담금질 기법을 적용한 LDPC 부호의 기울기 강하 비트반전 복호 알고리즘

Abstract

LDPC 부호의 수많은 복호 방법 중 합곱 알고리즘은 연판정 방법으로 가산성 백색 가우시안 잡음 환경에서 낮은 비트 오율 성능을 가진다. 그러나 이는 반복 복호 과정에서 많은 복잡도를 요구하며 이를 개선하기 위해 비트반전 기반의 여러가지 복호 알고리즘들이 제안되었다. 담금질 기법을 적용한 기울기 강하 비트반전 복호 알고리즘은 반복복호 과정에서 확률적으로 목적함수의 변화를 수용하는 복호 방법으로 기울기 강하 비트반전 복호 알고리즘의 국소 최댓값 현상을 개선하여 비트 오율을 감소시킬 수 있다.

Low Density Parity Check (LDPC) codes are iteratively decoded. In many decoding algorithms of LDPC codes, the soft decision Belief Propagation (BP) algorithm offers the lowest BER on an additive white Gaussian noise (AWGN) channel, but BP algorithm requires a large number of operations at each iteration. The bit-flipping (BF) algorithm and its variants have been invested to reduce the complexity of decoding algorithms. A gradient descent bit-flipping (GDBF) algorithm using simulated annealing (SA) is proposed for decoding LDPC codes on a binary-input additive white Gaussian noise channel. The new algorithm, called a simulated annealing GDBF (SAGDBF), introduces a probabilistic technique at each iteration. The SA helps the algorithm to escape from undesirable local maxima, and therefore reduces BER. When the proposed metaheuristic algorithm is applied, the SAGDBF has better BER performance than any previous GDBF variants. A combination of metaheuristic algorithm and GDBF is also evaluated.