С.Ю. Белецкая1, А.В. Башкиров2, И.В. Свиридова3, О.В. Свиридова4

1-4 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. Архитектура итеративного декодирования, полученная на основе стохастических вычислений, описывает алгоритмы, которые построены на факторных графах и предназначены для проектирования декодеров с исправлением ошибок (LDPC-декодеры и турбо-декодеры). Для реализации такого декодирования существуют два подхода: параллельный и последовательный. При параллельном подходе процессоры работают одновременно, поэтому их требуется большое число. При последовательном подходе процессоры используются многократно в рамках одной итерации, поэтому для хранения сообщений требуется использование ОЗУ. Плюсы архитектуры, построенной на последовательном подходе, в том, что требуется меньше площади кремния. Однако данный подход снижает максимальную пропускную способность декодера. В текущих ПЛИС оперативная память может быть ограничена, следовательно последовательный подход является дорогостоящим в реализации.

Цель. Получить упрощенный алгоритм распространения доверия, сравнить метод стохастического моделирования Перла с алгоритмом стохастического декодирования и представить новый алгоритм стохастического декодирования, отличающийся от исходного бинарного алгоритма.

Результаты. Представлен новый стохастический алгоритм для итеративного декодирования с контролем ошибок. Дано описание стохастической реализации на графах ациклического кода. Подучены результаты для стохастического решетчатого декодера и для стохастического блочного турбо-декодера длиной 256. Показано, что графы циклических ограничений требуют использования модифицированного узла, называемого суперузлом.

Практическая значимость. Представленная стохастическая аппроксимация алгоритма распространения доверия позволяет реализовать достаточно простой в реализации на ПЛИС параллельный декодер с низкой сложностью. В предложенном алгоритме стохастического декодирования каждый процессор − простой логический вентиль, который может быть реализован на факторном графе, используя только несколько вентилей на узел.

Белецкая С.Ю., Башкиров А.В., Свиридова И.В., Свиридова О.В. Стохастический итеративный декодер // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 6. С. 12−16. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202106-02

1. Bekooij M., Dielissen J., Harmsze F., Sawitzki S., Huisken J., van der Werf A., van Meerbergen J. Power-efficient applicationspecific VLIW processor for Turbo decoding // Proc. 2001 IEEE International Solid State Circuits Conference (ISSCC’01). Feb. 2001. Р. 180–181.
2. Свиридова И.В., А.В. Башкиров, Белецкая С.Ю., Панычев С.Н. Улучшенный алгоритм распространения доверия на графах с циклами // Радиотехника. 2020. Т. 84. № 6(12). С. 37−41. DOI: 10.18127/j00338486-202006(12)-07
3. Башкиров А.В., Питолин В.М., Свиридова И.В., Хорошайлова М.В. Стохастическое итеративное декодирование на факторных графах // Радиотехника. 2019. Т. 83. № 6(8). С. 122−126.
4. Чирков О.Н., Кузнецова А.О. Итеративная методика помехоустойчивого приема QAM-сигналов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2019. Т. 15. № 4. С. 84−88.