[發明專利]一種極化碼編譯碼方法

有效

• 申請號: 201611149243.7
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106788456B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 閆秦懷;于清蘋;史治平
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03M13/09
• 分類號: H03M13/09
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發明屬于信道編碼領域，具體涉及一種極化碼編譯碼方法。本發明基于極化碼的傳統CRC輔助SCL譯碼方法以及分段CRC輔助的極化碼編譯碼結構，提出了分段奇偶校驗和CRC聯合輔助的極化碼編譯碼方法，該方法在編碼端使用一種分段奇偶校驗和CRC校驗的信息校驗結構進行編碼產生碼字，并且在譯碼端設計了對應分段奇偶校驗和CRC校驗輔助的極化碼的譯碼算法，對接收的碼字進行分段的譯碼校驗，在性能損失很小的情況下，極大的節省了譯碼器的存儲空間，有利于極化碼的硬件實現。如果第一層或者前幾層譯碼結束后奇偶校驗或者CRC校驗沒有通過，該方法可以直接反饋并重傳，而不需要等到全部譯碼結束的時候再重傳，可以降低譯碼時延，有利于極化碼在實時通信中的應用。

技術領域

本發明屬于信道編碼領域，具體涉及一種極化碼編譯碼方法。

背景技術

極化碼是Arikan Erdal于2007年提出的一種信道編碼方法，在二進制離散無記憶信道下，當碼長為無限長時，極化碼是現有可證明的的唯一一種能夠達到信道容量的編碼方法。然而在碼長為有限長時，極化碼的SC譯碼性能要低于現有的Turbo碼和LDPC碼。針對這個問題，Ido Tal提出SCL譯碼算法——即通過增加存儲可能存在的譯碼路徑來提升性能，但是這種通過增加存儲可能的譯碼路徑會浪費大量的寄存器，由于在一次完整的譯碼過程中絕大多數的寄存器都不會被訪問就要被釋放，這就導致寄存器利用率很低，并且在低信噪比的時候性能比較差。為了提高極化碼的最小距離，Ido Tal提出使用CRC(即循環冗余校驗碼—— Cyclic Redundancy Check)輔助校驗極化碼來改善低信噪比時的性能，當使用CRC輔助SCL 譯碼算法時，極化碼的性能要優于Turbo碼和LDPC碼的性能。然而在HARQ協議中通過傳統的CRC輔助校驗的方法，會大大增加譯碼時延，其高時延根本無法滿足實時通信的需求。

針對于SCL譯碼算法存在的寄存器利用率較低和CRC校驗時延高的問題，本發明使用分段奇偶校驗和CRC的混合結構，對極化碼的編譯碼進行改進。傳統的CRC輔助校驗是在接收端譯碼結束后，對L條保留的路徑做CRC校驗；分段CRC輔助校驗在接收端每次譯碼到分段部分的結尾時，就對L條保留的路徑做奇偶校驗或者CRC校驗，直到最后一層的結尾進行校驗完才完成譯碼。對于最后一個分段，使用CRC校驗；其他的分段，則使用奇偶校驗。這種分段奇偶校驗和CRC聯合輔助的方式在譯碼的時候就可以重復使用寄存器以達到提高寄存器利用率。在HARQ協議中，傳統的CRC輔助校驗是在全部譯碼結束并且沒有通過CRC 校驗的情況下，需要重傳全部碼字并再一次對整個碼字進行譯碼；而分段奇偶校驗和CRC聯合輔助校驗是，如果第一層或者前幾層沒有通過CRC校驗就可以直接進行重新傳輸碼字再次譯碼，這樣就節省很長的譯碼時間，從而得到很大的降低時延。

發明內容

本發明針對現有的現有SCL譯碼算法下寄存器利用率低和CRC校驗時延高的問題，提出了一種分段奇偶校驗和CRC聯合輔助的極化碼編譯碼方法，該方法在編碼端使用一種分段奇偶校驗和CRC的信息校驗結構進行編碼產生碼字，并且在譯碼端設計了對應分段奇偶校驗和CRC輔助極化碼的譯碼算法，對接收的碼字進行分段的譯碼校驗，直到最后一段譯碼校驗結束才完成整個極化碼譯碼。

本發明的技術方案為：

一種極化碼編譯碼方法，其特征在于，包括：

編碼：采用分段奇偶校驗和CRC聯合輔助的編碼，具體包括：

a.對信息比特進行分段：設碼長為N比特，碼率為R，總的信息位比特為K＝NR比特，N＝2ⁿ，上標n為自然數，將信息分為M段，每段長度為k_i，則k為保留的信息比特數；

b.對分段后的信息比特進行編碼：對前M-1個分段使用奇偶校驗，最后一個分段使用CRC 校驗，具體為：