一种基于极化码SC译码的部分和方法技术

一种基于极化码SC译码的部分和方法，本发明专利技术涉及SC译码的部分和方法。旨在解决极化码的译码过程中运算复杂的问题，而提出的一种基于极化码SC译码的部分和方法。该方法是通过一、对在N个信息位的输入信号按照编码方向对进行分级极化编码；二、定义是部分和计算的序列，序列最大项既是部分和三、利用部分和的生成规律对部分和的计算生成序列表达式进行推导；四、利用归纳法来证明T1T2…Tk的计算规律；五、确定比特估计值六、确定N维信道的似然比值LR；七、确定N的值为1时的似然比值LR等步骤实现的。本发明专利技术应用于SC译码的部分和领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及部分和方法，特别设及一种基于极化码SC译码的部分和方法。
技术介绍
极化码（PolarCodes)是一种复杂度很低的构造码，其编码和译码都有较低的复 杂度，并且极化码是一种可W证明在二进不相关无记忆信道下能够到达香农极限的一种 码，因此，近些年，越来越多的人对于极化码产生了浓厚的兴趣并且给了很大的关注。极化 码的构造需要在信道极化的前提下完成，对于不同的信道有着不同的极化方法，编码过程 是用矩阵来表示信道极化组合和分解的过程，译码过程就是迭代的过程，极化码的目的也 是为了提高通信的可靠性，但是极化码与其他的信道编码不同，一般的信道编码信道只是 在传输中起作用，在生成多项式和生成矩阵中是不起作用的，可W直接用数学方法计算出 来；但是极化码无论是编码还是译码都是依赖信道的，运是因为极化码的基础是信道极化， 而信道的极化是依赖于信道的，不同的信道的极化方法是不相同的。在总的信道容量不变 的情况下，另一部分的信道容量增大，另一部分的信道容量降低，并且选择好的信道来传输 信息。 在极化码的译码过程中，对于部分和的算法，没有一个简明的运算式子，需要一层 一层连续递推，运算比较复杂，不能直接算出某一层的部分和，需要知道前面的的相关内 容，增加了不必要的运算过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决极化码的译码过程中运算比较复杂的问题，而提出的一 种基于极化码SC译码的部分和方法。 上述的专利技术目的是通过W下技术方案实现的： / \步骤一、对在N个信息位的输入信号[f' = "1J，按照编码方向对巧' 进行分级极化编码，定义i为级标号，（/f极化编码方向为从i= 1，2, 3, . ..，n;SC译码方 向为从i二n,n-l,n-2,...,l,其中，N= 2步骤二、定义是部分和计算的序列，V序列最大项既是部分和&V^巧t与；[000引其中，=(?舶…相)，Pi是部分和的计算矩阵即NXN方阵；S IW为第i级第N个 节点的部分和；步骤=、利用部分和的生成规律对部分和的计算生成序列表达式进行推导，得 到ff>"-v..，'^^l=fv价,,l、..."0恥.ス；其中，v!/')表示第2n个信道第k级节点的部 V1^*1I=" >1 V1-M- -y'J 分和； 步骤四、分析推导部分和好的部分和计算矩阵Pi的表达式 巧三/".0202巧'-"； 利用归纳法来证明TiTz…Tk的计算规律为： K?例[001引絳…马二 ! n?U) L民IJ 步骤五、在信道为信息信道时，利用第i级节点的第i个输入译码的N维信道确定 比特估计值右,=气0;聲1):; 步骤六、在译码时，利用*S',f= (/f节和比特估计值确定第i级节点的2i-l个输入译 码的N维信道或第i级节点的2i个输入译码的N维信道的似然比值LR; 步骤屯、N维信道的似然比值LR的计算能够转变为计算两个码长为N/2的似然比 值的计算；W此类推直到N的值为1时，得到似然比值LR;即完成了一种基于极化码SC译 码的部分和方法。[001引专利技术效果 本专利技术解决在极化码SC译码时计算的复杂度问题，减少不必要的运算过程，研究 了极化码SC译码部分和计算中的规律，总结出了在SC译码中计算部分和的普通式子，给计 算带来了方便，减少了不必要的一些步骤如图2所示。[001引本专利技术在计算似然比值对巧'-11(义'、'，坏一)与巧'、(少f，却一)时，用到了相同似然比值 对%(>兴每户?鮮汽和鸣(>^+1，起-');运样计算似然值对就可W共用之前计算所得结 果，节省了一半的计算量。 并且本专利技术在计算长度为1时的似然比值LR根据信道的情况直接计算出来；运就 是极化码的SC译码算法，通过似然比值连续递推，达到译码目的；运种译码算法省去了中 间繁复的信道转移概率的计算，只需知道接收码元W及原始信道条件，就可W计算出中间 任意一步的似然值，译码原理简单明了。【附图说明】 图1为【具体实施方式】屯提出的SC译码算法示意图，其中，向左计算的箭头方向为 译码方向；A所在的箭头方向表示捜索方向； 图2为【具体实施方式】屯提出的译码顺序输出时的译码结构图，其中Stagel为1级 节点，stage2为2级节点，stage3为3级节点，箭头方向为译码方向； 图3为【具体实施方式】一提出的g函数图的分布示意图。【具体实施方式】【具体实施方式】一：本实施方式的一种基于极化码SC译码的部分和方法，具体是按 照W下步骤制备的： f % 步骤一，对在如图2的N个信息位的输入信号按照编码方 向对巧'进行分级极化编码，定义i为级标号，极化编码方向为从i= 1，2, 3, . ..，n;SC译码方向为从i=n，n-1，n-2, . . .，1，SC译码过程中需要部分和的计算；其中，N= 2"步骤二、定义Vi^是部分和计算的序列，V序列最大项既是部分和&Y^巧V与.[002引其中，靖三(W:..屯―），Pi是部分和的计算矩阵即NXN方阵；SIN为第i级第N个 节点的部分和； 步骤=、利用部分和的生成规律对部分和的计算生成序列表达式Vi^进行推导，得 到b:冶(叫..."I)靴…巧-；其中，表示第个信道第k级节点的部 分和；[002引步骤四、利用归纳法来证明TiTz…Tk的计算规律，分析推导部分和Sf=巧的部 分和计算矩阵Pi的表达式^ 人.@Z0Z;~1'1; 利用归纳法来证明TJz…Tk的计算规律为： f0:w 1 皆W 了\了2...^1 二 氏@脚 V 八1J 在极化码SC消除译码的过程中，求出的所有部分和中，除了g函数所对应的部分 和是有用的外，其余求出的部分和都是为了计算i+1级节点的部分和而用，没有实际的应 用意义，图3是g函数图的分布，由图3可W看出，将极化码SC消除译码过程中g函数是分 块的，在给出的表达式=巧Y巧中，Pi的应包含I元素，其作用是分块，I为WXW单位阵，W= 2" 1。在1^^行@运算时，则对后面的式子巧?"进行了分块，即将2"分成2" 1个块，每 块中为21X21矩阵；而的作用是根据部分和生成规则：将部分和序列分成一个是奇 偶队列的和的序列，一个是偶队列的序列，并取生成部分和中序列中最大一项是首项序列 首项； 在SC译码的过程中，每一级节点部分和的产生生成部分和中序列中最大一项，除 去第一级节点之外的所有节点都是为了计算i+1级节点的部分和而使用，并且在SC删除译 码过程中，我们需要的只是g函数下的部分和，上面我们的证明只是在g图分布中最下面那 个最大=角下是成立的，那么在（其中n，N都为正整数）处也是成立 的，分析得出部分和巧'二巧'巧的部分和计算矩阵Pi的表达式，巧=4@玄@2@('-"，则推导 完成； 步骤五、由信道的极化，将信道分为两类，一类是信道性能好的，用来传输信息，称 信道为信息信道，另一类信道的性能不好，运部分信道用作传输固定比特，称为非信息信 道；极化码的编码和译码由信息信道所联系起来，在译码时，要根据信息信道的分布来采取 不同的译码方法，在信道为信息信道时，传输的是有用的信息，经过判定来利用第i级节点 的第i个输入译码的N维信道确定比特估计值=々,(片.却1); 步骤六、在译码时，利用=巧和比特估计值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于极化码SC译码的部分和方法，其特征在于一种基于极化码SC译码的部分和方法具体是按照以下步骤进行的：步骤一、对在N个信息位的输入信号按照编码方向对进行分级极化编码，定义i为级标号，极化编码方向为从i＝1,2,3，...，n；SC译码方向为从i＝n，n‑1，n‑2，...，1，其中，N＝2n步骤二、定义是部分和计算的序列，序列最大项既是部分和其中，Pi是部分和的计算矩阵即N×N方阵；siN为第i级第N个节点的部分和；步骤三、利用部分和的生成规律对部分和的计算生成序列表达式进行推导，得到(v(2n)(k)v(2n-1)(k)...v1(k))=(u(2n)u(2n-1)...u1)T1T2...Tk;]]>其中，表示第2n个信道第k级节点的部分和；步骤四、分析推导部分和的部分和计算矩阵Pi的表达式Pi=Iw⊗Z‾⊗Z⊗(i-1);]]>利用归纳法来证明T1T2…Tk的计算规律为：T1T2...Tk=02k×2kR1⊗(k)...R1⊗(k)]]>步骤五、在信道为信息信道时，利用第i级节点的第i个输入译码的N维信道确定比特估计值u^i=hi(y1N,u^1i-1);]]>步骤六、在译码时，利用和比特估计值确定第i级节点的2i‑1个输入译码的N维信道或第i级节点的2i个输入译码的N维信道的似然比值LR；步骤七、N维信道的似然比值LR的计算能够转变为计算两个码长为N/2的似然比值的计算；以此类推直到N的值为1时，得到似然比值LR；即完成了一种基于极化码SC译码的部分和方法。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王学东，马煜，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23