一种极化码SCL译码方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种极化码SCL译码方法、装置及电子设备，属于数字通信的信道编码技术领域，该方法包括：对接收到的信道输出比特序列进行初始化；对所述信道输出比特序列中的当前比特进行二值化比特估计，根据所述比特估计得到度量值对候选路径进行排序；对所述排序后的候选路径分别进行竞争和路径长度判断处理，得到符合条件的候选译码路径；对所述符合条件的候选译码路径进行FC校验，从校验后的候选译码路径中选取路径度量值最大的一条译码路径作为译码结果。通过本申请的方案，提升了译码的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种极化码SCL译码方法、装置及电子设备
本专利技术属于数字通信的信道编码
，特别涉及一种极化码中基于Fletcher检验和辅助的SCL译码算法。
技术介绍
极化码(PolarCodes)是E.Arikan于2009年基于信道极化现象提出的，对于任意给定的对称二进制输入离散无记忆信道(Binary-inputDiscreteMemorylessChannel，B-DMC)，在串行抵消(SuccessiveCancellation，SC)译码算法下，它是第一种在数学上严格证明达到香农信道容量的信道编码方案，是信道编码领域的一项重大突破。由于其独特的代数结构及较低的编译码复杂度，它一经提出即在通信领域产生了极大的影响，成为信道编码领域近年来的研究热点之一。2016年11月，在国际无线标准化机构第三代合作伙伴计划(3GPP)的RAN1第87次会议上，华为主推的极化码方案，成为了第五代移动通信技术(5G)增强移动宽带(EnhanceMobileBroadband，eMBB)场景下控制信道的编码方案。SC译码算法是一种深度优先搜索算法，是基于局部最优的算法，然而，在有限码长下，极化码的SC译码算法的性能并不理想。作为SC译码算法的改进，串行抵消列表(SuccessiveCancellationList，SCL)译码算法被提出，其译码性能接近于最大似然(MaximumLikelihood，ML)译码。为了进一步提升极化码的译码性能，IdoTal等人将循环冗余校验(CyclicRedundancyCheck，CRC)用于SCL译码算法(SCL-CRC)中，在编码端，对原始信息序列进行CRC编码得到CRC校验序列，通过牺牲多位信息位，将CRC校验序列附加在原始信息序列的末端，两者组成源信息序列输入编码器进行极化码编码；在译码端，先进行SCL译码，当SCL译码进行到最后阶段时，对L条候选译码路径进行CRC校验，将未通过CRC校验的路径直接过滤掉，然后再从所有满足CRC校验的候选译码路径中选出度量值最大的一条路径作为译码结果。在最差的情况下，即L条译码候选路径都没有通过CRC校验，则从L条候选译码路径中选出度量值最大的一条路径作为译码结果，在特定码长和码率下，其译码性能甚至超过了一些低密度奇偶校验码(Low-densityParity-checkCodes，LDPC)与Turbo码。鉴于此，本申请提出一种新的极化码SCL译码方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种极化码SCL译码方法、装置及电子设备，至少部分的解决现有技术中存在的问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种极化码SCL译码方法，包括：对接收到的信道输出比特序列进行初始化；对所述信道输出比特序列中的当前比特进行二值化比特估计，根据所述比特估计得到度量值对候选路径进行排序；对所述排序后的候选路径分别进行竞争和路径长度判断处理，得到符合条件的候选译码路径；对所述符合条件的候选译码路径进行FC校验，从校验后的候选译码路径中选取路径度量值最大的一条译码路径作为译码结果。根据本专利技术实施例的一种具体实现方法，对接收到的信道输出比特序列进行初始化，包括：接收信道输出比特序列每个比特的转移概率为W(yi|xi)；设定译码过程中保留的路径条数L的值，并将初始路径置为空路径。根据本专利技术实施例的一种具体实现方法，所述对所述信道输出比特序列中的当前比特进行二值化比特估计，包括：分别计算出当前比特取值为0和1的概率：和若当前比特为固定比特，则否则更新路径度量值，将当前每条候选路径按比特0或1进行扩展。根据本专利技术实施例的一种具体实现方法，所述对所述排序后的候选路径分别进行竞争和路径长度判断处理，包括：统计当前候选路径条数，若当前候选路径条数小于L，则将当前路径均保留下来，否则，保留当前层中路径度量值最大的L条候选路径，删除其余路径。根据本专利技术实施例的一种具体实现方法，所述对所述排序后的候选路径分别进行竞争和路径长度判断处理，包括：判断当前各候选路径长度是否达到码长N，若等于N，则进行FC校验，否则，继续进行比特估计。根据本专利技术实施例的一种具体实现方法，所述对所述符合条件的候选译码路径进行FC校验，包括：分别取出候选译码路径中的k长原始信息估计序列和h长校验估计序列，使用FC算法对k长原始信息估计序列重新计算得到新的h长校验序列，比较h长校验估计序列和新的h长校验序列是否相同，若相同，则认为当前比特估计序列通过了FC校验，否则，未通过FC校验。根据本专利技术实施例的一种具体实现方法，所述方法还包括：如果L条候选译码路径都没有通过FC校验，则从L条候选译码路径中选出路径度量值最大的一条路径作为译码结果。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种极化码SCL译码装置，包括：初始化模块，用于对接收到的信道输出比特序列进行初始化；估计模块，用于对所述信道输出比特序列中的当前比特进行二值化比特估计，根据所述比特估计得到度量值对候选路径进行排序；判断模块，用于对所述排序后的候选路径分别进行竞争和路径长度判断处理，得到符合条件的候选译码路径；处理模块，用于对所述符合条件的候选译码路径进行FC校验，从校验后的候选译码路径中选取路径度量值最大的一条译码路径作为译码结果。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述任第一方面及第一方面的任一实现方式所述的极化码SCL译码方法。本专利技术实施例提供的极化码SCL译码方法、装置、电子设备，在SCL译码过程中添加辅助校验码来提升极化码SCL译码算法的纠错性能，不仅大大提升了极化码SCL译码算法的误帧率性能，其中在误帧率为10-3时，SCL-FC译码算法相对于SCL译码算法提升了大约0.7dB的增益；而且相比于基于同样思想的SCL-CRC译码算法，在达到与其相同译码性能的同时，FC算法运算简单，生成相同长度的校验序列的时间复杂度比CRC低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图：图1为本专利技术实施例提供的N＝3时极化码SC译码算法的路径搜索图；图2为本专利技术实施例提供的N＝3，L＝2时极化码SCL译码算法的路径搜索图；图3为本专利技术实施例提供的使用SCL-CRC译码算法的极化码通信方案操作流程方框图；图4为本专利技术实施例提供的SCL-CRC译码过程流程图；图5为本专利技术实施例提供的使用SCL-FC译码算法的极化码通信方案操作流程方框图；图6为本专利技术实施例提供的SCL-FC译码过程流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。Fletcher校验和(FletcherChecksum，F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极化码SCL译码方法，其特征在于，包括：对接收到的信道输出比特序列进行初始化；对所述信道输出比特序列中的当前比特进行二值化比特估计，根据所述比特估计得到度量值对候选路径进行排序；对所述排序后的候选路径分别进行竞争和路径长度判断处理，得到符合条件的候选译码路径；对所述符合条件的候选译码路径进行FC校验，从校验后的候选译码路径中选取路径度量值最大的一条译码路径作为译码结果。

【技术特征摘要】
1.一种极化码SCL译码方法，其特征在于，包括：对接收到的信道输出比特序列进行初始化；对所述信道输出比特序列中的当前比特进行二值化比特估计，根据所述比特估计得到度量值对候选路径进行排序；对所述排序后的候选路径分别进行竞争和路径长度判断处理，得到符合条件的候选译码路径；对所述符合条件的候选译码路径进行FC校验，从校验后的候选译码路径中选取路径度量值最大的一条译码路径作为译码结果。2.根据权利要求1所述的极化码SCL译码方法，其特征在于，优选的，对接收到的信道输出比特序列进行初始化，包括：接收信道输出比特序列每个比特的转移概率为W(yi|xi)；设定译码过程中保留的路径条数L的值，并将初始路径置为空路径。3.根据权利要求1所述的极化码SCL译码方法，其特征在于，所述对所述信道输出比特序列中的当前比特进行二值化比特估计，包括：分别计算出当前比特取值为0和1的概率：和若当前比特为固定比特，则否则更新路径度量值，将当前每条候选路径按比特0或1进行扩展。4.根据权利要求3所述的极化码SCL译码方法，其特征在于，所述对所述排序后的候选路径分别进行竞争和路径长度判断处理，包括：统计当前候选路径条数，若当前候选路径条数小于L，则将当前路径均保留下来，否则，保留当前层中路径度量值最大的L条候选路径，删除其余路径。5.根据权利要求3所述的极化码SCL译码方法，其特征在于，所述对所述排序后的候选路径分别进行竞争和路径长度判断处理，包括：判断当前各候选路径长度是否达到码长N，若等于N，则进...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢莉娟，李卓，魏红丽，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61