一种低时延低复杂度极化码串行抵消列表译码方法技术

本发明专利技术提供了一种低时延低复杂度极化码串行抵消列表译码方法，设置排序阈值α，对于长度为N的级联码，通过对前

【技术实现步骤摘要】
一种低时延低复杂度极化码串行抵消列表译码方法
本专利技术属于无线通信中的信道编码
，具体涉及一种低时延低复杂度极化码串行抵消列表译码方法。
技术介绍
当码字长度为无穷大时，极化码在串行抵消(SuccessiveCancellation，SC)译码方法下的传输速率可以达到二进制输入无记忆对称信道的信道容量。然而，考虑到SC译码方法在有限码长时的性能不佳，极化码主流译码方法是串行抵消列表(SuccessiveCancellationList，SCL)译码方法。但是，传统SCL译码方法通过保留多条可能的正确译码路径来提高性能，随着保留路径数L的增大，相比于SC译码方法，译码时延和复杂度也会相对较高。SCL译码器每当译码到信息比特时，每条存活的路径均会分裂为两条，因此需要进行大量的路径拷贝操作。因为随着译码过程的进行，相比正确存活路径，错误存活路径的基于对数似然比(Log-LikelihoodRatio，LLR)的路径度量(PathMetric，PM)值将变得越来越大，所以当分裂后的路径数超过设定值L时，需要对各路径的PM值进行排序从而筛选出L条更可靠的路径，这部分操作也消耗了大量的译码时间，需要进行改进。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种低时延低复杂度极化码串行抵消列表译码方法，使用的码字是循环冗余校验(CylicRedundancyCheck，CRC)码和极化码形成的级联码，本专利技术中提出的PM值排序和存活路径筛选方法，避免了现有的路径排序方法存在的所需实数比较器多、时间复杂度高的问题。本专利技术中的方法设置排序阈值α，对于长度为N的级联码，通过对前(表示对正实数x向下取整)个估计比特采用传统的路径排序方法，后个估计比特采用提出的PM值排序和存活路径筛选方法，能够减少SCL译码方法中PM值排序所花时间，从而提高SCL译码器的时间性能。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种低时延低复杂度极化码串行抵消列表译码方法，包括如下步骤：(1)设置排序阈值α，转入步骤(2)；(2)对于估计比特ui,表示对正实数x向下取整，N是级联码的长度，使用传统基于LLR的SCL译码方法，转入步骤(3)；(3)对于估计比特ui,进行传统基于LLR的SCL译码方法的路径分裂，此时将由L条原始路径分裂产生2L条候选路径，然后转入步骤(4)；(4)将产生的2L个PM值存入矩阵PM：其中PMi和表示由同一原始路径分裂出的两条候选路径的PM值，且转入步骤(5)；(5)初始化中间结果存储矩阵R为一个取值为全零的具有2行L列的矩阵，用rm,n表示矩阵R中第m行第n列的元素，则rm,n＝0,m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}，然后转入步骤(6)；(6)对于i∈{1,2,...,L-1}，比较PMi和双向箭头表示进行比较的对象，未标出的PML和PM1+进行比较，比较中的较小者在R中相应位置加1，较大者不变，转入步骤(7)；(7)对于i∈{2,...,L-1,L}，比较PMi和双向箭头表示进行比较的对象，未标出的PM1和进行比较，比较中的较小者在R中相应位置加1，较大者不变，转入步骤(8)；(8)对于i∈{1,2,...,L-2}，比较PMi和双向箭头表示进行比较的对象，未标出的PML-1和PM1+进行比较，PML和PM2+进行比较，比较中的较小者在R中相应位置加1，较大者不变，转入步骤(9)；(9)对于i∈{3,...,L-1,L}，比较PMi和双向箭头表示进行比较的对象，未标出的PM1和进行比较，PM2和进行比较，比较中的较小者在R中相应位置加1，较大者不变，转入步骤(10)；(10)初始化存活路径矩阵S为一个取值为全零的具有2行L列的矩阵，用sm,n表示矩阵S中第m行第n列的元素，则sm,n＝0,m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}，初始化存活路径计数器S_counter为一个取值为0的整数，转入步骤(11)；(11)此时对于矩阵R中元素有：rm,n∈{0,1,2,3,4},m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}；对于m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}，若rm,n＝4，则修改矩阵S中元素：sm,n＝1，且每修改一次矩阵S，计数器S_counter加1；如果计数器S_counter等于L，转入步骤(15)，否则转入步骤(12)；(12)对于m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}，若rm,n＝3，则修改矩阵S中元素：sm,n＝1，且每修改一次矩阵S，计数器S_counter加1；如果计数器S_counter等于L，转入步骤(15)，否则转入步骤(13)；(13)对于m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}，若rm,n＝2，则修改矩阵S中元素：sm,n＝1，且每修改一次矩阵S，计数器S_counter加1；如果计数器S_counter等于L，转入步骤(15)，否则转入步骤(14)；(14)对于m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}，若rm,n＝1，则修改矩阵S中元素：sm,n＝1，且每修改一次矩阵S，计数器S_counter加1；直到计数器S_counter等于L，转入步骤(15)；(15)此时的矩阵S如下：其中对于m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}，有：sm,n∈{0,1}；所有2L个sm,n中，有L个取值为0，L个取值为1；转入步骤(16)；(16)根据矩阵S的取值，进行传统基于LLR的SCL译码方法中的路径删除操作，得到译码到该估计比特时的L条存活路径；如果已经译码到最后一个估计比特uN，转入步骤(17)，否则转入步骤(3)；(17)得到L条最终的存活路径，根据PM值进行升序排列后，依次进行循环冗余校验，直到其中一条存活路径满足校验，将该路径作为译码结果输出，其中是中的第i个元素，即比特ui的译码结果；如果L条最终的存活路径均不满足循环冗余校验，则选择PM值最小的存活路径作为译码结果，译码流程结束。进一步的，所述步骤(15)中，对于n∈{1,2,...,L}，当出现s1,n＝0且s2,n＝1的情况时，则需调换两者的取值，使得s1,n＝1且s2,n＝0。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：本专利技术能够利用传统极化码SCL译码方法中路径分裂时产生路径的PM值的偏序关系，不再对2L个实数进行准确的排序，而是直接进行两两比较，提高了极化码在SCL译码方法下的时间性能，减少了所需的实数比较器数量。同时，由于PM值的偏序关系，每次存活的L条路径中，PM值最小的两条路径始终会保留，即进行每一次路径删除时，最可靠的两条候选译码路径会始终存活。本专利技术改进了PM值的排序和存活路径筛选方法，在保证误码块率几乎无损失的情况下，改善了极化码传统SCL译码方法的时间性能，从而能够在译码性能几乎不变的前提下，获取时间性能的增益。附图说明...

【技术保护点】
1.一种低时延低复杂度极化码串行抵消列表译码方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)设置排序阈值α，转入步骤(2)；/n(2)对于估计比特

【技术特征摘要】
1.一种低时延低复杂度极化码串行抵消列表译码方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)设置排序阈值α，转入步骤(2)；
(2)对于估计比特表示对正实数x向下取整，N是级联码的长度，使用传统基于LLR的SCL译码方法，转入步骤(3)；
(3)对于估计比特进行传统基于LLR的SCL译码方法的路径分裂，此时将由L条原始路径分裂产生2L条候选路径，然后转入步骤(4)；
(4)将产生的2L个PM值存入矩阵PM：



其中PMi和表示由同一原始路径分裂出的两条候选路径的PM值，且转入步骤(5)；
(5)初始化中间结果存储矩阵R为一个取值为全零的具有2行L列的矩阵，用rm,n表示矩阵R中第m行第n列的元素，则rm,n＝0,m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}，然后转入步骤(6)；
(6)对于i∈{1,2,...,L-1}，比较PMi和



双向箭头表示进行比较的对象，未标出的PML和进行比较，比较中的较小者在R中相应位置加1，较大者不变，转入步骤(7)；
(7)对于i∈{2,...,L-1,L}，比较PMi和



双向箭头表示进行比较的对象，未标出的PM1和进行比较，比较中的较小者在R中相应位置加1，较大者不变，转入步骤(8)；
(8)对于i∈{1,2,...,L-2}，比较PMi和



双向箭头表示进行比较的对象，未标出的PML-1和进行比较，PML和进行比较，比较中的较小者在R中相应位置加1，较大者不变，转入步骤(9)；
(9)对于i∈{3,...,L-1,L}，比较PMi和



双向箭头表示进行比较的对象，未标出的PM1和进行比较，PM2和进行比较，比较中的较小者在R中相应位置加1，较大者不变，转入步骤(10)；
(10)初始化存活路径矩阵S为一个取值为全零的具有2行L列的矩阵，用sm,n表示矩阵S中第m行第n列的元素，则sm,n＝0,m∈{1,2},n∈{1,2,...,L}，初始化存活路径计数器S_counter为一个取值为0的整数，转入步骤(11)；
(11)此时对于矩阵R中元素有：rm,n∈{0,1,2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昊昕，潘志文，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32