Please use this identifier to cite or link to this item:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10339| Title: | Methods of adaptive control of iterative decoding of turbo codes |
| Other Titles: | Методи адаптивного керування ітеративним декодуванням турбо-кодів |
| Authors: | Bodnarenko, Bohdan Zvuzdetskyi, Yehor Ivanov, Yurii Боднаренко, Богдан Звуздецьки, Єгор Іванов, Юрій |
| Keywords: | BCJR algorithm;early stop criterion;external information;computational complexity;neural network decoder;decoding convergence;алгоритм BCJR;критерій дострокової зупинки;зовнішня інформація;обчислювальна складність;нейромережевий декодер;збіжність декодування |
| Issue Date: | 2026 |
| Publisher: | Вісник Черкаського державного технологічного університету |
| Abstract: | The rapid development of 5G and 6G wireless networks has put forward strict requirements for the
delay of channel decoding, which has actualised the task of reducing the computational complexity of iterative
turbo decoders without losing noise immunity. The purpose of the study was to systematise, classify, and compare
methods of adaptive control of the number of iterations of the turbo decoder, in particular, the classical criteria
for early stop and the neural network adaptive approach. Methods of comparative theoretical analysis, analytical
classification of criteria by convergence indicator type, and assessment of computational complexity based on
published results for codes compatible with the 4G standard were applied. Classification of criteria by the type
of convergence indicator and by the type of implementation was proposed. It was found that classical criteria
based on hard solutions, ratio and sign difference, cross-entropy, and average reliability of soft solutions reduced
the average number of iterations by 30-55% with a slight degradation in the bit error rate. It was found that
improvements in the efficiency of the criteria were accompanied by increased demands on memory and computing
resources. It was shown that the neural network adaptive method integrated into the model-oriented decoder
reduced the average number of iterations by 60-75% due to the fact that the stop threshold was trained together
with the decoder weights and automatically adapted to channel conditions. Recommendations are formulated
for choosing a criterion for resource-constrained hardware platforms, real-time systems with minimum latency
priority, and systems with a wide dynamic range of signal-to-noise ratios. The results obtained can be used by
developers of communication systems and designers of hardware turbo decoders for portable diagnostic and
telecommunications devices Стрімкий розвиток бездротових мереж п’ятого та шостого поколінь висунув жорсткі вимоги до затримки канального декодування, що актуалізувало завдання зниження обчислювальної складності ітеративних турбодекодерів без втрати завадостійкості. Метою дослідження було систематизувати, класифікувати та порівняти методи адаптивного керування кількістю ітерацій турбо-декодера, зокрема класичні критерії дострокової зупинки й нейромережевий адаптивний підхід. Застосовано методи порівняльного теоретичного аналізу, аналітичної класифікації критеріїв за типом показника збіжності та оцінювання обчислювальної складності за опублікованими результатами для кодів, сумісних зі стандартом четвертого покоління. Запропоновано класифікацію критеріїв за типом показника збіжності та за типом реалізації. Встановлено, що класичні критерії, які ґрунтуються на жорстких рішеннях, відношенні та різниці знаків, перехресній ентропії й середній надійності м’яких рішень, скорочували середню кількість ітерацій на 30-55 % за незначної деградації частоти бітових помилок. Виявлено, що зростання ефективності критеріїв супроводжувалося підвищенням вимог до пам’яті та обчислювальних ресурсів. Показано, що нейромережевий адаптивний метод, інтегрований у моделеорієнтований декодер, скорочував середню кількість ітерацій на 60-75 % завдяки тому, що поріг зупинки навчався разом із вагами декодера й автоматично адаптувався до умов каналу. Сформульовано рекомендації щодо вибору критерію для апаратно-обмежених платформ, систем реального часу з пріоритетом мінімальної затримки та систем широкого динамічного діапазону відношення сигнал/шум. Отримані результати можуть бути використані розробниками систем зв’язку та проєктувальниками апаратних турбо-декодерів для портативних діагностичних і телекомунікаційних пристроїв. |
| URI: | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/10339 |
| ISSN: | 2306-4412 (print) 2708-6070 (online) |
| DOI: | https://doi.org/10.62660/bcstu/3.2026.68 |
| Volume: | 31 |
| Issue: | 3 |
| First Page: | 68 |
| End Page: | 76 |
| Розташовується у зібраннях: | том 31, №3/2026 |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| 8.pdf | 583.1 kB | Adobe PDF | ![]() Переглянути/Відкрити | |
| зміст.pdf | 153.77 kB | Adobe PDF | ![]() Переглянути/Відкрити | |
| титул.pdf | 209.03 kB | Adobe PDF | ![]() Переглянути/Відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.


