[发明专利]一种基于极化码的5G广播信道合并接收方法

说明书

本发明涉及一种基于极化码的5G广播信道合并接收方法，属于信道编译码技术领域。本发明在发送端利用高斯近似对各子信道可靠程度进行估计，将各传输块相同信息比特映射到可靠程度较低的信息比特子信道中，将不同信息比特映射到可靠程度较高的信息比特子信道中，在接收端，对于不同信息比特，各传输块分别做判决，对于相同信息比特，将各传输块的软信息进行合并后统一做判决。本发明在有效提升译码正确率的同时，降低了广播信道成功接收的时延。

技术领域

本发明涉及一种基于极化码的5G广播信道合并接收方法，属于信道编译码技术领域。

背景技术

第五代移动通信系统(the fifth generation communication system,5G)是为了应对数据流量和设备连接数剧增、超低时延等的需求而产生的。要想实现这些指标需求，5G必须在多方面技术上有所突破。由于无线信道存在干扰和衰落，信号在传输的过程中可能会出错，信道编码技术通过增加信息冗余量来抵抗并纠正恶劣信道带来的错误。高效的编译码方案可以减少系统的业务开销，增加网络的覆盖率和数据传输的可靠性，改善频谱效率。构造可达或逼近系统信道容量的信道编码算法，降低译码算法的复杂度，一直是信道编译码技术中研究的目标。

信道编码的发展经历了从2G系统的卷积码到3G、4G系统的Turbo码，由于5G对性能指标有着很高的要求，之前的信道编码技术不能再满足要求。国际无线标准化组织(the3rd Generation Partnership Project,3GPP)确定了5G广播信道的信道编码方案为极化码(polar code)。极化码是Erdal Arikan于2007年首次提出的，它是目前唯一可理论证明达到香农极限的编码方式，其具有线性的编译码复杂度。

极化码的编码基于信道极化现象，通过将独立同性质的信道合并成一个信道，再根据转移概率拆分为相互独立的极化信道，使得各信道的容量呈现极化分布的状态。容量较高的极化信道上传输信息比特，容量较低的极化信道上传输收发双发均已知的冻结比特。

对于极化码的译码算法，Arikan在其论文中给出了基于递归结构的串行消除(Successive Cancellation,SC)译码算法，其译码复杂度低，但各个信道传输比特的译码之间相互有关联，会造成错误传递。在后续研究中出现了对SC算法的改进，包括串行消除列表(Successive Cancellation List,SCL)译码算法、CRC辅助的串行消除列表(CRC AidedSuccessive Cancellation List,CA-SCL)译码算法，均提升了性能。

5G的广播信道中，传输块(Transport Block,TB)周期为80ms，在每个传输块中包含32位信息比特和24位CRC，在半帧内的不同传输块中，3位SSB index不同，导致24位CRC不同，因此，在半帧内不同传输块的56位信息比特中，有29位相同比特和27位不同比特。

其中，5G广播信道指的是5G协议里的PBCH(物理广播信道)，不是空口发送的时候那个广播的形式；5G里这种信道划分是按里面穿的内容分的，比如广播信道就是放广播信息，控制信道放的是一些调度信息，信令的信息，业务信道放的是业务数据。

发明内容

本发明的目的在于针对5G广播信道中不同传输块内信息比特不完全相同导致的译码前无法合并的技术缺陷，提出了一种基于极化码的5G广播信道合并接收方法，在译码过程中，对于传输块间的相同比特进行软信息合并，并根据合并后的软信息判决比特；而对于不同比特，各传输块根据自己的软信息进行判决，不增加译码时延的前提下，提高广播信道译码正确率。

其中，软信息是指对数似然比值，英文全称为Log Likelihood Ratio，缩写为LLR；

一种基于极化码的5G广播信道合并接收方法，具体包括以下步骤：