[论文解读] A Decision-Aided Parallel SC-List Decoder for Polar Codes

Bin Li, Hui Shen+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 9, 2015

Error Correcting Code Techniques参考文献 3被引用 10

一句话总结

本文提出了一种用于极化码的决策辅助并行连续取消列表（SC-List）译码器，通过利用先前译码阶段的决策来减少路径分裂和排序复杂度。通过智能地利用决策反馈剪枝冗余路径，该方案在保持高纠错性能的同时，显著降低了并行译码架构中的计算复杂度。

ABSTRACT

In this paper, we propose a decision-aided scheme for parallel SC-List decoding of polar codes. At the parallel SC-List decoder, each survival path is extended based on multiple information bits, therefore the number of split paths becomes very large and the sorting to find the top L paths becomes very complex. We propose a decision-aided scheme to reduce the number of split paths and thus reduce the sorting complexity.

研究动机与目标

• 为解决极化码并行SC-List译码中由于路径数量指数级增长而导致的高计算复杂度问题。
• 在不牺牲纠错性能的前提下，减少并行SC-List译码器中的排序和路径管理开销。
• 引入一种决策辅助机制，利用先前译码决策来限制路径分裂。
• 通过减少路径爆炸，实现高吞吐量极化码译码器的高效硬件实现。
• 在最小化存活路径数量的同时，保持接近最优的性能。

提出的方法

• 提出一种决策辅助方案，利用先前译码决策来指导并行SC-List译码中的路径扩展。
• 在每个阶段，仅扩展与先前决策一致的路径，从而减少候选路径数量。
• 利用早期译码阶段的反馈，消除不切实际或冗余的路径分裂。
• 仅对减少后的候选路径集合进行排序，显著降低计算复杂度。
• 通过剪枝与先前决策不一致的路径，维持列表大小L。
• 设计一种并行架构，通过决策反馈优化路径扩展和排序，以限制路径爆炸。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在不降低纠错性能的前提下，缓解极化码并行SC-List译码中的路径爆炸问题？
• RQ2 先前译码阶段的决策反馈在减少候选路径数量方面发挥什么作用？
• RQ3 决策辅助机制能否在保持接近最优性能的同时，降低并行SC-List译码中的排序复杂度？
• RQ4 在并行极化码译码中，路径剪枝与译码性能之间的权衡是什么？
• RQ5 在高吞吐量极化码译码架构中，决策反馈在限制路径分裂方面的有效性如何？

主要发现

• 该决策辅助方案显著减少了并行译码过程中生成的候选路径数量。
• 由于决策剪枝后存活路径集合变小，排序复杂度得以降低。
• 与传统的SC-List译码相比，所提方法保持了接近最优的纠错性能。
• 通过减少内存和计算需求，该方案使更高效的硬件实现成为可能。
• 路径数量的减少导致并行译码架构中延迟降低、吞吐量提高。
• 该方法在路径爆炸问题最严重的高吞吐量场景中尤为有效。