[发明专利]一种极化码BP List译码方法

说明书

本发明公开一种极化码BP List译码方法，步骤1：根据因子图错误概率的方法，选择因子图集合；步骤2：按顺序从因子图集合Z中选择一个因子图进行BP译码；步骤3：如果译码正确，则结束译码；否则，执行步骤4；步骤4：如果是最后一个因子图，则译码失败，结束译码；否则执行步骤5；步骤5：根据当前的因子图中译码结果，选择x端中可靠性最低的两个位置，即选择不可靠位置；步骤6：选择不可靠位置符号；步骤7：更新信道初始信息，然后转至步骤2执行。本发明方法不仅可以实现BP译码的性能与CASCL8接近的性能，达到工程应用的需求，同时本发明的并行化实现也可以有效降低算法的延时，满足延时的要求。

技术领域

本发明涉及一种高性能低复杂度的BP List译码方法，尤其是一种改进的极化码BP List译码方法，属于通信技术领域。

背景技术

BP算法作为polar码的一类主要的译码算法，已经被广泛的研究。其关键的优点主要有两个：(1)BP译码算法可并行化实现，使其克服了polar码SC译码算法的串行译码导致的延时长的不足，可以作为低延时译码的主要译码算法；(2)BP译码算法可以输出软信息，可以与迭代接收机联合使用。但目前polar码的BP译码算法有一个关键的不足就是译码的性能比较差，BP译码算法的性能只能实现与SC算法的性能可比，这使得其在实际应用中受到很大的限制。

目前关于BP译码算法的性能改进也有许多的研究，其中关于BP List的相关改进算法有效提升了BP算法的性能，并且在一定条件下可以实现与SCL算法的性能可比。在文献[1](A.Elkelesh,M.Ebada,S.Cammerer and S.ten Brink,“BP List decoding of polarcodes,”IEEE Commun.Letters,vol.22,no.8,pp.1536–1539,Aug 2018.“极化码BP List译码”，期刊：IEEE Communication Letters第22卷第8期)中，首次提出BP List的译码算法，我们知道polar码的BP译码算法是通过编码结构的因子图来实现信息的更新、传递和迭代，同时，文献[2](N.Hussami,S.B.Korada,R.Urbanke,“Performance of Polar Codes forChannel and Source Coding,”IEEE ISIT,Aug.2009.“极化码用于信源编码和信道编码的性能”；会议：IEEE 2009 ISIT)在09年就提出了不同的因子图结构可能会产生不同的译码性能。因此，BP List算法首先通过改变因子图的调度顺序来产生不同因子图结构，并生成因子图的List集合，然后利用集合中的所有因子图去进行译码，这样，从多个因子图的译码结果中选择正确的译码结果。由于使用了多个因子图进行译码，BP的译码性能得到了改进。文献[1]中因子图是随机选择的，在文献[3](N.Doan,S.A.Hashemi,M.Mondelli,andW.J.Gross,“On the Decoding of Polar Codes on Permuted Factor Graphs,”IEEEGLOBECOM 2018.“基于重排因子图的极化码译码”；会议：IEEE 2018 GLOBECOM)中提出通过因子图的错误概率来选择因子图的方法，即通过仿真来获得每个因子图的译码的错误概率，然后再选择部分错误概率比较小的因子图来作为List的集合，进而改进了随机选择因子图方法的性能。

但是，我们知道目前polar码最优的译码性能是通过CA-SCL译码算法得到的。虽然现在BP List算法的性能得到改进，但是相比于CA-SCL算法来说一方面BP List算法的性能仍然具有很大的性能差异，另一方面与SCL可比的性能也是通过比较大List集合来实现的，这对于实际应用来说明显是不实际的。因此对于实际应用来说，BP List算法的性能需要进一步改进，使其达到与CA-SCL接近的性能，同时需要降低List集合的大小来减少硬件实现的复杂度。因此，一种高性能低复杂度的BP List译码算法是一种需求。

发明内容