[發明專利]一種基于極化碼的5G廣播信道合并接收方法

有效

• 申請號: 201910202439.5
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109873686B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 費澤松;王新奕;孫策
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/18
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 唐華

本發明涉及一種基于極化碼的5G廣播信道合并接收方法，屬于信道編譯碼技術領域。本發明在發送端利用高斯近似對各子信道可靠程度進行估計，將各傳輸塊相同信息比特映射到可靠程度較低的信息比特子信道中，將不同信息比特映射到可靠程度較高的信息比特子信道中，在接收端，對于不同信息比特，各傳輸塊分別做判決，對于相同信息比特，將各傳輸塊的軟信息進行合并后統一做判決。本發明在有效提升譯碼正確率的同時，降低了廣播信道成功接收的時延。

技術領域

本發明涉及一種基于極化碼的5G廣播信道合并接收方法，屬于信道編譯碼技術領域。

背景技術

第五代移動通信系統(the fifth generation communication system,5G)是為了應對數據流量和設備連接數劇增、超低時延等的需求而產生的。要想實現這些指標需求，5G必須在多方面技術上有所突破。由于無線信道存在干擾和衰落，信號在傳輸的過程中可能會出錯，信道編碼技術通過增加信息冗余量來抵抗并糾正惡劣信道帶來的錯誤。高效的編譯碼方案可以減少系統的業務開銷，增加網絡的覆蓋率和數據傳輸的可靠性，改善頻譜效率。構造可達或逼近系統信道容量的信道編碼算法，降低譯碼算法的復雜度，一直是信道編譯碼技術中研究的目標。

信道編碼的發展經歷了從2G系統的卷積碼到3G、4G系統的Turbo碼，由于5G對性能指標有著很高的要求，之前的信道編碼技術不能再滿足要求。國際無線標準化組織(the3rd Generation Partnership Project,3GPP)確定了5G廣播信道的信道編碼方案為極化碼(polar code)。極化碼是Erdal Arikan于2007年首次提出的，它是目前唯一可理論證明達到香農極限的編碼方式，其具有線性的編譯碼復雜度。

極化碼的編碼基于信道極化現象，通過將獨立同性質的信道合并成一個信道，再根據轉移概率拆分為相互獨立的極化信道，使得各信道的容量呈現極化分布的狀態。容量較高的極化信道上傳輸信息比特，容量較低的極化信道上傳輸收發雙發均已知的凍結比特。

對于極化碼的譯碼算法，Arikan在其論文中給出了基于遞歸結構的串行消除(Successive Cancellation,SC)譯碼算法，其譯碼復雜度低，但各個信道傳輸比特的譯碼之間相互有關聯，會造成錯誤傳遞。在后續研究中出現了對SC算法的改進，包括串行消除列表(Successive Cancellation List,SCL)譯碼算法、CRC輔助的串行消除列表(CRC AidedSuccessive Cancellation List,CA-SCL)譯碼算法，均提升了性能。

5G的廣播信道中，傳輸塊(Transport Block,TB)周期為80ms，在每個傳輸塊中包含32位信息比特和24位CRC，在半幀內的不同傳輸塊中，3位SSB index不同，導致24位CRC不同，因此，在半幀內不同傳輸塊的56位信息比特中，有29位相同比特和27位不同比特。

其中，5G廣播信道指的是5G協議里的PBCH(物理廣播信道)，不是空口發送的時候那個廣播的形式；5G里這種信道劃分是按里面穿的內容分的，比如廣播信道就是放廣播信息，控制信道放的是一些調度信息，信令的信息，業務信道放的是業務數據。

發明內容

本發明的目的在于針對5G廣播信道中不同傳輸塊內信息比特不完全相同導致的譯碼前無法合并的技術缺陷，提出了一種基于極化碼的5G廣播信道合并接收方法，在譯碼過程中，對于傳輸塊間的相同比特進行軟信息合并，并根據合并后的軟信息判決比特；而對于不同比特，各傳輸塊根據自己的軟信息進行判決，不增加譯碼時延的前提下，提高廣播信道譯碼正確率。

其中，軟信息是指對數似然比值，英文全稱為Log Likelihood Ratio，縮寫為LLR；

一種基于極化碼的5G廣播信道合并接收方法，具體包括以下步驟：