215 research outputs found

    Low latency low power bit flipping algorithms for LDPC decoding

    Get PDF

    Noisy Gradient Descent Bit-Flip Decoding for LDPC Codes

    Get PDF
    A modified Gradient Descent Bit Flipping (GDBF) algorithm is proposed for decoding Low Density Parity Check (LDPC) codes on the binary-input additive white Gaussian noise channel. The new algorithm, called Noisy GDBF (NGDBF), introduces a random perturbation into each symbol metric at each iteration. The noise perturbation allows the algorithm to escape from undesirable local maxima, resulting in improved performance. A combination of heuristic improvements to the algorithm are proposed and evaluated. When the proposed heuristics are applied, NGDBF performs better than any previously reported GDBF variant, and comes within 0.5 dB of the belief propagation algorithm for several tested codes. Unlike other previous GDBF algorithms that provide an escape from local maxima, the proposed algorithm uses only local, fully parallelizable operations and does not require computing a global objective function or a sort over symbol metrics, making it highly efficient in comparison. The proposed NGDBF algorithm requires channel state information which must be obtained from a signal to noise ratio (SNR) estimator. Architectural details are presented for implementing the NGDBF algorithm. Complexity analysis and optimizations are also discussed.Comment: 16 pages, 22 figures, 2 table

    Architectures for soft-decision decoding of non-binary codes

    Full text link
    En esta tesis se estudia el dise¿no de decodificadores no-binarios para la correcci'on de errores en sistemas de comunicaci'on modernos de alta velocidad. El objetivo es proponer soluciones de baja complejidad para los algoritmos de decodificaci'on basados en los c'odigos de comprobaci'on de paridad de baja densidad no-binarios (NB-LDPC) y en los c'odigos Reed-Solomon, con la finalidad de implementar arquitecturas hardware eficientes. En la primera parte de la tesis se analizan los cuellos de botella existentes en los algoritmos y en las arquitecturas de decodificadores NB-LDPC y se proponen soluciones de baja complejidad y de alta velocidad basadas en el volteo de s'¿mbolos. En primer lugar, se estudian las soluciones basadas en actualizaci'on por inundaci 'on con el objetivo de obtener la mayor velocidad posible sin tener en cuenta la ganancia de codificaci'on. Se proponen dos decodificadores diferentes basados en clipping y t'ecnicas de bloqueo, sin embargo, la frecuencia m'axima est'a limitada debido a un exceso de cableado. Por este motivo, se exploran algunos m'etodos para reducir los problemas de rutado en c'odigos NB-LDPC. Como soluci'on se propone una arquitectura basada en difusi'on parcial para algoritmos de volteo de s'¿mbolos que mitiga la congesti'on por rutado. Como las soluciones de actualizaci 'on por inundaci'on de mayor velocidad son sub-'optimas desde el punto de vista de capacidad de correci'on, decidimos dise¿nar soluciones para la actualizaci'on serie, con el objetivo de alcanzar una mayor velocidad manteniendo la ganancia de codificaci'on de los algoritmos originales de volteo de s'¿mbolo. Se presentan dos algoritmos y arquitecturas de actualizaci'on serie, reduciendo el 'area y aumentando de la velocidad m'axima alcanzable. Por 'ultimo, se generalizan los algoritmos de volteo de s'¿mbolo y se muestra como algunos casos particulares puede lograr una ganancia de codificaci'on cercana a los algoritmos Min-sum y Min-max con una menor complejidad. Tambi'en se propone una arquitectura eficiente, que muestra que el 'area se reduce a la mitad en comparaci'on con una soluci'on de mapeo directo. En la segunda parte de la tesis, se comparan algoritmos de decodificaci'on Reed- Solomon basados en decisi'on blanda, concluyendo que el algoritmo de baja complejidad Chase (LCC) es la soluci'on m'as eficiente si la alta velocidad es el objetivo principal. Sin embargo, los esquemas LCC se basan en la interpolaci'on, que introduce algunas limitaciones hardware debido a su complejidad. Con el fin de reducir la complejidad sin modificar la capacidad de correcci'on, se propone un esquema de decisi'on blanda para LCC basado en algoritmos de decisi'on dura. Por 'ultimo se dise¿na una arquitectura eficiente para este nuevo esquemaGarcía Herrero, FM. (2013). Architectures for soft-decision decoding of non-binary codes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/33753TESISPremiad

    An improvement and a fast DSP implementation of the bit flipping algorithms for low density parity check decoder

    Get PDF
    For low density parity check (LDPC) decoding, hard-decision algorithms are sometimes more suitable than the soft-decision ones. Particularly in the high throughput and high speed applications. However, there exists a considerable gap in performances between these two classes of algorithms in favor of soft-decision algorithms.  In order to reduce this gap, in this work we introduce two new improved versions of the hard-decision algorithms, the adaptative gradient descent bit-flipping (AGDBF) and adaptative reliability ratio weighted GDBF (ARRWGDBF).  An adaptative weighting and correction factor is introduced in each case to improve the performances of the two algorithms allowing an important gain of bit error rate. As a second contribution of this work a real time implementation of the proposed solutions on a digital signal processors (DSP) is performed in order to optimize and improve the performance of these new approchs. The results of numerical simulations and DSP implementation reveal a faster convergence with a low processing time and a reduction in consumed memory resources when compared to soft-decision algorithms. For the irregular LDPC code, our approachs achieves gains of 0.25 and 0.15 dB respectively for the AGDBF and ARRWGDBF algorithms
    corecore