[發明專利]一種基于信息后處理的極化碼的BP譯碼算法

有效

• 申請號: 201810608416.X
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108847848B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 張弩天;陳亦歐;胡劍浩
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11;H03M13/13;H03M13/29
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 王蕓;李正

本發明公開了一種基于信息后處理的極化碼的BP譯碼算法，其通過在傳統的BP算法的基礎上增加軟信息后處理步驟；其中，當迭代譯碼的迭代次數到達最大迭代次數且未通過CRC校驗時，通過從估計比特信息的絕對值升序排列中，選取至少一個靠前排列的估計比特信息進行信息翻轉，并將該選取的估計比特信息翻轉后的符號作為對應位置上初始凍結位信息的符號，再根據調整后的初始凍結位信息以及收到的信道信息，重新進行迭代譯碼。因此，本發明基于信息后處理的極化碼的BP譯碼算法雖然增加翻轉次數與迭代次數，但能夠明顯地提升譯碼增益。

技術領域

本發明涉及信道編碼技術領域，特別涉及一種基于信息后處理的極化碼的BP譯碼算法。

背景技術

信道編碼作為對抗如信道衰落與噪聲等信道損傷，增強數字信號傳輸通信能力以實現貼近香農限傳輸信息的技術手段，在通信系統中是十分重要的。極化碼(Polar Codes)作為第一種被嚴格證明在二進制離散無記憶信道下能夠到達香農限的好碼，由Arikan E.在《Channel Polarization:a Method for Constructing Capacity Achieving Codesfor Symmetric Binary-input Memoryless Channels[J].IEEE Transactions onInformation Theory,2009,55(7)7:3051-3073》中正式提出。而且，由于具有較低的編譯碼復雜度，極化碼得到了業界的廣泛關注。但是在有限長情況下，通過原有的連續干擾消除(Successive Cancellation，SC)方法，極化碼的性能與業界成熟的Turbo碼以及LDPC碼存在較大差距。

針對短碼長極化碼的SC算法性能較差的問題，I.Tal and A.Vardy在《ListDecoding of Polar Codes,IEEE Trans.Inf.Theory,vol.61,no.5,pp.2213-2226,May2015.》中提出了基于SC算法的list譯碼算法，其通過CRC的校驗輔助，CRC-SCL的性能在高信噪比區域比ML譯碼算法性能還要好。但是由于繼承了SC算法的譯碼思想，其譯碼延遲問題并沒有得到解決。

在另一方面，Arikan E.在《A Performance comparison of Polar Codes andReed-Muller Codes[J].IEEE Communications Letters,2008,12(6):447-449.》提出可以將LDPC碼的置信度傳播(Belief Propagation，BP)算法使用到極化碼譯碼過程中。而且，相比于SC譯碼算法，BP譯碼在性能上有一些優勢，并且能夠并行計算，利于硬件實現。但是相比于CRC-SCL，現有的BP算法的性能仍然不理想，在碼長為256碼率為1/2的情況下，相差L＝8的CRC-SC大約1.3～1.5dB。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種基于信息后處理的極化碼的BP譯碼算法，來提高BP算法應用在極化碼譯碼過程中時的譯碼性能。并通過運用概率計算和概率跟蹤結構，以減小硬件面積開銷。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種基于信息后處理的極化碼的BP譯碼算法，其包括以下步驟，

迭代譯碼步驟：收到信道信息后，初始化迭代次數、翻轉次數、最大迭代次數和最大翻轉次數，并根據極化碼的因子圖，對收到的信道信息進行BP迭代譯碼；

CRC校驗步驟：對每次迭代的判決結果進行CRC校驗，若通過CRC校驗，則將所述判決結果輸出，而未通過CRC校驗，若迭代次數小于最大迭代次數，則進入下一次迭代譯碼，若迭代次數等于最大迭代次數，則執行軟信息后處理步驟；

軟信息后處理步驟：具體為，

a、將極化碼的因子圖中輸出的估計比特信息L_(1,:)按照絕對值大小進行升序排列；