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提升型神经解码器:实现6G网络中LDPC码的极端可靠性

信息论 2024-11-18 v2 机器学习 信号处理 math.IT

摘要

确保信道编码在6G网络中的极高可靠性至关重要。6G网络中下一代的超可靠低时延通信(xURLLC)场景要求帧错误率(FER)低于 10910^{-9}。然而,低密度校验码(LDPC),作为5G新无线电(NR)的标准,在面临一种称为错误底现象的挑战,阻碍了实现此类低速率。为解决此问题,我们引入一种创新解决方案:提升型神经最小和(NMS)解码器。该解码器与传统NMS解码器相同,但通过包括:i) 使用未纠正向量进行提升学习,ii) 分块训练计划以解决梯度消失问题,iii) 动态权重共享以最小化可训练权重数量,iv) 迁移学习以减少所需样本数,v) 数据增强以加快抽样进程等新型训练方法进行训练。凭借这些训练策略,提升型NMS解码器在降低错误底方面实现了最佳性能,同时表现出优异的水滴性能。令人惊讶的是,我们在不严重错误底的情况下满足了6G xURLLC对5G LDPC码的要求。此外,一旦训练了权重,提升型NMS解码器即可在无需额外模块的情况下进行解码,具有高度实用性,可立即应用。源代码已公开于 https://github.com/ghy1228/LDPC_Error_Floor。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.13413,
  title  = {Boosted Neural Decoders: Achieving Extreme Reliability of LDPC Codes for 6G Networks},
  author = {Hee-Youl Kwak and Dae-Young Yun and Yongjune Kim and Sang-Hyo Kim and Jong-Seon No},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.13413},
  year   = {2024}
}

备注

14 pages, 11 figures