一种基于极化码的BP译码方法、设备以及介质技术

本发明专利技术的一个实施例公开了一种基于极化码的BP译码方法、设备以及介质，所述方法包括：S1：根据预设的因子图，对各层的左信息和右信息进行初始化；S2：靠近信道端的n

【技术实现步骤摘要】
一种基于极化码的BP译码方法、设备以及介质


[0001]本专利技术涉及无线通信
更具体地，涉及一种基于极化码的BP译码方法、设备以及介质。

技术介绍

[0002]2009年E.Arikan提出了一种新型信道编码方式——polar码，即极化码。polar码是目前唯一一种被证明可以达到信道容量的信道编码，相较之传统的LDPC码，polar码具备更低的编译码复杂度，和更佳的编译码性能。因此，polar码具有极大的研究价值和实用价值，且在3GPP的会议中，已经确定了polar码作为5G中eMBB(增强移动宽带)场景的控制信道编码方案。可见，极化码的应用前景非常广泛，具备继续深入研究的潜力。
[0003]传统BP译码方法法可以在每一帧内部进行并行运算，空间复杂度较高，为了提高BP译码方法的实用性，众多学者从降低译码复杂度的角度对BP译码方法进一步作了优化。
[0004]有学者引入了提前停止机制[Simsek C.,Turk K.Simplified Early Stopping Criterion for Belief
‑
Propagation Polar Code Decoders[J].IEEE Communications Letters,2016,20(8):1515
–
1518.]，即每完成一次迭代，用提前停止条件进行判断，如果满足则不再进行下一次迭代，通过这种机制可以在达到相同性能的前提下降低迭代次数，从而降低译码方法的时间复杂度，但只是在高信噪比下译码迭代次数降低明显，低信噪比下迭代次数仍比较高，导致译码时延降低效果有限。Lin Jun等人为进一步提高译码吞吐率[Lin J.,Yan Z.and Wang Z.Efficient Soft Cancelation Decoder Architectures for Polar Codes[J].IEEE Transactions on Very Large Scale Integration(VLSI)Systems,2017,25(1):87
–
99.]，引入了特殊节点，对译码二叉树作了剪枝，可以有效降低译码时延，但牺牲了一定性能。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的第一个实施例提供一种基于极化码的BP译码方法，其特征在于，包括：
[0006]S1：根据预设的因子图，对各层的左信息和右信息进行初始化；
[0007]S2：靠近信道端的n
‑
m层，从信道端向n
‑
m层逐层更新计算左信息，完成一次遍历更新后，再从n
‑
m层向信道端逐层更新计算右信息；
[0008]S3：靠近译码端的m层各层分组按一定顺序递推并行更新计算组内每个节点的左信息和右信息；
[0009]S4：重复S2和S3，直至译码迭代次数满足提前终止条件或达到所设置的最大次数，获取右信息矩阵中所存的B
λ＝0
这一列的信息数据，即为译码器输出的软信息，根据B
λ＝n
‑1(i)+L
λ＝n
‑1(i)的值进行硬判决来判定第i个比特的译码结果。
[0010]在一个具体实施例中，所述提前终止条件为：
[0011]每完成一次迭代，如果译码结果的估值满足其中，为信道端的对数似
然比LLR信息估值，G为根据极化码编码进行预设的生成矩阵，那么译码提前终止，输出译码结果反之，继续下一次迭代。
[0012]在一个具体实施例中，所述S2包括：
[0013]靠近信道端的n
‑
m层，从信道端向n
‑
m层逐层更新计算左信息，完成一次遍历更新后，再从n
‑
m层向信道端逐层更新计算右信息：
[0014][0015][0016][0017][0018]其中，和分别表示在第t次迭代过程中基于对数似然比(LLR)的节点(i，j)的左信息和右信息，α为常数系数。
[0019]在一个具体实施例中，所述S3包括：
[0020]靠近译码端的m层各层分组按一定顺序递推并行更新计算，对组内节点左信息进行更新：
[0021]φ为偶数
[0022]φ为奇数
[0023]对组内节点右信息进行更新：
[0024][0025][0026]其中，φ表示节点所在的组号，ω表示组内的序号，
[0027]在一个具体实施例中，所述S1包括：
[0028]初始化左信息L
λ＝0
为信道对数似然比信息；
[0029]初始化右信息B
λ＝n
‑1，其中，信息位则初始化为0，冻结位初始化为无穷大，其余各层右信息B和左信息L均初始化为0。
[0030]在一个具体实施例中，所述设定最大迭代次数通过人为设定或根据极化码的码长码率预先进行仿真实验获得。
[0031]本专利技术的第二个实施例提供一种计算机设备，包括处理器及存储在存储有计算机程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如第一个实施例所述的方法。
[0032]本专利技术的第三个实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如第一个实施例所述的方法。
[0033]本专利技术的有益效果如下：
[0034]本专利技术提供了一种基于极化码的BP译码方法、设备以及介质，通过使得靠近信道端的n
‑
m层，从信道端向n
‑
m层逐层更新计算左信息，完成一次遍历更新后，再从n
‑
m层向信道端逐层更新计算右信息，而靠近译码端的m层各层分组按一定顺序递推并行更新计算组内每个节点的左信息和右信息，从而解决了极化码传统BP译码方法并行度高、空间复杂度
较大、达到较理想的性能所需迭代次数较高的问题，通过改变靠近译码端的几层节点计算更新时序，加快了BP译码方法的收敛速度，从而达到降低时延的目的，同时还可以节省存储器资源。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1示出根据本专利技术一个实施例的基于极化码的BP译码方法流程示意图；
[0037]图2示出根据本专利技术一个实施例的预设的因子图示意图；
[0038]图3示出根据本专利技术一个实施例的基于极化码的BP译码方法性能曲线示意图；
[0039]图4示出本专利技术的另一个实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。
[0041]如图1所示，本专利技术的一个实施例提供一种基于极化码的BP译本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于极化码的BP译码方法，其特征在于，包括：S1：根据预设的因子图，对各层的左信息和右信息进行初始化；S2：靠近信道端的n
‑
m层，从信道端向n
‑
m层逐层更新计算左信息，完成一次遍历更新后，再从n
‑
m层向信道端逐层更新计算右信息；S3：靠近译码端的m层各层分组按一定顺序递推并行更新计算组内每个节点的左信息和右信息；S4：重复S2和S3，直至译码迭代次数满足提前终止条件或达到所设置的最大次数，获取右信息矩阵中所存的B
λ＝0
这一列的信息数据，即为译码器输出的软信息，根据B
λ＝n
‑1(i)+L
λ＝n
‑1(i)的值进行硬判决来判定第i个比特的译码结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提前终止条件为：每完成一次迭代，如果译码结果的估值满足其中，为信道端的对数似然比LLR信息估值，G为根据极化码编码进行预设的生成矩阵，那么译码提前终止，输出译码结果反之，继续下一次迭代。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2包括：靠近信道端向n
‑
m层逐层更新计算左信息，完成一次遍历更新后，再从n
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m层向信道端逐层更新...

【专利技术属性】
技术研发人员：董心洁，王宇航，
申请(专利权)人：北京电子工程总体研究所，
类型：发明
国别省市：