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Low complexity iterative decoding of Reed–Solomon convolutional concatenated codes
International Journal of Communication Systems ( IF 1.7 ) Pub Date : 2021-07-13 , DOI: 10.1002/dac.4922 Ramy Samy 1 , Ashraf Mahran 2 , Yahya Mohasseb 3
International Journal of Communication Systems ( IF 1.7 ) Pub Date : 2021-07-13 , DOI: 10.1002/dac.4922 Ramy Samy 1 , Ashraf Mahran 2 , Yahya Mohasseb 3
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The power limitation is the predominant challenge for achieving a reliable communication transmission for aerospace systems. Therefore, it is appealing to use robust channel coding techniques with a low decoding complexity. The robust forward error correction scheme that uses a Reed–Solomon as an outer code concatenated with a convolutional code as an inner code is an attractive scheme whose applications are widely used in wireless and space communications. However, iterative soft-decision decoding of that concatenated code is still an open research challenge. This paper proposes a reduced complexity iterative decoding algorithm for this concatenated coding scheme. The soft-output adaptive Viterbi algorithm with a dynamic discarding threshold has been adopted to decode the inner convolutional code while the outer decoder will be based on a bit-level modified Chase algorithm. We have used the Hamming metric instead of the Euclidean metric, which is not only much less complex but also overcomes the lack of channel information on the outer decoder input. Simulation results using the proposed soft information exchange decoding mechanism show that a considerable performance enhancement over the classical decoding scheme as well as a significant reduction in complexity over the existing decoding algorithms that use an iterative process to decode this concatenated coding scheme. The adaptive decoding of the inner convolutional code can gain a complexity reduction of 90% after 5 iterations compared to the soft-output Viterbi algorithm while maintaining the small performance loss from the maximum a posteriori decoding algorithm.
中文翻译：
Reed-Solomon 卷积级联码的低复杂度迭代解码
功率限制是实现航空航天系统可靠通信传输的主要挑战。因此，使用具有低解码复杂度的稳健信道编码技术是有吸引力的。使用 Reed-Solomon 作为外码与卷积码作为内码的稳健前向纠错方案是一种有吸引力的方案，其应用广泛用于无线和空间通信。然而，该级联代码的迭代软决策解码仍然是一个开放的研究挑战。本文针对这种级联编码方案提出了一种降低复杂度的迭代解码算法。采用具有动态丢弃阈值的软输出自适应维特比算法对内卷积码进行解码，而外解码器将基于比特级修改的Chase算法。我们使用了汉明度量而不是欧几里得度量，这不仅复杂度低得多，而且还克服了外部解码器输入上缺少通道信息的问题。使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90 我们使用了汉明度量而不是欧几里得度量，这不仅复杂度低得多，而且还克服了外部解码器输入上缺少通道信息的问题。使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90 我们使用了汉明度量而不是欧几里得度量，这不仅复杂度低得多，而且还克服了外部解码器输入上缺少通道信息的问题。使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90 使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90 使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90与软输出 Viterbi 算法相比，5 次迭代后%，同时保持与最大后验解码算法相比的较小性能损失。
更新日期：2021-08-16
中文翻译：
Reed-Solomon 卷积级联码的低复杂度迭代解码
功率限制是实现航空航天系统可靠通信传输的主要挑战。因此，使用具有低解码复杂度的稳健信道编码技术是有吸引力的。使用 Reed-Solomon 作为外码与卷积码作为内码的稳健前向纠错方案是一种有吸引力的方案，其应用广泛用于无线和空间通信。然而，该级联代码的迭代软决策解码仍然是一个开放的研究挑战。本文针对这种级联编码方案提出了一种降低复杂度的迭代解码算法。采用具有动态丢弃阈值的软输出自适应维特比算法对内卷积码进行解码，而外解码器将基于比特级修改的Chase算法。我们使用了汉明度量而不是欧几里得度量，这不仅复杂度低得多，而且还克服了外部解码器输入上缺少通道信息的问题。使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90 我们使用了汉明度量而不是欧几里得度量，这不仅复杂度低得多，而且还克服了外部解码器输入上缺少通道信息的问题。使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90 我们使用了汉明度量而不是欧几里得度量，这不仅复杂度低得多，而且还克服了外部解码器输入上缺少通道信息的问题。使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90 使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90 使用所提出的软信息交换解码机制的仿真结果表明，与经典解码方案相比，性能显着增强，并且与使用迭代过程解码这种级联编码方案的现有解码算法相比，复杂度显着降低。内卷积码的自适应解码可以获得复杂度降低 90与软输出 Viterbi 算法相比，5 次迭代后%，同时保持与最大后验解码算法相比的较小性能损失。
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