[發明專利]級聯極化碼比特翻轉置信傳播編譯碼方法

有效

• 申請號: 202010848382.9
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111970009B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 潘志文;尹超;劉楠;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 東南大學;網絡通信與安全紫金山實驗室
• 主分類號: H03M13/09
• 分類號: H03M13/09;H03M13/11;H03M13/13;H03M13/29;H04L1/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發明的一種級聯極化碼比特翻轉置信傳播編譯碼方法，適用于無線通信中的信道編碼技術領域使用，利用BP譯碼方法在LDPC和極化碼間傳遞消息，增加了不可靠信道傳遞信息的正確率；在BP譯碼失敗的情況下利用比特翻轉譯碼方法通過事先構造的關鍵集合選擇不可靠的信息比特判決，置不可靠信道信息比特的先驗對數似然比為無窮值；通過試圖糾正BP譯碼器中的錯誤信息傳播，提高了級聯碼在BP譯碼方法下的誤組率性能。其有效提高關鍵集合翻轉的正確率，能夠大大改善誤組率，顯著提升誤組率性能；同時并不會增加譯碼時延，能夠以較小的譯碼時延為代價獲取誤碼率性能的增益。

技術領域

本發明涉及一種編譯碼方法，尤其適用于無線通信中的信道編碼技術領域的級聯極化碼比特翻轉置信傳播編譯碼方法。

背景技術

當碼字長度為無窮大時，極化碼在串行抵消(Successive Cancellation，SC)譯碼方法下的傳輸速率可以達到二進制輸入無記憶對稱信道的信道容量。然而，極化碼的SC譯碼方法是序貫譯碼，譯碼時延較大。極化碼的另一種譯碼方法是置信傳播(BeliefPropagation，BP)譯碼。雖然極化碼在BP譯碼下的傳輸速率無法達到信道容量，但是BP譯碼可以并行迭代計算，譯碼時延顯著低于SC譯碼方法且對碼字長度不敏感，因此BP譯碼適用于對時延敏感的應用場景。但是，在有限碼長情況下，由于極化碼信道極化不充分，極化碼傳統BP譯碼方法的誤組率性能較差，需要進行改進。利用低密度奇偶校驗碼(Low DensityParity Check,LDPC)作為外碼保護極化不充分的不可靠信道，極化碼作為內碼的構造級聯碼，能夠提升誤組率性能，但實際使用仍不理想。本發明中LDPC-循環冗余校驗碼(CylicRedundancy Check，CRC)-極化碼三級級聯碼比特翻轉置信傳播編譯碼方法改善了極化碼傳統BP譯碼方法的誤組率性能。

發明內容

針對上述技術問題，提供一種對級聯極化碼中位于CS內的信息比特進行翻轉，能夠糾正聯合BP譯碼器中的錯誤，從而提高級聯碼的聯合BP譯碼器的誤組率性能，利用LDPC的BP譯碼器中返回的有效信息可以幫助提高比特翻轉的正確率，從而進一步提高誤組率性能，降低平均迭代次數的級聯極化碼比特翻轉置信傳播編譯碼方法。

本發明的技術方案包括如下步驟：級聯極化碼比特翻轉置信傳播編譯碼方法，其特征在于步驟如下：

第一步：進行基于三級串行級聯的LDPC-CRC-極化碼編碼，首先根據待編碼的信息比特個數以及編碼后的級聯碼字長，根據實際應用場景需求與仿真性能定義LDPC碼、CRC碼和極化碼三種編碼碼字，然后先后將待編碼的信息進行定義后的LDPC碼編碼，通過高斯近似方法計算極化碼的信息集合中每個極化信道的錯誤概率，根據錯誤概率定義出中等信道集合和良好信道集合；將LDPC碼碼字比特部分輸入中等信道集合，其余未經LDPC編碼的部分待編碼信息比特輸入良好信道集合，將輸入中等信道集合和良好信道集合的比特作為信息比特進行CRC碼的編碼，編碼得到的校驗比特輸入良好信道集合中未使用的剩余信道，最后將極化碼的凍結集合中的凍結比特置0，得到極化碼信息比特使用極化碼對極化碼信息比特進行編碼，得到了碼長為N的LDPC-CRC-極化碼三級級聯碼的碼字

第二步：將LDPC-CRC-極化碼三級級聯碼的碼字送入信道，利用接收端得到接收信號