[發(fā)明專利]高性能極化碼信息位選取方案

有效

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• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109450455B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王秀敏;古銳;李君;單良;李正權(quán);洪波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量大學(xué)
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13;H04L1/00
• 代理公司: 杭州快知知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33293
• 代理人: 楊冬玲

本發(fā)明涉及一種提升極化碼RLSC算法譯碼性能的信息位位置選取方法，本發(fā)明包括以下步驟：通過對高斯逼近法得出的信息位位置序列進(jìn)行特定位置的凍結(jié)位以及信息位進(jìn)行調(diào)整互換，使得序列中呈FFFDFDDD分布的節(jié)點(diǎn)組不再出現(xiàn)，從而消除RLSC算法譯碼過程中對此類節(jié)點(diǎn)組的近似計(jì)算所帶來的性能損失，最高可達(dá)到0.4dB左右的性能增益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及極化碼的信息位選取。

背景技術(shù)

在通信領(lǐng)域中，極化碼是目前為止唯一一個(gè)在理論上能達(dá)到香農(nóng)極限的信道編碼方案，并成功入選了5G通信標(biāo)準(zhǔn)。在低復(fù)雜度軟消除譯碼算法(reduced?complexity?soft-cancelation,RCSC)的基礎(chǔ)上，有學(xué)者提出了基于計(jì)算路徑簡化的低延時(shí)軟消除譯碼算法(reduced?latency?soft-cancelation,RLSC)，在犧牲一定譯碼性能的同時(shí)縮短了譯碼的計(jì)算路徑，提高了譯碼速度。

原有極化碼的信息位選取方案是通過高斯逼近法按照各個(gè)節(jié)點(diǎn)的置信度高低選取信息位(D)和凍結(jié)位(F)，選定后的位置序列稱之為P序列，在P序列中標(biāo)記為D的位置上傳輸信息比特，在標(biāo)記為F的位置上傳輸固定比特0。在譯碼的初始化階段，將凍結(jié)位的初始置信度設(shè)為∞，信息位的初始置信度設(shè)為0。現(xiàn)有文獻(xiàn)中軟消除譯碼算法譯碼因子圖如附圖1所示。現(xiàn)有文獻(xiàn)極化碼軟消除譯碼過程中，每一次迭代都是按照遞歸激活所有葉子節(jié)點(diǎn)來完成信息更新的。設(shè)碼長為n，對于第i層第r(r＝0,1,...,2i-1)個(gè)節(jié)點(diǎn)v，α_v^(k)，β_v^(k),α_l^(k)，β_l^(k)以及α_r^(k)，β_r^(k)代表在第k次迭代中的信息向量，其中信息更新的迭代公式如下：

其中t＝0,1,2,...,2^n-i-1-1，f(x,y)＝sign(x)×sign(y)×min(|x|,|y|)。

上面公式(1)至(4)可以分為兩組，每組計(jì)算所對應(yīng)的計(jì)算單元結(jié)構(gòu)在一個(gè)計(jì)算周期內(nèi)完成計(jì)算。那么對于碼長為n的極化碼進(jìn)行軟消除譯碼需要2n-1個(gè)計(jì)算周期。現(xiàn)有的極化碼文獻(xiàn)已經(jīng)證明：通過現(xiàn)有的極化碼信息位位置選取方法選取出的任意碼長的P序列，若從第一個(gè)位置開始，按照每8個(gè)節(jié)點(diǎn)一組，則這些組最多只存在9種不同分布模式：FFFFFFFF，F(xiàn)FFFFFFD，F(xiàn)FFFFFDD，F(xiàn)FFFFDDD，F(xiàn)FFDFDDD，F(xiàn)FFDDDDD，F(xiàn)FDDDDDD，F(xiàn)DDDDDDD，DDDDDDDD。每一種模式代表一種計(jì)算路徑，它的計(jì)算過程可看成一個(gè)碼長為8的極化碼的一次迭代譯碼過程。RLSC算法是對這九種計(jì)算路徑進(jìn)行路徑簡化從而提升譯碼器計(jì)算速度的。

然而根據(jù)該算法的簡化思想，除了FFFDFDDD這種模式外，其它模式均可在數(shù)學(xué)意義上完全簡化到三個(gè)計(jì)算周期內(nèi)完成，而FFFDFDDD模式則需要5個(gè)周期，因而RLSC算法的性能的損失主要在于：為了實(shí)現(xiàn)這九種模式所對應(yīng)的計(jì)算單元流水線級數(shù)統(tǒng)一，而對FFFDFDDD這種模式所對應(yīng)的譯碼過程進(jìn)行了近似計(jì)算，利用歸一化修正因子α來近似替代省略掉的兩步計(jì)算過程。這種近似破壞了極化碼軟消除譯碼算法中的信息傳遞原則，因此帶來了0.5dB的性能損失，如附圖2所示。

而如果能讓FFFDFDDD這種模式在P序列中不再出現(xiàn)，那么這種模式所造成的譯碼性能損失也就可以避免，從而提升算法的譯碼性能。

本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題在于如何將FFFDFDDD這種分布從信息位位置序列中除去。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：