极性码的译码方法和译码装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种Polar码的译码方法和译码装置。该方法包括：将长度为N的第一Polar码分为s个第二Polar码，其中每个第二Polar码的长度为N/s，N和s为2的整数幂且N>s；并行地对s个第二Polar码进行List译码的路径分裂，并在路径分裂后对s个第二Polar码的分裂的路径进行合并，从而得到长度为N的多条合并路径；选择长度为N比特的多条合并路径中的第一合并路径，第一合并路径为长度为N比特的多条合并路径中路径度量值最大的路径或者为长度为N比特的多条合并路径中通过循环冗余校验CRC的路径；根据第一合并路径，得到第一Polar码的译码结果。这样能够提高Polar码的译码吞吐量，减少译码延迟。

【技术实现步骤摘要】
极性码的译码方法和译码装置
本专利技术实施例涉及编解码领域，并且更具体地，涉及Polar码（极性码）的译码方法和译码装置。
技术介绍
通信系统通常采用信道编码提高数据传输的可靠性，保证通信的质量。Polar码是可以取得香农容量且具有低编译码复杂度的编码方式。Polar码是一种线性块码。其生成矩阵为GN.，其编码过程为这里码长N=2n，n≥0。这里BN是转置矩阵，例如比特反转（bitreversal）矩阵。是F的克罗内克幂（Kroneckerpower），定义为Polar码用陪集码可以表示为其编码过程为：这里A为信息（information）比特索引的集合，GN.(A)是GN.中由集合A中的索引对应的行得到的子矩阵，GN.(AC)是GN.中由集合AC中的索引对应的行得到的子矩阵。是冻结（frozen）比特，其数量为(N-K)，是已知比特。为了简单，这些冻结比特可以设为0。Polar码的译码可以用SC（successive-cancellation，连续消除）译码，其过程如下：考虑一种Polar码，其参数为SC译码中，依次计算如下条件似然函数：其中是接收信号向量(y1,y2,…,yN)，是比特向量(u1,u2,…,ui-1)。W是转移概率，L表示对数似然比。如果如下作判决：如果简单令u上述公式(2)和(3)中，表示比特ui的判决值。SC译码的复杂度为O(Nlog2N)。SC译码在码长N很长的情况下能够取得好的性能，逼近香农限。在SC译码中是逐比特顺序译码，在译完每个比特之后是进行硬判后给后续比特译码使用。这样有可能存在错误传播，导致译码性能下降。List（列表）译码保留多条候选路径能够取得逼近最大似然的译码性能。SC译码和List译码结合就得到SC-List译码。Polar码的SC-List译码的过程简述如下：路径分裂：每次如果是信息比特（informationbit），则将当前的译码路径分裂成两条路径：一条路径的和一条路径当总的路径数超出预定义的门限Lmax的时候，丢弃最不可靠的路径，仅保持Lmax条最可靠的路径（称为幸存路径）；并且更新所有路径上的概率值。Lmax是正整数，可称为幸存路径数。无路径分裂：如果是冻结比特，则所有译码路径并不分裂，设保持路径数不变并且更新所有路径的概率值。但是，SC-List译码同样只能进行逐比特顺序译码，译码延迟较大，译码吞吐量较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种Polar码的译码方法和译码器，能够提高Polar码的译码吞吐量。第一方面，提供了一种Polar码的译码方法，包括：将长度为N的第一Polar码分为s个第二Polar码，其中每个第二Polar码的长度为N/s，N和s为2的整数幂且N>s；并行地对s个第二Polar码进行列表List译码的路径分裂，并在路径分裂后对s个第二Polar码的分裂的路径进行合并，从而得到长度为N的多条合并路径；选择长度为N比特的多条合并路径中的第一合并路径，第一合并路径为所述长度为N比特的多条合并路径中路径度量值最大的路径或者为长度为N比特的多条合并路径中通过循环冗余校验CRC的路径；根据第一合并路径，得到第一Polar码的译码结果。结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，并行地对所述s个第二Polar码进行路径分裂，并在路径分裂后对所述s个第二Polar码的分裂的路径进行合并，从而得到长度为N的多条合并路径，包括：并行地对每个第二Polar码的第k比特进行路径分裂，得到每个第二Polar码对应的2L条分裂路径，k、L为正整数且1≤k≤N/s，k=1时L=1，k>1时L为对第k比特进行路径分裂前的幸存路径数；根据所述第一Polar码中与所述s个第二Polar码的第k比特对应的比特的性质，合并s个第二Polar码对应的总共s×2L条分裂路径，得到长度为k×s的P条合并路径，P为正整数且P≤s×2L；根据所述长度为k×s的P条合并路径进行后续路径分裂和合并处理，以得到长度为N的多条合并路径。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，根据所述长度为k×s的P条合并路径进行后续路径分裂和合并处理，以得到长度为N的多条合并路径，包括：当k<N/s时，如果P≤Lmax，则将所述长度为k×s的P条合并路径分解为s个合并路径组，每个所述合并路径组包含长度为k的P条合并路径作为幸存路径，并将s个合并路径组分别用于对s个第二Polar码的第k+1比特的路径分裂和合并处理中；如果P>Lmax，则从长度为k×s的P条合并路径中选择路径度量值最大的Lmax条合并路径，将所选择的Lmax条合并路径分解为s个合并路径组，每个合并路径组包含长度为k的Lmax条合并路径作为幸存路径，并将s个合并路径组分别用于对s个第二Polar码的第k+1比特的路径分裂和合并处理中；当k=N/s时，将长度为k×s的P条合并路径作为长度为N的多条合并路径，其中Lmax为预定的最大路径数。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，根据第一Polar码中与s个第二Polar码的第k比特对应的比特的性质，合并s个第二Polar码对应的总共s×2L条分裂路径，得到长度为k×s的P条合并路径，包括：当第一Polar码中与s个第二Polar码的第k比特对应的比特均为冻结比特时，选择第k比特等于特定值的分裂路径进行合并以得到长度为k×s的P条中间合并路径，将P条中间合并路径作为P条合并路径，其中P=L，特定值为冻结比特的取值。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，根据第一Polar码中与s个第二Polar码的第k比特对应的比特的性质，合并s个第二Polar码对应的总共s×2L条分裂路径，得到长度为k×s的P条合并路径，包括：当第一Polar码中与s个第二Polar码的第k比特对应的比特中存在w个信息比特和s-w个冻结比特时，其中w为整数且0≤w≤s，删除对应于冻结比特的第k比特不等于特定值的分裂路径，合并剩余的分裂路径，得到长度为k×s的P条中间合并路径，将P条中间合并路径作为P条合并路径，其中P=2w×L，特定值为冻结比特的取值。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，将长度为N的第一Polar码分为相互耦合的s个第二Polar码，包括：将第一Polar码的接收信号向量顺序地等分为s段接收信号向量，每段接收信号向量作为一个第二Polar码的接收信号向量以确定s个第二Polar码。第二方面，提供了一种Polar码的译码装置，包括：分段单元，用于将长度为N的第一Polar码分为s个第二Polar码，其中每个第二Polar码的长度为N/s，N和s为2的整数幂且N>s；分裂合并单元，用于并行地对s个第二Polar码进行List译码的路径分裂，并在路径分裂后对s个第二Polar码的分裂的路径进行合并，从而得到长度为N的多条合并路径；选择单元，用于选择长度为N比特的多条合并路径中的第一合并路径，第一合并路径为长度为N比特的多条合并路径中路径度量值最大的路径或者为长度为N比特的多条合并路径中通过循环冗余校验CRC的路径；确定单元，用于根据第一合并路径，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极性Polar码的译码方法，其特征在于，包括：将长度为N的第一Polar码分为s个第二Polar码，其中每个第二Polar码的长度为N/s，N和s为2的整数幂且N>s；并行地对所述s个第二Polar码进行列表List译码的路径分裂，并在路径分裂后对所述s个第二Polar码的分裂的路径进行合并，从而得到长度为N的多条合并路径；选择所述长度为N的多条合并路径中的第一合并路径，所述第一合并路径为所述长度为N的多条合并路径中路径度量值最大的路径或者为所述长度为N的多条合并路径中通过循环冗余校验CRC的路径；根据所述第一合并路径，得到所述第一Polar码的译码结果。

【技术特征摘要】
1.一种极性Polar码的译码方法，其特征在于，包括：将长度为N的第一Polar码分为s个第二Polar码，其中，s个第二Polar码相互耦合，每个第二Polar码的长度为N/s，N和s为2的整数幂且N>s；并行地对所述s个第二Polar码进行列表List译码的路径分裂，并在路径分裂后对所述s个第二Polar码的分裂的路径进行合并，从而得到长度为N的多条合并路径；选择所述长度为N的多条合并路径中的第一合并路径，所述第一合并路径为所述长度为N的多条合并路径中路径度量值最大的路径或者为所述长度为N的多条合并路径中通过循环冗余校验CRC的路径；根据所述第一合并路径，得到所述第一Polar码的译码结果。2.如权利要求1所述的译码方法，其特征在于，所述并行地对所述s个第二Polar码进行路径分裂，并在路径分裂后对所述s个第二Polar码的分裂的路径进行合并，从而得到长度为N的多条合并路径，包括：并行地对每个第二Polar码的第k比特进行路径分裂，得到每个第二Polar码对应的2L条分裂路径，k、L为正整数且1≤k≤N/s，k＝1时L＝1，k>1时L为对所述第k比特进行所述路径分裂前的幸存路径数；根据所述第一Polar码中与所述s个第二Polar码的第k比特对应的比特的性质，合并所述s个第二Polar码对应的总共s×2L条分裂路径，得到长度为k×s的P条合并路径，P为正整数且P≤s×2L；根据所述长度为k×s的P条合并路径进行后续路径分裂和合并处理，以得到所述长度为N的多条合并路径。3.如权利要求2所述的译码方法，其特征在于，所述根据所述长度为k×s的P条合并路径进行后续路径分裂和合并处理，以得到所述长度为N的多条合并路径，包括：当k<N/s时，如果P≤Lmax，则将所述长度为k×s的P条合并路径分解为s个合并路径组，每个所述合并路径组包含长度为k的P条合并路径作为幸存路径，并将所述s个合并路径组分别用于对s个第二Polar码的第k+1比特的路径分裂和合并处理中；如果P>Lmax，则从所述长度为k×s的P条合并路径中选择路径度量值最大的Lmax条合并路径，将所选择的Lmax条合并路径分解为s个合并路径组，每个所述合并路径组包含长度为k的Lmax条合并路径作为幸存路径，并将所述s个合并路径组分别用于对s个第二Polar码的第k+1比特的路径分裂和合并处理中；当k＝N/s时，将所述长度为k×s的P条合并路径作为所述长度为N的多条合并路径，其中Lmax为预定的最大路径数。4.如权利要求2所述的译码方法，其特征在于，所述根据所述第一Polar码中与所述s个第二Polar码的第k比特对应的比特的性质，合并所述s个第二Polar码对应的总共s×2L条分裂路径，得到长度为k×s的P条合并路径，包括：当所述第一Polar码中与所述s个第二Polar码的第k比特对应的比特均为冻结比特时，选择第k比特等于特定值的分裂路径进行合并以得到长度为k×s的P条中间合并路径，将所述P条中间合并路径作为所述P条合并路径，其中P＝L，所述特定值为所述冻结比特的取值。5.如权利要求2所述的译码方法，其特征在于，所述根据所述第一Polar码中与所述s个第二Polar码的第k比特对应的比特的性质，合并所述s个第二Polar码对应的总共s×2L条分裂路径，得到长度为k×s的P条合并路径，包括：当所述第一Polar码中与所述s个第二Polar码的第k比特对应的比特中存在w个信息比特和s-w个冻结比特时，其中w为整数且0≤w≤s，删除对应于冻结比特的第k比特不等于特定值的分裂路径，合并剩余的分裂路径，得到长度为k×s的P条中间合并路径，将所述P条中间合并路径作为所述P条合并路径，其中P＝2w×L，所述特定值为所述冻结比特的取值。6.如权利要求1-5任一项所述的译码方法，其特征在于，所述将长度为N的第一Polar码分为s个第二Polar码，包括：将所述第一Polar码的接收信号向量顺序地等分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，沈晖，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44