-0-47124-195-9
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*Friedrichs, B.: Kanalcodierung. Grundlagen und Anwendungen in modernen Kommunikationssystemen. Berlin u.a.: Springer, 1996. ISBN 3-540-58232-0
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*Gallager, R. G.: Information Theory and Reliable Communication. New York NY u.a.: Wiley, 1968. ISBN 0-471-29048-3
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*Hindelang, T.: Source-Controlled Channel Decoding and Decoding for Mobile Communications. Dissertation. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik. <br>München: VDI Fortschritt-Berichte, Reihe 10, Nr. 695, 2002
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*Huber, J.: Codierung für gedächtnisbehaftete Kanäle. Dissertation – Universität der Bundeswehr München, 1982
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*Johannesson, R.; Zigangirov, K. S.: Fundamentals of Convolutional Coding. New York: IEEE Press, 1999. ISBN 978-0-470-27683-9
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*Klimant, H.; Piotraschke, R.; Schönfeld, D.: Informations- und Kodierungstheorie. 2. Aufl. Wiesbaden (u.a.): Vieweg+Teubner Verlag, 2003. ISBN 978-3-51923-003-8
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*Kötter, R.; Mayer, T.; Tüchler, M.; Schreckenbach, F.; Brauchle, J.: Channel Coding. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, TU München, 2008
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*Liva, G.: Channel Coding. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl Für Nachrichtentechnik, TU München und DLR Oberpfaffenhofen, 2010
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*Ryan, W.; Lin, S.: Channel Codes. Classical and modern. Cambridge: Cambridge University Press, 2009. ISBN 978-0-52184-868-8
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*Schönfeld, D.; Klimant, H.; Piotraschke, R.: Informations- und Kodierungstheorie. 4. Aufl. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2012. ISBN 978-3-83480-647-5
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*Schneider-Obermann, H.; Mildenberger, O.: Kanalcodierung. Theorie und Praxis fehlerkorrigierender Codes. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 1998. <br>ISBN 978-3-528-03101-5
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*Schulz, R.-H.: Codierungstheorie. Eine Einführung. 2. Aufl. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2003. ISBN 978-3-322-80328-3
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*Shannon, C. E.; Weaver, W.: The Mathematical Theory of Communication. Urbana: Univ. of Illinois Press, 1998. ISBN 978-0-25272-548-7
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*Tröndle, K.: Codier-und Decodiermethoden zur Fehlerkorrektur. Habilitationsschrift. München: TU München, 1974
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*Wachter-Zeh, A.: Channel Coding. Vorlesungsmanuskript. Professur für Coding for Communications and Data Storage, TU München, 2017
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'''Empfohlene Literatur:'''
 
  
*Benedetto, S.; Biglieri, E.; Castellani, V.: Digital Transmission Theory. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall, 1987.
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[[LNTwww:Authors#Kanalcodierung|$\text{Notes on the authors and the materials used as a basis for the preparation of the book}$.]]
*Hänsler, E.: Statistische Signale: Grundlagen und Anwendungen. 2. Auflage. Berlin – Heidelberg: Springer, 1997.
 
*Hagenauer, J.: Nachrichtentechnik 1. Vorlesungsmanuskript, Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, Technische Universität München, 2002.
 
*Hanik, N.: Leitungsgebundene Übertragungstechnik. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, Technische Universität München, 2008.
 
*Haykin, S.: Digital Communications. New York: John Wiley & Sons, 1988.
 
*Huber, J.: Trelliscodierung - Grundlagen und Anwendungen in der digitalen Übertragungstechnik. Berlin – Heidelberg: Springer, 1992; [https://books.google.de/books?id=sRjUBgAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=de#v=onepage&q&f=false Leseprobe].
 
*Kammeyer, K.D.: Nachrichtenübertragung. Stuttgart: B.G. Teubner, 4. Auflage, 2004.
 
*Lüke, H. D.: Signalübertragung. 8. Auflage. Berlin – Heidelberg: Springer, 2004.
 
*Proakis, J. G.: Digital Communications. 5. Auflage. New York: McGraw-Hill, 2001.
 
*Proakis, J. G.; Salehi, M.: Grundlagen der Kommunikationstechnik. 2. Auflage. München: Pearson Education, 2004.
 
*Söder, G.: Simulationsmethoden in der Nachrichtentechnik. Anleitung zum gleichnamigen Praktikum. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, Technische Universität München, 2000.
 
*Söder, G.; Tröndle, K.: Digitale Übertragungssysteme - Theorie, Optimierung & Dimensionierung der Basisbandsysteme. Berlin – Heidelberg: Springer, 1985.
 
*Tröndle, K.; Söder, G.: Optimization of Digital Transmission Systems. Boston – London: Artech House, 1987.
 
*Werner, M.: Information und Codierung. Wiesbaden: Vieweg &Teubner, 2. Auflage, 2008; [https://books.google.de/books?id=rLS_TUNC3UYC&printsec=frontcover&hl=de#v=onepage&q&f=false Leseprobe].
 
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Revision as of 18:19, 15 January 2021

Channel coding (also known as error-control coding) includes both

  • Error detection procedures
  • and forward error correction (FEC), which often make digital signal transmission possible with a bad channel (low SNR) and lead to very low error rates with a sufficiently good channel (high SNR).


Linear block codes, Reed-Solomon codes and convolutional and turbo codes as well as their (possibly iterative) decoding are described.


The scope of this book corresponds to a course with three semester hours (SWS) of lecture and two SWS of exercises.

First of all, here is an overview of the contents based on the four main chapters with a total of 22 chapters.

Contents

In addition to these theory pages, we also offer tasks and multimedia modules that could help to clarify the topic:


$\text{Recommended Literature:}$

  • Böcherer, G.: Channel Coding. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl Für Nachrichtentechnkik, TU München, 2015
  • Bossert, M.: Channel Coding for Telecommunications. Chichester: Wiley, 2000. ISBN 978-0-471-98277-7
  • Bossert, M.: Kanalcodierung. Stuttgart: Vieweg+Teubner Verlag, 2014. ISBN 978-3-322-90917-6
  • Cover, T. M.; Thomas, J. A.: Elements of Information Theory. 2. Aufl. Hoboken, N.J: Wiley-Interscience, 2006. ISBN 978-0-47124-195-9
  • Friedrichs, B.: Kanalcodierung. Grundlagen und Anwendungen in modernen Kommunikationssystemen. Berlin u.a.: Springer, 1996. ISBN 3-540-58232-0
  • Gallager, R. G.: Information Theory and Reliable Communication. New York NY u.a.: Wiley, 1968. ISBN 0-471-29048-3
  • Hindelang, T.: Source-Controlled Channel Decoding and Decoding for Mobile Communications. Dissertation. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik.
    München: VDI Fortschritt-Berichte, Reihe 10, Nr. 695, 2002
  • Huber, J.: Codierung für gedächtnisbehaftete Kanäle. Dissertation – Universität der Bundeswehr München, 1982
  • Johannesson, R.; Zigangirov, K. S.: Fundamentals of Convolutional Coding. New York: IEEE Press, 1999. ISBN 978-0-470-27683-9
  • Klimant, H.; Piotraschke, R.; Schönfeld, D.: Informations- und Kodierungstheorie. 2. Aufl. Wiesbaden (u.a.): Vieweg+Teubner Verlag, 2003. ISBN 978-3-51923-003-8
  • Kötter, R.; Mayer, T.; Tüchler, M.; Schreckenbach, F.; Brauchle, J.: Channel Coding. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, TU München, 2008
  • Liva, G.: Channel Coding. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl Für Nachrichtentechnik, TU München und DLR Oberpfaffenhofen, 2010
  • Ryan, W.; Lin, S.: Channel Codes. Classical and modern. Cambridge: Cambridge University Press, 2009. ISBN 978-0-52184-868-8
  • Schönfeld, D.; Klimant, H.; Piotraschke, R.: Informations- und Kodierungstheorie. 4. Aufl. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2012. ISBN 978-3-83480-647-5
  • Schneider-Obermann, H.; Mildenberger, O.: Kanalcodierung. Theorie und Praxis fehlerkorrigierender Codes. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 1998.
    ISBN 978-3-528-03101-5
  • Schulz, R.-H.: Codierungstheorie. Eine Einführung. 2. Aufl. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag, 2003. ISBN 978-3-322-80328-3
  • Shannon, C. E.; Weaver, W.: The Mathematical Theory of Communication. Urbana: Univ. of Illinois Press, 1998. ISBN 978-0-25272-548-7
  • Tröndle, K.: Codier-und Decodiermethoden zur Fehlerkorrektur. Habilitationsschrift. München: TU München, 1974
  • Wachter-Zeh, A.: Channel Coding. Vorlesungsmanuskript. Professur für Coding for Communications and Data Storage, TU München, 2017


$\text{Notes on the authors and the materials used as a basis for the preparation of the book}$.