[发明专利]极化码译码方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种极化码译码方法、装置及系统，属于纠错编译码领域，方法包括：接收待译码信号；生成L个因子图，L＞1，L个因子图由极化码原始因子图和L‑1个极化码因子图组成，极化码因子图的可靠度高于由极化码原始因子图的可靠度确定的可靠度阈值；利用各因子图对校验级联极化码进行置信传播译码，每次迭代译码后更新因子图中未通过校验的校验节点的信息，直至对因子图左、右两侧节点进行硬判决得到的序列满足提前停止条件或达到最大迭代次数时停止迭代译码，输出L个相应的候选译码字；分别计算各候选译码字与待译码信号之间的欧氏距离，选取最小欧氏距离对应的候选译码字输出。有效提升译码性能，同时降低平均迭代次数。

技术领域

本发明属于纠错编译码领域，更具体地，涉及一种极化码译码方法、装置及系统。

背景技术

极化码是一种被理论证明可达到香农容量的信道编码方案，已经被第五代移动通信系统(5G)采用。译码算法对极化码在实际应用时的纠错能力有极大影响，受到学术界和产业界的广泛关注。目前，极化码的译码算法主要分为两类，分别为基于串行抵消(Serialcancellation，SC)的译码算法和基于置信传播(Belief Propagation，BP)的译码算法。

基于串行抵消的译码算法采用逐比特译码方式，可以有效地利用极化效应，展现出良好的纠错性能。其中，循环冗余校验连续取消列表(CA-SCL)译码使极化码的纠错性能超越了LDPC码。然而，基于串行抵消的译码算法受限于串行处理，存在译码时延高、吞吐率低的问题。

基于置信传播的译码算法属于迭代算法，例如置信传播列表(BeliefPropagation List，BPL)和循环冗余校验辅助置信列表(CA-BPL)算法，具有高吞吐率和低译码时延的特性，但它们的纠错性能劣于CA-SCL算法。未来无线通信具有大于99.99999％的高可靠性、Tbps量级的吞吐率、小于1ms的低时延等要求，因此，如何设计高性能的极化码迭代译码算法尤为重要。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种极化码译码方法、装置及系统，其目的在于提升极化码迭代译码的纠错性能，达到与CA-SCL译码相当水平的同时，减少原有迭代译码的计算复杂度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种极化码译码方法，用于接收端，方法包括：S1，接收待译码信号，所述待译码信号为发送端发送的校验级联极化码到达接收端时的信号，所述校验级联极化码中校验比特的位置由比特信道的译码错误概率确定；S2，生成L个因子图，L＞1，所述L个因子图由极化码原始因子图以及L-1个极化码因子图组成，所述极化码原始因子图和所述极化码因子图均与所述校验级联极化码对应，所述极化码因子图的可靠度高于可靠度阈值，所述可靠度阈值由所述极化码原始因子图的可靠度确定；S3，分别利用各所述因子图对所述校验级联极化码进行置信传播译码，置信传播译码过程中，每次迭代译码后更新所述因子图中未通过校验的校验节点的信息，直至对所述因子图左、右两侧节点进行硬判决得到的序列满足提前停止条件或达到最大迭代次数时停止迭代译码，输出L个相应的候选译码字；S4，分别计算各所述候选译码字与所述待译码信号之间的欧氏距离，选取最小欧氏距离对应的候选译码字输出。

更进一步地，所述校验级联极化码包括冻结比特和非冻结比特，所述非冻结比特包括信息比特和所述校验比特，所述校验比特放置在第一比特信道，所述第一比特信道为非冻结比特所处比特信道中译码错误概率最大的前M个比特信道，M为所述校验比特的位数。

更进一步地，第m个校验比特为：

其中，为第s_m个位置上比特的值，s_m为第m个校验比特位置的索引，u_i为第i个位置上比特的值，ψ_m为第m个校验方程中所包含的信息比特位置的索引集合，mod为取模运算符。