This paper presents novel techniques for improving the error correction performance and reducing the complexity of coarsely quantized 5G-LDPC decoders. The proposed decoder design supports arbitrary message-passing schedules on a base-matrix level by modeling exchanged messages with entry-specific discrete random variables. Variable nodes (VNs) and check nodes (CNs) involve compression operations designed using the information bottleneck method to maximize preserved mutual information between code bits and quantized messages. We introduce alignment regions that assign the messages to groups with aligned reliability levels to decrease the number of individual design parameters. Group compositions with degree-specific separation of messages improve performance by up to 0.4 dB. Further, we generalize our recently proposed CN-aware quantizer design to irregular LDPC codes and layered schedules. The method optimizes the VN quantizer to maximize preserved mutual information at the output of the subsequent CN update, enhancing performance by up to 0.2 dB. A schedule optimization modifies the order of layer updates, reducing the average iteration count by up to 35 %. We integrate all new techniques in a rate-compatible decoder design by extending the alignment regions along a rate-dimension. Our complexity analysis for 2-bit decoding estimates up to 64 % higher throughput versus 4-bit decoding at similar performance.


翻译:本文提出了创新技术,用于提升粗量化5G-LDPC译码器的纠错性能并降低其复杂度。所提出的译码器设计通过将传递信息建模为特定条目离散随机变量,支持在基础矩阵级别实现任意消息传递调度方案。变量节点与校验节点采用基于信息瓶颈方法设计的压缩操作,以最大化编码比特与量化消息间保留的互信息。我们引入了对齐区域,将消息分配到具有对齐可靠性水平的组中,以减少独立设计参数的数量。采用基于度数的消息分离的组构成方式可将性能提升高达0.4 dB。此外,我们将近期提出的校验节点感知量化器设计推广至不规则LDPC码与分层调度方案。该方法通过优化变量节点量化器以最大化后续校验节点更新输出端保留的互信息,从而将性能提升高达0.2 dB。调度优化通过修改层更新顺序,将平均迭代次数降低高达35%。我们通过沿速率维度扩展对齐区域,将所有新技术集成到速率兼容的译码器设计中。针对2比特译码的复杂度分析表明,在相近性能下,其吞吐量相比4比特译码最高可提升64%。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31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
47+阅读 · 2015年12月31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
2+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 · 2014年12月31日
Arxiv
19+阅读 · 2018年5月17日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
3+阅读 · 4月25日
多智能体协作机制
专知会员服务
3+阅读 · 4月25日
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
6+阅读 · 4月25日
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
7+阅读 · 4月25日
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
10+阅读 · 4月25日
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31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
47+阅读 · 2015年12月31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
2+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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员