输出软信息的极化码列表译码方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种输出软信息的极化码列表译码方法、系统、电子设备及存储介质。该输出软信息的极化码列表译码方法包括：对基于软抵消的信息传递二叉树执行初始化操作，并将信息比特划分为第一可靠信息比特和第二可靠信息比特，第一可靠信息比特的可靠性高于第二可靠信息比特的可靠性；对于列表中的所有路径，基于软抵消确定第一软信息向量，第一软信息向量分别指示接收到的来自上级节点的软信息向量；基于第一软信息向量，确定第二软信息向量，第二软信息向量指示所输出的传递至上级节点的软信息向量；从所有路径之中选择可靠性最高的第一路径；以及结束译码并输出第一路径的第二软信息向量作为提供给前级模块的软信息。信息向量作为提供给前级模块的软信息。信息向量作为提供给前级模块的软信息。

【技术实现步骤摘要】
输出软信息的极化码列表译码方法及系统


[0001]本专利技术涉及基于卫星网络通信领域，尤其涉及一种输出软信息的极化码列表译码方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]目前，极化码已成为5G eMBB场景下控制信道的标准编码方案。得益于较低的计算复杂度，基于连续消除(successive cancellation,SC)的译码算法成为主流译码方案。当级联循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码时，SC列表(SC list,SCL)译码性能可以超越LDPC码的译码性能。在极化码的5G标准化进程中，列表数目为8的SCL译码被采用为基准方案。随着列表数目的进一步增加，CRC辅助的SCL译码有望满足5G URLLC场景严格的性能需求。另一方面，对于低功耗场景，可以通过复用单个SC译码器进行基于翻转的串行译码，被称为SC翻转(SC flip,SCF)译码，可以达到SCL译码的纠错性能。尽管上述译码器可以在比特端提供精确的估计，但是在码字端无法提供软信息，因此难以用于设计迭代接收机。另一种译码算法是置信传播译码(belief propagation,BP)算法。对于极化码，BP译码在基于生成矩阵的因子图上进行消息传递和更新。在电路实现中，可以在一个时钟周期内完成一个层级中所有处理单元(processing element,PE)的消息更新。因此，相比SC译码，一次迭代的BP译码有极高的吞吐率。BP译码的纠错性能可以通过增加迭代次数或增加候选码字数量的方法来提升，然而这使得总迭代次数提升。尽管在高信噪比下，平均吞吐率可以达到Gbps量级，但最差情况时的吞吐率显著下降。此外，软抵消(soft cancellation,SCAN)译码算法是SC译码和BP译码的结合算法，它利用SC译码的串行遍历机制和BP译码的消息传递公式进行消息传递和更新。其优势在于，相比于BP译码，SCAN译码算法有更快的收敛速度；相比于SC译码，SCAN译码算法可以在码字侧输出软信息。由于SCAN译码可以被看作为一种串行的BP译码，现有的BP列表(BP list,BPL)和BP翻转(BP flip,BPF)译码思想也可以应用到SCAN译码中以提升纠错性能。然而，现有技术中这些方案的纠错性能仍难以达到CRC辅助的SCL译码算法的纠错性能，此外尚没有一种单一的极化码译码器能够在输出软信息的同时具有良好的纠错性能。
[0003]现有技术中能够同时具备上述两种特征的译码方案是独立地进行SCL译码和一次迭代的BP译码，然后基于SCL译码中最优路径的码字硬判决结果，强制地修改BP译码器码字侧软信息的符号值，作为最终输出的软信息。
[0004]然而，现有技术中的该方案的缺陷在于：(1)依赖两个译码器单元，会增加电路实现中的资源、面积和功耗；(2)所输出的软信息不能够表示最优路径的各个码字比特的实际概率，也就是说译码器传递给前级模块的软信息准确性不高。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种输出软信息的极化码列表译码方法、系统、电子设备及存储介质，旨在克服现有技术中的缺陷：(1)依赖两个译码器单元，会增加电路实现中的资源、面积和
功耗；(2)所输出的软信息不能够表示最优路径的各个码字比特的实际概率，也就是说译码器传递给前级模块的软信息准确性不高。
[0006]具体地，本专利技术实施例提供了以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术的实施例提供一种输出软信息的极化码列表译码方法，包括：
[0008]对基于所述软抵消的信息传递二叉树执行初始化操作，并将信息比特划分为第一可靠信息比特和第二可靠信息比特，所述第一可靠信息比特的可靠性高于所述第二可靠信息比特的可靠性；
[0009]对于列表中的所有路径，基于所述软抵消确定第一软信息向量，所述第一软信息向量分别指示接收到的来自上级节点的软信息向量；
[0010]基于所述第一软信息向量，确定第二软信息向量，所述第二软信息向量指示所输出的传递至所述上级节点的软信息向量；
[0011]从所述所有路径之中选择可靠性最高的第一路径；以及
[0012]结束译码并输出所述第一路径的所述第二软信息向量作为提供给前级模块的软信息。
[0013]进一步地，该输出软信息的极化码列表译码方法还包括：
[0014]所述基于所述第一软信息向量，确定第二软信息向量，包括：
[0015]如果当前比特是冻结比特，则更新所述所有路径的路径度量值PM，并返回所述当前比特的先验信息等于∞。
[0016]进一步地，该输出软信息的极化码列表译码方法还包括：
[0017]所述基于所述第一软信息向量，确定第二软信息向量，还包括：
[0018]如果所述当前比特不是冻结比特，则进一步确定所述当前比特是否为所述第一可靠信息比特。进一步地，该输出软信息的极化码列表译码方法还包括：
[0019]所述确定所述当前比特是否为所述第一可靠信息比特，还包括：
[0020]如果所述当前比特是所述第一可靠信息比特，则返回所述当前比特的先验信息等于0；
[0021]如果所述当前比特不是所述第一可靠信息比特，则对当前列表中的原有路径执行路径扩展以得到多个子路径，更新所述多个子路径的路径度量值PM，基于所述多个子路径的所述路径度量值PM的大小由低到高执行路径排序，保留最大路径数量的路径作为新路径，将所述原有路径的所述第一软信息向量和所述第二软信息向量复制给所述新路径，并根据每一条路径对应的比特是0或1的估计来返回所述当前比特的先验信息等于∞或
‑
∞。
[0022]进一步地，该输出软信息的极化码列表译码方法还包括：
[0023]所述初始化操作包括：
[0024]将比特索引置为0，列表中路径数置为1，路径度量值PM置为0，各层级的第二软信息向量的值均置为0。
[0025]进一步地，该输出软信息的极化码列表译码方法还包括：
[0026]所述从所述所有路径之中选择可靠性最高的第一路径，包括：
[0027]如果所述极化码级联外码，则从通过外码校验的路径之中选择可靠性最高的所述第一路径；
[0028]如果仅存在所述极化码，则从所述所有路径之中选择可靠性最高的第一路径。
[0029]进一步地，该输出软信息的极化码列表译码方法还包括：
[0030]所述外码包括：CRC码、BCH码、LDPC码。
[0031]第二方面，本专利技术的实施例还提供一种输出软信息的极化码列表译码系统，包括：
[0032]初始化单元，用于对基于所述软抵消的信息传递二叉树执行初始化操作，并将信息比特划分为第一可靠信息比特和第二可靠信息比特，所述第一可靠信息比特的可靠性高于所述第二可靠信息比特的可靠性；
[0033]第一软信息向量确定单元，用于对于列表中的所有路径，基于所述软抵消确定第一软信息向量，所述第一软信息向量分别指示接收到的来自上级节点的软信息向量；
[0034]第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输出软信息的极化码列表译码方法，其特征在于，包括：对基于所述软抵消的信息传递二叉树执行初始化操作，并将信息比特划分为第一可靠信息比特和第二可靠信息比特，所述第一可靠信息比特的可靠性高于所述第二可靠信息比特的可靠性；对于列表中的所有路径，基于所述软抵消确定第一软信息向量，所述第一软信息向量分别指示接收到的来自上级节点的软信息向量；基于所述第一软信息向量，确定第二软信息向量，所述第二软信息向量指示所输出的传递至所述上级节点的软信息向量；从所述所有路径之中选择可靠性最高的第一路径；以及结束译码并输出所述第一路径的所述第二软信息向量作为提供给前级模块的软信息。2.根据权利要求1所述的输出软信息的极化码列表译码方法，其特征在于，所述基于所述第一软信息向量，确定第二软信息向量，包括：如果当前比特是冻结比特，则更新所述所有路径的路径度量值PM，并返回所述当前比特的先验信息等于∞。3.根据权利要求2所述的输出软信息的极化码列表译码方法，其特征在于，所述基于所述第一软信息向量，确定第二软信息向量，还包括：如果所述当前比特不是冻结比特，则进一步确定所述当前比特是否为所述第一可靠信息比特。4.根据权利要求2所述的输出软信息的极化码列表译码方法，其特征在于，所述确定所述当前比特是否为所述第一可靠信息比特，还包括：如果所述当前比特是所述第一可靠信息比特，则返回所述当前比特的先验信息等于0；如果所述当前比特不是所述第一可靠信息比特，则对当前列表中的原有路径执行路径扩展以得到多个子路径，更新所述多个子路径的路径度量值PM，基于所述多个子路径的所述路径度量值PM的大小由低到高执行路径排序，保留最大路径数量的路径作为新路径，将所述原有路径的所述第一软信息向量和所述第二软信息向量复制给所述新路径，并根据每一条路径对应的比特是0或1的估计来返回所述当前比特的先验信息等于∞或
‑
∞。5.根据权利要求1所述的输出软信息的极化码列...

【专利技术属性】
技术研发人员：张川，申怡飞，周文岳，王慧玲，杨敏华，黄永明，尤肖虎，
申请(专利权)人：网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：