[發明專利]一種基于Polar編譯碼樹的多元碼編譯碼方法及系統

有效

• 申請號: 202011089760.6
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112187290B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 馬嘯;畢勝;王千帆;蔡穗華
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13;H03M13/09;H03M13/27
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種基于Polar編譯碼樹的多元碼編譯碼方法，應用于通信系統，其特征在于，包括以下步驟：

設計Polar編譯碼樹，所述編譯碼樹的葉子節點分為凍結比特節點和非凍結比特節點，所述凍結比特節點在編碼時置零，所述非凍結比特節點在編碼時放置信息序列，所述信息序列為信源產生的消息序列；所述設計編譯碼樹的具體步驟為：

將Polar譯碼樹按照信道容量進行子樹劃分，從而用其他碼字的編碼方案來替換部分子樹；

所述替換部分子樹具體為：遇到信道容量小的子樹，采用LDPC碼來替換子樹，遇到信道容量大的子樹，采用BCH碼、RS碼替換子樹；所述LDPC碼糾錯能力強，BCH碼、RS碼復雜度低、時延低；

利用設計的Polar編譯碼樹，將信源產生的信息序列放在編譯碼樹的非凍結比特節點位置，進行Polar碼編碼；

在得到葉子節點的碼字后，對所有碼字按照Polar編碼樹的規則進行進一步編碼，在Polar編碼樹根節點得到所有傳輸的碼字；

碼字經過調制器調制，發送到信道；信宿接收信號，解調得到每一幀每一個比特的后驗概率；

根據得到的后驗概率，放到Polar譯碼樹的根節點，即字長度為n，則根節點存儲n個后驗概率信息，按Polar譯碼樹節點規則進行SC譯碼，向子節點傳遞譯碼信息，直到譯碼到葉子節點；

葉子節點根據父節點傳遞來的譯碼信息，進行本節點譯碼，將自己的譯碼結果返回給父節點；

Polar譯碼樹根節點得到左右子節點譯碼結果，合并得到Polar譯碼樹根節點的譯碼碼字，完成信息傳輸。

2.根據權利要求1所述的一種基于Polar編譯碼樹的多元碼編譯碼方法，其特征在于，所述遇到信道容量小的子樹，采用LDPC碼來替換子樹，具體為：

設碼長M，信息位長度N的Polar碼，使用高斯近似來構造Polar碼，其根節點存儲M位bit信息，其左子節點為碼長N，信息位長度L的Polar碼，右子節點為碼長N，信息位長度512-L的Polar碼；分別構造出碼長N，信息位長度L的LDPC、碼長N，信息位長度512-L的LDPC碼來進行節點替換，在節點編碼時使用LDPC碼的編碼方案，在節點譯碼時使用BP譯碼方法。

3.根據權利要求1所述的一種基于Polar編譯碼樹的多元碼編譯碼方法，其特征在于，所述遇到信道容量大的子樹，采用BCH碼替換子樹，具體為：

基于采用LDPC碼來替換子樹相同的原理，根據Polar構造結果，針對碼長為n，信息位長度為k的子樹將其替換為碼長為n，信息位長度為k的BCH節點，使用BCH的編碼和譯碼方法。

4.根據權利要求1所述的一種基于Polar編譯碼樹的多元碼編譯碼方法，其特征在于，所述進行Polar碼編碼步驟具體為：

將每一個子樹看作一個子碼，將每一個子樹看作一組信道；

將信息序列放置在葉子節點，若葉子節點碼字長度大于等于1，采用LDPC或RS碼編碼方案；

父節點處理，父節點左側部分碼字由左子節點碼字和右子節點碼字疊加得到，父節點右側部分碼字由右子節點碼字組成；

重復執行父節點處理步驟，直到得到根節點碼字。

5.根據權利要求1所述的一種基于Polar編譯碼樹的多元碼編譯碼方法，其特征在于，所述Polar編碼樹的規則具體為：

將信息序列放置在葉子節點非凍結比特節點，凍結比特節點置0；

父節點左側部分碼字由左子節點碼字和右子節點碼字疊加得來，父節點右側部分碼字由右子節點碼字組成；

不斷執行父節點的處理步驟，直到得到根節點碼字。