The invention relates to a spherical decoding method for concatenated polarization codes, which includes the following steps: first, calculating the generating matrix GCRC of the system form of CRC codes; second, calculating the generating matrix of concatenated codes; third, simplifying the generating matrix G of concatenated codes into the \lower step form\ by using Gauss elimination method, and recording the next step form of G as Gd; fourth, calculating the index number by Gd. Group P, using the structure of index array P record matrix Gd; Step 5: Using index array P to decode spherical codes; The concatenated codes formed by polarization codes and CRC codes in this method design spherical decoders, which can achieve maximum likelihood decoding performance of concatenated codes formed by polarization codes and CRC codes.
【技术实现步骤摘要】
一种级联极化码的球形译码方法
本专利技术属于无线通信中信道编码
,具体涉及极化码与循环冗余校验码级联情况下的球形译码方法。
技术介绍
极化码是第一类能够达到对称无记忆信道的信道容量的线性分组码,因而得到信道编码领域研究者的广泛关注。尽管极化码在码长为无穷的理想情况下,可以达到对称无记忆信道的信道容量,但中短长度的极化码在串行抵消译码器下,误码率性能低于涡轮码和低密度奇偶校验码。一种通用的改进方式是把极化码和循环冗余校验码(Cyclicredundancycheck,CRC)级联,并且使用串行抵消列表译码器进行译码,这样的改进使得极化码的误码率性能达到或者超过涡轮码和低密度奇偶校验码的误码率性能。目前,极化码已经入选第五代移动通信标准,作为控制信道中的短码方案来使用。因此,需要研究高性能的极化码短码译码器。球形译码方法是一种适用于码字长度较短,小于128位比特的信道编码的通用译码方法,球形译码方法的优势在于能够达到最大似然译码性能。目前已有一些关于使用球形译码器进行极化码译码的研究,但是这些研究仅针对单一的极化码进行译码,没有考虑极化码和CRC码级联的情况。极化码和CRC码形成的级联码的误码率性能远超过(约两个数量级)单一的极化码,所以需要研究极化码和CRC码形成的级联码的高效球形译码方法。本专利技术给出了极化码和CRC码形成的级联码的高效球形译码方法,这种译码方法能够达到最大似然译码性能。
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,提供一种级联极化码的球形译码方法,该方法极化码和CRC码形成的级联码设计了球形译码器,使用该球形译码器能够达 ...
【技术保护点】
1.一种级联极化码的球形译码方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:第一步:计算CRC码的系统形式的生成矩阵GCRC;第二步:计算级联码的生成矩阵;第三步:用高斯消去法将级联码生成矩阵G化简为“下阶梯形式”,记G的下阶梯形式为Gd;第四步:由Gd计算索引数组P,用索引数组P记录矩阵Gd的结构;第五步:利用索引数组P进行球形译码。
【技术特征摘要】
1.一种级联极化码的球形译码方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:第一步:计算CRC码的系统形式的生成矩阵GCRC;第二步:计算级联码的生成矩阵;第三步:用高斯消去法将级联码生成矩阵G化简为“下阶梯形式”,记G的下阶梯形式为Gd;第四步:由Gd计算索引数组P,用索引数组P记录矩阵Gd的结构;第五步:利用索引数组P进行球形译码。2.根据权利要求1所述的级联极化码的球形译码方法,其特征在于,所述第一步骤中计算CRC码的系统形式的生成矩阵GCRC具体如下:首先需要选定CRC码的生成多项式g(x),g(x)具有如下形式:g(x)=xr+ar-1xr-1+...+a1x+1(3)其中ai∈{0,1},1≤i≤r-1,r是g(x)的次数,也是CRC校验位的长度;根据g(x)各项系数,写出g(x)的向量表达形式v(g):v(g)=(1,ar-1,...a1,1);(4)在得到CRC码的系统形式的生成矩阵GCRC前,先要计算非系统形式的生成矩阵设待编码的信息是K位比特,为得到需要现在v(g)之前添加K-1个零,得到向量v0(g):v0(g)=(01,...,0K-1,v(g))=(01,...,0K-1,1,ar-1,...a1,1);(5)其中0i,1≤i≤K-1表示添加的第i个零,v0(g)中包含K+r个元素;有K行,K+r列,的各行由v0(g)和v0(g)的循环左移得到,设的第i行为则按下式计算:其中LK-i(v0(g))表示连续对v0(g)进行K-i次循环左移,且L0(v0(g))=v0(g);通过(6)式得到CRC码非系统形式的生成矩阵后,用高斯消去法对做初等行变换,得到系统形式的生成矩阵GCRC:GCRC=[IK|QK×r];(7)其中IK表示K维的单位矩阵,QK×r是K行,r列的矩阵,QK×r的作用是生成CRC校验位,符号“|”表示矩阵分块。3.根据权利要求2所述的级联极化码的球形译码方法,其特征在于,所述第二步:计算级联码的生成矩阵具体如下:设级联码生成矩阵为G,G的表达式如下:G=GCRCGp(8)其中Gp是极化码的生成矩阵,Gp的形式与极化码的构造方法有关。4.根据权利要求2所述的级联极化码的球形译码方法,其特征在于,所述第三步:用高斯消去法将级联码生成矩阵,G化简为“下阶梯形式”,记G的下阶梯形式为Gd;设Gd是K行,N列的矩阵,如果对于任意1≤i≤K-1,Gd第i行的最后一个非零元素位于第j列,1≤j≤N-1,Gd第i+1行的最后一个非零元素位于第k列,2≤k≤N,k>j总是成立,则称Gd具有下阶梯形式。5.根据权利要求2所述的级联极化码的球形译码方法,其特征在于,所述第四步:由Gd计算索引数组P,用索引数组P记录矩阵Gd的结构具体如下:索引数组P有K行,2列,其中K是待编码的信息比特的位数;首先定义函数γ(i),1≤i≤K,γ(i)的取值为Gd的第i行,1≤i≤K,最后一个非零元素所在的列数。6.根据权利要求2所述的级联极化码的球形译码方法,其特征在于,...
【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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