Due to its high parallelism, belief propagation (BP) decoding can be implemented with high throughput and is a promising solution to meet the ultra-high peak date rate requirement of future communication systems. However, for polar codes, the error-correcting performance of BP decoding is far inferior to that of widely used CRC-aided successive cancellation list (SCL) decoding algorithm. To close the performance gap to SCL, BP list (BPL) decoding expands the exploration of candidate codewords through multiple permuted factor graphs (PFGs). From an implementation perspective, designing a unified and flexible hardware architecture of BPL decoding that supports different PFGs and various code configurations is challenging. In this paper, we propose the first hardware implementation of a BPL decoder for polar codes and overcome the implementation challenge by applying a hardware-friendly algorithm that generates flexible permutations on the fly. First, we derive the permutation selection gain and provide a sequential generation (SG) algorithm to obtain a near-optimal PFG set. We further prove that any permutation can be decomposed into a combination of multiple fixed routings, and we design a low-complexity permutation network to satisfy the decoding schedule. Our BPL decoder not only has a low decoding latency by executing the decoding and permutation generation in parallel, but also supports an arbitrary list size without any area overhead. Experimental results show that, for length-${1024}$ polar codes with a code of one-half, our BPL decoder with a list size ${\mathbb{L}=32}$ has a similar error-correcting performance to SCL with ${\mathbb{L}=4}$ and achieves a throughput of ${25.63}$ Gbps and an area efficiency of ${29.46}$ Gbps/mm${^2}$ at SNR ${=4.0}$ dB, which is $1.99\times$ and $7.08\times$ faster than the state-of-the-art BP flip and SCL decoders, respectively.


翻译:由于其高度平行性, 信仰传播( BP) 解码可以以高通量来实施 $( BP) $( PB) 的解码, 这是满足未来通信系统超高峰日期率要求的一个很有希望的解决方案 。 但是, 对于极地代码, BP 解码的错误更正性能远远低于广泛使用的 CRC 辅助的连续取消列表( SCL) 。 要缩小 SCL 的性能差距, BP 46 列表( BPL) 解码会通过多个透度系数图( PFG) 来扩大候选人的解码值探索 $( $( $) $( 美元) 。 从执行角度, 设计一个统一灵活的 BPL 解码架构, 支持不同的 PPLQG 和各种代码配置 。 本文中, 任何不透明地解码的解码都能够通过一个内部解码( 美元) 解码( ) 解码( 美元) ) ( ) ( SB) 解码( ) ( 解码) 解码( ) ( 解码) ( 解码) ( 解码) ( ) ( 解码) ) ( 解码) ( ) ( 解码) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) (

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
163+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月11日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月10日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员