一种低复杂度的串行抵消列表比特翻转译码方法技术

本发明专利技术公开了一种低复杂度的串行抵消列表比特翻转译码方法，所述方法如下，首先根据位置信息进行分段，分别在各段添加循环冗余CRC校验比特，并离线确定各段的关键集合；在译码部分，根据各段前后顺序依次译码，并针对串行抵消列表1比特翻转译码失败的情况下，进而尝试2比特翻转译码过程，增大错误纠正的概率。通过采用分段CRC辅助SCL比特翻转译码方法，可显著降低译码复杂度，获得较好的性能增益。

A low complexity serial cancellation list bit flip decoding method

The invention discloses a low complexity serial cancellation list bit flipping decoding method. The method is as follows: firstly, segment according to the position information, add cyclic redundancy CRC check bits to each segment respectively, and determine the key set of each segment offline; in the decoding part, successively decode according to the sequence before and after each segment, and aim at the failure of serial cancellation list 1 bit flipping decoding In this case, a 2-bit flip decoding process is attempted to increase the probability of error correction. By using the block CRC assisted SCL bit flip decoding method, the decoding complexity can be significantly reduced and a better performance gain can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种低复杂度的串行抵消列表比特翻转译码方法
本专利技术涉及一种串行抵消列表译码方法，尤其涉及一种低复杂度的串行抵消列表比特翻转译码方法，用本专利技术中的极化码译码方法进行译码，可纠正由信道噪声引起的译码错误。
技术介绍
2008年在国际信息论ISIT会议上，土耳其教授Erdal首次提出信道极化的概念，将给出的信道编码方法命名为极化码，它是一种被严格证明到达信道容量的信道编码方法，其编译码复杂度低，性能优越。当极化码码长持续增加，选择在信道容量接近于1的可靠信道上面直接传输信息可逼近信道容量。2016年在3GPPRAN187次会议的5G短码方案讨论中，确定了极化码成为了eMBB控制信道编码标准。Arikan教授首次提出串行抵消(SuccessiveCancellation，SC)译码方法，虽然在码长较长的情况下，SC译码方法取得明显的优势，但是SC译码器在有限码长下，其译码方法纠错性能不理想，因此寻找一种更好的译码方案来提高译码性能尤为重要。串行抵消列表(SuccessiveCancellationList，SCL)译码方法是SC译码方法的一种优化，可实现接近最大似然(ML)译码的性能，它始终保持L条最佳候选路径，与此同时因其列表较大，计算复杂度较高。译码性能仍不理想。在SCL译码方法基础上，提出CRC辅助SCL(CRCAidedSCL，CA-SCL)译码方法，利用CRC校验比特筛选出最优候选路径，提高译码性能。为进一步降低译码复杂度，增加早期终止策略，又提出分段CRC辅助SCL译码方法，可降低译码延迟，提高译码性能。串行抵消翻转译码(SuccessiveCancellationFlip，SCF)方法是在SC译码方法基础上提出来的一种翻转译码方案，由于译码过程中产生的错误码字最原始是由于信道噪声引起的，还有一部分是错误传递引起的，基于CRC校验比特的校验能力，来找出纠正后的译码序列。信道产生的错误有可能不止一个，可能会产生多个，一种改进的翻转多比特的SC译码器中提出在翻转1比特错误码字的基础上，进而翻转多比特错误码字，以纠正更多的译码错误。另外，翻转译码需要提前确定关键集合，可通过译码树结构来离线确定。串行抵消列表比特翻转(SuccessiveCancellationListFlip，SCLF)译码方法是比特翻转译码策略在CA-SCL方法中的应用，改进确定关键集合以适应SCL译码方法，通过CRC校验比特来判断是否译码正确，如果不能译码正确，在译码过程中扩展路径时，对改进的关键集合里位置索引对应的信息比特尝试比特翻转译码，可实现对SCL译码的错误结果进行纠错。由于由信道噪声引起的错误主要有一位错和二位错，虽然SCL翻转1比特译码方法已经取得较好的译码效果，但是仍不能解决二位错误的问题。
技术实现思路
本专利技术正是针对以上方法中存在的问题，提供一种低复杂度的串行抵消列表比特翻转译码方法——分段CRC辅助串行抵消列表比特翻转(SegmentedCRC-aidedSuccessiveCancellationListBit-Flippingalgorithm，SCA-SCLF)译码方法，根据信息比特位置，离线确定每段的长度，同样将对应关键集合划分区间，通过在编码时在每段中添加CRC校验比特信息，译码时执行分段CRC辅助SCL多比特翻转译码，扩大纠错的个数，同时又能缩小多比特翻转尝试次数，提高极化码译码性能，降低译码复杂度。本专利技术具体采用的技术手段为：一种低复杂度的串行抵消列表比特翻转译码方法，包括以下步骤：(1)根据极化码译码树结构离线构建比特翻转关键集合；(2)给定极化码(N,K+r)，根据信息比特的位置，对极化码进行分两段，每段中的信息比特数相同；(3)根据步骤(2)分段情况对确定的关键集合划分子关键集合，并采用SCLF方法中确定关键集合方法对各子关键集合进行进一步改进，并对各段中包含的子关键集里的信息比特索引划分成不重复的两两组合；(4)极化码编码过程，包括(4a)在每一段中添加循环冗余CRC校验比特；(4b)将信息比特和固定比特混合编码，经信道发送到译码器；(5)极化码译码过程：(6)根据译码器接收到的信息比特，各段依次执行CRC辅助串行抵消列表比特翻转译码方法；(7)译码失败，结束整个译码过程；(8)译码成功，输出译码信息序列。进一步地，步骤(6)具体包括：(6a)对第一段接收到的比特信息进行传统的串行抵消列表译码(SCL)过程；(6b)用第一段的CRC校验比特对第一段译码结果进行校验，如果有路径通过CRC校验，保留路径度量值最大的1条路径并执行步骤(6g)，反之执行步骤(6c)；(6c)根据第一段子关键集合里信息位索引，对第一段进行SCL翻转1比特译码，每翻转1比特就按照传统的SCL译码方法进行译码；(6d)对第一段译码结果，用本段中CRC校验比特进行判断，如果有路径通过CRC校验，保留路径度量值最大的1条路径并执行步骤(6g)，反之执行步骤(6e)；(6e)根据第一段子关键集合里信息位索引两两组合的结果，对第一段进行SCL翻转2比特译码，每翻转2比特就按照传统的SCL译码方法进行译码；(6f)用第一段的CRC校验比特对第一段译码结果进行校验，如果有路径通过CRC校验，保留路径度量值最大的1条路径并执行步骤(6g)，反之执行步骤(7)；(6g)对第二段接收到的比特信息进行传统的串行抵消列表译码过程；(6h)用第二段的CRC校验比特对本段译码结果进行校验，如果有路径通过CRC校验，保留路径度量值最大的1条路径并执行步骤(8)，反之执行步骤(6i)；(6i)根据第二段子关键集合里信息位索引，对第二段进行SCL翻转1比特译码，每翻转1比特就按照传统的SCL译码方法进行译码；(6j)用第二段的CRC校验比特对第二段译码结果进行校验，如果有路径通过CRC校验，保留路径度量值最大的1条路径并执行步骤(8)，反之执行步骤(6k)；(6k)根据第二段子关键集合里信息位索引两两组合的结果，对第二段进行SCL翻转2比特译码，每翻转2比特就按照传统的SCL译码方法进行译码；(6l)用第二段的CRC校验比特对第二段译码结果进行判断，如果有路径通过CRC校验，保留路径度量值最大的1条路径并执行步骤(8)，反之执行步骤(7)。进一步，步骤(3)所述的信息比特索引划分成不重复的两两组合是指，对该关键集包含的所有信息比特索引进行两两组合，划分成很多小组，每个小组有且只有2个元素，且这2个元素不能是同一个索引，另外，必须确保任意两个小组不能包含相同的2个元素。进一步，步骤(6)所述的CRC辅助串行抵消列表比特翻转译码方法是指，用各段CRC检验比特对各段译码结果进行校验，判断是否译码正确。针对各子关键集合中指示的所有信息比特翻转1比特失败时，尝试翻转2比特译码。相对于已存在的方法，本专利技术的增益如下，本专利技术中的分段CRC辅助极化码串行抵消列表多比特翻转译码方法，通过将分段策略应用到SCLF译码器中，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低复杂度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：/n(1)根据极化码译码树结构离线构建比特翻转关键集合；/n(2)给定极化码(N,K+r)，根据信息比特的位置，对极化码进行分两段，每段中的信息比特数相同；/n(3)根据步骤(2)分段情况对确定的关键集合划分子关键集合，并采用SCLF方法中确定关键集合方法对各子关键集合进一步改进，并对各段中包含的子关键集里的信息比特索引划分成不重复的两两组合；/n(4)极化码编码过程；/n(4a)在每一段中添加循环冗余CRC校验比特；/n(4b)将信息比特和固定比特混合编码，经信道发送到译码器；/n(5)极化码译码过程：/n(6)根据译码器接收到的信息比特，各段依次执行CRC辅助串行抵消列表比特翻转译码方法；/n(7)译码失败，结束整个译码过程；/n(8)译码成功，输出译码信息序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种低复杂度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：
(1)根据极化码译码树结构离线构建比特翻转关键集合；
(2)给定极化码(N,K+r)，根据信息比特的位置，对极化码进行分两段，每段中的信息比特数相同；
(3)根据步骤(2)分段情况对确定的关键集合划分子关键集合，并采用SCLF方法中确定关键集合方法对各子关键集合进一步改进，并对各段中包含的子关键集里的信息比特索引划分成不重复的两两组合；
(4)极化码编码过程；
(4a)在每一段中添加循环冗余CRC校验比特；
(4b)将信息比特和固定比特混合编码，经信道发送到译码器；
(5)极化码译码过程：
(6)根据译码器接收到的信息比特，各段依次执行CRC辅助串行抵消列表比特翻转译码方法；
(7)译码失败，结束整个译码过程；
(8)译码成功，输出译码信息序列。


2.根据权利要求1所述的低复杂度的串行抵消列表比特翻转译码方法，其特征在于，所述步骤(6)具体包括：
(6a)对第一段接收到的比特信息进行传统的串行抵消列表译码过程；
(6b)用第一段的CRC校验比特对第一段译码结果进行校验，如果有路径通过CRC校验，保留路径度量值最大的1条路径并执行步骤(6g)，反之执行步骤(6c)；
(6c)根据第一段子关键集合里信息位索引，对第一段进行串行抵消列表翻转1比特译码，每翻转1比特就按照传统的串行抵消列表译码方法进行译码；
(6d)对第一段译码结果，用本段中CRC校验比特进行判断，如果有路径通过CRC校验，保留路径度量值最大的1条路径并执行步骤(6g)，反之执行步骤(6e)；
(6e)根据第一段子关键集合里信息位索引两两组合的结果，对第一段进行串行抵消列表翻转2比特译码，每翻转2比特就按照传统的串行抵消列表译码方法进行译码；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小军，王庆祥，崔建明，曾庆田，陈达，鲁法明，田刚，陈赓，张德学，李恒忠，王道岩，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37