[發明專利]一種極化碼譯碼方法

有效

• 申請號: 201811125637.8
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109347600B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 高宏峰;馬秋然;冀保峰;徐素莉;洪小帥;劉航
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H03M13/13
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 陳佳麗

本發明提供一種極化碼譯碼方法，在極化碼SC譯碼方法的基礎上，對f函數節點的計算進行簡化處理，用折線逼近函數代替雙曲正切函數及其反函數運算，折線逼近函數只需要加法和乘法運算。本發明有益效果：大大降低了運算復雜度，與查表法相比大大節約了內存資源，降低了硬件成本，解決了極化碼在對數似然比域譯碼運算復雜度較高的問題。

技術領域

本發明涉及編碼技術領域，具體地說是一種極化碼譯碼方法。

背景技術

極化碼由土耳其畢爾肯大學教授于2008年首次提出，從理論上嚴格證明了在二進制對稱離散無記憶信道(binary symmetric discrete memorylesschannel，B-DMC)下，極化碼的碼率可以達到香農極限，并且極化碼有著低的編碼和譯碼復雜度。極化碼譯碼的特點是采用SC譯碼算法，按照自然順序對發送比特進行逐級判決譯碼，先判決的比特作為可靠信息參加后譯比特的判決。在判決時，對于凍結比特位部分可直接譯碼，對于信息比特位部分則要根據接收到之前的所有已經被譯碼的比特和當前計算得到的似然比的值進行判決。

極化碼譯碼過程涉及f函數節點和g函數節點運算，在對數似然比域譯碼時，f函數節點的運算采用基于雙曲正切規則的和積運算。和積算法涉及雙曲正切函數及其反函數計算，運算復雜度較高。對于中長碼字，和積算法難以保證實時性，一般采用查表法計算雙曲正切函數，但需要先將雙曲正切函數值存儲到只讀存儲器(ROM)中，然后將輸入轉化為查表地址得到雙曲正切函數的近似值，在一定精度下該方法需要消耗大量的硬件資源。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種極化碼譯碼方法，解決目前極化碼在對數似然比域譯碼運算復雜度較高的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種極化碼譯碼方法，其特征在于：極化碼參數為其中N表示極化碼的碼長，K表示信息位的長度，N-K表示凍結位的長度，A表示信息位位置的集合，令A^c為A的補集，則A^c表示凍結位位置的集合，表示長度為N-K的凍結位的二進制向量，一般將凍結位的值設置為0，即令設y_i(0≤i＜N)為經過二進制相移鍵控調制以及AWGN信道后接收端接收到的信號，令矩陣LL表示(n+1)×N的對數似然比矩陣，矩陣B表示(n+1)×N的位矩陣，其中n＝log₂ N，并將LL,B設置為非數值(NaN)，矩陣LL的更新函數為Update LL_l,i，(0≤l＜log₂ N)，其中l對應于譯碼階段的列索引，i對應于行索引，LL_l,i表示索引為(l,i)的節點的對數似然比的值；矩陣B的更新函數為Update B_l,i，(0≤l＜log₂ N)，B_l,i表示索引為(l,i)的節點的位的更新值，部分和則極化碼譯碼的具體步驟為：

步驟一、初始化：接收信號y_i(0≤i＜N)的對數似然比LL_n,i的值為：EbN0＝10^(SNR/10)，其中n＝log₂ N，SNR為AWGN信道的信噪比；設j(1≤j≤N)表示第j次譯碼循環，并令j＝1；

步驟二、碼位倒序計算：i＝bitreversal(j-1)，i表示(j-1)的比特反序，即將十進制(j-1)轉化為二進制后，將得到的二進制數進行倒序，然后轉化為十進制得到i；

步驟三、更新函數Update LL_0,i得到LL_0,i和矩陣LL：函數Update LL_0,i是函數Update LL_l,i(0≤l＜log₂ N)在l＝0時的情況，更新函數Update LL_0,i即更新函數UpdateLL_l,i(0≤l＜log₂ N)。