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极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法技术

技术编号:19011486 阅读:11 留言:0更新日期:2018-09-22 10:55
本发明专利技术提供一种极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,所述方法包括以下步骤:第一步:构造比特翻转索引集合;第二步:用CRC‑SCL译码器对接收信号

【技术实现步骤摘要】
极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法
本专利技术涉及一种译码方法,具体涉及一种极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,属于无线通信中信道编码

技术介绍
极化码是第一种能被严格证明达到二进制输入无记忆信道容量的信道编码方式,同时极化码拥有低复杂度的编码和译码方法,因此极化码成为当前信道编码领域的研究热点。在第五代移动通信标准中,极化码是控制信道中的信道编码方案。虽然在码率低于信道容量并且码长为无穷大的理想情况下,极化码能够通过串行抵消(Successivecancellation,SC)译码方法实现无差错的信息传输,但是当极化码长度处于有限长度时(例如1024比特),SC译码方法的误组率(Blockerrorrate,BLER)性能比其他信道编码方案(例如低密度奇偶校验码)差,所以提升极化码在有限码长区域的BLER性能是重要的研究内容。串行抵消列表(Successivecancellationlist,SCL)译码方法是SC译码方法的扩展。SC是一种序贯译码方法,在译码过程中仅保存一条译码路径,而SCL译码方法在译码过程中保存L条译码路径(正整数L称为列表数),并且每条译码路径都被分配一个路径度量(Pathmetric,PM)值,当SCL译码器完成最后一个信息比特的估计时,便得到L条候选路径,具有最优PM值的路径被输出为译码结果。因此,SCL译码器的BLER性能优于SC译码器。基于循环冗余校验(Cyclicredundancycheck,CRC)的串行抵消列表译码方法(CRC-SCL)是SCL的改进方法,其BLER性能优于SCL。CRC-SCL方法在得到L条候选路径后,选择通过CRC校验的路径作为译码输出。如果L条候选路径均未通过CRC校验,则现有的CRC-SCL译码器判定此次译码失败,且不再对接收信号做任何处理。然而,如果把译码失败也看做一种“信息”,设计出首次译码失败后的接收信号处理方法,就能进一步提升CRC-SCL译码器的性能。串行抵消翻转(Successivecancellationflip,SCF)译码方法是SC方法的另一种变体,也为进一步提升CRC-SCL译码器的性能提供了思路。SCF译码器通过翻转不可靠的比特判决结果,避免了译码过程中的差错传播,从而提高了极化码在SC译码方法下的BLER性能。但是现有的SCF译码方法仅针对SC译码过程进行比特翻转,尚无针对CRC-SCL译码过程的比特翻转方法。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的技术问题,提供一种极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,本专利技术中的极化码串行抵消列表比特翻转(Successivecancellationlistflip,SCLF)译码通过把比特翻转的概念引入到CRC-SCL译码器中,来提升CRC-SCL译码器的BLER性能。一种极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,所述方法包括以下步骤:第一步:构造比特翻转索引集合;第二步:用CRC-SCL译码器对接收信号进行译码;第三步:进行SCLF译码。本专利技术提出的极化码串行抵消列表比特翻转(Successivecancellationlistflip,SCLF)译码方法,是针对现有的SCF和CRC-SCL译码方法的改进方法。SCLF方法把比特翻转的概念引入到了CRC-SCL译码器之中,进一步提升了CRC-SCL译码器的性能,即CRC-SCL译码器在发现译码失败后,仍能采取补救措施,使得当前译码获得成功。作为本专利技术的一种改进,第一步:构造比特翻转索引集合,具体如下,所述比特翻转索引集合,称为矫正关键集合(Revisedcriticalset,RCS),RCS通过矫正现有的CS得到,在CRC-SCL译码方法中,列表数L是2的幂,记其中vA(i)∈{0,1}为信息比特,K为信息比特的数量,A(i)表示信息比特索引集合A中的第i个元素,在CRC-SCL译码器对进行估计时,所有可能的取值都被译码器保存,因此无法进行比特翻转。删除CS中包含的比特向量得到RCS:其中集合运算符\的运算规则是:A\B=A-AIB,即在集合A中去掉AIB。作为本专利技术的一种改进,所述第二步:用CRC-SCL译码器对接收信号进行译码;具体如下,如果L条候选路径中有路径通过了CRC校验,则译码成功,中止译码过程;如果L条候选路径中均未通过CRC校验,则本次译码失败,转入第三步。作为本专利技术的一种改进,所述第三步:进行SCLF译码,具体如下,译码前log2L个信息比特时,SCLF的译码过程与CRC-SCL相同,从第1+log2L个信息比特开始,SCLF译码器根据RCS对以及其后的信息比特进行翻转;所述第三步中的比特翻转规则,先定义SCLF译码过程中的路径分裂状态;当译码vi,i∈A时,当前的L条译码路径分裂为2L条,2L条译码路径中的每一条都被分配了路径度量(PM),在当前比特索引i∈A处,用于存储这2L个路径度量值的数组P(i)定义如下:其中是P(i)中第a+1行,第b列的元素,表示第b条路径将vi估计为比特值a时的路径度量,其中a∈{0,1}且1≤b≤L,按照下式计算;其中1≤k≤i的定义与(1)相同,右下角标b表示是第b条路径的LLR;取P(i)中2L个元素的中位数,记为δ;矩阵Q(i)中的第a+1行,第b列的元素按下式获得(a∈{0,1}且b∈{1,2,...,L}):获得矩阵Q(i)后,就能定义路径分裂状态;如果并且按照列表译码的原则,第b条路径应该被删除,此时第b条路径的状态被定义为“删除状态”;如果并且按照列表译码的原则,第b条路径应该被复制,此时第b条路径的状态被定义为“复制状态”;如果(或),按照列表译码的原则,第b条路径应该将vi判定为1(或0),由于这种情况类似于SC译码过程,所以此时第b条路径的状态被定义为“SC状态”。SCLF译码器的工作过程如下:(1)初始化,根据极化码的结构生成RCS集合,设置t=0,Tmax=T和L,其中t,0≤t≤Tmax表示当前比特翻转的次数,初始值为0;Tmax是最大允许的翻转次数,T是正整数;L是列表数,转入子步骤(2)。(2)执行CRC-SCL译码,CRC-SCL译码结束后,转入子步骤(3);(3)如果L条候选路径中,存在通过CRC校验的路径,则译码成功,将通过CRC校验且路径度量最小的路径作为译码输出,译码结束,如果当前L条路径均未通过CRC校验,则进入比特翻转译码阶段,令t=t+1,设置表示当前译码比特的索引转入子步骤(4);(4)如果t>Tmax,SCLF译码失败,译码结束,否则,转入子步骤(5);(5)根据(1)和(4)计算当前比特索引处,各个译码路径的LLR和PM,如果执行与现有CRC-SCL译码器相同的译码过程;如果则应判断当前比特索引处,各条译码路径的状态,然后对处于“SC状态”的路径进行比特翻转,即如果某一路径b处于“SC状态”,则该路径的第个比特按下式判决:其中的定义与(1)中相同,右下角标b表示是第b条路径的LLR;所有1≤b≤L判决完成后,转入子步骤(6);(6)如果则所有比特估计完毕,得到L条候选路径,转入子步骤(3),否则转入子步骤(5)。相对于现有技术,本专利技术的有益效果如下,本专利技术中的极化码串行抵消列表比特翻转译码方法,通过本文档来自技高网
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极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法

【技术保护点】
1.一种极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:第一步:构造比特翻转索引集合;第二步:用CRC‑SCL译码器对接收信号

【技术特征摘要】
1.一种极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:第一步:构造比特翻转索引集合;第二步:用CRC-SCL译码器对接收信号进行译码;第三步:进行SCLF译码。2.根据权利要求1所述的极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,其特征在于,第一步:构造比特翻转索引集合,具体如下,所述比特翻转索引集合,称为矫正关键集合(Revisedcriticalset,RCS),RCS通过矫正现有的CS得到,在CRC-SCL译码方法中,列表数L是2的幂,记其中vA(i)∈{0,1}为信息比特,K为信息比特的数量,A(i)表示信息比特索引集合A中的第i个元素,在CRC-SCL译码器对进行估计时,所有可能的取值都被译码器保存,删除CS中包含的比特向量得到RCS:其中集合运算符\的运算规则是:A\B=A-AIB,即在集合A中去掉AIB。3.根据权利要求1所述的极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,其特征在于,所述第二步:用CRC-SCL译码器对接收信号进行译码;具体如下,如果L条候选路径中有路径通过了CRC校验,则译码成功,中止译码过程;如果L条候选路径中均未通过CRC校验,则本次译码失败,转入第三步。4.根据权利要求1所述的极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,其特征在于,所述第三步:进行SCLF译码,具体如下,译码前log2L个信息比特时,SCLF的译码过程与CRC-SCL相同,从第1+log2L个信息比特开始,SCLF译码器根据RCS对以及其后的信息比特进行翻转。5.根据权利要求1所述的极化码的串行抵消列表比特翻转译码方法,其特征在于,所述第三步中的比特翻转规则,先定义SCLF译码过程中的路径分裂状态;当译码vi,i∈A时,当前的L条译码路径分裂为2L条,2L条译码路径中的每一条都被分配了路径度量(PM),在当前比特索引i∈A处,用于存储这2L个路径度量值的数组P(i)定义如下:其中是P(i)中第a+1行,第b列的元素,表示第b条路径将vi估计为比特值a时的路径度量,其中a∈{0,1}且1≤b≤...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘志文于永润刘楠尤肖虎
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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