[发明专利]一种基于多级更新流程的极化码BP译码方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于多级更新流程的极化码BP译码方法及装置，硬件装置主要由BP译码器、控制器、处理单元模块、早期迭代停止模块和存储器构成；所述译码方法包括如下步骤：S1)预设BP译码器的最大迭代次数；S2)使用多级洪水BP译码算法对极化进行译码；S3)在迭代过程中对译码结果进行CRC校验，若通过CRC校验则译码器终止迭代并输出译码结果，否则继续迭代直到达到最大迭代次数。本发明提供的基于多级更新流程的极化码BP译码方法及装置，使用多组迭代起始方向相反的PEs并行译码，从而在早期迭代停止标准下进一步减少迭代次数，测试结果显示在2dB‑3.5dB范围内使平均迭代次数降低了31.7％‑36.5％，有效降低了译码延迟。

技术领域

本发明涉及一种极化码处理方法及装置，尤其涉及一种基于多级更新流程的极化码BP译码方法及装置。

背景技术

2008年，Arikan在国际信息论ISIT会议上首次提出了信道极化的概念。2009年，Arikan在《IEEE transaction on information theory》期刊上发表的论文中对信道极化进行了更详细的阐述，给出了一种当码长趋于无穷大时能够达到任何给定二进制离散无记忆信道容量的编码方式，称为极化码(Polar Code)，同时给出了理论证明。基于信道极化时引入的各个比特之间的依赖关系，Arikan提出了一种称为串行抵消(Successivecancellation，SC)的译码算法，其译码复杂度为O(NlogN)。SC算法计算复杂度较小，但在有限码长下性能不理想，同时由于其串行译码流程导致延迟较高。

为了获得更好的译码性能，学者们尝试将已有的一些译码算法应用到极化码译码中，例如置信度传播(Belief Propagation，BP)算法。与SC算法相比，在极化码上应用BP算法获得了一定的性能增益，同时BP算法的并行特点有利于实现更高的吞吐率。极化码BP译码器的计算复杂度为O(INlogN)，其中I为迭代次数，迭代次数决定了BP译码器的计算复杂度与译码延迟。为了减少BP译码器的迭代次数，学者们提出了多种早期迭代停止标准，例如：G-Matrix、minLLR、CA和LMA等，还提出了多种改进的信息更新流程，其中使用洪水(Flooding)流程的洪水BP(Flooding BP,FO-BP)算法提高了单次迭代的效率，配合早期迭代停止标准有效减少了迭代次数。同时早期迭代停止标准受限于信息更新流程所决定的收敛速度，无法进一步减少迭代次数。为了进一步减少译码延迟，需要找出效率更高的信息更新流程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多级更新流程的极化码BP译码方法及装置，能够大大降低译码的计算复杂度和译码延时，同时便于硬件实现。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于多级更新流程的极化码BP译码方法，包括如下步骤：S1)预设BP译码器的最大迭代次数；S2)使用多级洪水BP译码算法对极化进行译码；S3)在迭代过程中对译码结果进行循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，CRC)校验，若通过CRC校验则译码器终止迭代并输出译码结果，否则继续迭代直到达到最大迭代次数。

上述的基于多级更新流程的极化码BP译码方法，其中，所述步骤S2)包括：对于参数为(N，K)的极化码，其对应因子图由n＝log₂N阶基本计算模块和n+1列节点构成，每阶由N/2个基本计算模块构成，(i,j)表示从左起第i行，第j列的节点；第t次迭代中，从右到左更新节点(i,j)中的信息记为从左到右更新节点(i,j)的信息记为若所述步骤S2)中的多级更新流程的级数为2*M级(1≤M≤n)，则可将n阶因子图分为M个子因子图，每个子因子图中包含G+1列节点每个子因子图均由两组迭代起始方向相反的处理单元并行译码。