İçeriğe atla

Kutupsal kodlama (kodlama teorisi)

Bilgi teorisinde, kutupsal kod doğrusal bir blok hata düzeltme kodudur. Kodun yapısı, fiziksel kanalı sanal dış kanallara dönüştüren bir kısa çekirdek kodunun (short kernel code) çoklu özyinelemeli birleşimine dayanır. Özyineleme sayısı arttığında, sanal kanalların her biri ya yüksek güvenilirliğe (reliability) ya da düşük güvenilirliğe sahip olma eğilimindedir (başka bir deyişle, kutuplaşırlar) ve veri bitleri en güvenilir kanallara tahsis edilir.

Kutup kodları 2009 yılında Erdal Arıkan tarafından tanımlanmıştır.[1] Bunun, bitümlü çok aşamalı kod çözme için daha önce optimize edilmiş bir koda eşdeğer olduğunu,[2] orijinal olarak Norbert Stolte tarafından tanımlanan bir kod olduğunu gösteren bir çalışma bulunmaktadır.[3][4] Kapasite boşluğuna polinomsal bir bağımlılık ile simetrik ikili girişi ayrık hafızasız kanalların (B-DMC) kanal kapasitesine erişebildiği kanıtlanabilen açık bir yapıya sahip ilk koddur. Kutupsal kodlar oldukça düşük kodlama (encoding) ve kod çözme (decoding) karmaşıklığına (complexity) sahiptir () ve bu da onları birçok uygulama için elverişli kılmaktadır. Ayrıca, genelleştirilmiş kutupsal kodların kodlama ve kod çözme enerji karmaşıklığı, iki boyutlu devrenin enerji tüketimi için temel alt sınırların katına kadar herhangi bir için ulaşabilmektedir.[5]

Kutup Kodlarını Simüle Etme

MATLAB, C ++ vb.gibi herhangi bir programlama dilinde polar kodların simülasyon ortamı uygulanabilir.

Tipik olarak bir kodlayıcı, bir kod çözücü, bir kanal (AWGN, BSC, BEC gibi ) ve bir kod oluşturma modülünün modellenmesini içerir.

Bir dizi tanıtım videosunu içeren örnek bir MATLAB uygulaması bulunmaktadır.[6]

Stolte ve Arikan'ın Polar kodlarını oluşturma ve kod çözme yöntemleri arasındaki denklik simülasyonlarla doğrulanmıştır.[2]

Endüstriyel Uygulamalar

Endüstri uygulamalarını düşünmeden önce kutupsal kodların daha fazla araştırılması gereken birçok konusu bulunmaktadır. Özellikle, kutup kodlarının özgün tasarımı, ardışık iptal kod çözücüsü ile blok boyutları asimptotik olarak büyük olduğunda aynı kapasiteye ulaşır. Bununla birlikte, endüstri uygulamalarının çalıştığı blok boyutlarında, ardışık iptalin performansı, LDPC ve Turbo gibi iyi tanımlanmış ve uygulanmış kodlama şemalarına kıyasla daha zayıftır. Polar performansta art arda iptal listesi kod çözme ile iyileştirilebilir. Ancak gerçek uygulamalardaki kullanılabilirlikleri çok düşük uygulama verimliliği nedeniyle hala sorgulanmaktadır.[7]

2016 yılı Ekim ayında Huawei, kanal kodlaması için Polar kodlarını kullanarak 5G saha deneme testlerinde 27Gbps'ye ulaştığını duyurmuştur. Kanal performansı, neredeyse belirli bir bant genişliği ve belirli bir gürültü seviyesi için çıtayı ayarlayan Shannon sınırına olan boşluğu kapatmıştır.[8]

2016 yılı Kasım ayında 3GPP, 5G NR (Yeni Radyo) arayüzünde eMBB (Gelişmiş Mobil Geniş Bant) kontrol kanalları için Polar kodlarını kullanmayı kabul etmeyi kabul etmiştir. Aynı toplantıda 3GPP, karşılık gelen veri kanalı için LDPC kullanmayı kabul etmiştir.[9]

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ Arikan (Temmuz 2009). "Channel Polarization: A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels". IEEE Transactions on Information Theory. 55 (7). ss. 3051-73. 
  2. ^ a b El-Khamy (Haziran 2016). "Binary polar codes are optimised codes for bitwise multistage decoding". Electronics Letters. 52 (13). ss. 1130-1132. 
  3. ^ Arşivlenmiş kopya. 9 Mayıs 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Nisan 2020. 
  4. ^ "Recursive Codes with the Plotkin-Construction and Their Decoding". English translation of Ph.D. dissertation, Technische Universität Darmstadt. 12 Haziran 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Haziran 2018. 
  5. ^ "Energy Consumption of Error Control Coding Circuits" (PDF). University of Toronto. 2017. 29 Ocak 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 18 Ekim 2019. 
  6. ^ "www.polarcodes.com". Resources on Polar Codes. 12 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Nisan 2020. 
  7. ^ Arikan, Erdal, et al.
  8. ^ "Huawei achieves 27Gbps 5G speeds with Polar Code". 6 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Ekim 2016. 
  9. ^ "3GPP RAN1 meeting #87 final report". 3GPP. 27 Mart 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 31 Ağustos 2017. 

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Ogg</span>

Ogg ya da bir diğer yazılışıyla OGG, Xiph.org Vakfı tarafından geliştirilen açık ve özgür bir çokluortam dosya biçimidir. Yazılım patentlerinin tehdidi altında olmayan bu dosya biçimi, akışkan video için optimize edilmiş yüksek kalitede çokluortam gerçeklemeleri için geliştirilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Kondansatör</span> Ani yük boşalması amacıyla kullanılan devre elemanı

Kondansatör ya da sığaç veya yoğunlaç, elektronların kutuplanıp elektriksel yükü elektrik alanın içerisinde depolayabilme özelliklerinden faydalanılarak bir yalıtkan malzemenin iki metal tabaka arasına yerleştirilmesiyle oluşturulan temel elektrik ve elektronik devre elemanı. Piyasada kapasite, kapasitör, sığaç gibi isimlerle anılan kondansatörler, 18. yüzyılda icat edilip geliştirilmeye başlanmış ve günümüzde teknolojinin ilerlemesinde büyük önemi olan elektrik-elektronik dallarının en vazgeçilmez unsurlarından biri olmuştur. Elektrik yükü depolama, reaktif güç kontrolü, bilgi kaybı engelleme, AC/DC arasında dönüşüm yapmada kullanılır ve tüm entegre elektronik devrelerin vazgeçilmez elemanıdır. Kondansatörlerin karakteristikleri olarak;

<span class="mw-page-title-main">ASCII</span> Latin alfabesi üzerine kurulu 7 bitlik bir karakter kümesi

ASCII Latin alfabesi üzerine kurulu 7 bitlik bir karakter kümesidir. İlk kez 1963 yılında ANSI tarafından standart olarak sunulmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Şifre</span> bilginin şifrelenmesi ve şifresinin çözülmesi için algoritma

Kriptografide, bir şifre şifreleme veya şifre çözme—bir prosedür olarak izlenebilen bir dizi iyi tanımlanmış adım gerçekleştirmek için bir algoritmadır. Alternatif, daha az yaygın bir terim şifrelemedir. Şifrelemek veya kodlamak, bilgiyi şifreye veya koda dönüştürmektir. Yaygın kullanımda "şifre", "kod" ile eş anlamlıdır, çünkü her ikisi de bir mesajı şifreleyen bir dizi adımdır; ancak kriptografide, özellikle klasik kriptografide kavramlar farklıdır.

RSA, güvenliği tam sayıları çarpanlarına ayırmanın algoritmik zorluğuna dayanan bir tür açık anahtarlı şifreleme yöntemidir. 1978’de Ron Rivest, Adi Shamir ve Leonard Adleman tarafından bulunmuştur. Bir RSA kullanıcısı iki büyük asal sayının çarpımını üretir ve seçtiği diğer bir değerle birlikte ortak anahtar olarak ilan eder. Seçilen asal çarpanları ise saklar. Ortak anahtarı kullanan biri herhangi bir mesajı şifreleyebilir, ancak şu anki yöntemlerle eğer ortak anahtar yeterince büyükse sadece asal çarpanları bilen kişi bu mesajı çözebilir. RSA şifrelemeyi kırmanın çarpanlara ayırma problemini kırmak kadar zor olup olmadığı hala kesinleşmemiş bir problemdir.

Örnekleme istatistikte belirli bir yığından alınan kümeyi ifade eder. Örneğin; Türkiye'deki tüm üniversite sayıları bir yığın iken Ankara'daki üniversite sayısı bu yığından alınmış bir örnektir.

Telekomünikasyonda, ismini yaratıcısı Richard Hamming’den alan, doğrusal hata düzelten bir koddur. Hamming Kodu tek bitlik hataları saptayıp düzeltebilir. Veya aynı kod bir veya iki bitlik hataları saptamak üzere kullanılabilir. Buna karşın, basit eşlik kodu iki bitin transpoze olduğu yerde hata bulamaz; bulsa da düzeltemez.

<span class="mw-page-title-main">Assembly</span> uygulanan işlemlerle programlama dilinin birbirine çok yakın olduğu düşük seviye programlama dilleri

Assembly dili, bir işlemcinin komut kümesi üzerine tanımlanmış alt seviye bir dildir. Assembly dili kolay hatırlanabilir semboller tanımlar ve böylece işlemcinin makina koduna karşılık gelen sayı dizilerinin bilinmesine gerek kalmaz. Assembly dili, platformdan bağımsız yüksek seviyeli programlama dillerinin aksine, işlemci mimarisine bağımlıdır. Tipik uygulamaları; cihaz sürücüleri, alt seviyeli dahili (embedded) ve gerçek zamanlı sistemlerdir. Bır assembly programı assembler kullanılarak makine koduna çevrilir.

Kriptografide çalışma kipleri, bir blok şifrenin tek bir anahtar altında güvenli bir şekilde tekrarlı kullanımına olanak veren yöntemlerdir. Değişken uzunluktaki mesajları işlemek için veriler ayrı parçalara bölünmelidir. Son parça şifrenin blok uzunluğuna uyacak şekilde uygun bir tamamlama şeması ile uzatılmalıdır. Bir çalışma kipi bu bloklardan her birini şifreleme şeklini tanımlar ve genellikle bunu yapmak için ilklendirme vektörü (IV) olarak adlandırılan rastgele oluşturulmuş fazladan bir değer kullanır.

OPPO merkezi Dongguan, Guangdong'da bulunan ve Tokyo, Kuala Lumpur, Gurgaon, Varşova, Düsseldorf ve Mexico City'de bölgesel merkezleri olan küresel bir tüketici elektroniği ve mobil iletişim şirketidir. OnePlus, Vivo, iQOO ve Realme markalarının da sahibi olan BBK Electronics'in alt kuruluşudur.

<span class="mw-page-title-main">Vigenère şifrelemesi</span> bir kriptoloji yöntemi

Vigenère şifrelemesi, alfabetik bir şifreleme metni kullanarak bir dizi farklı Sezar şifrelemesine dayalı harfleri kullanan bir şifreleme yöntemidir. Bu bir çeşit poli alfabetik ikame tablosudur.

Hesaplamalı elektromanyetik, hesaplamalı elektrodinamik veya elektromanyetik modelleme elektromanyetik alan ile fiziksel nesnelerin ve çevrenin etkileşimini modelleme işlemidir.

Kriptografide, IBM (ABD) için çalışırken öncü araştırmalar yapan Almanya doğumlu fizikçi ve kriptograf Horst Feistel'in ismiyle anılan Feistel şifresi blok şifrelerin yapımında kullanılan simetrik bir yapıdır; aynı zamanda Feistel ağı olarak da bilinir. Blok şifreler, DES(Data Şifreleme Standardı) dahil, büyük oranda bu şemayı kullanır. Feistel yapısı, şifreleme ve şifre çözme işlemlerinin çok benzer olması, hatta bazı durumlarda aynıdır, sadece anahtar sırasının tersine çevrilmesini gerektirme avantajına sahiptir. Bu nedenle, böyle bir şifreyi uygulamak için gereken kod veya devrenin büyüklüğü neredeyse yarıya inmiştir.

Erdal Arıkan, Bilkent Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümünde görevli Türk profesör. Arıkan, özellikle 2013 yılında bilgi teorisinde kutupsal kodlamayı geliştirmesinden ve katkılarından dolayı IEEE WRG Baker Ödülünü aldı. 2017 Aralık ayında ise 2018 Richard W. Hamming Madalyası ile onurlandırıldı. Haziran 2018'de ise Shannon Ödülü'nü aldı.

<span class="mw-page-title-main">CBC-MAC</span> Doğrulama kodu oluşturma sistemi

Kriptografide, CBC-MAC, bir blok şifreleme ile mesaj kimlik doğrulama kodu oluşturmak için kullanılır. Mesaj, her blok önceki bloğun düzgün şifrelenmesine bağlı olacak şekilde, bir blok zinciri oluşturmak için CBC kipinde bir blok şifreleme algoritmasıyla şifrelenir. Bu bağlılık sayesinde, şifresiz metnin herhangi bir bitinde yapılan değişikliğin, şifrelenmiş son bloğun, blok şifreleme anahtarı bilinmeden tahmin edilmesini veya etkisiz hale getirilmesini engeller.

Kriptografide Galois / Sayaç Modu (GCM), performansı sayesinde yaygın olarak benimsenen simetrik anahtar şifreleme blok şifrelemeleri için bir çalışma modudur. Son teknoloji ürünü olan GCM, yüksek hızlı iletişim kanalları için ucuz donanım kaynakları ile üretim hızlandırabilir. Bu operasyon, hem veri doğruluğu (bütünlük) hem de gizlilik sağlamak için tasarlanmış kimliği doğrulanmış bir şifreleme algoritmasıdır. GCM, 128 bit blok boyutuna sahip blok şifreleri için tanımlanmıştır. Galois İleti Kimlik Doğrulama Kodu (GMAC), arttırımlı ileti doğrulama kodu olan GCM'in sadece kimlik doğrulama türüdür. Hem GCM hem de GMAC, başlatma vektörleri keyfi uzunlukta kabul edebilir.

<span class="mw-page-title-main">WebP</span>

WebP, Google tarafından geliştirilmiş olup, JPEG, PNG veya GIF resim biçimlerine kıyasla daha küçük veya daha iyi görünen resimler oluşturmak için tasarlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Kodlama teorisi</span> bilgisayar programlarındaki kodların incelendiği bilimsel alan

Kodlama teorisi, kodların özelliklerinin ve bunların belirli uygulamalar için uygunluğunun incelenmesini sağlayan bir teoridir. Kodlar, veri sıkıştırma, kriptografi, hata algılama ve düzeltme, veri iletimi ve veri depolama için kullanılabilir. Kodlar, verimli ve güvenilir veri aktarım yöntemlerinin tasarlanması amacıyla bilgi teorisi, elektrik mühendisliği, matematik, dilbilim ve bilgisayar bilimi gibi çeşitli bilimsel disiplinler tarafından incelenir. Bu genellikle fazlalığın kaldırılmasını ve iletilen verilerdeki hataların düzeltilmesini veya tespit edilmesini içerir.

<span class="mw-page-title-main">Şifreli metin</span> şifrelenmiş bilgi

Kriptografide, şifreli metin, şifreleme adı verilen bir algoritma kullanılarak düz metin üzerinde gerçekleştirilen şifreleme işleminin sonucunda elde edilen çıktıdır. Şifreli metin, aynı zamanda şifrelenmiş veya kodlanmış bilgi olarak da bilinir çünkü orijinal düz metnin, şifresini çözmek için uygun şifre olmadan bir insan veya bilgisayar tarafından okunamayan bir biçimini içerir. Bu işlem, hassas bilgilerin bilgisayar korsanlığı yoluyla kaybolmasını önler. Şifrelemenin tersi olan Şifre çözme, şifreli metni okunabilir düz metne dönüştürme işlemidir. Şifreli metin, kod metni ile karıştırılmamalıdır çünkü ikincisi bir şifrenin değil bir kodun sonucudur.

<span class="mw-page-title-main">Kod (kriptografi)</span> tek tek semboller veya sabit boyutlu bloklar yerine anlamsal belirteçler üzerinde çalışan şifre

Kriptolojide kod, anlam düzeyinde çalışan bir mesajı şifrelemek için kullanılan bir yöntemdir; yani, kelimeler veya ifadeler başka bir şeye dönüştürülür. Bir kod "change" kelimesini "CVGDK" ya da "cocktail lounge" kelimesine dönüştürebilir. ABD Ulusal Güvenlik Ajansı bir kodu şöyle tanımlamıştır: "Açık metin öğelerinin esas olarak sözcükler, ifadeler veya cümleler olduğu ve kod eşdeğerlerinin tipik olarak aynı uzunlukta anlamsız kombinasyonlardaki harflerden veya rakamlardan oluştuğu bir ikame şifre sistemi (kriptosistem)dir." İfadeleri veya kelimeleri şifrelemek ve şifrelerini çözmek için bir kod kitabı gereklidir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.