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Efficient stochastic successive cancellation list decoder for polar codes

Science China(Information Sciences) 2020年第10期63卷 133-151页

作者： Xiao LIANG Huizheng WANG Yifei SHEN Zaichen ZHANG Xiaohu YOU Chuan ZHANG Laboratory of Efficient Architectures for Digital-communication and Signal-processing (LEADS) Southeast University National Mobile Communications Research Laboratory Southeast University Quantum Information Center of Southeast University

Polar codes are one of the most favorable capacity-achieving codes owing to their simple structures and low decoding complexity. Successive cancellation list(SCL) decoders with large list sizes achieve performances very close to those of maximum-likelihood(ML) decoders. However, hardware cost is a severe problem because an SCL decoder with list size L consists of L copies of a successive cancellation(SC)decoder. To address this issue, a stochastic SCL(SSCL) polar decoder is proposed. Although stochastic computing can achieve a good hardware reduction compared with the deterministic one, its straightforward application to an SCL decoder is not well-suited owing to the precision loss and severe latency. Therefore,a doubling probability approach and adaptive distributed sorting(DS) are introduced. A corresponding hardware architecture is also developed. Field programmable gate array(FPGA) results demonstrate that the proposed stochastic SCL polar decoder can achieve a good performance and complexity tradeoff.

关键词： SCL polar decoder stochastic computing 2-bit decoding distributed sorting hardware

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