一种自适应融合串行抵消列表极化码译码方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种自适应融合串行抵消列表极化码译码方法及系统。该方法包括：获取待译码序列中的比特；筛选出待译码序列中的信息比特；按编码后的比特序列的排列顺序逐个判断各个信息比特的对数似然比值是否满足大于0且大于正阈值的正阈值判断条件或小于0且小于负阈值的负阈值判断条件，得到第一判断结果；当出现第一判断结果为否的信息比特时，将排列顺序位于第一判断结果为否的信息比特之前的信息比特采用串行抵消译码方法逐个进行译码；将第一判断结果为否的信息比特及其后的所有比特采用循环冗余辅助串行抵消列表译码方法逐个进行译码。本发明专利技术能够降低自适串行抵消列表译码方法在低信噪比下的平均复杂度，保持在高信噪比下的低平均复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应融合串行抵消列表极化码译码方法及系统
本专利技术涉及极化码译码领域，特别是涉及一种自适应融合串行抵消列表极化码译码方法及系统。
技术介绍
Arikan首次提出信道极化现象，并且在此基础上提出了对应的串行抵消(SC，SuccessiveCancellation)译码方法。同时，证明在该译码方法条件下，极化码可以达到任意二进制输入离散无记忆(B-DMC，Binary-inputDiscreteMemorylessChannel)对称容量。极化码的编码和SC译码方法的复杂度是码块长度N的函数。随着码长的增加，信道的极化现象越来越明显，且当码长趋于无穷大时，SC译码方法可到对称容量。但是在中短码长下，信道的极化现象不明显，SC译码方法的性能不及Turbo码和低密度奇偶校验(LDPC，LowDensityParityCheck)码的译码性能。因此，学者们近年来一直致力于改善极化码在中低码长时的译码性能。受LDPC码的置信传播(BP，BeliefPropagation)译码方法的启发，有学者将BP译码方法应用在极化码中，BP译码方法的性能与SC译码方法的性能相比有了提高，并且提供了软输出。在SC译码方法中，在每一个译码阶段都保留一条路径，并且译码顺序是按照串行的方式进行译码，如果在译某个比特时，之前的比特译码发生错误，则在该比特处的译码也会发生错误，随后所有的比特译码都会发生错误。基于所存在的问题，有人提出了串行抵消列表(SCL，SuccessiveCancellationList)译码方法，与传统的SC译码方法不同的是，SCL译码方法在每一个译码阶段保留了L条候选路径，最后从L条候选路径中挑选出一条路径作为最后的译码序列；SCL译码方法的复杂度为O(LNlog2N)，仿真结果表明，在高信噪比(SNR，SignalNoiseRatio)区域内和合适的列表L值条件下，极化码采用SCL译码方法的译码性能逼近ML译码性能，但是SCL译码方法具有较高的复杂度，随着列表L值的不断增加，译码的复杂度也在不断的提高。循环冗余校验(CRC，CyclicRedundancyCheck)码在通信系统中被广泛的应用在错误检测方面，鉴于此特征，有人提出了将CRC码与极化码级联，形成了循环冗余辅助串行抵消列表(CA-SCL，CRC-AidedSuccessiveCancellationList)译码方法，这个译码方法利用了CRC的检测特性，使得CA-SCL译码方法的误块率性能优于SCL译码方法的误块率性能。但是带有CRC的极化码译码性能要逼近最大似然(ML，MaximumLikelihood)译码性能所需要的列表值比传统的极化码在SCL译码方法下所需要的列表值大很多，而SCL译码方法的复杂度是随着列表值的增加不断的增加。为了克服复杂度随着列表值不断增加的问题，有人提出了一种自适应串行抵消列表(AD-SCL，AdaptiveSuccessiveCancellationList)译码方法，最大的特点是：列表值是不断变化的，不是固定不变的，AD-SCL译码方法的复杂度是用平均复杂度衡量的，即平均复杂度为：O(LavNlog2N)。仿真结果表明，在高SNR区域内，AD-SCL译码方法可以有效的减少译码的平均复杂度，但是，存在的不足是在低SNR区域内，译码的平均复杂度高于CA-SCL译码方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自适应融合串行抵消列表极化码译码方法及系统，保证在高信噪比下具有低平均复杂度的同时大大降低在低信噪比下的平均复杂度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种自适应融合串行抵消列表极化码译码方法，包括：获取待译码序列中的比特；筛选出所述待译码序列中的信息比特；按编码后的比特序列的排列顺序逐个判断各个信息比特的对数似然比值是否满足大于0且大于正阈值的正阈值判断条件或小于0且小于负阈值的负阈值判断条件，得到第一判断结果；当出现第一判断结果为否的信息比特时，将排列顺序位于所述第一判断结果为否的信息比特之前的信息比特采用串行抵消译码方法逐个进行译码；将第一判断结果为否的信息比特以及排列顺序位于第一判断结果为否的信息比特之后的所有比特采用循环冗余辅助串行抵消列表译码方法逐个进行译码。可选的，在所述按编码后的比特序列的排列顺序逐个判断各个信息比特的对数似然比值是否满足大于0且大于正阈值的正阈值判断条件或小于0且小于负阈值的负阈值判断条件，得到第一判断结果之前，还包括：利用高斯估计方法计算传输信息比特的极化信道正确传送信息比特的概率阈值，计算公式为：其中Pr[λ]表示极化信道正确传送信息比特的概率阈值，A表示的是信息比特的索引所组成的集合，λ表示选取的极化信道的个数因子，Aλ为不同的λ值所对应的极化信道的子集合，Aλ的元素满足关系为:K代表的是信息比特序列的长度，即信息比特的个数；代表的是每一个极化信道正确发送比特的概率，其中P(Ei)是由高斯估计方法计算出的每个信道传输比特后发生错误的概率；根据所述概率阈值计算信息比特的对数似然比值大于0时的对数似然比值的正阈值以及信息比特的对数似然比值小于0时的对数似然比值的负阈值，得到正阈值判断条件和负阈值判断条件。可选的，所述将第一判断结果为否的信息比特以及排列顺序位于第一判断结果为否的信息比特之后的所有比特采用循环冗余辅助串行抵消列表译码方法逐个进行译码，具体包括：初始化自适应搜索宽度；对各个比特执行固定搜索宽度等于所述自适应搜索宽度的循环冗余辅助串行抵消列表译码方法，得到多条候选路径；判断各个候选路径是否通过循环冗余校验，得到第四判断结果；若所述第四判断结果表示存在至少一条候选路径通过所述循环冗余校验，则输出通过所述循环冗余校验的候选路径中后验概率值最大的候选路径；若所述第四判断结果表示各个候选路径均未通过循环冗余校验，则更新所述自适应搜索宽度，并判断更新后的自适应搜索宽度是否小于或等于最大搜索宽度，得到第五判断结果；若所述第五判断结果表示是，则返回步骤“对各个比特执行固定搜索宽度等于所述自适应搜索宽度的循环冗余辅助串行抵消列表译码方法，得到多条候选路径”；若所述第五判断结果表示否，则输出所有候选路径中后验概率值最大的候选路径。可选的，所述根据所述概率阈值计算信息比特的对数似然比值大于0时的对数似然比值的正阈值以及信息比特的对数似然比值小于0时的对数似然比值的负阈值，得到正阈值判断条件和负阈值判断条件，具体包括：根据公式计算正阈值判断条件和负阈值判断条件；其中LLRλ表示与参数λ相关的对数似然比值的阈值，表示信息比特的对数似然比值，表示接收端实际接收到的比特序列，是编码前的比特序列的被估计序列。本专利技术还公开一种自适应融合串行抵消列表极化码译码系统，包括：比特获取模块，用于获取待译码序列中的比特；信息比特筛选模块，用于筛选出所述待译码序列中的信息比特；第一判断模块，用于按编码后的比特序列的排列顺序逐个判断各个信息比特的对数似然比值是否满足大于0且大于正阈值的正阈值判断条件或小于0且小于负阈值的负阈值判断条件，得到第一判断结果；第一译码模块，用于当出现第一判断结果为否的信息比特时，将排列顺序位于所述第一判断结果为否的信息比特之前的信息比特采用串行抵消译码方法逐个进行译码；第二译码本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应融合串行抵消列表极化码译码方法，其特征在于，包括：获取待译码序列中的比特；筛选出所述待译码序列中的信息比特；按编码后的比特序列的排列顺序逐个判断各个信息比特的对数似然比值是否满足大于0且大于正阈值的正阈值判断条件或小于0且小于负阈值的负阈值判断条件，得到第一判断结果；当出现第一判断结果为否的信息比特时，将排列顺序位于所述第一判断结果为否的信息比特之前的信息比特采用串行抵消译码方法逐个进行译码；将第一判断结果为否的信息比特以及排列顺序位于第一判断结果为否的信息比特之后的所有比特采用循环冗余辅助串行抵消列表译码方法逐个进行译码。

【技术特征摘要】
1.一种自适应融合串行抵消列表极化码译码方法，其特征在于，包括：获取待译码序列中的比特；筛选出所述待译码序列中的信息比特；按编码后的比特序列的排列顺序逐个判断各个信息比特的对数似然比值是否满足大于0且大于正阈值的正阈值判断条件或小于0且小于负阈值的负阈值判断条件，得到第一判断结果；当出现第一判断结果为否的信息比特时，将排列顺序位于所述第一判断结果为否的信息比特之前的信息比特采用串行抵消译码方法逐个进行译码；将第一判断结果为否的信息比特以及排列顺序位于第一判断结果为否的信息比特之后的所有比特采用循环冗余辅助串行抵消列表译码方法逐个进行译码。2.根据权利要求1所述的自适应融合串行抵消列表极化码译码方法，其特征在于，在所述按编码后的比特序列的排列顺序逐个判断各个信息比特的对数似然比值是否满足大于0且大于正阈值的正阈值判断条件或小于0且小于负阈值的负阈值判断条件，得到第一判断结果之前，还包括：利用高斯估计方法计算传输信息比特的极化信道正确传送信息比特的概率阈值，计算公式为：其中Pr[λ]表示极化信道正确传送信息比特的概率阈值，A表示的是信息比特的索引所组成的集合，λ表示选取的极化信道的个数因子，Aλ为不同的λ值所对应的极化信道的子集合，Aλ的元素满足关系为:K代表的是信息比特序列的长度，即信息比特的个数；Pir＝1-P(Ei)代表的是每一个极化信道正确发送比特的概率，其中P(Ei)是由高斯估计方法计算出的每个信道传输比特后发生错误的概率；根据所述概率阈值计算信息比特的对数似然比值大于0时的对数似然比值的正阈值以及信息比特的对数似然比值小于0时的对数似然比值的负阈值，得到正阈值判断条件和负阈值判断条件。3.根据权利要求1所述的自适应融合串行抵消列表极化码译码方法，其特征在于，所述将第一判断结果为否的信息比特以及排列顺序位于第一判断结果为否的信息比特之后的所有比特采用循环冗余辅助串行抵消列表译码方法逐个进行译码，具体包括：初始化自适应搜索宽度；对各个比特执行固定搜索宽度等于所述自适应搜索宽度的循环冗余辅助串行抵消列表译码方法，得到多条候选路径；判断各个候选路径是否通过循环冗余校验，得到第四判断结果；若所述第四判断结果表示存在至少一条候选路径通过所述循环冗余校验，则输出通过所述循环冗余校验的候选路径中后验概率值最大的候选路径；若所述第四判断结果表示各个候选路径均未通过循环冗余校验，则更新所述自适应搜索宽度，并判断更新后的自适应搜索宽度是否小于或等于最大搜索宽度，得到第五判断结果；若所述第五判断结果表示是，则返回步骤“对各个比特执行固定搜索宽度等于所述自适应搜索宽度的循环冗余辅助串行抵消列表译码方法，得到多条候选路径”；若所述第五判断结果表示否，则输出所有候选路径中后验概率值最大的候选路径。4.根据权利要求2所述的自适应融合串行抵消列表极化码译码方法，其特征在于，所述根据所述概率阈值计算信息比特的对数似然比值大于0时的对数似然比值的正阈值以及信息比特的对数似然比值小于0时的对数似然比值的负阈值，得到正阈值判断条件和负阈值判断条件，具体包括：根据公式计算正阈值判断条件和负阈值判断条件；其中，LLRλ表示与参数λ相关的对数似然比值的阈值，表示信息比特的对数似然比值，表...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹航，王玉环，杨占昕，吕岩松，
申请(专利权)人：中国传媒大学，
类型：发明
国别省市：北京,11