In this work, we propose a fully differentiable graph neural network (GNN)-based architecture for channel decoding and showcase competitive decoding performance for various coding schemes, such as low-density parity-check (LDPC) and BCH codes. The idea is to let a neural network (NN) learn a generalized message passing algorithm over a given graph that represents the forward error correction (FEC) code structure by replacing node and edge message updates with trainable functions. Contrary to many other deep learning-based decoding approaches, the proposed solution enjoys scalability to arbitrary block lengths and the training is not limited by the curse of dimensionality. We benchmark our proposed decoder against state-of-the-art in conventional channel decoding as well as against recent deep learning-based results. For the (63,45) BCH code, our solution outperforms weighted belief propagation (BP) decoding by approximately 0.4 dB with significantly less decoding iterations and even for 5G NR LDPC codes, we observe a competitive performance when compared to conventional BP decoding. For the BCH codes, the resulting GNN decoder can be fully parametrized with only 9640 weights.


翻译:在这项工作中,我们提出一个完全不同的图形神经网络(GNN)结构,用于为各种编码计划,例如低密度对等检查(LDPC)和BCH编码,进行频道解码和展示竞争性解码性功能。我们的想法是让神经网络(NN)学习一个通用的信息传算法,在某一图中代表远方错误校正(FEC)代码结构,用可训练功能取代节点和边端信息更新。与许多其他深层次的基于学习的解码方法相反,拟议的解决方案可伸缩到任意的区块长度,培训不受维度诅咒的限制。我们用传统频道解码以及最近的深层次学习结果来衡量我们提议的解码程序。关于(63,45)BCH代码,我们的解决方案超越了加权信仰传播(BP),由大约0.4 dB解码解码,甚至5G LDPC代码,我们观察到与传统BPDNC代码相比具有竞争性的性表现,而BPDNC只产生完全的重量。

0
下载
关闭预览

相关内容

【IJCAJ 2020】多通道神经网络 Multi-Channel Graph Neural Networks
专知会员服务
25+阅读 · 2020年7月19日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
152+阅读 · 2020年5月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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 · 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 · 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 · 2012年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Directional Graph Networks
Arxiv
27+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
18+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月24日
VIP会员
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11日
相关论文
Arxiv
19+阅读 · 2021年2月4日
Directional Graph Networks
Arxiv
27+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
18+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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 · 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 · 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 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员