[發明專利]一種基于極化碼的自適應堆棧譯碼方法及系統

有效

• 申請號: 201811284264.9
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109450456B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 李麗;宋文清;張川;陳沁雨;傅玉祥;何書專;李偉
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚;吳揚帆

1.一種基于極化碼的自適應堆棧譯碼方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1)初始化：將空路徑入棧并將對應的轉移概率置為0，將當前棧深d置為1，等長路徑最大訪問次數L置為L_max；

步驟2)出棧：將棧頂路徑從堆棧中移出；

步驟3)擴展：在信息碼二叉樹的第i級，如果是凍結位，則譯碼路徑擴展為d＝d+1；如果是信息位，則譯碼矩陣擴展為及并擁有不同的轉移概率，同時d＝d+2；

步驟4)入棧：對于凍結位，直接將擴展后的路徑入棧；否則計算擴展路徑與棧頂路徑的似然比之差，當且僅當擴展路徑與棧頂路徑的差值超過閾值T₁時將擴展路徑入棧；

步驟5)判決：當長度為i-1的路徑訪問次數達到L/2時，計算該條路徑與上一條等長出棧路徑的轉移概率之差，當差值超過閾值T₂時，令L＝L/2，否則L保持不變；

步驟6)競爭：當長度為i-1的路徑訪問次數達到L時，從堆棧中刪除所有長度小于i的路徑，重新計算當前堆棧深度d；

步驟7)排序：將候選路徑自棧頂至棧底按轉移概率降序排序；

步驟8)決斷：如果出棧路徑長度i＝N，N為碼長，則譯碼結束，將該路徑輸出作為譯碼結果，否則回到步驟2)。

2.采用權利要求1所述基于極化碼的自適應堆棧譯碼方法的譯碼系統，其特征在于包括：

控制單元，為整個譯碼過程提供了控制信息，根據所述控制信息控制系統中的其余單元；

路徑計算單元，根據控制單元提供的所述控制信息，計算出待譯碼路徑擴展為0或擴展為1的轉移概率，并傳輸給決策單元；

決策單元，包括兩種配合使用的自適應策略，所述兩種自適應策略分別根據控制信息進行決策；限制搜索寬度和路徑入棧；

堆棧排序單元，用于存儲決策單元提供的所有候選路徑，并將其按照轉移概率從大到小進行排序。

3.根據權利要求2所述的譯碼系統，控制信息包括待譯碼路徑、路徑轉移概率、路徑長度、當前搜索寬度及當前堆棧深度。

4.根據權利要求2所述的譯碼系統，其特征在于：搜索寬度為L，譯碼開始時設定L等于預設的出棧次數上限L_max，堆棧存儲最大深度D與碼長N相等。

5.根據權利要求2所述的譯碼系統，其特征在于：

所述的路徑計算單元由個混合結點，一個路徑轉移概率寄存器以及一個路徑反饋寄存器組成。

6.根據權利要求2所述的譯碼系統，其特征在于：所述的決策單元包括：

自適應搜索寬度決策單元，在長為i(i∈(1,N))的路徑的出棧次數q_i＝L/2時，啟動自適應搜索寬度決策，當滿足決斷策略時L降為L/2，否則搜索寬度保持不變；自適應堆棧深度決策單元，擴展路徑輸入后，當且僅當擴展后的路徑與棧底路徑轉移概率之差小于閾值T₁時才可以入棧，所述棧底路徑為棧中當前似然比最小的路徑。

7.根據權利要求6所述的譯碼系統，其特征在于：自適應搜索寬度決策單元的決斷策略的閾值基于信道狀況估計策略決定。

8.根據權利要求2所述的譯碼系統，其特征在于：所述堆棧排序單元由兩個堆棧存儲器和六個比較器組成，兩個堆棧存儲器分別對應地存儲候選路徑中轉移概率較大的路徑和較小的路徑，每個堆棧均按轉移概率由大至小進行排序，將兩個堆棧堆頂的路徑出棧與決策單元輸出的路徑使用枚舉法進行比較，將最大的數值輸出給控制單元進行下一輪譯碼，其余路徑按大小進棧排序。