an overview of channel coding for underwater acoustic … · 2017. 1. 29. · an overview of...

8
An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications Jo¨ el Trubuil, Andr´ e Goalic, Nicolas Beuzelin To cite this version: Jo¨ el Trubuil, Andr´ e Goalic, Nicolas Beuzelin. An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications. MILCOM 2012 : IEEE Military Communications conference, Oct 2012, Orlando, United States. pp.1 - 7, 2012. <hal-00828185> HAL Id: hal-00828185 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00828185 Submitted on 30 May 2013 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destin´ ee au d´ epˆ ot et ` a la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publi´ es ou non, ´ emanant des ´ etablissements d’enseignement et de recherche fran¸cais ou ´ etrangers, des laboratoires publics ou priv´ es. brought to you by CORE View metadata, citation and similar papers at core.ac.uk provided by HAL-Université de Bretagne Occidentale

Upload: others

Post on 08-Sep-2021

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic … · 2017. 1. 29. · An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications Jo el Trubuil, Andr e Goalic, Nicolas

An Overview of Channel Coding For Underwater

Acoustic Communications

Joel Trubuil, Andre Goalic, Nicolas Beuzelin

To cite this version:

Joel Trubuil, Andre Goalic, Nicolas Beuzelin. An Overview of Channel Coding For UnderwaterAcoustic Communications. MILCOM 2012 : IEEE Military Communications conference, Oct2012, Orlando, United States. pp.1 - 7, 2012. <hal-00828185>

HAL Id: hal-00828185

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00828185

Submitted on 30 May 2013

HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestinee au depot et a la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publies ou non,emanant des etablissements d’enseignement et derecherche francais ou etrangers, des laboratoirespublics ou prives.

brought to you by COREView metadata, citation and similar papers at core.ac.uk

provided by HAL-Université de Bretagne Occidentale

Page 2: An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic … · 2017. 1. 29. · An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications Jo el Trubuil, Andr e Goalic, Nicolas

�����������AB�CDE���F�CA������

�A�������E������A������CA������E��A�����

�A�F�������F���������AEF���

���������!"!C�#$��!"!C�#�%���E���$�

�#&�C'&(�)*+,�"E�-(� CC�

�%.�/)/*/��,+,)/�%�����C���0�)����E�����

1A�F2������F3��F��A�-����E���2���

'��AFE��%��4�F���

�2!2(2#2�2�%.�5,��

,+,56�'E�EF�%��������E����

'��AFE�2���4�F��3��E2��B����2�A��2B�

���������7� ���� ������� A��BCDEFDDF�C� ���EB��D� ��� ���

��CC��D�����E�D�����������������BD� �B�C�����B�������B�D�B���

��!�"#$�A!�������������D�"��D�#B�FC�������$��BC�F%���&�����

FCF�FB�� � ����F'�D� ����� ��� ��'����� B� E���F���(�B��� �C����B����

B���D�F�� �FC)� ���� FEB��D*� ��+�� BC���B�B� ��BCDEFDDF�C&� �,B���*� ����

D������ ���F�C� �BD� B����*� BC�� E���� ����C���� ��BCC��� ���FC��

���F�CD� �B'�� ��C� FC��������� ��� ���� ������� ��B����E&�

-�C'����F�CB�� ����D� A--�� BC�� ����� "���E�C� A�"�� ���)� ����D�

����� ���C� ����)��*� ��� ���D�� DFE���� ����D� ����� C��� B ��� ���

DF�CF�F�BC���� FE���'�� ���� .F�� ������ �B��� A.���� B�� ���� ��BCC���

�����FC��������&�/��� ��FD� ��BD�C*�!�"#$����F���� ��� FC��������

��� �� ����D� ���F�CD*� E���� D���F�F�B���� ���� ����� "���E�C� .���)�

��� �� -���D� A�"(.�-�*� ��� �C�BC��� ���� ��BCC��� �����FC��

���F�F�C��&� ���� �B�B� ��BCDEF����� B��� FC�����B'��� BC�� ��BE��

����'���� FD� ������E��� FC� ������F�C&� $����� D�D��E� 'B�F�B�F�C� FC�

D�B�F����C�F�F�CD*� FC�����0�C������F'��� FC�.��D�*�/�BC��*�D�B���FB�D�

�������C������� FC� ����.B�����.��D�� FC���CBEF����C�F�F�CD&���FD�

�B���� ���D�C�D� 'B�F��D� ��DDF F�F�F�D� �������� �� ���� ��B����E� ����

FEB��D� BC�� D������ ��BCDEFDDF�CD� BC�� ���� �"(.�-� ��BCC���

���FC�����F�CD&�

1������D(�2C����B���� B���D�F�� ��EE�CF�B�F�C3�.��*�

-�C'����F�CB�� ����D� A--�3� ����� "���E�C� A�"�� ���)�

����D3������"���E�C�.���)���� ��-���D�A�"(.�-�&�

2� � '�&�8�C� �'��

��D�� �����EF� A�1������� AB� �D�� �& 8!'�� 9�A1����

:�&E�������A���; �E����������8A������!'����9�����F<�E���A��=��9� ���A�A�A��� �����E���� >�D��F��� :��>�<� ��D� E��E�A������ �A������E��A�� F��?2� �D��� �@����� DE�� �A� ��� E�F�� �A���E������ �A�����A��� ��BA��E��A�� ���D� E�� ��E����� �9���D�� �E�E�E�����0�2��D���& 8!'���@�����:���2�*<�A*B��E������BA����E������B��=�������� :**2,�� *C2D�� ,626� E��� )5� ?E4<� ��D� E� F�E��E�����.DE���(D�B��G�@����:F.(G<��A��FE��A��E�����BB�����������E������E������B�A��,2/��A�,)2)�?�9�2�#�F��9E�D�9�A9E�E��A���8A99F����BB���� E��� �A���� ������ E� FA�� AB� 9������E��A�� A�� �����E����E�A������ �A������E��A��� ���D� E�� ����� ���9����A�� E����E��E��F��@��A��D���������������EF2� ���DA�F������A�����DE���E������B��=�������� E��� E�E�FE�F�� �E�����D�� E��� ���D� FA��� �DE���DA��� AB� �E��A� �A������E��A�� �DE���F�2� �� �F���� �9E��A-���9A�EF� �=�EF�4��� A,B� ��� ����� �A� ������� �D���� �E��A���9������E��A��2� �!(#�� EF�A� E����� �A� �����E��� �D�� F��?H����F�E��F��@���D� �D���AEF�AB� FA������ �D��%���!��A��&E��� :%!&<�B�A�� *6

-,� �A� *6

-52� �� A����� �A� �A� �A�� �DE���F� �A����� E��

������E���� ���A� �D�� �@����2� �A� ?����� AB� ���A�� �A�����������D����� DE�� ����� �������� �E��F@� CA��AF���A�EF� CA���� :CC<�E���&����(AFA�A��:&(<��FA�?��A����A)-5B���A�D�DE���E����AB�����A����������A��2��D�����A��DE���F��A�������D����������A��9�A�����E��E��=�E���F���F�AB��A������A�2��A���9�A����D���@��AF��A������A����D�E�D��D����A����E����&����(AFA�A��%FA�?�����A�CA���� :&(-%�C<� ���� ������F@� �������� ��� �A�D� ��E���� E����A������A�����A��2��D������E��������A�����9�A������E����A���D��CDE��-.@���ED� AD-IB� EF�A���D�� ����� E� �AB�� ���A����� �����A����D� ���D�� ����E��A��2� %��F�?E�9� ACB� E��� CD���� EF����E���EF�A���D���E���EF�A�������A��A�������@��AF����������D������E�����9�A����2� (@��D�A��4E��A�� A���� E��� ���F@� ���F����� ��� �D���A���� B�E��� �A� �@��D�A��4�� �D�� �����F�E���� E��� ���A���� �D����BA��E��A�� B�E��� E�� �D�� ��������2� �� ��BB������EF��A����J���A��������������A��AF���9DE���E����������2��

�������*2�� �& 8!'��9FE�BA���

�D��� 9E9��� 9�A������ E�� A������� AB� �D�� D��D� �E�E� �E���E�A������ F��?2� �����F@���� 9������� �D���& 8!'��9FE�BA��� E����DE���F� �A����� ���E�������� ���F������ �D�� CC� E��� &(� A9��A������D��D��&(-%�C��0�����A�2��D�����9��������D����E����EF��E����DA��D��E�A�������A������E��A������F�������D��,2/��A�*5�?�9���E����� E99F���� �A�D� �A� ��E���� E��� FA� ���� �E��� �9���D� :,566��9�<���E�������A��2�

Page 3: An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic … · 2017. 1. 29. · An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications Jo el Trubuil, Andr e Goalic, Nicolas

2� CE�''!"�C�8 '��(�&��!� !(��

�D�� ����EF� ��� ��������� A�� BA��� D@��A9DA����� �A����� B�A���D�� �E��� �A����� AB� ������A�� E��� ���A��FE���2� ������� E����E���������A���@���=�EF�4E��A��E����D���9�A���������BA����E?�����D�� ������A�� �9A�� �D�� ��E��������� �@��AF2� �D�� �=�EF�4��� ��� E���F��9F�-��9�����FB-E�E9�����8�����A�������E�?�!=�EF�4��2��D����=�EF�4������E�F���A��������A���AB��A��A���K�E��A����������A����E�������A���� ���D��D� �D�� �=�EF�4��� ��� ��FB-�A���AFF���� E��� E���E�?���� �A���� D���� ��� ��� �A���AFF��� �@� ���� A�� ������A��2�(���D������������D���A��A�������9��BA��������E��E��A�E����E��� ��������F�� E@� �@� �A�9E����� �D�� #�E�� (=�E��� !��A��:#(!<���D�E��D���DAF�2�

��A������A� ��9�A����D��E�A������F��?���DE���F��A������E@��A���������E���������A��2��D���AEF�����A������E����D��%!&�B�A��*6

-,��A�� �A�*6

-52�8�BB�������DE���F� �A�����DE�������� ��������

���F������ CA��AF���A�EF� CA���� :CC<�� &���� (AFA�A�� :&(<��FA�?��A����E���&����(AFA�A��%FA�?�����A�CA����:&(-%�C<2�

��� �������A��B�C��DEFC����C

CA��AF���A�EF� CA���� E��� �����EFF@� �9���B���� �@� �D����9E�E������� :��C ��C�<��D������ ��� �D�� �������AB� A��9��� ������ ����9�������� �D�� �������AB� ��9��� ����� E����� �A����9A���� �A� �D��������� AB� ���A�@� ���������2� �D�� �A��� �E��� �C �C ���� ��� E���E�����AB��D���A����BB������@2�CA��A�F@����E����B�A��*��A�/�E������B�A��,��A�*62����EFF@�CC�����9���B�����@�9E�E����������C��C����D����������D���A����A����E����F����D���B������@��C�C�������E�����9�������� �D���������AB������ ��� �D�����A�������A�@� �DE��EBB���� �D�� �� A��9��� ���� �����E��A�2� �A� CA��AF���A�EF� CA����������EF�E������E��F@�CC�:C��D<�E���CC�:)D��,)<2�

�D�� ���A����� 9�A����� ����� �D�� >������� EF�A���D�� ��D� E����FF��� ��9������E��A�����D�5�A��*I� ��E���� E��A������ �A� �D��CC��A���2�8��A����� ���9��BA�������D�DE���A�� �AB��A9��A��2�EE������A����������A�F@����E�@��EF�����D���E���D���AB��A9��A���������EF��EF�����A�����B�A���D��A��9����=�EF�4��2� ��A������A��FA����D�� ���FF���� 4��A� �E�F� ����� E��� E����� E�� �D�� ���� AB� �D�� B�E�������9������F@� �A� BA�� CC� :C�� D<� E��� BA��� BA�� CC� :)D�� ,)<2�(@��D�A��4E��A��A����:���9������F@����� �A�*I�E���*5�����<�E������F����� �A� ��������� �D�� D5� ����� AB� �E�E� :�9���D� B�E��<2�LDE������ �D��CC� �������E��� ���F������ �D�� ���FF��� �E�F� ������ �D����BA��E��A��B�E������E�C,-����F����D2�L��D�E��A����E������=�EF��A�62D���D�����������A����B�E������*55���������F����D2��D��DAF���A��������� �E��� ��� �D��� 62)CD2� �B���� �D�� �A����� 9�A������ �D���@��D�A��4E��A��A������),C�����:���9������F@�,/<�FA��2�

CC� :C�� D<� ��� ��B����� �@� :*<� E��� :,<� E��� ���� �@�A9���� �����9���������������2�,2��D����D����BA��CC�:)D��,)<�����DA��������2�)�E����D����A��������B������@�:)<�E���:5<2�

������������������������������ � � � � � �2* ,

* �E���F ��� ����������������������:*<�

��������������������������������� � � � � � �2*,

, �E��F �� ������������������������:,<�

CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC � � � � � ��E���F ,

* * ��� �CC�����������������������:)<C

�������������������������� � � � � � ��E����F 5,

, * ���� 2�������������������:5<�

��

�������,2�� CA��AF���A�EF�CA����:C��D<�

��������)2�� CA��AF���A�EF�CA���:)D��,)<2�

��� �EEDC�������C����C�����C��DEFC

&����(AFA�A���A�������C��C��E����@�F����A��������F��B�A�����@��AF����D�E��E0�����AB��C�C�C C���D����������D���������AB��F�����������D���EFA���B��F��:!"

�<�:�C�C#

�<�E��������D��9A���

�A����������A�����A��D���������AB��A���AF��@��AF�����#2��C�C�C�C#� ��9�������� �D�� ������� AB� ��BA��E��A�� �@��AF�� �DE�� �E�� �����E��������2��D�����A����� 9�A����� �E����� DE���A�� �AB�2�%E����A�� �D�� CDE��� EF�A���D��� �D�� �AB�� ���A����� 9�A����� ����� �D��%��F�?E�9�E���CD����EF�A���D��� �A��A������ ����������@��AF�2� �� A��� �E���� �� E��� FAA?���� BA�� BA��� ����F�E�F�� ����� E����D��?����E�A���*I�9A����F���A���A���2��A�&����(AFA�A���A����������EF�E������E��F@�&(�:)*��,+<�E���&(�:)*��,C<2����@��D�A��4E��A��A�����������F���������D��B�E����A�����������D���E�E� :�9���D� B�E��<� E�� �D�� ��������� ����2� ���A������ �A� &(�9A����A����������A����C�����,+���������F����D�:C�C�<�E���,C�:C�C #<2� �A� �E��D� �D�� �DA���� &(� �A��� ��4��� �D�� ��BA��E��A���E���0�9�A�������A�����A��9���D�B�E����:*6/�����<2��D��DAF���A��������� �E��� �C ��� �=�EF� �A� 62C� AB� DE������ �D�� �A���������9A��� ��2� �D�� �����E���� ��A������ :�L�<� �DE���F� ����DE�E�����4����@����������A����A�����B�A����F��9E�D�E����A���2�L�������E�����E������E���0����E�������E���F�?�F@��A���9�A����D���A���������9�A������@�A�?����F�?��E�������F�E���2�

��� �EEDC�������C�����C$�%��C��DEFC��$�����C

�D�� �A���9�� AB� 9�A����� �A���� ��� E� ���9F�� E��� �BB����������DA�� �A� �A�������� 9A��B�F� �A���� ��D� E� FE���� ��������EE������ ����E����� &'�C ������ �A������A�EF� F���E�� �FA�?� �A����AIB�C"��� ��� �A������� E� �@����E���� F���E�� �FA�?� �A����C DE�����9E�E�������:����&<�E���FF����E����������2�52��D��9E�E��������CE����C ��E��� BA�� �D�� �A��� F����D� E��� �D�� ������� AB� ��BA��E��A���@��AF������9������F@2��D��9�A������A���(CM����C ���A��E������@� 9FE����� �

#� ��BA��E��A�� ����� ��� E� �E���0� AB� �C �A�� E��� �C�AF�����E������A������D���C�A��E����C�AF������������D���A����2� ���E������DA���DE��EFF��C�A��E���EFF��C�AF�����E����A���A���� AB� �2� ����D���A���� �D�� 9E�E������� AB� �D�� ����F�����9�A������A���(CE����������@��'C�C�

#���'C�C�

#���&'C�C&

#2��D���A���

Page 4: An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic … · 2017. 1. 29. · An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications Jo el Trubuil, Andr e Goalic, Nicolas

�E����'C����������@��'C�C�#C��D������

C�C�D���� ��� ���9A����F�� �A�

�A��������9A��B�F�9�A������A�����E����A��F���E���FA�?��A��������D�E��&(��A���2�LA�?��������D���EFA���B��F��!"

���&(��A����

E���E��FE���AB�F���E���@�F����FA�?��A�����DE��DE����E9E��F������BA����F��9F�����A���������A��E����A������A�2�

�������52�� &(�9�A������A������D�F-E�@��@��AF��A��E���E��A��

.�A����� �A��� ���A����� ���AF���� ��=�����EF� ���A����� AB��A�� E��� �AF����� ������ E� (AB�� �9��� (AB�� ���9��� :( (�<����A�����EF�A���D��:���2�D<2��D���FA�?�����A����A�����9�A�������9�E����D����AB�����A�����BA�������EF�����E��A��2�!E�D����A�����9�A����� �A�9����� �AB�� ��BA��E��A�� �)�A*��� B�A�� �D�� �DE���F���������� ��BA��E��A���� E��� �D�� ��BA��E��A�� �A�9����� ��� �D��9����A��� DEFB� ����E��A����)�A�2��D�� �0�������� ��BA��E��A��+�A�����A��E������@������E�������D���AB����9�����BA��E��A���)�A��B�A���D���AB�� A��9��� ��BA��E��A�� "�A��� �D�� �AB�� ��BA��E��A�� �)�A*��� ��������� �@��)�A*��C�C�C*C��A�+�A��C �D������A�� ��� E� ��EF���� BE��A���DE�� �������� �D�� �BB����AB� �D���0�������� ��BA��E��A�� ��� �D�� �AB�����A������������D��B��������A��������9�2�

�� *+C,�� CDE��� 9�A9A���� EF�A���D��� �DE�� E99�A0��E��� �D��A9������#E0����-"�?�F�DAA��:#"<����A�����AB��FA�?��A������D� FA� �A�9������ �A�9F�0��@� E��� ��EFF� 9��BA��E��������E�E��A�2� ��*++5��.@���ED�ECB���9���������E���� ����E��������A����� EF�A���D�� BA�� ���A����� 9�A����� �A����� �E����A�� �D������E�����( (�����A�����AB��A��E���E�����FA�?��A���2�

�������D2�� ���E������FA�?�����A����A�����9�����9F��

(A� BE�� �D���& 8!'���@�����DE������� �D��&(,:,��#-���C�C

&(:�C�C,�C�#����C�C�C#-C�C��#�C<�%�C��DE���F��A�����:�C�C.�C

C �C �$� � ������ �D�� �A��������� 9A��<2� �D���� ��BB������

�@��D�A��4E��A��A���� �A� :A����#�,�<� E��� ���F����� �A� ����������D��B�E����E�� �D���������������2��*� :A������9������F@�C�,�A�C�)<����

����� �A� ������� �D�� B�E��� ��E��� :���9������F@� ����F�� A�� ����B�E��<2��D�����������A����B�E������D��A����:A�����9������F@�A���AB<� �D�� B�E���� ���5/6D������ ��� F����D� :���9������F@�D6/5<�� �D����D��DAF���A����������E���������=�EF��A�62/,2�

��������I2�� CA��AF���A�EF�CA���C�D�E���)D�,)��A�9E���A��

��������C2�� &����(AFA�A��&(:)*��,+<�E���&(:)*�,C<�DE���E����AB�����A�����

/�� �A���BA��C%EF��FC

&���F��� 9��������� E��� A��E����� �@� ����FE��A��� ��� �D��9��������AB����������LD�����E����E��'A���� :�L�'<2� ���2� I�9��������9��BA��E����A��E�������D�CC��A�����:�A�D�BA��5�E���*I���E���<2� ���F�E�F@�E99�E����DE���D������AB�E���BB������EF��A����������E����9��BA��E���� ����A��F���� �D������ ���A�� �E��2�L�� �E?���D��%!&�E���D���DE���F�A��9���E��E���B�������BA���D��,�A9��A������D�8�BB������EF�CA�����:88<�E�����DA���88�:(8<2����*6

ND��

��DE���E�FA���AB�,2D��%�D���������88��A�D�BA��DE���E����AB�����A����2�"���������EFF��DE������D���E���AB�9DE���E�������@���D�����A�����9�A������E@��A��A�?��A�����F@2� �� EF�A�E99�E��� �DE���������������9��BA��E������D��D��*I-��E����A���J���A����������DE�� *I-��E��� ���A����� ��� �A��� �09������� ��� ������ AB��A�9��E��A�EF�FAE�2��FF��D���A�B����E��A����������D���AB��A9��A��

Page 5: An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic … · 2017. 1. 29. · An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications Jo el Trubuil, Andr e Goalic, Nicolas

�E?�� ��� 9A����F�� �A� FA��� �D�� %!&� B�A�� *6N,

� �A� *6N5

2� �� �D���E���AB�&(��A����J���A����� :���2�C<�� �D�� �AB��A9��A���A����A��EFFA�����A���E�D�E�%!&�AB�*6

N52��D������AB�&(-%�C�:)*��,+<�

:���2� /<� FA���� �D�� %!&� �EF���� B�A�� *6-,� �A�� �A� *6

-5�EB����

�D��������E��A��2�&(-%�C�9�A������E���������A����E���:62/)<�����E����A�����EF-������A����E����E���E�FA�����E���������B�E��2�

�������/2�� &����(AFA�A��%FA�?�����A�CA���:)*��,+<��AB�����A�����

2� (!���& �"�&!(�"�(�

��������+2�� (�E����EF�������%�����%E@�

��A����� �A� �����CC�E���&(��DE���F��A������ ��E� ���EF������

�E������A��� ��� �D��%E@�AB�%����� ������A����,66C�:���2�+<2��D���

�E@����E��DEFFA������E����E�A�������DE���F�:*6-D6����9�D<2�

��1�������������A��D��?��A�D����������E�����������A9��E��������

�A����� E��� ��EF������ �A�����A��2� �D�� �������� E�� A�� �AE��� E�

�AE��D�F�� �D�����������E��9A����A���� ���E� FE�A�E�A�@��E��A��

�D��=�E@�����2��������9��A���E�A����������EF���������������A��

BA��� ����A��2� E@��A9DA��� ������9E���� ���� EF�A��� ,6���

:E�A����B����E��F����D�<2��D��B�����D@��A9DA���E����9FA@���

*66��B�A���D��=�E@�E���E��D��AB���9�D2�8�������D����E����EF���

C*���=�������AB��D�������������E�D����������������9����������

)�DA����E���))���������AB����A���������EF�2�F.(G��A��FE��A��

��D��A��E������B��=��������:**2,�?E4�A��*C2D�?E4<�E������2�

8��A��FE��A��� ������� E��� �E������ ���A���@� E��� �=�EF�4E��A��

���� �A�9����� ��� ��EF� ����� ��� �D�� ��������2� CDE���F� E���

�A����� ���A����� ���� �D��� 9��BA����� �A� ��EF�E��� �D��

��E�������A��=�EF��@2�

� �� �� �� �� ���

�A

��

A

BCDECD�F�C����F��������

����F���

��F F���!"�

� �� �� �� �� ����

A�#$��F���%�&C�D'�!FDF(D�)*���C�D�()��F��D)��

#$��F���!�

���F���

� �� �� �� �� ��� ��� ��� ��� ��� ����

����F���

�F F�

�EFF($���&*���

��������*62��#(!��9DE���E�������@���������A��E���(9���D�����EF�

���� AB� �D�� ����F��� �A������� E� �9���D� ����EF� ��E�������A��FE������ )��������2� �D�� �E������ B��=����@� ��� B�0��� E�� *C2D� ?E4�E��� �D������ �E��� ��� D2/�?�9�2��D������E����������� �D�� ��������E��� �D����������� ���,D66�2�L���E��A������� ������2�*6�E� FE�����E��E��A�� AB� �D�� #(!� E�� �D�� A��9��� �=�EF�4���� ���� �A� �L���DE���F� 9������E��A�2� �D���� �E��E��A��� �����E��� 9DE���E�������������A���������@��D��9DE���������A�2��D���9���D�����EF�����A�����F@����A���2�

� �� �� �� �� ���

�A

��

A

BCDECD�F�C����F������

����F���

��F F���!"�

� �� �� �� �� ���

��+)��F��D)����EFF($�,���F�-���F��.���)���)�D����

����F���

� �� �� �� �� ���

�C�D�+)��F��D)����EFF($�,���F�-���F��.���)���)�D����

����F���

��������**2����E���BEF���A��FA�����D��D������AB�A���A��B�����A���FE�A���

�D����BA��E��A��B�E��������������D��D������AB�A���A��B�����A���FE�A�������DA��������2�**2��D��B�E��������E�A���=�EF��O*�D��� �D�� �9���D� B�E���� E��� BEF��� E��� -*� D��� �D�� �9���D�B�E����E���FA��2�L��D�A����A���FE�A���*,D�B�E����E���FA�����������D����E�������A����A����9A�������A�D2I���AB��9���D�����EF2�L��D�E� ��F��-�A���FE�A��� �� �A� �A�� FA��� E�@� B�E���2� �B���� 9DE���

455E�

Page 6: An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic … · 2017. 1. 29. · An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications Jo el Trubuil, Andr e Goalic, Nicolas

E�������@� �A������A�� E��� B�E��� �@��D�A��4E��A��� �D�� ���� ���A���E��� B�FF� B�A�� 526+� *6

-,� :%!&��� ���A���� ��9��<� �A� )2I� *6

-,�

:%!&A����A��9��<� ��� �D���E���AB�DE������A�����E���)2*5�*6-,�

����D���E���AB��AB�����A����2�

��D��� ��E� ���EF�� BA�� �������� &(-%�C� �DE���F� �A����� �AA?�9FE��� ���%�����%E@� ���#E��D� ,6*62��A� �AE������� ����� BA���D���� ��E� ���EF�� :���2� *,<2� �D�� ��E��������� E�� A�� �AE��� �D��P��������Q��� R2� �D�� ��E��������E�� E�� E� ��9�D� AB� 5��2��D�����������E��A���AE����D���AE��P �E�AR2��D��BA���D@��A9DA�������� �A��� ��D���� �D�� �AE��� )�� ��FA� �D�� ?��F2� �D���� ���EF�������E������A�������A��D���E��A�����A��2�8�������D�����EF���B����E��� E� DEFB� DA���� AB� ��E��������� ����EF� ���� ���A��������9���������� *I,� �A-������� ��=������2� %A�D� �������� E������������ �����A����� :F���� �DE�� 5� ?�A��<�� ��D� E� �E���� B�A��)66���9��A�)666�2��D��9A����A��AB��D���A��AE�����������E�D���=������ ��E�������A�� :�E���� � �<� BA�� ������ �A�������� A��#E��D� ,5� E�� ���A����� :���2� *)<2� 8������ �D���� ���EF��� �D�����E������B��=��������E���BA��������E����BA���E�D��E������B��=����@�����������A���E�������D����BA��E��A��B�E���2��

�������*,2��(�E����EF��A�B����E��A��

�������*)2��%�����%E@���E����EF�K�����A������9A����A��:#E��D�,5�D<�

�D�� ����F�� �E�?��� � �,5� �DA�� �D�� ��DE��A�� AB� �D����������� BA�� ��E��� ��E�������A�� ��D� E� *C2D� ?E4� �E������B��=����@� E��� E� ���� �E��� B�0��� E�� **2I� ?�9�2� ��E��������� E������������ �9����� E��� E�A���� *� ?�A�2� �D�� ����E���� ������� �D����E��������� E��� �D�� ��������� E�� *666�2� �� ���2� *5�� �D�� B�����9FA���DA�� �D��#�E��(=�E���!��A�� :#(!<2��D����������AB��D���=�EF�4E��A��9�A������DA�F������A���2�

�D��� ��=������ �DA��� ���@� �AA�� A���EFF� 9��BA��E���2� ���F�E�F@� E99�E��� �DE�� �D�� ��E�������A�� E�� 9�A������� ��DA���E�@� ?���� AB� ��BB���F�@2� �D��� ��=������ E�� �������� ��DA�����BB������EF��A����2��B�������A�����@��D�A��4E��A���/�����E��A������� 9�A������� BA�� �D�� �DE���F� ���A����2� �D�� %!&� E�� �D�����A���� ��9��� :%!&��<� E�� D25� *6

-D� E��� 626� E�� �D�� ���A����

A��9��2��A��,)/�B�E������E�����������A��E�����F��B�E���E��FA���:���A��� 9FA��� ���2� *5<�� I� :,2DS<� ���� ��������� BEF��� :A��� A���A������A��<�E�� �D���DE���F����A������9���:�D����9FA������2�*5<��E��� 6� :6S<����� ��������� BEF��� E�� �D�� ���A���� A��9��� :BA���D�9FA��� ���2� *5<2� 8������ �D�� �A���������� ��E���� B�E���� �E@� ���FA��� :A�F@� A��� ���A�9F���� B�E��� ������� �D��� ���EF<2� �D�� ��������E������E��������������A�����F@����A���2�

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ���

�A���A��A

�F�*���C��F����)�������

����F����

�2�

E��DC!F��!"�

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

��

-���F�!FDF(D�)*�

����F����

�F F��

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

��

+$�**F��3F()!F��4*ECD

����F����

5C�

%F��),����)��

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

�+$�**F��3F()!F��BCDECD

����F����

5C�

%F��),����)��

�������*52��#(!���A���FE�A��A��9�������A������9���E������A����A��9���:� �,5<�

�D�� ����F�� �A���� � �)6� �A������� E� �9���D� ����EF���E�������A�2��A���D������EF���D���E������B��=����@�E��*C2D�?E4�E����D�������E���E������E��C26�?�9�����D�,25�?�9�������BA���D���9���D� ����EF2� �D�� ����E���� ������� �D�� ��E��������� E��� �D�����������E��,D66�2��D��#(!�:B�����9FA������2�*D<�EF�A��DA��DA� �������B�F� �=�EF�4E��A��E�2��B���� �A�D� 9DE��� E�������@��A������A�� E��� ���A���� �@��D�A��4E��A��� �D�� %!&� E�� �D�����A������9���:%!&��<�E��,25�*6

-)�E��� �D��%!&A���E��626�E��

�D�����A����A��9��2��A��*55�B�E������E�����������A�B�E��������FA��2� *55� B�E���� :*66S<� ���� ��������� BEF��� E�� �D�� ���A������9���� ��D� 6� :626S<� BEF��� �������A��� E�� �D�� ���A���� A��9��2�!��D�� ����E��A�������9�A�������BA�� �D���DE���F����A����2��D���9���D�����EF�E���A�����F@����A����:���2�*I<2�

Page 7: An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic … · 2017. 1. 29. · An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications Jo el Trubuil, Andr e Goalic, Nicolas

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����A���A��A

�F�*���C��F����)�������

����F����

�2�

E��DC

!F��!"�

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

��

-���F�!FDF(D�)*�

����F����

�F F��

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

��

��

+$�**F��3F()!F��4*ECD

����F����

5C�

%F��),����)��

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

�+$�**F��3F()!F��BCDECD

����F����

5C�

%F��),����)��

�������*D2���#(!���A���FE�A��A��9�������A������9���E������A����A��9���:� �)6<�

�D�� ����F�� �����E���� �@� � �*D*� �A������� ��E�����E�������A�2� �D�� ����E���� ������� �D�� ��E��������� E��� �D����������� E�� *666�2� �A�� �D��� ���EF�� �D�� �E������ B��=����@� E��**2,�?E4�E����D�������E���E��B�0���E��)2C�?�9�2� ���D������EF���D����=������E�� ����������DA��� ��BB������EF� �A������ �A� E� 9DE���1��9�E99�E�����E���D������AB��D����E�������A��E���A����������2��D�� #(!� :B����� 9FA��� ���2� *C<� EF�A� �DA�� �D�� �=�EF�4E��A�����������A�F@������������������ �D��9DE��� 1��92��A��C,� B�E������E���������� I,� ���� ���������� �A� B�E���� ���� FA��� E��� ,I�:,2DS<� ���� ��������� BEF��� E�� �D�� ���A���� ��9���� ��BA��� �D��1��92� � �D�� %!&��� E�� �D�� ���A���� ��9��� E�� *2C� *6

-5� E��� �D��

%!&A��� E�� 626� E�� �D�� ���A���� A��9��2� *6� B�E���� :*,� �<�����FA��� EB���� �D��9DE��� 1��92�!��D�� ����E��A�������9�A������� BA���DE���F� ���A����2��D�� ��E�������� �A�����F@� ���A������BA����D��9DE���1��92���=�E�����AB�E����E���E��FA�����������D������EF2�

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

�6�

�6�

�6�

�6�

�6�

�6�

�6�

�6�

��EFF($���&*��

���F���

2�E��DC!F

�������*I2��(9���D�����EF�:� �)6<�

#A��� �DE��D�DA���� AB� ��E��������� ����EF����� ���A����2���FE���� ������� AB� ��=������� ���� �������B�FF@� ���A���� E����BB������ ����E������ �E��F@� )66�� *666� E��� ,D66�� ��� �A������A�����A���� ������ �D���� �E������ B��=�������� E��� ��BB������ �����E�����E������B�A��)2C��A�**2I�?�9�2��D������=��������DA��DE���DE���F� �A����J���A����� 9��BA��� �FF� D��� �@��D�A��4E��A��E����=�EF�4E��A��A�?��A�����F@2�

>2� C�'C"�( �'��'8�.!&(.!C� >!(�

��D���9E9���9���������D���0�����A��AB��D���& 8!'���@������

����FA9��� �@� �!(#�� ��� �AFFE�A�E��A�� ��D� �!"!C�#�%���E���2��D��������E����E�A������F��?��������������A���E��������BB������ ?����� AB� �E�E� E�� ��0��� ��E���� E��� �9���D� ����EF2� ���F���� �9E��A-���9A�EF� �=�EF�4��� ��� ����� �A� ������� ��BB�������DEFFA������E����E�A������9������E��A��2��D��B��������������E��A9��E��A�EF� �A���0�� �DA� �DE�� ��EF-����� ��E�������A�� AB���BA��E��A�� :��E���� �9���D�� ��0�<� ��� B�E���F�� ����� ��D� DE��D��DE���F��� ���D�E�� �D�������E���� E�A������ �DE���F��E��� ��� �D��9�������� AB� ��F��9F�� �����B�����2� �� �D��� �A���0��� �D���A��������A�� AB� �DE���F� �A����� �E�� ��9�A��� �D�� ��E�������A���A��������� E��� 9�A����� �D�� �E�E� ��E��������� B�A�� ���E���������A��2��D��E�������A�FA����D��%!&�B�A��*6

-,��A�*6

-52��������CC�

E��� &(� �DE���F� �A��������� ������� ��� ��EF� �A�����A��2� �D�����A��DE���F��A����� �@9����A��A��9�A�����E��E��=�E��� F���F�AB��A������A�2��A� ��9�A��������E����E�A������ F��?�9��BA��E�����&(-%�C�� ���� ����A������ E��� ������� ��� ��EF� �A�����A��2� �D������AB�&(-%�C�EFFA����� �A� ��E�D�E� FA���%!&2�CC�E���&(����� E� �DA��� B�E��� F����D�� D���E�� &(-%�C� A�?�� A�� FA�����B�E���2� 8�BB������EF� �A����� DE�� ����� ����� �A� �AF��� �D�� 9DE���E�������������D��D��&(-%�C�A9��A������D���E���AB�9DE���1��9�E��� 9A����F�� B�E��� FA��2� &(-%�C� ��=������ E� D��D����A�9��E��A�EF� FAE�� ���� �D��� ��� �A�� E� ���E��E��E��� BA�������E���� E�A������ �A������E��A��� ���� �A� �D�� ���� �E��2� CC�E���&(�������A�������E�F��BA���9���D�����EF���E�������A��E���&(-%�C�BA����E�����E�������A�2�

B� �D�� 8A99F��� �BB���� ��� �A�� �A�9���E���� BA�� ��BA��� E�@�9�A��������A���D���������������EF�� ��� ������@���BB���F�� �A��0��E�����BA��E��A�2��������A�?��FF� ��� �E������A��� �A� ��9�A����A�D�8A99F��-�D�B�� �A�9���E��A�� E��� ������� ���A���@2� 8��� �A���9�F����� �A����� A�D���� �����F�E����� DE��� �A� ��� �D��?������9���EFF@��D������������F�E���������D���E���AB�&(-%�C2�

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ���

�A���A��A

�F�*���C��F����)�������

����F����

�2�

E��DC!F��!"�

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

��

-���F�!FDF(D�)*�

����F����

�F F��

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

���

+$�**F��3F()!F��4*ECD

����F����

5C�

%F��),����)��

� �� �� /� �� A� �� 0� �� 1� ����

���

���

+$�**F��3F()!F��BCDECD

����F����

5C�

%F��),����)��

�������*C2��#(!���A���FE�A��A��9�������A������9���E������A����A��9���

:� �*D*<�:�����������9DE���1��9�����D����=�����<�

Page 8: An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic … · 2017. 1. 29. · An Overview of Channel Coding For Underwater Acoustic Communications Jo el Trubuil, Andr e Goalic, Nicolas

&�B��������

A*B� �2� ������F�� �2� "E9������� �2� �EFF�� �2� "E�E��� P&�EF-����� D��D� �E�E� �E���E�A������F��?��E����A���9E��A����9A�EF��F�����=�EF�4E��A�K��D���& 8!'��E�A�������@�����R����(%���C0�1�2�C#33#��%�FA0���>AF25��99,5)/-,55)2�

A,B� �2�"E�E��E���C2�"EA���P%F����E�E9�������F��9F�� ��9���������A�� B����E�?��=�EF�4��� ��D� E� ��FB� A9����4��� �A�B����E��A�R�� 4111C %B�FC ��C������>AF2�5+��'T5���9��F�,66*2�

A)B� �2��AEF���� �2�������F�E���'2�%��4�F���PCDE���F��A����� BA�������E����E�A������ �A������E��A�� �@����R�� 0�EB�FC #335�C �E'E��E%� */-,*��%A��A���#E���(�2�

A5B� �2� ������F�� �2� �AEF��� E��� '2� %��4�F���� P(@��D�A��4E��A�� E��� �DE���F��A����� ��� �DEFFA� E���� E�A������ �A������E��A�R�� 0�EB�FC #336��(�9�������*D-*/��F�������CE�E�E22�

ADB� &2� .@���ED�� �2� �FE����0�� �2� .��E��� E��� (2� �E�=�� P'�E�� A9���������A�����AB�9�A������A���R�����.�A�2��B�� !!!��FA���A��;+5���AF2�*J)��'A�2-8��2�*++5��992))+-)5)2�

AIB� 82�CDE��2�P���FE���AB�EF�A���D���BA�����A������FA�?��A������D��DE���F���E��������� ��BA��E��A�R�� !!!� ��E��2� �BA��2��D�A�@�� �AF� �-/�� �E�2�*+C,22�

ACB� !2� &2� %��F�?E�9�� P�F����E��� �A����� �D�A�@R�� #���E-E�FF� %AA?�CA�9E�@��'��UA�?��*+I/2�