[發明專利]一種縮小翻轉集的極化碼BP譯碼方法

有效

• 申請號: 202110249080.4
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113014271B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 王華華;秦紅;徐勇軍;陳發堂;楊黎明;王丹;李貴勇;呂京昭;方澤圣;李思遠;陳博;黃俊霖;李延山;梁澤乾;石丹
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 盧勝斌

本發明屬于移動通信技術領域，涉及一種縮小翻轉集的極化碼BP譯碼方法，包括：利用因子圖左側連續S個對數似然比值來計算方差；根據數據的方差顯示該數據的穩定性確定不可靠點，由此來構建粗翻轉集；然后在粗翻轉集中計算接收比特的對數似然比值和相對應的期望值；利用對數似然比值計算所接收到的比特的誤比特率；通過比較譯碼前和譯碼后的誤比特率的大小，構建精翻轉集，由此縮小了易錯比特的范圍，且更加準確的構建了翻轉集，再由置信傳播譯碼算法漸進翻轉。本發明達到了提升譯碼性能、降低計算復雜度、減少譯碼時延和降低功耗的效果。

技術領域

本發明涉及移動通信技術領域，具體涉及一種縮小翻轉集的極化碼BP譯碼方法。

背景技術

由E.Arikan提出的極化碼是世界上第一種能夠被嚴格證明香農限可達的編碼方案。極化碼的設計核心理念便是對信道進行極化處理，在這個過程中使得一部分信道的容量趨近于1，而另一部分的信道容量趨近于0。同時，E.Arikan還提出了兩種針對于極化碼的譯碼算法，分別是連續消除(Successive Cancellation,SC)譯碼算法和置信傳播(BeliefPropagation,BP)譯碼算法。

SC譯碼算法及其衍生的算法，如列表連續消除(successive cancellation List,SCL)譯碼方法和連續消除翻轉(successive cancellation flip,SCF)譯碼算法已變成大多數人的關注點，同時，串聯的循環冗余校驗碼譯碼算法(CA-SCL)已成為5G極化碼的基準譯碼算法。與之相反的是置信傳播譯碼算法(BP List,BPL)，與串行SC譯碼算法相比，BP譯碼通過并行迭代計算，在高吞吐量的應用場景中具有更大的優勢。然而，BP譯碼算法的性能不如SCL譯碼，于是出現了置信傳播列表(BPL)譯碼算法，與SCL類似，根據因子圖生成一個大小為L的列表，并根據歐幾里得距離選擇最佳譯碼組合。此外，還有一種提高BP譯碼性能的方法便是比特翻轉，通過利用譯碼過程中所產生的對數似然比，有針對性的選擇錯誤概率更大的部分比特進行翻轉，由此來達到提升譯碼性能的目的，然而這種算法會因為翻轉集的不準確而導致譯碼性能的提升有限。(通過比特翻轉提高BP譯碼性能的過程中，因為翻轉集的不準確而導致譯碼性能的提升有限)

發明內容

為了解決上述現有譯碼方法迭代次數多、吞吐量低、時延大、不利于工程實現的問題，本發明提供一種針對5G控制信道和廣播信道的極化碼BP譯碼方法。

一種縮小翻轉集的極化碼BP譯碼方法,包括以下步驟：

S1、進行普通BP譯碼，譯碼器接收來自信道的對數似然比值，將所有非凍結比特的先驗LLR設置為0；

S2、迭代譯碼過程達到最大迭代次數M時停止迭代，得到譯碼結果u_i，記錄迭代結束前S次的左信息值，并計算其平均值AVE_S以及方差VAE_S；

S3、對譯碼結果u_i做CRC校驗，若未通過CRC校驗，則選取方差VAE_S最大的T個值構建粗翻轉集FS；

S4、針對粗翻轉集FS的T個比特，進行誤碼率計算，得到經高斯信道后得到的誤比特率估計值P_E和經過BP譯碼后的信息比特的誤碼率P_BP，再比較P_E與P_BP的大小，若P_E(i)＜P_BP(i)，則將經過BP譯碼后的u_i納入精翻轉集中，最終得到精翻轉集FS'；

S5、對精翻轉集FS'做單比特翻轉譯碼，單比特翻轉譯碼完成后，對其進行普通BP譯碼的M次迭代過程，得到譯碼結果，對譯碼結果做CRC校驗，若CRC校驗未通過，則重復進行單比特翻轉譯碼操作，直至CRC校驗通過或者比特翻轉數目達到了精翻轉集的大小，輸出譯碼結果；如果最終比特翻轉數目達到了精翻轉集的大小且CRC均未通過，則執行步驟S6；