Polar codes have emerged as a promising error-correcting code due to channel-achieving error-correcting performance and simple decoder structure. The successive cancellation list decoding provides the best error-correction performance with practical code lengths, but it suffers from the large area occupation that increases with the list size and code length, especially due to large memory requirements. In this paper, an area-efficient SCL polar decoder is proposed using a quaternary-tree architecture. We propose three different architectures for decoding unit, path memory and pointer memory that aim at reducing the memory area and flip-flop updates. The quaternary-tree architecture reduces the internal LLR memory area by combining the basic operations of two stages into one. The previous path memory architecture is modified to reduce the crossbar area and path updates. In addition, the pointer memory architecture is introduced to support the critical pointer first copy method that reduces pointer updates. The implementation results show that the proposed methods can save up to 57% total memory area and thus 41% total decoder area compared with baseline SCL decoder. The proposed quaternary-tree based SCL decoder yields the lower area occupation than the state-of-the-art SCL decoders.
극 부호는 채널용량을 만족시키는 오류 정정 성능과 간단한 복호기 구조로 인해 최근에 유망 있는 오류 정정 부호로 떠오르고 있다. 연속 제거 리스트 디코딩은 실용적인 부호길이에서 우수한 오류 정정 성능을 제공하지만, 리스트 크기와 부호길이에 따라 증가하는 메모리 요구량에 의해 큰 면적을 갖는 문제가 있다. 이 논문에서는, 사진 트리 구조를 이용한 저면적 연속 제거 리스트 복호기가 제안한다. 메모리 면적과 플립플롭 업데이트를 감소시키기 위한 복호 유닛, 패스 메모리, 포인터 메모리와 같은 세가지 구조가 제안된다. 제안된 사진 트리 구조는 두 단의 기본 연산을 하나로 결합함으로써 내부 LLR 메모리 면적을 줄였다. 또한, 크로스바 면적과 패스 업데이트 횟수를 줄이기 위해 기존의 패스 메모리 구조가 변형되었다. 마지막으로, 포인터 업데이트 횟수를 줄이는 중요 포인터 우선 복사 방식을 적용한 포인터 메모리 구조가 제안되었다. 구현 결과 기존 연속 제거 리스트 복호기와 비교하였을 때 메모리 면적은 57% 감소하였고, 이로 인해 전체 복호기 면적은 41% 감소하였다. 제안된 사진 트리 구조 기반 연속 제거 리스트 복호기는 최신 복호기와 비교하였을 때 가장 작은 면적을 갖는다.
