[發(fā)明專利]一種并行的極化碼譯碼方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610993556.4
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN106788453B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小軍;高健;曾慶田;張德學(xué);崔建明;董雁飛;隋榮全;張作文;陳晨;李俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M13/09
• 分類號(hào): H03M13/09;H03M13/13
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠(yuǎn)

本發(fā)明公開了一種并行的極化碼的譯碼方法及裝置，屬于無(wú)線通信領(lǐng)域，特別涉及一種針對(duì)極化碼的并行譯碼方法。針對(duì)Fast?SSC算法高譯碼延遲的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種并行的快速方法，由兩個(gè)并行的Fast?SSC譯碼器組成，譯碼時(shí)將信道信息分為兩部分，通過兩個(gè)并行的譯碼器進(jìn)行譯碼工作，有效降低了Fast?SSC算法的譯碼延遲。與Fast?SSC具有相同的誤比特率，但譯碼速度比Fast?SSC算法更快；當(dāng)兩個(gè)Fast?SSC譯碼器并行時(shí)，并行度比Fast?SSC算法提高40％左右。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通信領(lǐng)域，特別涉及一種針對(duì)極化碼的并行譯碼方法。

背景技術(shù)

Polar碼是目前唯一能通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法證明可以達(dá)到信道容量的編碼方式，是5G標(biāo)準(zhǔn)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。Arikan在2008年提出了信道極化(Channel polarization:Amethod for constructing capacity-achieving codes,Arikan E.,IEEE InternationalSymposium on Information Theory(ISIT),2008:1173-1177.)的理論之后，于2009年提出了SC(Successive-Cancellation)譯碼算法(Channel polarization:A method forconstructing capacity-achieving codes for symmetric binary-input memorylesschannels,Arikan E.,IEEE Trans.Inf.Theory,55(7),2009:3051-3073.)，SC算法串行譯碼的性質(zhì)導(dǎo)致了其低吞吐率、高譯碼延遲的缺點(diǎn)，因此對(duì)Polar碼并行譯碼的研究受到了越來越多的關(guān)注。Amin等學(xué)者于2011年提出了SSC(Simplified Successive-Cancellation)算法(A Simplified Successive-Cancellation Decoder for Polar Codes,Amin,Alamdar-Yazdi,Frank R.Kschischang,IEEE Communications Letters,15(12),2011:1378-1380.)，SSC算法中定義了RATE0和RATE1兩種節(jié)點(diǎn)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)的葉子全為固定位時(shí)，節(jié)點(diǎn)是RATE0節(jié)點(diǎn)，全為信息位時(shí)，節(jié)點(diǎn)是RATE1節(jié)點(diǎn)。這兩種節(jié)點(diǎn)可直接譯碼，不需要遍歷子樹，SSC算法通過裁剪SC算法的譯碼樹，減少了需要激活的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，因此具有更高的吞吐率。在SSC算法的基礎(chǔ)上，Gabi Sarkis等學(xué)者于2013年提出了ML-SSC(Max LikelihoodSimplified Successive-Cancellation)算法(Increasing the Throughput of PolarDecoders,Gabi Sarkis,Warren J.Gross.IEEE Communications Letters,17(4),2013:725-728.)。與SSC算法相比，ML-SSC算法增加了RATE0-RATE1節(jié)點(diǎn)，通過尋找估計(jì)值與LLR(Log-Likelihood Ratio，對(duì)數(shù)似然比)的乘積和的最大值，來獲得該種節(jié)點(diǎn)的譯碼結(jié)果。激活節(jié)點(diǎn)數(shù)量的減少使ML-SSC算法具有更高的吞吐率，但相應(yīng)增加了ML-SSC算法的計(jì)算量。同樣在2013年，Gabi Sarkis等學(xué)者在SSC算法的基礎(chǔ)上又提出了Fast-SSC(FastSimplified Successive-Cancellation)算法(Fast Polar Decoders:Algorithm andImplementation,Gabi Sarkis,Pascal Giard,Alexander Vardy,Claude Thibeault,Warren J.Gross,IEEE journal on Selected Areas in Communications,32(5),2014:946-957.)，F(xiàn)ast-SSC算法在SSC基礎(chǔ)上增加了SPC和REP兩種節(jié)點(diǎn)。SPC節(jié)點(diǎn)只有第一位是固定位，其余位是信息位，REP節(jié)點(diǎn)只有最后一位是信息位，其余位是固定位。通過對(duì)SSC算法譯碼樹的裁剪，進(jìn)一步提高了譯碼器的吞吐率。SSC、ML-SSC和Fast-SSC雖然具有較高的吞吐率，但譯碼延遲較長(zhǎng)。LiBin等學(xué)者在2013年提出了Parallel-SC算法(ParallelDecoders of Polar Codes,Bin Li,Hui Shen,David Tse,[2016-8-25],heep://arxiv.org/abs/1401.3753.)，通過幾個(gè)SC譯碼器同時(shí)工作，可以有效的降低譯碼延遲，但采用的SC算法使譯碼器的吞吐率較低。