[發明專利]基于比特翻轉串行消除列表算法的極化碼譯碼方法

有效

• 申請號: 201810010667.8
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108282264B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 相征;孫五星;任鵬;劉明輝
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H03M13/13;H03M13/09
• 代理公司: 61205 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 田文英;王品華

本發明公開了一種基于比特翻轉串行消除列表算法的極化碼譯碼方法，解決了現有SCL算法有較高的時間復雜度的問題。本發明實現方法的步驟：(1)通信終端接收待譯碼序列；(2)對接收的待譯碼序列進行SC譯碼；(3)判斷SC譯碼序列是否通過CRC校驗；(4)初始化列表寬度和比特翻轉次數；(5)選取判決出錯位置集；(6)從判決出錯位置集中選出一個元素；(7)利用比特翻轉串行消除列表算法進行譯碼；(8)判斷是否選取完判決出錯位置集中的元素；(9)譯碼成功；(10)譯碼失敗。本發明通過先進行SC譯碼，在譯碼失敗時，將比特翻轉與列表譯碼相結合重新譯碼，提高了譯碼性能，降低了譯碼算法的時間復雜度。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及信道編碼技術領域中一種基于比特翻轉串行消除列表算法的極化碼譯碼方法。本發明可用于對遙感圖像傳輸、通信衛星傳輸以及第五代移動通信等各種通信系統中，對要發送的信源信息進行極化碼編碼，然后用本發明中的極化碼譯碼方法解碼，以糾正由于信道噪聲造成的傳輸差錯。

背景技術

極化碼因其在理論上被證明可以達到香農極限,并且具有較低的編譯碼計算復雜度,有確定性的構造方法，使其可以用于上述通信系統中信道編碼方案，以此解決信息在無線信道中傳輸差錯問題。

現有極化碼的串行消除SC(Successive Cancellation)譯碼方法是基于似然比(likelihood ratio,LR)逐比特順序譯碼。雖然串行消除SC譯碼在碼長N很長的情況下能夠獲得很好的漸近性能，逼近香農限。但是當碼長N較短或者中等長度的時，由于Polar碼仍然還有部分沒極化的信道，在這些沒極化的信道傳輸信息比特，很容易導致譯碼出錯。其次，串行消除SC譯碼方法在譯碼過程中會產生錯誤傳播，使其性能沒有超過Turbo碼和低密度奇偶校驗LDPC(Low-density Parity-check)碼的性能，還需要進一步提高譯碼性能。

ORION A,BALATSOUKAS-STIMMING A,ANDREAS B.在其發表的論文“A Low-complexity Improved Successive Cancellation Decoder for Polar Codes”([C]//Proceedings of IEEE 48th Asilomar Conference on Signals,Systems andComputers.Pacific Grove:IEEE,2014:2116-2120.)中公開了一種極化碼譯碼方法。該譯碼方法首先進行串行消除SC譯碼，在串行消除SC譯碼算法輸出結果不能通過循環冗余校驗CRC(Cyclic Redundancy Check)時，該譯碼方法根據信息位對應的對數似然比的絕對值來選取T個最小判定位以此作為不可靠信息位的估計，并將這些位對應的索引值構成集合M。每次從集合M中取出一個值，然后重新執行串行消除SC算法譯碼，并對判定序列中該索引標志對應的不可靠的信息位進行比特翻轉，將翻轉結果作為該索引位置的譯碼結果。如果新的碼字估值通過循環冗余校驗，則譯碼成功，否則選擇M集合中下一位索引值，繼續進行上述過程。遍歷集合M后如仍未得到有效碼字，則譯碼失敗。該譯碼方法在譯碼性能上得到了一定程度的提升，相比于串行消除列表SCL(Successive CancellationList)譯碼方法大大減少了時間復雜度。但是，該方法仍然存在的不足之處是：每次只嘗試翻轉一次不可靠信息位，譯碼性能不好，無法用于性能要求高的通信系統。