[發(fā)明專利]一種基于分層奇偶重排的極化碼周期性鑿孔圖樣構(gòu)造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910821837.5
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110752851B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳海強;鄧賢恩;王留洋;方毅仁;孫友明;黎相成;覃團發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13
• 代理公司: 深圳市六加知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 向彬

本發(fā)明公開了一種基于分層奇偶重排的極化碼周期性鑿孔圖樣構(gòu)造方法，將一個碼長為N＝2supgt;n/supgt;的母碼分成n層，從根節(jié)點開始對鑿孔向量進行設(shè)計，為了保證最終設(shè)計的鑿孔圖樣具有準均勻鑿孔(QUP)的特性，在每一層進行分裂的時候，都使得分裂出來的子圖樣中，其鑿孔位置盡可能相等。本發(fā)明能夠方便地得到碼長和碼率靈活可調(diào)的速率兼容極化碼(RCPP)；同時，方法在執(zhí)行逐層分裂操作時對左右子圖的鑿孔位置數(shù)進行了設(shè)計，使得最終的鑿孔圖樣具有均勻或準均勻的鑿孔(QUP)分布特性。本發(fā)明方法得到的鑿孔圖樣更加豐富，能方便構(gòu)造出更多實用的RCPP可選碼型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于分層奇偶重排的極化碼周期性鑿孔圖樣構(gòu)造方法。

背景技術(shù)

Polar碼是由E.Arikan(ARIKAN?E.Channel?polarization:A?methodforconstructing?capacity-achieving?codes?for?symmetric?binary-inputmemoryless?channels[J].IEEE?Transactions?on?Information?Theory,2009,55(7):3051-3073.)提出的一種新型信道編碼技術(shù)，也是首個從理論上被嚴格證明能夠達到任意二進制輸入離散無記憶對稱信道(BI-DMC)容量的糾錯碼。Polar碼具有優(yōu)秀的譯碼性能和較低的編譯碼復雜度，已被采納為5G控制信道上下行鏈路的信道編碼標準。最初的Polar碼譯碼方法是基于信道融合和分裂結(jié)構(gòu)設(shè)計的串行抵消(SC)譯碼方法，該方法在中短碼長情況下性能較差。由于Polar碼也可以用因子圖表示，因此研究者們也提出了基于置信傳播(BP)的譯碼方法(HUSSAMI?N,KORADA?S?B,URBANKE?R.Performance?of?polar?codes?forchannel?and?source?coding[C].IEEE?Int.Symp.Information?Theory(ISIT),Seoul,South?Korea,2009:1488-1492.)。BP方法雖然在性能上獲得了一定的提升，但與最優(yōu)的最大似然(ML)譯碼方法仍有差距。為了進一步提高極化碼的性能，串行抵消列表(SCL)譯碼方法(TAL?I,VARDY?A,List?decoding?of?polar?codes[C].IEEEInt.Symp.InformationTheory(ISIT),2011:1-5.)和級聯(lián)了循環(huán)冗余校驗(CRC)的改進方法(CA-SCL)(NIU?K,CHEN?K.CRC-aided?decoding?of?polar?codes[J].IEEECommunications?Letters,2012,16(10):1668-1671.)相繼被提出，使得Polar碼的性能得到極大的提升，在某些場景下可獲得優(yōu)于LDPC和Turbo碼的性能。

雖然Polar碼在譯碼性能方面具有一定的優(yōu)勢，但由于傳統(tǒng)Polar碼的編碼生成矩陣由2×2的克羅內(nèi)克(Kronecker)基矩陣擴展而來，這使得其最終得到的碼長只能是2的冪次方。然而，實際通信中由于信道實時狀況和系統(tǒng)資源等會隨時發(fā)生變化，這要求系統(tǒng)編碼參數(shù)(碼長、碼率、信息位長度等)能靈活可調(diào)。因此，需要一些特別的技術(shù)手段對Polar碼進行改進和設(shè)計，以提高其適用范圍。一個重要的方法是基于預(yù)先設(shè)計好的Polar母碼，通過對母碼的某些比特位置進行鑿孔(Puncture)處理，由此得到速率兼容Polar碼(RCPP)。已有結(jié)果表明，鑿孔圖樣的選擇和設(shè)計對Polar碼的性能影響很大。典型的鑿孔方法是文獻(NIUK,CHEN?K,LIN?J?R.Beyond?turbo?codes:Rate-compatible?punctured?polar?codes[C].IEEEInternational?Conference?on?Communications,Budapest,Hungary,2013:3423-3427.)提出的準均勻鑿孔(QUP)方案(下文稱為經(jīng)典QUP算法)。基于該方案設(shè)計的鑿孔圖樣，其鑿孔位置呈準均勻分布特性。