基于软输出的堆栈译码方法、系统、设备、介质及终端技术方案

本发明专利技术属于通信技术领域，公开了一种基于软输出的堆栈译码方法、系统、设备、介质及终端，方法包括：创建结构和堆栈，并进行初始化；重复判断堆栈顶部的结构中的路径长度与解码树的深度的大小，若堆栈顶部的结构中的路径长度小于解码树的深度，重新计算路径度量，并根据所述路径度量大小对堆栈进行排序，直至所述堆栈顶部的结构中的路径长度与所述解码树的深度相等，统计每个译码结果的软输出概率；根据预设的阈值对译码结果进行修正，得到最终的译码结果。本发明专利技术公开的方法在低信噪比的前提下，能够有效地降低了计算复杂性。在(128,64)情况下，与传统的堆栈译码相比，基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法能够减少82％的计算量。的计算量。的计算量。

【技术实现步骤摘要】
基于软输出的堆栈译码方法、系统、设备、介质及终端


[0001]本专利技术属于通信
，尤其涉及一种基于软输出的堆栈译码方法、系统、设备、介质及终端。

技术介绍

[0002]Erdal Arikan提出的极化码是一个理论上的突破。极化码具有构造方法清晰、编码和译码复杂度低、能严格证明接近信道容量等优点。同时，在码长有限的情况下，由于极地码的信道极化不完全，一些信息位不能被正确译码。为了解决这个问题，首先提出了串行抵消列表(SCL)译码，通过增加每层路径搜索后允许保留的候选路径数量来降低误码率。为了进一步提高译码算法的纠错能力，在信息序列中加入循环冗余校验(CRC)，并选择SCL译码的搜索路径，输出最佳解码路径。CRC辅助的串行抵消列表(CA
‑
SCL)译码大大提高了极地码的性能。
[0003]Arikan提出了一种新方案，将纠错部分转移到外码进行编码。这种新方案被称为极化调整卷积(PAC)编码，使用外卷积编码块进行编码，并通过极化通道进行传输。与CRC辅助的极化码相比，PAC编码具有更好的纠错能力。由于PAC解码外层的卷积码译码部分在译码过程中是一棵不规则的树，适用于长约束长度的序列译码比Viterbi解码更适用于PAC译码。Moradi等人还提出了基于Fano译码的PAC译码。
[0004]PAC的主要译码方法是卷积码的序列译码，主要分为堆栈译码和Fano译码两类。目前，对PAC的研究主要围绕着Fano译码进行。关于堆栈译码的研究几乎没有报道。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0006]现有PAC方法对堆栈译码研究较少
。
基于PAC译码的Fano译码虽然不需要存储，但译码速度相对较慢。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于软输出的堆栈译码方法、系统、设备、介质及终端。
[0008]本专利技术是这样实现的，一种基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法(SOSD
‑
PAC)，所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法包括：
[0009]创建结构和堆栈，并进行初始化；判断堆栈顶部的结构中的路径长度与解码树的深度的大小，若堆栈顶部的结构中的路径长度小于解码树的深度，重新计算路径度量，并根据所述路径度量大小对堆栈进行排序，直至所述堆栈顶部的结构中的路径长度与所述解码树的深度相等，统计每个译码结果的软输出概率；根据预设的阈值对译码结果进行修正，得到最终的译码结果。
[0010]进一步，所述结构用于保存相应的路径、当前节点、路径度量和状态位；将译码树的根节点结构存入所述堆栈中，开始译码。
[0011]进一步，所述堆栈顶部的结构中的路径长度小于解码树的深度时，判断所述堆栈
顶部的结构的下一个节点是否在索引集A中；
[0012]如果下一个节点在A中，则将所述堆栈顶部的结构从所述堆栈中移除，并扩展成两个后续节点，计算两个后续节点中的路径度量，并将所述两个后续节点存入节点中；
[0013]如果下一个节点不在A中，所述堆栈顶部的结构中的路径向后延伸，并根据延伸的路径重新计算路径度量。
[0014]进一步，所述两个后续节点存入节点后，判断所述堆栈中是否有溢出，如果有，则将堆栈底部的结构从所述堆栈中移除，并存储在一个外部容器中。
[0015]进一步，所述堆栈顶部的结构中的路径长度等于解码树的深度时，统计堆栈中的路径信息，所述软输出概率的计算公式为：
[0016][0017][0018]式中，表示j节点的译码结果，表示j节点译码结果为0的概率，表示j节点译码结果为1的概率。
[0019]进一步，所述预设的阈值对译码结果进行修正的具体过程为：
[0020]所述软输出概率大于预设的阈值t，则根据软输出概率结果判断译码结果，否则，就利用堆栈顶路径的结果进行判断，表达式为：
[0021][0022]本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法的基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码系统，所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码系统包括：
[0023]初始化模块，用于创建结构和堆栈，并进行初始化；
[0024]译码模块，用于根据堆栈顶部的结构中的路径长度与解码树的深度的大小进行译码；
[0025]修正模块，用于根据预设的阈值对译码结果进行修正，得到最终的译码结果。
[0026]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法的步骤。
[0027]本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述
计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法的步骤。
[0028]本专利技术的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码系统。
[0029]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0030]第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0031]本专利技术为SOSD
‑
PAC译码。在SD算法基础上，定义了一个新的译码结果判断。通过限制堆栈大小，保留被丢弃的路径信息，以此修改译码结果，在失去一定误码率的条件下，降低了译码复杂度。仿真结果表明，SOSD
‑
PAC译码比PAC的SD译码具有更高的效率。通过仔细选择堆栈大小S和阈值t，提出的软输出堆栈解码器具有与堆栈解码器类似的FER性能。结果表明，与PAC的堆栈译码相比，所提出的方法可以在解码性能和复杂性之间实现良好的权衡。在码长为128、码率为1/2的PAC码的情况下，与传统的SD算法相比，SOSD算法可以减少82％的计算量。
[0032]第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0033]本专利技术在失去一定误码率的条件下，降低了译码复杂度，并且与PAC的SD译码相比，效率更高，在解码性能和复杂性之间实现了良好的权衡。
[0034]第三，作为本专利技术的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
[0035]本专利技术的技术方案通过在外联译码方案上使用了基本无人使用的堆栈译码方式，验证了堆栈译码的可行性，为接下来优化堆栈译码从而提升PAC译码提供了技术支撑，克服了大众常识下堆栈译码引用场景低的偏见。
附图说明
[0036]图1是本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法，其特征在于，包括：创建堆栈和容器，并进行初始化，将译码树的根节点存入堆栈中；判断堆栈栈顶路径长度是否大于等于译码树深度，若大于译码树深度，则译码结束，输出译码结果；若小于译码树深度，则计算出节点的对数似然比，根据节点是否在索引集A中，判断扩展路径：如果在A中，则扩展成两条路径，一条是节点为0扩展，一条节点为1扩展；如果不在A中，则沿着译码结果为0扩展。计算出扩展路径的度量存入堆栈中，然后将原始节点从堆栈中移动到容器中。对堆栈进行排序后重复步骤，至到栈顶路径长度大于等于译码树深度。2.如权利要求1所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法，其特征在于，所述结构保存有相应的路径、当前节点、路径度量和状态位；将译码树的根节点结构存入所述堆栈中，开始译码。3.如权利要求1所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法，其特征在于，所述堆栈顶部的结构中的路径长度小于解码树的深度时，判断所述堆栈顶部的结构的下一个节点是否在索引集A中；如果下一个节点在A中，则将所述堆栈顶部的结构从所述堆栈中移除，并扩展成两个后续节点，计算两个后续节点中的路径度量，并将所述两个后续节点存入节点中；如果下一个节点不在A中，所述堆栈顶部的结构中的路径向后延伸，并根据延伸的路径重新计算路径度量。4.如权利要求3所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法，其特征在于，所述两个后续节点存入节点后，判断所述堆栈中是否有溢出，如果有，则将堆栈底部的结构从所述堆栈中移除，并存储在一个外部容器中。如果没溢出，则对堆栈按照路径度量排序后重新开始循环。5.如权利要求1所述基于软输出的极化调整卷积码的堆栈译码方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志亮，蒋宗昇，张筱燕，曾令国，周水红，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：