[发明专利]一种自适应串行抵消列表极化码译码方法及系统

说明书

本发明公开了一种自适应串行抵消列表极化码译码方法及系统，该方法包括：在极化码所有比特位的中间位置设置循环冗余校验；利用串行抵消列表方法对所述极化码中的比特逐个进行译码；利用所述循环冗余校验对所述极化码中前半部分的比特进行通过校验，并输出通过校验的度量值最大的候选路径。本发明可以在原AD‑SCL方法执行过程中，提前判断候选路径是否通过CRC进而选择是否提前增加自适应搜索宽度，减少了后续比特位的计算进而减少复杂度。有效降低了原AD‑SCL方法在低信噪比条件下的复杂度。

技术领域

本发明涉及极化码译码技术领域，特别是涉及一种自适应串行抵消列表极化码译码方法及系统。

背景技术

Arikan提出了极化码，且在理论上证明了极化码是第一个在任意B-DMC(Binary-input Discrete Memoryless Channel，二进制输入离散无记忆信道)达到香农极限的信道编码。同时，Arikan也提出了对应的极化码译码方法：SC(Successive Cancellation，串行抵消)译码方法，其具有低时间复杂度O(N log₂N)和长码长条件下可达香农极限的优点。但是，SC译码方法在中低码长下的BLER(Block Error Rate，误块率)性能较差。

因此，学者们近年来一直致力于改善极化码在中低码长时的译码性能，其中比较典型的有SCL(Successive Cancellation List，串行抵消列表)方法和CA-SCL(CRC-AidedSuccessive Cancellation List，具有循环冗余校验的串行抵消列表)方法。SCL译码方法采用后验概率(APosteriori Probability，APP)作为多条候选路径的统一度量值。SCL译码方法相较于SC译码方法，增加了找到正确路径的可能性，进而得到了更好的BLER性能，但相应的时间复杂度是原来SC译码方法的L(固定搜索宽度)倍，为O(LN log₂N)。同时基于正确路径往往存在于SCL方法的候选路径列表里，已有技术提出了CA-SCL译码方法。CA-SCL在编码环节引入CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)，并在所有候选路径中，优先选择能够通过CRC的候选路径作为最佳候选路径，该方法相较于SCL方法增加了在候选路径中分辨出正确路径的概率进而BLER性能更好。值得一提的是，有学者提出基于LLR的度量值PM值来简化原CA-SCL方法的度量值APP值。候选路径的度量值APP值和PM值的关系是：APP值越大，其PM绝对值越小。

但相较于SCL译码方法，CA-SCL译码方法要达到最大似然比(ML)方法性能所需要的L(搜索宽度大小)值要大得多。进而有学者提出了AD-SCL译码方法。该方法将自适应搜索宽度L_adp值和CRC相结合，最终在高信噪比条件下，可以做到在不损失性能的前提下有效降低CA-SCL方法的平均复杂度，AD-SCL(Adaptive Successive Cancellation List，自适应串行抵消列表)译码方法的复杂度为O(L_avN log₂N)。同时基于CRC只能在所有码字译出后才能生效的缺点，已有技术提出了SCA-SCL(分段CRC支持的串行列表抵消)方法，通过在信息位其他位置放置分段CRC，进而提前判断候选路径是否正确进而规避不必要的计算，但文中关于复杂度的分析有待进一步商酌。此外，提出了类似的将分段CRC和减搜索宽度的自适应算法的联合算法，但是该方法在L_max较大时不能有效降低复杂度。

其中，AD-SCL方法实现步骤如下：

第一步：设L＝L_adp＝1(L为固定搜索宽度，L_adp为自适应搜索宽度)；执行下一步；

第二步：执行L＝L_adp的CA-SCL译码方法，如果至少有一条候选路径通过CRC，那么输出其中具有最大APP值(或最小PM值)且通过CRC的候选路径，并结束方法。否则进行下一步；