[發明專利]一種極化碼迭代接收機、系統和極化碼迭代譯碼方法

有效

• 申請號: 201710306686.0
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107231158B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 馬征;穆航;范平志
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13
• 代理公司: 11578 北京集智東方知識產權代理有限公司
• 代理人: 關兆輝;程立民

本發明公開了一種極化碼迭代接收機和極化碼迭代譯碼方法，其中的極化碼迭代接收機包括：檢測器、第一加減法器、解交織器、迭代極化碼譯碼器、第二加減法器、第二交織器和逆映射器。通過使用本發明所提供的極化碼迭代接收機和極化碼迭代譯碼方法，可以在保留編碼增益的同時，在不增加譯碼復雜度的情況下，提高無線通信系統的誤碼率及誤塊率性能，提升用戶體驗。

技術領域

本發明涉及無線通信中的編譯碼技術領域，特別涉及一種極化碼迭代接收機、系統和極化碼迭代譯碼方法。

背景技術

為了提升極化碼在無線通信傳輸中的誤碼性能，現有接收方案將目光聚焦于譯碼器的設計和改進。在現有技術中，重新設計和改造后的譯碼方案可歸納為如下的兩類：

第一類，延用原極化碼連續消除(Successive cancellation，SC)譯碼算法對譯碼信息做串行處理的譯碼方案；

第二類，采用LDPC碼BP譯碼算法對譯碼信息做并行處理的譯碼方案。

在第一類方案中，比較典型的譯碼方案有：連續消除列列表碼器(Successivecancellation list decoder，SCLD)、多級極化碼譯碼器(Multi-level polar decoder，MPD)、級聯極化碼譯碼器(Concatenated polar decoder，CPD)。其中，在SCLD中，譯碼器將L條譯碼路徑逐個算出，并在列表中選取與之似然值(Likelihood value)最大的極化碼碼字做為輸出；在MPD中，極化后的子信道用于傳輸成分碼碼字(component code)，在極化碼編碼器重新分塊，再由極化碼編碼后發送出去，譯碼端將接收比特按每條極化子信道重新組合，先由極化碼譯碼器譯碼，后傳送給成分碼譯碼器譯碼輸出；在CPD中，信源比特以碼字嵌套的形式進行編碼，例如，Turbo碼作為外碼，Ploar碼作為內碼，在接收端，組合而成的譯碼器先譯內碼再譯外碼并輸出。

在第二類方案中，由于置信度傳播(Belief propagation，BP)算法相對成熟，只有具體針對極化碼編碼過程的改造，例如，用LDPC碼內嵌未完全極化的子信道碼字，以提高誤碼性能，在譯碼端LDPC碼類似于級聯碼的外碼，整個碼字譯碼可用改進后的BP算法完成。其最大的優點在于：BP算法可并行計算碼字中的每個比特，利于硬件實現；但缺點在于：BP算法需要大量內部迭代，計算復雜度較高。

綜上所述，現有技術中提升極化碼誤碼性能的方案，局限于將極化碼編譯碼視為獨立的模塊，比如獨立于調制映射的模塊，而并未有系統級的提升方案，其關鍵在于沒有一個算法涉及解決極化碼已編碼比特軟信息的逆計算問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種極化碼迭代接收機、系統和極化碼迭代譯碼方法，從而可以在保留編碼增益的同時，在不增加譯碼復雜度的情況下，提高無線通信系統的誤碼率及誤塊率性能，提升用戶體驗。

本發明的技術方案具體是這樣實現的：

一種極化碼迭代接收機，該極化碼迭代接收機包括：檢測器、第一加減法器、解交織器、迭代極化碼譯碼器、第二加減法器、交織器和逆映射器；

所述檢測器，用于根據輸入信號的類型確定當前先驗概率，使用所確定的當前先驗概率進行用戶消息傳遞算法檢測，并輸出檢測后的比特信息L_D；

所述第一加減法器，用于將所述檢測器輸出的檢測后的比特信息L_D減去所述交織器輸出的交織后的逆編碼外信息生產第一外信息并將所述第一外信息輸出到所述解交織器；其中，如果是第一次迭代，則

所述解交織器，用于對所接收到的第一外信息進行解交織，將解交織后的信息發送給所述迭代極化碼譯碼器和所述第二加減法器；