基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法及装置，所述方法包括：接收信道输出的信息序列，将信道相位旋转角进行M级均匀离散化，进行相干BCJR运算，获得M个内码外信息；对M个内码外信息进行解交织，获得M个外码先验信息，对M个外码先验信息进行第一次BP译码运算，得到M个译码结果、M个外码后验信息和M个校验子矢量；利用校验子矢量进行判决反馈，获取BP译码的先验信息；根据该先验信息进行第二次BP译码运算；若判断第二次BP译码运算获得的译码结果满足BP译码运算的停止规则或达到最大迭代次数，则根据译码结果计算原始信息序列的估值序列。本发明专利技术实施例可显著提高通信系统非相干检测性能。

【技术实现步骤摘要】
基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法及装置
本专利技术实施例涉及数字编码调制
，更具体地，涉及一种基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法及装置。
技术介绍
极化码凭借其自身特点——理论证明其性能可达香农限，编译码复杂度低——在近十年成为编译码领域关注的热点。尤其当其被纳入5G无线通信标准后，使得对极化码的研究具有更多的现实意义。然而，几乎所有关于极化码的研究和应用，都集中在AWGN信道下的相干检测。这就意味着，接收机必须获得准确的载波相位及信道状态信息。但不少实际的应用场景中，例如，在具有快衰落信道下的大规模MIMO通信系统中接收机根本无法获取上述信息，这使得相干检测不再适用。而非相干检测却能在此环境下正常工作，原因是非相干检测无需载波相位及信道状态信息。如图1所示为现有的极化码的迭代非相干检测系统的结构示意图，采用传统的非相干检测方法时，系统的误码性能与相干检测相比，仍有相当的性能退化，尤其在低信噪比区，性能退化更为明显。整个通信系统的性能不仅与接收机的结构有关，更与接收机的检测方法设计有着密切关系。因而，对于如图1所示的极化码的非相干迭代检测系统而言，寻找一种性能更优的非相干检测方法成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法及装置。第一方面，本专利技术实施例提供一种基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法，包括：接收信道输出的信息序列，将信道相位旋转角进行M级均匀离散化，并根据上一次迭代时的内码先验信息及所述信道输出的信息序列，对各离散相位旋转角进行相干BCJR运算，得到M个内码后验信息，并根据先验信息、后验信息及外信息间的关系，计算获得M个内码外信息；对所述M个内码外信息分别进行解交织操作，获得M个外码先验信息，对所述M个外码先验信息进行第一次极化码BP译码运算，得到M个译码结果和M个外码后验信息，并根据所述M个译码结果分别计算获得M个校验子矢量；利用所述校验子矢量对所述第一次极化码BP译码运算进行判决反馈，获取极化码BP译码运算的先验信息；根据所述极化码BP译码运算的先验信息进行第二次极化码BP译码运算；若判断第二次极化码BP译码运算获得的译码结果满足极化码BP译码运算的停止规则或达到内外码间的最大迭代次数，则根据所述第二次极化码BP译码运算获得的译码结果计算原始信息序列的估值序列，输出所述原始信息序列的估值序列并退出迭代检测过程；或者，若判断第二次极化码BP译码运算获得的译码结果不能满足极化码BP译码运算的停止规则且未达到内外码间的最大迭代次数，则根据第二次极化码BP译码运算获得的外码后验信息，并基于先验信息、后验信息及外信息间的关系计算获得外码外信息，将所述外码外信息经交织操作转换为内码先验信息，以开始下一次的迭代检测过程；其中，M为大于1的自然数。第二方面，本专利技术实施例提供一种基于判决反馈的极化码非相干迭代检测装置，包括：相干BCJR检测模块，用于接收信道输出的信息序列，将信道相位旋转角进行M级均匀离散化，并根据上一次迭代时的内码先验信息及所述信道输出的信息序列，对各离散相位旋转角进行相干BCJR运算，得到M个内码后验信息，并根据先验信息、后验信息及外信息间的关系，计算获得M个内码外信息；第一极化码译码模块，用于对所述M个内码外信息分别进行解交织操作，获得M个外码先验信息，对所述M个外码先验信息进行第一次极化码BP译码运算，得到M个译码结果和M个外码后验信息，并根据所述M个译码结果分别计算获得M个校验子矢量；判决反馈模块，用于利用所述校验子矢量对所述第一次极化码BP译码运算进行判决反馈，获取极化码BP译码运算的先验信息；第二极化码译码模块，用于根据所述极化码BP译码运算的先验信息进行第二次极化码BP译码运算；判断模块，用于若判断第二次极化码BP译码运算获得的译码结果满足极化码BP译码运算的停止规则或达到内外码间的最大迭代次数，则根据所述第二次极化码BP译码运算获得的译码结果计算原始信息序列的估值序列，输出所述原始信息序列的估值序列并退出迭代检测过程；或者，若判断第二次极化码BP译码运算获得的译码结果不能满足极化码BP译码运算的停止规则且未达到内外码间的最大迭代次数，则根据第二次极化码BP译码运算获得的外码后验信息，并基于先验信息、后验信息及外信息间的关系计算获得外码外信息，将所述外码外信息经交织操作转换为内码先验信息，以开始下一次的迭代检测过程；其中，M为大于1的自然数。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法的步骤。本专利技术实施例提供的基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法及装置，通过对校验子矢量的判决并将判决结果反馈给相干BCJR检测模块的方式，实现了相干BCJR检测与极化码BP译码间“优质”外信息的传输交换，使其优于传统的非相干迭代检测性能，并更加接近相干检测下的性能，可以显著提高通信系统的非相干检测性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。图1为现有的极化码的迭代非相干检测系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的基于判决反馈的极化码的非相干迭代检测方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的基于判决反馈的极化码非相干迭代检测装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的基于H矩阵的极化码在BDPSK-AWGN信道上，采用不同检测方案时的误比特率性能比较示意图；图5为本专利技术实施例提供的基于H矩阵的极化码在BDPSK-AWGN信道上，采用不同检测方案时的误比特率性能比较示意图；图6为本专利技术实施例提供的电子设备的实体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了解决传统的非相干检测方法误码性能不理想的问题，本专利技术实施例提供一种基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法。首先，为了清楚地说明本专利技术实施例所提供的方法，先对本专利技术实施例所提供的方法应用的极化码的迭代非相干检测系统进行描述。如图1所示，该系统包括：接收机、AWGN信道和发送机。其中，本专利技术实施例所提供方法应用的接收机结构为相干BCJR检测模块与极化码的BP译码模块间进行迭代的检测结构。该接收机结构具体包括：相干BCJR检测模块101、解交织模块102、极化码的BP译码模块103以及第一交织模块104。其中，相干BCJR检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法，其特征在于，包括：接收信道输出的信息序列，将信道相位旋转角进行M级均匀离散化，并根据上一次迭代时的内码先验信息及所述信道输出的信息序列，对各离散相位旋转角进行相干BCJR运算，得到M个内码后验信息，并根据先验信息、后验信息及外信息间的关系，计算获得M个内码外信息；对所述M个内码外信息分别进行解交织操作，获得M个外码先验信息，对所述M个外码先验信息进行第一次极化码BP译码运算，得到M个译码结果和M个外码后验信息，并根据所述M个译码结果分别计算获得M个校验子矢量；利用所述校验子矢量对所述第一次极化码BP译码运算进行判决反馈，获取极化码BP译码运算的先验信息；根据所述极化码BP译码运算的先验信息进行第二次极化码BP译码运算；若判断第二次极化码BP译码运算获得的译码结果满足极化码BP译码运算的停止规则或达到内外码间的最大迭代次数，则根据所述第二次极化码BP译码运算获得的译码结果计算原始信息序列的估值序列，输出所述原始信息序列的估值序列并退出迭代检测过程；或者，若判断第二次极化码BP译码运算获得的译码结果不能满足极化码BP译码运算的停止规则且未达到内外码间的最大迭代次数，则根据第二次极化码BP译码运算获得的外码后验信息，并基于先验信息、后验信息及外信息间的关系计算获得外码外信息，将所述外码外信息经交织操作转换为内码先验信息，以开始下一次的迭代检测过程；其中，M为大于1的自然数。...

【技术特征摘要】
1.一种基于判决反馈的极化码非相干迭代检测方法，其特征在于，包括：接收信道输出的信息序列，将信道相位旋转角进行M级均匀离散化，并根据上一次迭代时的内码先验信息及所述信道输出的信息序列，对各离散相位旋转角进行相干BCJR运算，得到M个内码后验信息，并根据先验信息、后验信息及外信息间的关系，计算获得M个内码外信息；对所述M个内码外信息分别进行解交织操作，获得M个外码先验信息，对所述M个外码先验信息进行第一次极化码BP译码运算，得到M个译码结果和M个外码后验信息，并根据所述M个译码结果分别计算获得M个校验子矢量；利用所述校验子矢量对所述第一次极化码BP译码运算进行判决反馈，获取极化码BP译码运算的先验信息；根据所述极化码BP译码运算的先验信息进行第二次极化码BP译码运算；若判断第二次极化码BP译码运算获得的译码结果满足极化码BP译码运算的停止规则或达到内外码间的最大迭代次数，则根据所述第二次极化码BP译码运算获得的译码结果计算原始信息序列的估值序列，输出所述原始信息序列的估值序列并退出迭代检测过程；或者，若判断第二次极化码BP译码运算获得的译码结果不能满足极化码BP译码运算的停止规则且未达到内外码间的最大迭代次数，则根据第二次极化码BP译码运算获得的外码后验信息，并基于先验信息、后验信息及外信息间的关系计算获得外码外信息，将所述外码外信息经交织操作转换为内码先验信息，以开始下一次的迭代检测过程；其中，M为大于1的自然数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述M个译码结果分别计算获得M个校验子矢量的步骤，具体为：根据所述M个译码结果应用如下公式计算获得M个校验子矢量Si：其中，H为校验矩阵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述校验子矢量对所述第一次BP译码运算进行判决反馈，获取极化码BP译码运算的先验信息的步骤，具体为：对每个所述校验子矢量中元素为1的个数进行统计，得到M个统计量；判断所述M个统计量中是否存在零值，若存在，则将统计量为零时所对应的译码结果作为有效的码字估值序列，根据所述码字估值序列计算原始信息序列的估值序列，输出所述原始信息序列的估值序列并退出迭代检测过程；或者，若不存在，则获取所述M个统计量中的最小值所对应的索引值index；若所述索引值index的维度为一维，则将所述索引值index对应的内码外信息解交织后作为所述极化码BP译码运算的先验信息；或者，若index的维度为多维，则计算所述索引值index对应的所有内码外信息的平均值，并将所述平均值解交织后作为所述极化码BP译码运算的先验信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述极化码BP译码运算的停止规则为：进行极化码BP译码运算获得的译码结果为有效的码字估值序列。5.一种基于判卷反馈的极化码非相干迭代检测装置，其特征在于，包括：相干BCJR检测模块，用于接收信道输出的信息序列，将信道相位旋转角进行M级均匀离散化，并根据上一次迭代时的内码先...

【专利技术属性】
技术研发人员：许黄霞，王志杰，王帅，刘敏囡，陈超凡，岳平越，孟恩同，杨煊赫，张昊星，卢琨，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11