Chained Successive Cancellation Decoding of the Extended Golay code
扩展Golay码被示出为可表示为链式极化子码。这使得它的解码与连续消除算法和堆栈泛化。采用快速Hadamard变换可进一步简化解码器。所得到的算法的复杂性是可比的Vardy算法。
2018-01-19 cs.IT math.IT
Performance and Complexity of the Sequential Successive Cancellation Decoding Algorithm
仿真结果表明的性能和复杂度的顺序逐次相消译码算法的情况下，极化子码的Arikan和大的内核，以及扩展的BCH码。与Arikan PAC和LDPC码的性能比较。此外，完整的描述的解码算法。
2020-12-15 cs.IT math.IT
Successive Interference Cancellation for Optical Fiber Using Discrete Constellations
本文提出一种基于连续干扰消除的离散调制光纤传输方案，在1000 km链路上以线性复杂度达到连续调制的信息速率。
2024-05-06 cs.IT math.IT
Faulty Successive Cancellation Decoding of Polar Codes for the Binary Erasure Channel
研究了二进制擦除信道下极化码的错误逐次抵消译码。为此，我们引入了一个简单的基于擦除的故障模型，我们表明，在这个模型下，极化不会发生，这意味着完全可靠的通信是不可能的。此外，我们提供的帧擦除率和位擦除率的数值结果，我们研究了不等错误保护方案，可以显着提高性能的故障连续消除解码器的开销可以忽略不计。
2015-02-09 cs.IT math.IT
Improved Successive Cancellation Decoding of Polar Codes
作为连续消除（SC）解码算法的改进版本，连续消除列表（SCL）解码和连续消除栈（SCS）解码被用于改善极化码的有限长度性能。在极化码的码树上给出了SC、SCL和SCS译码算法的统一描述，作为路径搜索过程。结合SCL和SCS的思想，提出了一种新的连续抵消混合译码算法（SCH），该算法能够在计算复杂性和空间复杂度之间取得较好的折衷。此外，为了降低复杂度，提出了一种修剪技术，以避免不必要的路径搜索操作。基于仿真的性能和复杂度分析表明，在适当的配置下，这三种改进的连续抵消（ISC）译码算法在复杂度可接受的情况下，其性能均接近于最大似然（ML）译码。此外，与建议的修剪技术的帮助下，ISC解码器的复杂度可以非常接近的SC解码器在中等和高信噪比（SNR）制度。
2013-01-17 cs.IT math.IT
Capacity-Approaching Polar Codes with Long Codewords and Successive Cancellation Decoding Based on Improved Gaussian Approximation
该文研究了在加性高斯白噪声（AWGN）信道下基于改进的高斯近似（GA）构造极化码并进行连续抵消（SC）译码。Arikan已经证明，具有低复杂度SC解码器的极化码可以接近任意对称二进制输入离散无记忆信道的信道容量，只要码长选择得足够大。然而，如何在AWGN信道上以低计算量构造这样的码一直是一个悬而未决的问题。与密度演化相比，GA被认为是一种低复杂度但功能强大的技术，它通过迭代非线性函数来跟踪平均对数似然比（LLR）值的演化。因此，随着代码长度的增加，其高精度数值计算至关重要。在这项工作中，通过分析这个非线性函数的渐近行为，我们提出了一种改进的遗传算法的方法，使一个准确的跟踪平均LLR的演变可行。通过数值分析和码长达到$N=2^{18}$的仿真，证明了该改进的遗传算法可以很容易地设计出具有长码字和容量逼近行为的各种码率的极化码。
2020-10-07 cs.IT math.IT
Iterative Detection and Decoding Schemes with LLR Refinements in Cell-Free Massive MIMO Networks
针对编码无蜂窝大规模MIMO系统，提出低复杂度本地检测器与三种LLR优化方案，推导相关检测器闭式表达式，仿真验证其性能优于现有方法。
2024-05-22 cs.IT eess.SP math.IT
Overlapped List Successive Cancellation Approach for Hardware Efficient Polar Code Decoder
提出了一种高效的极化码列表连续抵消（LSC）译码硬件设计方法。通过应用路径重叠方案，对于具有列表大小l的LSC，（l > 1）个连续消除（SC）解码器的l个实例可以被减少到仅一个。这导致硬件复杂度的显著降低，而没有任何解码性能损失。我们还开发了新的方法来减少与管道计划相关的延迟。仿真结果表明，与最近提出的LSC解码器的硬件效率显着增加，提出的设计方法。
2015-10-19 cs.IT math.IT
Decentralized Power Control for Slotted Spread Spectrum Aloha with Successive Interference Cancellation
在本文中，我们研究了时隙扩频Aloha与连续干扰消除在接收端在高斯信道。我们考虑一个分散的功率控制设置，其中每个用户独立地选择其发送功率随机根据连续支持的功率分布。在这种情况下，我们推导出一个用户所经历的预期干扰功率的解析表达式。这使得我们能够解析地导出功率分布，在连续干扰消除过程期间，该功率分布导致所有用户的恒定的信号与噪声加干扰比。我们考虑完美和不完美的干扰消除。
2016-11-15 cs.IT math.IT
Study of Activity-Aware Multiple Feedback Successive Interference Cancellation for Massive Machine-Type Communications
在这项工作中，我们提出了一个活动感知的低复杂度的多反馈连续干扰消除（AA-MF-SIC）策略，用于大规模的机器类型的通信。所提出的AA-MF-SIC算法的计算复杂性与传统的SIC算法一样低，而且附加的复杂度很低。仿真结果表明，该算法明显优于传统的SIC方案和其他建议。
2019-03-26 cs.IT math.IT
Weight Distributions for Successive Cancellation Decoding of Polar Codes
在本文中，我们推导出了极化码连续抵消解码每个阶段出现的确切权重分布。虽然我们没有计算极化码的距离谱，但结果使我们能够得到解码错误概率的估计，并显示权重分布的第一个非零分量与合成信道之间的偏序之间的联系。此外，我们建立了两个陪集之间的最小距离与两个路径，在两个位置不同。这可以被认为是分析连续消除列表解码的权重分布的第一步。
2020-09-11 cs.IT math.IT
On the Derivation of Optimal Partial Successive Interference Cancellation
对于连续和并行干扰消除，精确的信道估计的必要性是众所周知的。迭代信道估计和信道解码（例如通过期望最大化算法）对于存在时变信道的这些多用户检测方案是特别重要的，其中需要高密度的导频来跟踪信道。本文设计了一种方法来解析地导出加权因子$α$，这是在存在不良信道估计的情况下提高干扰消除效率所必需的。此外，该加权因子有效地减轻了在信道解码器的输出处的不正确判决的存在。该分析提供了洞察到这种干扰消除方案的属性，并且所提出的方法在存在信道估计误差的情况下显著增加了连续干扰消除的有效性，这导致高达3 dB的增益。
2011-11-15 cs.IT math.IT
Low Complexity List Successive Cancellation Decoding of Polar Codes
提出了一种低复杂度的列表连续抵消（LCLSC）译码算法，在保持传统极化码的列表连续抵消（LSC）译码性能的同时，降低了传统极化码的LSC译码的复杂度。通过定义“似然比（LR）阈值”和“Bhattacharyya参数阈值”两个阈值，对每个接收信息比特的可靠性和每个比特信道的质量进行分类。基于这种分类，我们实现连续消除（SC）解码，而不是LSC解码时，从“坏”的子信道的信息比特被可靠地接收，并进一步尝试跳过LSC解码的其余信息比特，以实现较低的复杂度相比，完全LSC解码。仿真结果表明，LCLSC译码的复杂度远低于LSC译码，并可接近SC译码的复杂度，特别是在低码率区域。
2013-09-12 cs.IT math.IT
Capacity-Achievability of Polar Codes and Precoded Polar Codes under List Decoding: They are Good both Practically and Theoretically
Arıkan提出的连续抵消解码下的极化码可证明实现任何给定二进制输入离散无记忆信道的对称容量。用于极化码的连续消除列表解码器由Tal和Vardy描述为Arıkan的连续消除解码器的推广。连续消去表译码器的性能在实践中是令人鼓舞的。在本文中，我们形式化的连续取消列表解码器在我们的符号，并证明在连续取消列表解码下的极化码实现任何给定的二进制输入离散无记忆信道的对称容量在理论上以及。我们还形式化了Tal和Vardy的具有CRC预编码的极化码。事实上，我们提出了一族更一般的码，即预编码极化码，并证明了在连续消除列表解码下的预编码极化码在一定条件下可以实现任何给定的二进制输入离散无记忆信道的对称容量。
2017-12-13 cs.IT math.IT
Sublinear Latency for Simplified Successive Cancellation Decoding of Polar Codes
这项工作分析了Alamdar-Yazdi和Kschischang提出的极化码简化连续抵消（SSC）解码方案的延迟。它示出，不同于传统的连续消除解码，其中延迟是线性的块长度，SSC解码的延迟是次线性的。更具体地，SSC解码的延迟是$O(N^{1-1/μ})$，其中$N$是块长度，而$μ$是信道的标度指数，其捕获速率对容量的收敛速度。数值结果表明的约束的紧密性，并表明，大部分的延迟减少来自并行解码的速率$0$或$1$的子码。
2020-09-05 cs.IT math.IT
Successive-Cancellation Decoding of Reed-Muller Codes with Fast Hadamard Transform
提出了一种新的基于快速Hadamard变换的置换快速逐次消去列表译码算法（FHT-FSCL）。所提出的解码器利用从码的全对称群采样的$L$随机码字置换来对$L$ $(L\ge1)$活动解码路径进行解码。执行置换域中的路径扩展，直到访问$1$阶的第一组成RM码。然后，在信息比特域中利用连续消除列表解码器的常规路径扩展。仿真结果表明，对于具有$46$信息比特的长度为$512$的RM码，通过运行具有$L=4$的$20$并行置换FHT-FSCL解码器，我们减少了使用从码的全对称群采样的$512$置换的现有技术的简化的连续抵消解码器的计算复杂度的$72\%$、解码延迟的$22\%$和存储器消耗的$84\%$，在目标误帧率$10^{-4}$下具有类似的纠错性能。
2022-02-07 cs.IT math.IT
Successive Interference Cancellation in Bipolar Ad Hoc Networks with SWIPT
连续干扰消除（SIC）是基于这样的思想，即一些干扰信号可能足够强以进行解码，以便从聚合接收信号中去除，从而提高性能。在这封信中，我们研究了SIC技术从同时无线信息和功率传输（SWIPT）的角度来看。我们认为一个双极ad hoc网络和评估的影响SIC的SWIPT性能的功率分配技术。理论和数值结果表明，我们提出的方法可以实现显着的能量增益，并在某些情况下，平均收获的能量收敛到其上限。
2016-05-04 cs.IT math.IT
On d-ary tree algorithms with successive interference cancellation
在本文中，我们概述的方法推导的冲突解决间隔的长度为d-叉树算法（TA）与门控接入和连续干扰消除（SIC），条件的竞争用户的数量。这是具有门控接入的TA的基本性能参数。我们确定的不足之处进行的分析，在开创性的论文TA与SIC的余和Giannakis，表明他们的分析是正确的，只有二进制分裂，即d=2。我们还提供了一些有见地的结果稳定的吞吐量，可以实现不同的d值。
2022-08-08 cs.IT math.IT
Scalable Successive-Cancellation Hardware Decoder for Polar Codes
由Arıkan发现的极化码是第一个具有显式构造的纠错码，其可证明地渐进地实现信道容量。然而，它们在有限长度的纠错性能往往低于现有的容量接近计划。使用逐次抵消算法，极化解码器可以被设计用于非常长的码，具有低硬件复杂度，利用这种码的规则结构。我们提出了一种基于该算法的可扩展硬件解码器的结构和实现。该设计在Altera Stratix IV FPGA上可扩展到N = 2^20的代码长度，几乎完全受可用SRAM数量的限制。
2013-06-14 cs.IT math.IT
Successive Cancellation List Decoding of BMERA Codes with Application to Higher-Order Modulation
BMERA或卷积极化码是极化码的扩展，具有比极化码更好的可证明的误差指数。提出了一种BMERA码的连续相消（SC）译码算法，该算法类似于SC极化译码器。提供了可以扩展到SC列表（SCL）解码的SC解码器的伪码描述。在AWGN信道上，针对QAM调制，给出了在SC和SCL解码下有和没有外部CRC码的仿真结果，以比较极化码和BMERA码的性能。在没有外部CRC码的SCL解码下，BMERA码优于极化码超过0.5 dB。
2018-07-10 cs.IT math.IT
Successive Cancellation Decoding of Single Parity-Check Product Codes
本文介绍了乘积码（PC）的单奇偶检验（SPC）分量码的逐次消去（SC）译码。推导了类似于极化码SC译码算法的递推公式。我们分析了在SC译码下，SPC-PC在二进制擦除信道上的错误概率。与Elias在1954年提出的PC分析也建立了一个桥梁。此外，SC解码下的块错误概率的界限，并比较Elias提出的原始解码算法下的界限。结果表明，SC解码的SPC-PC实现了较低的块错误概率比Elias的解码。
2017-06-16 cs.IT math.IT
An Adaptive Successive Cancellation List Decoder for Polar Codes with Cyclic Redundancy Check
在这封信中，我们提出了一个自适应SC（连续取消）列表解码器的极性码与CRC。这种自适应SC列表解码器迭代地增加列表大小，直到解码器输出包含至少一个可以通过CRC的生存路径。仿真结果表明，自适应SC列表解码器提供了显着的复杂度降低。我们还证明了由我们提出的具有非常大的列表大小的自适应SC列表解码器解码的具有24比特CRC的极化码（2048，1024）可以在Eb/No=1.1dB处实现帧出错率FER=0.001，这与在该块长度处的信息理论极限相差约0.2dB。
2012-08-15 cs.IT math.IT
Enabling Complexity-Performance Trade-Offs for Successive Cancellation Decoding of Polar Codes
极化码是编码理论的最新进展之一，并且它们已经引起了极大的兴趣。虽然它们可以在各种信道上实现容量，但它们的实际应用有限。不幸的是，基于连续消除的解码器的连续性质阻碍了解码复杂度对设计约束和操作条件的细粒度适应。在本文中，我们提出了一种系统的方法，使复杂度性能权衡构造极化码的基础上的优化问题，最大限度地减少复杂度下适当定义的互信息的性能约束。此外，一个低复杂度的贪心算法，以解决优化问题，有效地为非常大的代码长度。
2014-04-09 cs.IT math.IT
A Method for Low Complexity Successive Cancellation List Decoding of Polar Codes
极化码在过去几年中引起了广泛的关注，并已被采用为5G标准的编码方案。连续消除列表（SCL）译码器为极化码提供了高水平的纠错性能，但实现复杂度随着列表大小的增加而快速增长。由于排序的计算开销，许多工作集中在降低SCL解码器的排序复杂度。本文提出了一种在不损失性能的情况下直接减少排序网络输入元素个数的SCL方法。与SCL译码器相比，该方法的排序器平均减少了95%，且性能损失可以忽略不计.
2019-04-24 cs.IT math.IT
A Low-Complexity Improved Successive Cancellation Decoder for Polar Codes
在连续消除（SC）解码下，极化码在帧出错率方面劣于具有类似块长度的其它码。虽然更复杂的解码算法，如列表或堆栈解码部分减轻了这种性能损失，但它们的复杂性增加。在本文中，我们描述了一种新的味道的SC解码器，称为SC翻转解码器。我们的算法保留了基本SC解码器的低内存要求，并根据信号质量调整所需的解码工作。在瀑布区域，其平均计算复杂性几乎与SC解码器一样低。
2014-12-17 cs.IT math.IT
Successive Cancellation Decoding of Single Parity-Check Product Codes: Analysis and Improved Decoding
具有单个奇偶检验分量码的乘积码可以经由多核极化码的工具来描述，其中根据由乘积码构造施加的约束来选择生成矩阵的行。在此观察之后，引入了这种码的连续消除解码。特别地，在二进制无记忆对称信道上，给出了单个奇偶检验乘积码在连续抵消译码下的错误概率。与Elias引入的积码分析也建立了一个桥梁的二进制擦除通道。然后描述了单个奇偶检验乘积码的连续取消列表解码。对于所提供的示例，在二进制输入加性白高斯信道上的仿真示出了连续消除列表解码优于应用于码图的置信传播解码。最后，通过距离谱分析研究了乘积码与高速率外码级联的性能。提供了在距离随机编码联合边界的$0.7$ dB内执行的级联的示例。
2021-07-25 cs.IT math.IT
Symbol-Based Successive Cancellation List Decoder for Polar Codes
极化码是有希望的，因为它们可以在具有显式构造方法的同时可证明地实现信道容量。基于比特的极化码译码算法已经做了大量的工作。本文讨论了基于符号的广义连续相消（SC）和SC列表译码算法。提出了一种基于符号的递归信道组合关系来计算基于符号的信道转移概率。该方法比现有的基于符号的极化码译码算法所使用的最大似然译码器需要更少的加法。此外，提出了一种两阶段的列表修剪网络，以简化基于符号的SC列表解码算法的列表修剪网络。
2014-10-14 cs.IT math.IT
Polar Codes: Robustness of the Successive Cancellation Decoder with Respect to Quantization
极化码在连续解码下可证明地实现宽信道阵列的容量。这假设了无限精度的算术运算。考虑到解码算法的连续性，人们可能会担心性能对计算精度的敏感性。我们表明，即使是非常粗糙量化的解码算法导致优异的性能。更具体地说，我们表明，在基数仅为三的字母表的连续解码下，解码器仍然有一个阈值，并且该阈值是容量的相当大的一部分。更一般地，我们表明，如果我们愿意以低于容量的速率$δ$传输，那么我们只需要$c \log(1/δ)$位的精度，其中$c$是一个通用常数。
2012-09-20 cs.IT math.IT
Low-Complexity Successive-Cancellation List Decoding of $2\times2$ Kernel Non-Binary Polar Codes
College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University（福州大学物理与信息工程学院）
研究2×2内核非二进制极化码低复杂度译码问题，提出SR-NBSCL、ESR-NBSCL和ABP-NBSCL译码算法，通过跳过路径分裂、利用特殊结构及引入ARD度量等措施降低复杂度，仿真表明算法能在低复杂度下实现接近传统译码的FER性能。
2026-07-13 cs.IT math.IT
Error Detection Based on Generalized Successive Cancellation List Decoding for Polar Codes
本文提出一种广义逐次抵消列表译码方法，在列表大小为 $2^γ$ 时实现 Forney 广义译码规则，从而高效检测并丢弃不可靠判决，并通过蒙特卡洛仿真验证了短极化码的性能。
2025-07-22 cs.IT math.IT
Successive Cancellation List Decoding of Product Codes with Reed-Muller Component Codes
本文提出了用Reed-Muller（RM）分量码对乘积码进行逐次消去表（SCL）译码. SCL解码依赖于基于$2\times 2$ Hadamard内核的乘积代码描述，这使得能够将代码解释为RM子码。重点是在无线通信系统中考虑的一类产品代码，基于单奇偶校验和扩展汉明码。对于短的产品代码，它表明，SCL解码与一个中等的列表大小执行以及（有时，优于）置信传播（BP）解码。此外，通过将短乘积码与高速率外码级联，SCL解码优于BP解码达$1.4$ dB。
2019-08-27 cs.IT math.IT
Faulty Successive Cancellation Decoding of Polar Codes for the Binary Erasure Channel
研究了二进制擦除信道下极化码的错误逐次抵消译码问题。为此，一个简单的基于擦除的故障模型被引入到表示在解码器中的错误，它示出，在此模型下，极化不会发生，这意味着完全可靠的通信是不可能的，在任何速率。此外，提供了错误SC解码下极化码的帧出错率的下限，然后将其与公知的上限一起使用，以便选择在错误解码下最小化擦除概率的块长度。最后，提出了一种不等错误保护方案，该方案可以在较小的速率损失下重新启用渐进无擦除传输，并且仅保护解码器的恒定部分。同样的计划也被证明是显着提高有限长度的性能的故障连续消除解码器保护少至1.5%的解码器。
2017-11-10 cs.IT math.IT
Deep-Learning-Aided Successive-Cancellation Decoding of Polar Codes
介绍了一种用于极化码的深度学习辅助的连续抵消列表（DL-SCL）解码算法，其中深度学习辅助的连续抵消（DL-SC）解码是该算法的一种具体情况。所提出的比特翻转度量利用由相关矩阵表示的极化码中的信息比特之间的固有关系。然后使用新兴的深度学习技术优化相关矩阵。具有与24比特循环冗余校验级联的64个信息比特的长度为128的极化码的性能结果表明，所提出的DL-SCL解码器中的所提出的比特翻转度量需要少多达66%的乘法和少多达36%的加法，而不需要执行超越函数。并且通过提供与现有技术相比几乎相同的纠错性能。
2019-12-02 cs.IT math.IT
Improved Bit-Flipping Algorithm for Successive Cancellation Decoding of Polar Codes
自从极化码被采用用于第5代$^{\rm th}$无线系统标准以来，对极化码的兴趣已经显著增加。连续相消（SC）译码算法实现复杂度低，但在给定码长下纠错性能一般。SC-Flip算法通过识别SC可能做出的错误判决，并在翻转一个比特后重新迭代，提高了SC的纠错性能。最近的研究表明，只有一部分位通道最有可能出错。在这项工作中，我们调查的平均对数似然比（LLR）的值和它们的分布有关的错误的比特信道，并制定了一个保留的SC翻转（TSCF）解码算法。我们还用比较器取代了SC-Flip的LLR选择和排序，以降低实现复杂度。仿真结果表明，对于实际的码长和广泛的速率范围内，TSCF显示出可以忽略不计的损失相比，所有的单错误被纠正时获得的纠错性能。在匹配最大迭代时，与SC翻转解码相比，TSCF具有高达$0.45$ dB的纠错性能增益。在匹配误差校正性能下，TSCF的计算复杂性平均降低高达$40\%$，并且需要高达$5\times$更低的最大迭代次数。
2018-09-26 cs.IT math.IT
Memory Management in Successive-Cancellation based Decoders for Multi-Kernel Polar Codes
最近已经提出了多核极化码来构造长度不同于2的幂的极化码。多内核极化码的解码器实现需要考虑该特征，这在存储管理中变得至关重要。我们提出了一个有效的，通用的存储管理框架，用于实现多核极化码的逐次逼近解码。它可以用于许多类型的硬件架构和不同风格的SC解码算法。我们说明了所提出的解决方案，小内核的大小，并给出各种内核组合和代码长度的复杂性估计。
2018-09-25 cs.IT math.IT
Multi-Feedback Successive Interference Cancellation for Multiuser MIMO Systems
针对多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统的上行链路，提出了一种低复杂度的多反馈连续干扰消除（MF-SIC）策略。在所提出的MF-SIC {算法与阴影区域约束（SAC）}，增强的干扰消除是通过引入{星座点作为候选人}，以打击错误传播的决策反馈环。我们还将MF-SIC与多分支（MB）处理相结合，实现了更高的检测分集阶数。针对编码系统，提出了一种基于MF和MB-MF干扰抑制技术的低复杂度软输入软输出（SISO）迭代（Turbo）检测器。MF-SIC的计算复杂性与常规SIC算法{相当}{因为需要非常少的附加复杂性}。仿真结果表明，该算法的性能明显优于传统的SIC方案，接近最优检测器。
2013-02-24 cs.IT math.IT
Soft-Output Fast Successive-Cancellation List Decoder for Polar Codes
针对SOSCL译码器因顺序特性导致高延迟的问题，本文提出SO-FSCL译码器，通过引入基于节点的快速译码，在不损失性能的前提下显著降低了译码延迟。
2024-12-22 cs.IT math.IT
CSMA-SIC: Carrier Sensing with Successive Interference Cancellation
连续干扰消除（SIC）是一种物理层技术，其使得解码器能够解码多个同时发送的信号。SIC的复杂模型要求仔细设计MAC协议和精确调整传输参数。我们提出了一种新的MAC协议，称为CSMA-SIC，采用SIC的多包接收能力。该协议调整传输概率，以实现吞吐量最优。
2015-02-23 cs.IT cs.NI math.IT
Neural Dynamic Successive Cancellation Flip Decoding of Polar Codes
极化码的动态连续抵消翻转（DSCF）解码是一种强大的算法，其可以实现连续抵消列表（SCL）解码的纠错性能，并且在实际信噪比（SNR）状况下具有接近连续抵消（SC）解码的复杂度。然而，DSCF解码需要昂贵的超越计算，这不利地影响其实现复杂度。在本文中，我们首先表明，在传统的DSCF解码结果显着的纠错性能损失的共同的近似方案的直接应用。然后，我们引入了一个训练参数，并提出了一个近似方案，完全消除了需要执行超越计算DSCF解码，几乎没有纠错性能下降。
2019-07-26 cs.IT eess.SP math.IT
Combining Belief Propagation and Successive Cancellation List Decoding of Polar Codes on a GPU Platform
极化码的解码性能很大程度上取决于所使用的解码算法，而解码器吞吐量及其延迟也主要取决于解码算法。在这项工作中，我们实现了强大的连续取消列表（SCL）解码器的GPU上，并确定该算法的并行计算和它的困难的瓶颈。与CPU实现相比，SCL算法的固有串行解码属性自然限制了GPU上可实现的加速增益。为了提高解码吞吐量，我们使用一种混合解码方案的基础上的置信传播（BP）解码器，它可以在帧内和帧间并行。该方案结合了优良的解码性能和高吞吐量的信号噪声比（SNR）的区域内的利益。
2016-12-21 cs.IT math.IT
An Online Decoding Schedule Generating Algorithm for Successive Cancellation Decoder of Polar Codes
连续相消（SC）是极化码的第一种也是最著名的译码器，近年来受到了广泛的关注。然而，其解码调度生成算法仍然是原始的，不仅复杂，而且离线。本文提出了一种简单的、在线的SC译码器译码时间表生成算法。首先，似然比（LR）之间的依赖关系进行了探索，这导致了一个共享因子的发现。其次，基于共享因子的在线计算，提出了一种既不基于深度优先遍历调度树，也不基于递归构造调度树的算法。通过与已有算法的比较表明，该算法具有在线性和译码调度占用内存少的优点。
2015-05-14 cs.IT math.IT
Successive Cancellation Sampling Decoder: An Attempt to Analyze List Decoding Theoretically
本文提出逐次抵消采样（SCS）解码器，利用独立同分布智能体基于后验概率采样码字，实现并行化并便于理论分析，证明其错误概率最多比列表大小为$\ell$的列表解码器多$\ell/ae$，并通过调整智能体温度进一步降低错误概率。
2024-05-25 cs.IT math.IT
Blind Adaptive Successive Interference Cancellation for Multicarrier DS-CDMA
提出了一种基于连续干扰抵消（SIC）结构的多载波DS-CDMA自适应接收机设计。在MC DS-CDMA中，限制SIC性能的主要问题之一是对多址干扰（MAI）的不完全估计，从而在多径衰落信道中获得有限的频率分集增益。在本文中，我们设计了一个盲自适应SIC与新的多址干扰抑制能力，实现在解扩过程中，以改善检测和消除过程。此外，从解扩器权重导出的动态缩放因子用于干扰消除过程。在每个子载波上应用的这种方法之后是最大比或等增益组合，以充分利用多载波CDMA系统中固有的频率分集。结果表明，这种方法的MAI估计的各个子载波上提供了显着改善的性能相比，与传统的匹配滤波器（MF）和SIC技术在一个小的增加的复杂性MC DS-CDMA系统。在严重的远近效应、衰落相关和系统负载条件下进行了性能评估，以确认所提出的自适应接收机设计方法的增益。
2011-02-26 cs.IT math.IT
Random NOMA With Cross-Slot Successive Interference Cancellation Packet Recovery
传统的功率域非正交多址接入（NOMA）依赖于精确的功率控制，这需要在发射机处的实时信道状态信息。这一要求严重限制了它在未来无线通信系统中的应用。为了解决这个问题，我们考虑NOMA没有功率分配，我们利用随机信道衰落和机会主义地执行连续干扰消除（SIC）检测。为了减轻多用户干扰，我们提出了一种随机NOMA，用户随机发送他们的数据包以一定的概率。然后，提出了一种跨时隙SIC数据包恢复方案来恢复传输的数据包。我们模型的跨时隙SIC数据包恢复为马尔可夫过程，并提供了吞吐量分析，在此基础上，通过联合优化的传输概率和编码速率的用户的总和速率最大化。
2020-03-12 cs.IT math.IT
Hardware architectures for Successive Cancellation Decoding of Polar Codes
最近发现的极化码被广泛认为是编码理论的重大突破。这些码在连续抵消译码下实现了许多重要信道的容量。受极化码理论的快速发展的启发，我们提出了一系列用于连续消除解码器的高效硬件实现的架构。我们表明，这样的解码器可以实现O（n）的处理元素和O（n）的内存元素，同时提供恒定的吞吐量。我们还提出了一种重叠的几个连续码字的解码技术，从而实现了显着的加速因子。我们还表明，连续消除解码可以在对数域中实现，从而消除了乘法和除法运算，大大降低了每个处理元素的复杂性。
2010-11-12 cs.AR cs.IT math.IT
Successive Cancellation Decoding of Polar Codes using Stochastic Computing
极化码因其独特的容量实现特性而成为最受欢迎的信道编码。到目前为止，已经报道了许多工作用于极化码解码器的有效设计。然而，这些先前的努力集中在通过确定性计算的极化解码器的设计，而随机极化解码器的行为，可以具有潜在的优势，如低复杂度和强错误恢复，在现有的文献中还没有研究。本文首次研究了使用随机逻辑的极化码译码。具体地说，常用的连续相消（SC）算法重新制定为随机形式。几种方法，可以潜在地提高解码性能进行了讨论和分析。仿真结果表明，随机SC译码器可以达到与确定性SC译码器相似的纠错性能。本文的工作为以后随机极化码译码器的硬件设计奠定了基础。
2015-01-14 cs.IT math.IT
Channel capacity of polar coding with a given polar mismatched successive cancellation decoder
Arıkan的极化编码现在是一种被充分研究的技术，其允许以低复杂度编码和解码实现二进制输入无记忆信道的对称容量，前提是使用极化解码架构并且解码度量与真实信道匹配。在本文中，我们分析了通信速率时，可实现的极化编码/解码架构与解码器使用不正确的信道模型。我们定义的“极性不匹配的能力”作为一个模拟的经典不匹配的能力，给它一个表达式，并推导出它的界限。
2018-05-07 cs.IT math.IT
Input-distribution-aware successive cancellation list decoding of polar codes
极化码是可以在无限码长下实现信道容量的线性块码。连续消除列表（SCL）解码依赖于一组并行解码器;它在有限码长下产生良好的纠错性能，但代价是增加了实现复杂度和功耗。目前的努力集中在设计时解码器的复杂度降低，而缺乏实际的运行时功耗降低方法。在这项工作中，输入分布感知SCL（IDA-SCL）解码提出，允许通过对解码器的输入执行简单的观察来确定要采用的并行度。这种技术保证了固定的短延迟，并允许硬件SCL解码器在每个解码过程之前动态关闭部分内部并行性。它可以与现有的复杂性和功耗降低技术相结合。仿真结果表明，IDA-SCL可以使SCL的运行复杂度降低50%.
2021-01-11 cs.IT math.IT
Fast Simplified Successive-Cancellation List Decoding of Polar Codes
极化码是实现容量的纠错码，其可以通过连续消除算法来解码。为了提高其纠错性能，在过去已经提出了一种基于列表的版本，称为连续消除列表（SCL），然而，这大大增加了解码过程中的时间步长的数量。简化SCL（SSCL）解码算法利用极化码结构内的组成码来大大减少所需的时间步长的数量，而不会引入任何纠错性能损失。在本文中，我们提出了一种更快的解码方法来解码这些组成码之一，率-1节点。我们使用这个速率-1节点解码器来开发Fast-SSCL。我们证明，只有一个列表大小限制的比特数需要估计率1节点和快速SSCL完全匹配的SCL和SSCL的纠错性能。该技术可以潜在地大大减少极化码解码所需的时间步长总数：对一组案例研究的分析表明，Fast-SSCL的时间步长要求比SSCL低66.6%，比SCL低88.1%。
2017-01-27 cs.IT math.IT
TC: Throughput Centric Successive Cancellation Decoder Hardware Implementation for Polar Codes
提出了一种快速简化连续相消（fast-SSC）算法的硬件结构，该算法能够显著降低极化码的译码延迟，提高系统吞吐量。在算法上，快速SSC算法的缺点是其解码器调度和随之而来的架构取决于码率，这是一个挑战，速率兼容系统。然而，通过利用快速分量极化码和常规极化码的解码过程之间的复杂性，所提出的设计与任何速率兼容。并对调度计划和拟设计的工艺核心进行了描述。结果表明，与最先进的解码器相比，所提出的设计可以实现至少60%的延迟减少长度为N = 1024的代码。采用Nangate FreePDK 45 nm工艺，（1024，870）和（1024，512）极化码的吞吐量分别达到5.81 Gbps和2.01 Gbps。
2015-09-28 cs.IT math.IT
Joint Successive Cancellation Decoding of Polar Codes over Intersymbol Interference Channels
极化码是一类适用于二进制输入离散无记忆信道（B-DMC）的容量实现码。然而，当应用于具有符号间干扰（ISI）的信道时，该码可能与BCJR均衡和常规解码方法一起表现不佳。针对ISI问题，提出了一种极化码在ISI信道下的联合连续抵消（SC）译码算法，该算法将均衡与常规译码相结合。译码方法的初始化信息是码间干扰码字符号的似然函数而不是码字符号。该译码器与传统的SC译码器一样采用递归公式，无需迭代。这与在均衡器和解码器之间执行迭代的常规迭代算法相反。此外，所提出的SC网格解码可以很容易地扩展到列表解码，这可以进一步提高性能。仿真结果表明，在ISI信道中，该方案的性能明显优于传统的译码方案。
2014-04-11 cs.IT math.IT
Symbol-Decision Successive Cancellation List Decoder for Polar Codes
极化码是非常有趣的，因为它们可证明实现离散和连续无记忆信道的容量，同时具有显式构造。现有的极化码译码算法大多基于比特级硬判决或软判决。在本文中，我们提出了用于极化码的符号判决连续消除（SC）和连续消除列表（SCL）解码器，其使用符号式硬或软判决以获得更高的吞吐量或更好的错误性能。首先，我们建议使用递归信道组合来计算符号方式的信道转移概率，从而导致符号决策。我们提出的递归信道组合也有一个较低的复杂度比简单地结合逐位信道转移概率。我们提出的方法和Arikan的信道变换之间的相似性也有助于在计算比特和符号信道转移概率之间共享硬件资源。其次，提出了一种两阶段的列表修剪网络，以提供符号判决SCL解码器的错误性能和复杂度之间的折衷。第三，由于内存是SCL解码器的重要组成部分，我们提出了一个预计算内存节省技术，以减少SCL解码器的内存需求。最后，为了评估我们的符号判决解码器的吞吐量优势，我们设计了一个基于半并行连续取消列表解码器的架构。在这种架构中，考虑了不同的符号大小，排序实现和消息调度方案。我们的综合结果表明，在面积效率方面，我们的符号决定SCL解码器优于位和符号决定SCL解码器。
2015-01-20 cs.IT math.IT
Successive Cancellation Automorphism List Decoding of Polar Codes
本文提出极化码的逐次抵消自同构列表（SCAL）译码方法，通过在SCL译码中应用自同构群采样的排列实现噪声叠加与路径分裂，在纠错性能和硬件实现效率上均优于传统SCL和AED译码。
2023-06-28 cs.IT math.IT
Successive Cancellation Inactivation Decoding for Modified Reed-Muller and eBCH Codes
本文提出了一种具有去激活功能的连续消除（SC）解码器，作为二进制擦除信道上SC列表（SCL）解码的有效实现。建议的解码器分配一个虚拟变量的信息位，每当它被删除在SC解码和继续解码。使用从解码冻结位收集的信息来解析失活位。该解码器利用Hadamard矩阵的结构，但是可以通过将其表示为具有动态冻结比特的极化码来应用于任何线性码。SCL解码器的部分特征在于使用密度演化来计算实现最大后验解码性能所需的平均停用次数。所提出的措施量化的性能与复杂度的权衡，并提供了新的洞察SCL解码中的路径数量的动态。该技术被应用于分析具有动态冻结位的Reed-Muller（RM）码。结果表明，这些修改的RM码执行接近扩展BCH码。
2020-04-13 cs.IT math.IT
