[發明專利]一種串行循環冗余校驗輔助聯合迭代檢測和譯碼方法

在審

• 申請號: 202011595516.7
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112636768A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 姜斌;吳梟威;包建榮;劉超;唐向宏
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明涉及一種串行循環冗余校驗輔助聯合迭代檢測和譯碼方法，包括以下步驟：步驟一、構造稀疏碼分多址(SCMA)系統下的極化編碼模型；步驟二、串行聯合迭代檢測與譯碼(S?JIDD)方法：步驟三、循環冗余校驗輔助聯合迭代檢測和譯碼(C?JIDD)方法：首先，對極化碼非凍結比特進行由背景技術所述的循環冗余校驗，得出的循環冗余校驗碼與極化碼凍結比特進行由背景技術所述的極化編碼得到新的極化碼，達到級聯的效果；該發明方法可以獲得更好的檢測性能，聯合方法S?C?JIDD能夠有效提高誤碼率性能，同時降低聯合檢測和譯碼的復雜度，在誤碼率和復雜度之間取得了良好的平衡。

技術領域

本發明屬于數字通信技術領域，具體涉及一種串行循環冗余校驗輔助聯合迭代檢測和譯碼方法。

背景技術

近年來，研究人員使用迭代檢測和譯碼(IDD)和聯合檢測和譯碼(JDD)。IDD是適用于Turbo碼SCMA系統的檢測和譯碼方法，其通過在SCMA檢測器和Turbo解碼器中對每個外部迭代進行獨立的內部迭代來獲得一些性能增益，但是高復雜性使得它在實際應用中不可行。而JDD的方法能夠以較低的復雜度獲得比IDD更好的性能。也有研究人員提出一種適用于LDPC編碼擴頻碼分多址系統的JDD方法，該方法比IDD法具有更好的性能。然而，這些研究主要集中在LDPC編碼或Turbo編碼的碼分多址系統。

在以前的極性編碼SCMA系統的單獨檢測和譯碼方案中，SCMA檢測方法主要是消息傳遞(MPA)方法；極化碼譯碼主要有兩種方案:軟輸入硬輸出(SIHO)方法和軟輸入軟輸出(SISO)方法。SIHO可連續相消(SC)方法和連續相消列表(SCL)方法，SCL譯碼方法可以進一步提高紫外通信系統的有效通信距離；SISO方法結合MAP和BP譯碼的聯合檢測和譯碼方法的設計可以通過充分利用內部消息來提高系統性能；SISO方法，如BP方法和SCAN方法，結合MPA方法和BP譯碼的聯合檢測和譯碼方法的設計，可以充分利用內部消息，提高系統性能。BP譯碼方法由于采用并行譯碼，大大降低了譯碼延遲，但誤碼率性能較差，復雜度較高。SCAN方法也是并行傳播方法，但其收斂速度更快，誤碼率性能更好。

目前，有學者提出的一種聯合迭代檢測與譯碼方法(JIDD)，其每次外迭代都由多尺度分析和掃描方法組成；其次，引入一個權重因子來進一步提高系統的性能，這是因為極性譯碼器的軟輸出是相互關聯的。這種相關性會顯著降低迭代系統的性能，并且通過向極性譯碼器的軟輸出添加部分先驗信息來降低這種相關性，從而可以提高性能。

本發明涉及的背景技術如下：

1.SCMA映射功能

SCMA映射功能指通過映射矩陣實現碼本資源到物理頻域資源轉換的功能。具體見“Yuxi H,Wuyang Z,Ming Z,etal.Enabling High Order SCMA Systems in DownlinkScenarios with a Serial Coding Scheme[J].IEEE Access,2018,PP:1-1.”

2.循環冗余校驗

循環冗余校驗(Cyclic redundancy check，“CRC”)是一種根據網上數據包或計算機文件等數據產生簡短固定位數校驗碼的一種散列函數，主要用來檢測或校驗數據傳輸或者保存后可能出現的錯誤。生成的數字在傳輸或者存儲之前計算出來并且附加到數據后面，然后接收方進行檢驗確定數據是否發生變化。一般來說，循環冗余校驗的值都是32位的整數。由于本函數易于用二進制的計算機硬件使用、容易進行數學分析并且尤其善于檢測傳輸通道干擾引起的錯誤，因此獲得廣泛應用。此方法是由W.Wesley Peterson于1961年發表。

CRC為校驗和的一種，是兩個字節數據流采用二進制除法(沒有進位，使用XOR來代替減法)相除所得到的余數。其中被除數是需要計算校驗和的信息數據流的二進制表示；除數是一個長度為的預定義(短)的二進制數，通常用多項式的系數來表示。在做除法之前，要在信息數據之后先加上個0.