論文の概要: KO codes: Inventing Nonlinear Encoding and Decoding for Reliable Wireless Communication via Deep-learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.12920v1
• Date: Sun, 29 Aug 2021 21:08:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-09-01 00:19:00.098989
• Title: KO codes: Inventing Nonlinear Encoding and Decoding for Reliable Wireless Communication via Deep-learning
• Title（参考訳）: KO符号:ディープラーニングによる信頼性の高い無線通信のための非線形エンコーディングとデコーディングの発明
• Authors: Ashok Vardhan Makkuva, Xiyang Liu, Mohammad Vahid Jamali, Hessam Mahdavifar, Sewoong Oh, Pramod Viswanath
• Abstract要約: ランドマークコードは、Reed-Muller、BCH、Convolution、Turbo、LDPC、Polarといった信頼性の高い物理層通信を支える。 本論文では、ディープラーニング駆動型(エンコーダ、デコーダ)ペアの計算効率の良いファミリーであるKO符号を構築する。 KO符号は最先端のリード・ミュラー符号と極符号を破り、低複雑さの逐次復号法で復号された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 76.5589486928387
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Landmark codes underpin reliable physical layer communication, e.g., Reed-Muller, BCH, Convolution, Turbo, LDPC and Polar codes: each is a linear code and represents a mathematical breakthrough. The impact on humanity is huge: each of these codes has been used in global wireless communication standards (satellite, WiFi, cellular). Reliability of communication over the classical additive white Gaussian noise (AWGN) channel enables benchmarking and ranking of the different codes. In this paper, we construct KO codes, a computationaly efficient family of deep-learning driven (encoder, decoder) pairs that outperform the state-of-the-art reliability performance on the standardized AWGN channel. KO codes beat state-of-the-art Reed-Muller and Polar codes, under the low-complexity successive cancellation decoding, in the challenging short-to-medium block length regime on the AWGN channel. We show that the gains of KO codes are primarily due to the nonlinear mapping of information bits directly to transmit real symbols (bypassing modulation) and yet possess an efficient, high performance decoder. The key technical innovation that renders this possible is design of a novel family of neural architectures inspired by the computation tree of the {\bf K}ronecker {\bf O}peration (KO) central to Reed-Muller and Polar codes. These architectures pave way for the discovery of a much richer class of hitherto unexplored nonlinear algebraic structures. The code is available at \href{https://github.com/deepcomm/KOcodes}{https://github.com/deepcomm/KOcodes}
• Abstract（参考訳）: ランドマークコードは、Reed-Muller、BCH、Convolution、Turbo、LDPC、Polarといった信頼性の高い物理層通信を支える。 これらのコードはそれぞれ、グローバルな無線通信標準(衛星、wi-fi、セルラー)で使われている。 古典的な付加的な白色ガウスノイズ(AWGN)チャネル上の通信の信頼性は、異なるコードのベンチマークとランキングを可能にする。 本稿では,ディープラーニング駆動型(エンコーダ,デコーダ)ペアの計算効率のよい KO コードを構築し,標準化された AWGN チャネルの信頼性性能を向上する。 ko符号は、awgnチャネル上では難易度の低い連続的なキャンセル復号の下で、最先端のreed-muller符号とpolar符号を打ち負かした。 我々は、KO符号の利得は、情報ビットの非線形マッピングにより、実シンボルを直接送信し(変調によって)、効率的で高性能なデコーダを持つことを示す。 これを可能にする重要な技術的革新は、 Reed-Muller と Polar code の中心となる {\bf K}ronecker {\bf O}peration (KO) の計算ツリーにインスパイアされた、新しいニューラルネットワークファミリーの設計である。 これらのアーキテクチャは、よりリッチなヒッヘルト非探索的な非線形代数構造の発見の道を開いた。 コードは \href{https://github.com/deepcomm/kocodes}{https://github.com/deepcomm/kocodes} で入手できる。

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