In this paper, we propose a framework of the mutual information-maximizing (MIM) quantized decoding for low-density parity-check (LDPC) codes by using simple mappings and fixed-point additions. Our decoding method is generic in the sense that it can be applied to LDPC codes with arbitrary degree distributions, and can be implemented based on either the belief propagation (BP) algorithm or the min-sum (MS) algorithm. In particular, we propose the MIM density evolution (MIM-DE) to construct the lookup tables (LUTs) for the node updates. The computational complexity and memory requirements are discussed and compared to the LUT decoder variants. For applications with low-latency requirement, we consider the layered schedule to accelerate the convergence speed of decoding quasi-cyclic LDPC codes. In particular, we develop the layered MIM-DE to design the LUTs based on the MS algorithm, leading to the MIM layered quantized MS (MIM-LQMS) decoder. An optimization method is further introduced to reduce the memory requirement for storing the LUTs. Simulation results show that the MIM quantized decoders outperform the state-of-the-art LUT decoders in the waterfall region with both 3-bit and 4-bit precision over the additive white Gaussian noise channels. Moreover, the 4-bit MIM-LQMS decoder can approach the error performance of the floating-point layered BP decoder within 0.3 dB over the fast fading channels.


翻译:在本文中,我们提出一个信息最大化(MIM)共同编码框架,用于使用简单的绘图和固定点添加,对低密度对等检查(LDPC)编码进行量化解码。我们的解码方法是通用的,因为它可以任意地应用于LDPC编码,也可以基于信仰传播(BP)算法或分钟总算算算法加以实施。特别是,我们建议MIM密度演化(MIM-DE)为节点更新建立查勘表(LUTs) 。对计算复杂性和记忆错误的要求进行了讨论,并与LUT解码变异进行了比较。对于低延迟要求的应用,我们考虑分层时间表,以加快半循环对半循环LDPC编码的趋同速度。特别是,我们开发了层MIM-DE,以基于MS算法设计LUT的LIM-QMS(LIM-LQMS)分层调色表。在SIMMIM 中进一步采用SIM-CLIM-级解算法,将SIM的存储结果压在州内,将SIM-deal-deal-Drders 4的MD。

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