利用方差极化技术实现高效、低内存、快速的PAC码栈解码

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：Efficient Low-Memory Fast Stack Decoding with Variance Polarization for PAC Codes

　　

摘要：

极化调整卷积（PAC）编码作为一种新兴的纠错编码方式，在短块长度范围内表现出接近容量的性能。在本文中，我们提出了一种改进的堆栈解码算法，通过利用专门的比特节点（如速率为0和速率为1的节点）显著提高了并行化程度。对于一个具有N0个叶子节点的速率1节点，传统的堆栈解码方法要么需要遍历所有2N0条路径，要么像快速列表解码一样，将注意力限制在固定数量的候选路径上。相比之下，我们的方法引入了一种剪枝技术，可以移除路径度量值较小的候选路径，同时确保剪枝正确路径的概率随阈值呈指数级下降。此外，我们提出了一种新的近似方法来估计二进制输入加性高斯白噪声（BI-AWGN）信道下的方差极化。利用这些近似值，我们开发了一种高效的堆栈剪枝策略，选择性地保留那些比特度量值与其期望均值相符的解码路径。这种有针对性的剪枝大大减少了堆栈中活跃路径的数量，从而降低了解码延迟和计算复杂度。数值结果表明，对于PAC(128, 64)编码，我们的方法在不降低纠错性能的情况下，平均路径数量减少了70%。