[发明专利]删节信道下基于极化码的低复杂度译码方法

说明书

本发明公开一种删节信道下基于极化码的低复杂度译码方法，步骤如下：步骤1、根据SC译码因子图，确定每个译码节点的位置参数；步骤2、计算每个节点上不同场景的概率；按照三段码字中删节错误的出现数量与位置，进行排列组合，计算特定删节图样对应场景的出现概率权重；步骤3、对上述场景出现概率权重按照从大到小的顺序排列；获得每个节点上场景出现概率的大小顺序；步骤4、给定每个节点上的剪枝错误概率上限，对于每个节点分别计算各自的剪枝图样；步骤5、执行SC译码，在每个节点上，对剪枝图样对应的场景概率置0，获得最终的译码结果。本发明方法能有效降低译码复杂度；能够在控制译码性能的同时降低译码复杂度；具有广泛的适用性。

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种删节信道下基于极化码的低复杂度译码方法。

背景技术

Polar Codes，即极化码，是2009年由E.Ar₁kan提出的一种新型信道编码，是第一种能够通过严格的数学证明达到信道容量的编码方案。极化码相比TBCC码具有一些显著优势。首先，极化码码率越高，其相对于LDPC与Turbo的性能增益越大，最大能够获得1dB的编码增益。另外，极化码严格保证无error floor编译码复杂度是NlogN，同时，极化码的速率适配方案更加灵活且通用，码率可任意变化。在2016年举办的3GPP RAN第87次会议上，全球多家公司与科研单位达成共识，将极化码确立为第五代移动通信系统控制信道的编码方案。根据3GPP关于第五代移动通信标准的规定，第五代移动通信的控制信道将采用Polar码进行信道编码。

在通信系统群同步或位同步过程中，如果接收端的采样装置存在欠采样的情况可能会导致漏采样一些码元符号，发生删节错误，引起失步问题。现代数字无线通信系统要求收发双端保持时钟同步，否则同步错误就会发生。现有的删节信道极化译码算法复杂度较高，需要考虑大量的删节图样，而其中仅有一种删节图样是正确的，因此传统基于全部删节图样的译码算法效率很低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种删节信道下基于极化码的低复杂度译码方法具体而言本发明提出一种能够有效降低译码复杂度的基于极化码的删节信道译码方法，具体是指一种基于剪枝的低复杂度极化译码算法。。在此方法中，首先通过码字分组将每个译码因子图节点对应的接收序列分成三段。根据各段长度以及删节符号数量计算节点场景出现概率。依据场景出现的概率分布律，分析了译码过程中的剪枝错误概率。根据剪枝错误率对译码的影响，设计了动态剪枝策略，将低概率图样排除，省略复杂的递归计算过程。基于剪枝策略，提出了在不同性能要求下删节信道极化译码的动态门限计算方法。简化门限计算复杂度的同时实现了对译码性能的灵活可调与复杂度与性能的精确折中。仿真结果表明，所提算法的译码性能与理论译码性能吻合，并且有效降低了删节译码复杂度。

为更清楚地阐述本发明提出的基于极化码的删节信道译码方案，本发明一种删节信道下基于极化码的低复杂度译码方法，主要包括以下步骤：

首先，按照如下步骤1～2对各个译码节点上删节图样对应的场景概率进行计算；再根据步骤3～4确定节点剪枝图样；最后根据步骤5进行低复杂度译码。具体如下：

步骤1、根据SC译码因子图1，确定每个译码节点的位置参数。定义λ代表层索引，φ代表组索引，β表示组内元素引。根据上述三个参数可以确定因子图上的节点序号v_λ,φ,β，每个节点概率计算相关的接收软信息序列为因此每个节点可将对应的接收信息划分成前中后三段，分别对应于给定删节符号数量d，定义d₁,d₂,d₃分别代表三段接收信息序列中存在的删节符号数量。给定一组d₁,d₂可唯一确定d₃，进而确定每个场景。每个场景用表示。

步骤2、计算每个节点上不同场景的概率。按照三段码字中删节错误的出现数量与位置，进行排列组合，计算特定删节图样对应场景的出现概率权重J。