一种基于CA-SCL的极化码编译码方法技术

本发明专利技术属于无线通讯技术领域，具体涉及一种基于CA

【技术实现步骤摘要】
一种基于CA
‑
SCL的极化码编译码方法


[0001]本专利技术属于无线通讯
，具体涉及一种基于CA
‑
SCL的极化码编译码方法。

技术介绍

[0002]极化码是基于信道极化现象的一种纠错码，其基本思想是基于信道极化现象所产生的不同可靠性的子信道，用可靠性高的子信道传输信息比特，可靠性低的子信道传输按照收发双方事先约定好的冻结比特实现无差错传输；与低密度奇偶校验(Low Density Parity Check，LDPC)码和Turbo码不同的是：LDPC和Turbo码只是通过实验发现他们逼近香农限，无法从理论上证明它们可以达到香农限；而极化码是第一种在理论上证明了可以达到香农限的纠错码。
[0003]现有的译码方法主要可以分为以下几类：一类是SC译码及其各种包括SCL译码的改进方法等，这一类译码方法很难在低复杂与低误码率之间找到一个良好的平衡；还有一类是置信传播(Belief Propagation，BP)译码方法，这一类方法因其高度并行化结构加快了译码速度，降低了译码时延，但是由于极化码的Tanner图中存在大量的短坏，因此在性能上难以令人满意。

技术实现思路

[0004]本专利技术拟提供一种在CA
‑
SCL译码方法基础上，对其进行改进，优化极化码译码方法的编译码方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于CA
‑
SCL的极化码编译码方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：获取待编码的比特序列，对长度为k位的待编码的比特序列u1按照前密后疏的方式进行分段，得到m个子段，并将m个子段存储至存储器新建的存储空间中；
[0008]步骤2：调用存储器中存储的m个子段，对m个子段进行奇偶校验编码；
[0009]步骤3：合并步骤2中进行奇偶校验编码后的m个子段，得到长度为k+m位的比特序列u2；
[0010]步骤4：对比特序列u2进行CRC编码，得到比特序列u3；由于奇偶校验仅能检测出奇数位的错误，局部的奇偶校验并不能保证验证后的结果是正确的，因此在局部奇偶校验的基础上，再对整个译码序列进行整体的CRC检验，能够进一步提高错误序列被检测出的概率，从而提高译码的正确率。
[0011]步骤5：对比特序列u3进行极化编码，得到待发送码字c1；
[0012]步骤6：将编码后生成的码字c1经过信道进行传输；
[0013]步骤7：对信道输出的信息使用CA
‑
SCL译码方法进行译码；
[0014]步骤8：结合步骤1中的分段方式，对CA
‑
SCL译码的每一条译码路径，每译出一个子段的信息比特，就对其进行奇偶校验；若满足奇偶校验，则保留该条译码路径；若不满足，则直接从译码列表中去除该路径；
[0015]步骤9：通过步骤8完成所有子段信息比特的奇偶校验后，对译码列表中的路径进行CRC校验，选出满足CRC校验且路径度量值最小的路径作为译码结果输出。
[0016]本专利技术在进行极化码编码之前首先对信息比特序列采用前密后疏的分段方式进行分段，在每一端末尾加上奇偶校验位，再将添加奇偶校验位的各个分段按序合并，然后对合并后的序列进行CRC校验编码。在译码时，采用SCL的译码思想进行译码。本专利技术通过前密后疏的分段方式，每当一段信息比特译码完成，就进行一次奇偶校验，如果校验不通过则直接舍弃该条译码路径，若校验通过则正常进行后续的译码步骤；最后当所有信息比特译码完成时，再对译码得到的整个信息序列进行CRC校验，从译码列表中选取能通过CRC校验且PM值最小的译码路径作为译码结果并输出。
[0017]由于信道极化的特性，极化信道中信道质量较好的子信道主要分布在整体靠后的部分，即使将信道质量差的信道用来发送冻结比特，但发送信息比特的子信道中依旧有相对较差的信道，并主要分布在整体靠前的部分。因此，本申请采用前密后疏的分段方式，这样能在译码前期更早更密集地进行奇偶校验(译码前期是译码的前面部分，更容易出错，且奇偶校验只能检测出奇数位的错误，更密集的检验能提高错误序列被检测出的概率)，根据校验结果更早的终止错误的译码路径，从而减少了后续不必要的计算，降低了译码的时间复杂度和空间复杂度。
[0018]优选的，所述前密后疏的分段方式为：长度为k位的比特序列u1分段后，前面部分的段长小于后面部分的段长。所述的前面部分和后面部分为：将所述段长为k位的比特序列u1分为两段，位于前面的一段为前面部分，位于后面的一部分为后面部分。
[0019]本申请对于k比特序列u1的前段部分采用段长小，段数多，后部分采用段长大，段数少的分段方式，使得译码前期更早更密集的进行奇偶校验，根据校验结果更早的终止错误的译码路径，从而减少了后续不必要的计算，降低了译码的时间复杂度和空间复杂度。
[0020]优选的，所述步骤8中，当每译出一个子段的信息比特，就立即对该子段的信息比特进行奇偶校验。
[0021]在每判决出一个子段的信息比特后，立即对该子段的信息比特进行奇偶校验，使得能够提前终止检测出错误的译码路径，终止错误路径的向下扩展，减少了不必要的译码计算，从而进一步的降低了译码的时间复杂度和空间复杂度。
[0022]优选的，所述步骤2中，对m个子段进行奇偶校验编码后，将m个检验位加在m个信息序列子段的末尾。
[0023]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0024]由于信道极化的特性，极化信道中信道质量较好的信道主要分布在整体靠后的部分，即使将信道质量差的信道用来发送冻结比特，但发送信息比特的信道中依旧有相对较差的信道，并主要分布在整体靠前的部分。因此，本申请采用前密后疏的分段方式，这样能在译码前期更早更密集地进行奇偶校验(译码前期是译码的前面部分更容易出错，且奇偶校验只能检测出奇数位的错误，更密集的检验能提高错误序列被检测出的概率)，根据校验结果更早的终止错误的译码路径，从而减少了后续不必要的计算，降低了译码的时间复杂度和空间复杂度。同时，由于局部采用奇偶校验编码，整体采用CRC校验编码，在译码时先局部校验，再整体校验，进一步提高了错误序列被检测出的概率，提高译码的正确率。
附图说明
[0025]本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0026]图1为本专利技术的奇偶校验码和CRC校验码的添加方式示意图。
[0027]图2为本专利技术所提出的极化码译码方法流程框图。
具体实施方式
[0028]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CA
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SCL的极化码编译码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：获取待编码的比特序列，对长度为k位的待编码的比特序列u1按照前密后疏的方式进行分段，得到m个子段，并将m个子段存储至存储器新建的存储空间中；步骤2：调用存储器中存储的m个子段，对m个子段进行奇偶校验编码；步骤3：合并步骤2中进行奇偶校验编码后的m个子段，得到长度为k+m位的比特序列u2；步骤4：对比特序列u2进行CRC编码，得到比特序列u3；步骤5：对比特序列u3进行极化编码，得到待发送码字c1；步骤6：将编码后生成的码字c1经过信道进行传输；步骤7：对信道输出的信息使用CA
‑
SCL译码方法进行译码；步骤8：结合步骤1中的分段方式，对CA
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SCL译码的每一条译码路径，每译出一个子段的信息比特，就对其进行奇偶校验；若满足奇偶校验，则保留该条译码路径；若不满足，则直接从译码列...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亮，李柯臻，太云飞，朱立东，刘姝，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：