一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法技术

本发明专利技术涉及一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法，该方法包括以下步骤：步骤1)，发送端将原始信息比特序列均分为M段，各段独立进行双CRC编码后按照原有顺序重组，再对生成的新信息比特序列进行极化编码；步骤2)，将生成的编码比特序列经过AWGN噪声信道进行传输；步骤3)，接收端基于分段双CRC校验辅助SCL译码方法对接收到的信息比特序列进行译码。本发明专利技术提升了极化码在CA‑SCL算法下的译码性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法
本专利技术涉及无线通信信道编码
，更具体地说，涉及一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法。
技术介绍
2008IEEE国际信息论研讨会议(ISIT2008)上，Arikan基于信道极化(ChannelPolarization)理论提出一种新型信道编码方法，就是极化码(PolarCodes)。由于极化码因其从理论上被严格证明能够达到香农极限且编译码复杂度低等特性，已于2016年11月召开的3GPPRAN1#87次会议上被确定为5G通信控制信道编码方案。在极化码的译码方面，CRC(全称为CyclicRedundancyCheck)辅助的串行抵消列表(CRC-AidedSuccessiveCancellationList,缩写CA-SCL)译码算法通过信息比特序列包含CRC比特，利用“正确序列能够通过CRC校验”这一先验信息，对SCL译码算法得到的候选序列集合进行选择，获得更优的译码性能。然而，在采用CA-SCL算法进行极化码译码过程中，CRC校验比特序列本身也可能发生译码错误，导致对译码序列的误判，从而影响极化码译码性能。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法，提升极化码在CA-SCL算法下的译码性能。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：设计一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法，该方法包括以下步骤：步骤1)，发送端将原始信息比特序列均分为M段，各段独立进行双CRC编码后按照原有顺序重组，再对生成的新信息比特序列进行极化编码；步骤2)，将生成的编码比特序列经过AWGN噪声信道进行传输；步骤3)，接收端基于分段双CRC校验辅助SCL译码方法对接收到的信息比特序列进行译码。在上述方案中，所述步骤1)具体包括以下步骤：步骤1-1)，分段：将码长为K比特的原始信息比特序列均分为M段，每段包含K/M个信息比特，其中，M为大于1的正整数；步骤1-2)，双CRC编码：对每段信息比特序列中的K/M个信息比特进行CRC-k1编码，产生k1个校验比特；对该k1个校验比特进行CRC-k2编码，产生k2个校验比特，其中k2<k1；将CRC-k1和CRC-k2编码产生的k1+k2个校验比特依次拼接在K/M个信息比特后面，生成码长为(K/M)+k1+k2比特的新信息比特序列段；步骤1-3)，极化编码：每段重复双CRC编码，最终总共得到码长为K+(k1+k2)*M比特的新信息比特序列输入编码器；编码器对新信息比特序列进行极化编码。在上述方案中，所述步骤3)具体包括以下步骤：步骤3-1)，分段译码：接收端对接收到的信息比特序列进行SCL译码，得到第i段的L条候选路径及其对应的(K/M)+k1+k2长译码序列集合，其中，i＝1,2,…M-1；步骤3-2)，双CRC校验：对第i段译码序列，利用正确序列能够通过CRC-k2校验的先验信息，对SCL译码得到的候选CRC-k1校验比特序列集合进行选择；再利用正确序列能够通过CRC-k1校验的先验信息，对SCL译码得到的候选K/M信息比特序列集合进行选择；每段根据双CRC校验筛选结果，再对候选路径集合进行调整后，作为第i+1段的输入；步骤3-3)，输出最终译码结果：对第M段译码序列，利用双CRC校验，输出最终译码结果。在上述方案中，所述步骤3)的双CRC校验具体包括以下步骤：对各候选路径对应的译码序列中k1校验比特序列进行CRC-k2校验：1)如果CRC-k2校验通过，表示有译码序列的k1校验比特序列译码正确，跳到CRC-k1校验步骤；2)如果CRC-k2校验均未通过，输出L条路径到第i+1段的译码器中；对通过CRC-k2校验的译码序列的K/M信息比特序列进行CRC-k1校验：1)如果CRC-k1校验通过，表示有译码序列的K/M信息比特序列译码正确，L条路径全部替换为正确路径且每条路径对应的度量值保持不变，输出L条路径到第i+1段的译码器中；2)如果CRC-k1校验均未通过，输出L条路径到第i+1段的译码器中。在上述方案中，所述步骤3)的输出最终译码结果具体包括以下步骤：对接收到的信息比特序列进行SCL译码，得到第M段的L条候选路径及其对应的(K/M)+k1+k2长译码序列集合；对各候选路径对应的译码序列中k1校验比特序列进行CRC-k2校验：1)如果CRC-k2校验通过，表示有译码序列的k1校验比特序列译码正确，跳到CRC-k1校验步骤；2)如果CRC-k2校验均未通过，直接输出路径度量值最大的序列作为最终译码结果；对通过CRC-k2校验的译码序列的K/M信息比特序列进行CRC-k1校验：1)如果CRC-k1校验通过，表示有译码序列的K/M信息比特序列译码正确，输出该译码序列；2)如果CRC-k1校验均未通过，直接输出路径度量值最大的序列作为最终译码结果。在本专利技术的技术方案中，在编码侧，信息比特序列包含两次CRC编码：(1)对信息比特序列进行CRC-k1编码；(2)对CRC-k1比特序列再进行CRC-k2编码。在译码侧，利用正确序列能够通过CRC-k2校验的先验信息，对SCL译码得到的候选CRC-k1比特序列集合进行选择；再利用正确序列能够通过CRC-k1校验的先验信息，对SCL译码得到的候选信息比特序列集合进行选择。为进一步提高译码性能，将原始信息比特序列均分为M段，对每段信息比特序列进行上述编译码流程，其中，在译码侧，每段根据双CRC校验筛选结果，再对候选路径集合进行一定方式调整后，作为下一段的输入。(三)有益效果本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：本专利技术可以一定程度上降低传统的CA-SCL算法中由于CRC校验比特序列本身的译码错误导致对接收信息比特序列的误判概率，另外，信息比特序列均匀分段的方式通过降低每段信息比特序列的误判率，从而提高整体信息比特序列的译码效果。附图说明图1为本专利技术提供的分段双CRC校验的极化码编码算法原理图；图2为本专利技术提供的分段双CRC校验的极化码译码算法原理图；图3为本专利技术实施例提供的分段双CRC校验的极化码编码算法的编码示意图(参数：M＝2,CRC-8,CRC-4)；图4为本专利技术实施例提供的分段双CRC校验的极化码译码算法的译码示意图(参数：M＝2,CRC-8,CRC-4)。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。本专利技术提供一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法，该方法包括以下步骤：步骤1)，步骤1)，发送端将原始信息比特序列均分为M段，各段独立进行双CRC编码后按照原有顺序重组，再对生成的新信息比特序列进行极化编码。如图1所示，所述步骤1)具体包括以下步骤：步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1)，发送端将原始信息比特序列均分为M段，各段独立进行双CRC编码后按照原有顺序重组，再对生成的新信息比特序列进行极化编码；/n步骤2)，将生成的编码比特序列经过AWGN噪声信道进行传输；/n步骤3)，接收端基于分段双CRC校验辅助SCL译码方法对接收到的信息比特序列进行译码。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1)，发送端将原始信息比特序列均分为M段，各段独立进行双CRC编码后按照原有顺序重组，再对生成的新信息比特序列进行极化编码；
步骤2)，将生成的编码比特序列经过AWGN噪声信道进行传输；
步骤3)，接收端基于分段双CRC校验辅助SCL译码方法对接收到的信息比特序列进行译码。


2.根据权利要求1所述的一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括以下步骤：
步骤1-1)，分段：将码长为K比特的原始信息比特序列均分为M段，每段包含K/M个信息比特，其中，M为大于1的正整数；
步骤1-2)，双CRC编码：对每段信息比特序列中的K/M个信息比特进行CRC-k1编码，产生k1个校验比特；对该k1个校验比特进行CRC-k2编码，产生k2个校验比特，其中k2<k1；将CRC-k1和CRC-k2编码产生的k1+k2个校验比特依次拼接在K/M个信息比特后面，生成码长为(K/M)+k1+k2比特的新信息比特序列段；
步骤1-3)，极化编码：每段重复双CRC编码，最终总共得到码长为K+(k1+k2)*M比特的新信息比特序列输入编码器；编码器对新信息比特序列进行极化编码。


3.根据权利要求1所述的一种基于分段双CRC校验的极化码编译码方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括以下步骤：
步骤3-1)，分段译码：接收端对接收到的信息比特序列进行SCL译码，得到第i段的L条候选路径及其对应的(K/M)+k1+k2长译码序列集合，其中，i＝1,2,…M-1；
步骤3-2)，双CRC校验：对第i段译码序列，利用正确序列能够通过CRC-k2校验的先验信息，对SCL译码得到的候选CRC-k1校验比特序列集合进行选择；再利用正确序列能够通过CRC-k1校验的先验信息，对SCL译码得到的候选K...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚渭箐，肖治华，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司信息通信公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42