[发明专利]一种基于高斯近似阈值判断的极化码BP译码方法

摘要

本发明涉及一种基于高斯近似阈值判断的极化码BP译码方法，属于信道编译码技术领域。本发明在传输过程中添加CRC校验模块，在接收端依据高斯近似的原理为各个比特节点设定信息值判断阈值。在每次迭代的过程，通过将各个比特节点的信息值与所对应的判定阈值进行比较，逐步筛选出超过阈值的比特节点并停止更新，未超过阈值的比特节点信息值则继续更新。在每一次迭代结束后，对译码结果进行判定，并进行CRC校验，若通过校验则停止迭代，否则继续迭代直到达到最大迭代次数。本发明在保证译码性能的基础上，降低了译码的计算复杂度，节省了计算资源。

主权项

1.一种基于高斯近似阈值判断的极化码BP译码方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、发送端对信息比特序列u0,u1,...,uK‑1进行CRC校验，得到序列u0′,u1′,...,uK′‑1′，再对序列u0′,u1′,...,uK′‑1′进行polar编码，得到polar编码后的序列，记为x0,x1,...,xN‑1；polar编码基于X＝U'G；X＝x0,x1,...,xN‑1；U'＝u0′,u1′,...,uK′‑1′，G为生成矩阵；步骤二、BP译码基于因子图对接收端解调得到的序列y0,y1,...,yN‑1进行译码初始化，具体包括如下子步骤：步骤2.A将最左侧比特节点的信息值设为并初始化为(1)式；其中，R代表译码过程中存在两类信息中“从左向右传递的信息”，即右信息；的上标0表示第0次迭代，下标左边的0表示因子图中第0个状态，右边j表示因子图中第j个比特节点；j表示因子图中第j个比特节点；A表示信息比特的集合；A^C表示冻结比特的集合；步骤2.B将最右侧比特节点的信息值设为代表信道传递来的消息，初始化为(2)式；其中，L代表译码过程中存在两类信息中“从右向左传递的信息”，即左信息；中的上标0表示第0次迭代，下标左边的S表示因子图中第S个状态，右边j表示因子图中第j个比特节点；ln是以e为底的对数；步骤2.C将因子图中的其余比特节点的信息值初始化为0；步骤三、为各个比特节点设定信息值的判定阈值Ti,j和最大迭代次数Iter，又具体包括如下子步骤：步骤3.A因子图中与加性校验节点相连的比特节点，其判定阈值的设定基于(3)式递归得到；其中，下标左侧的数字表示因子图中的状态数，即i表示第i个状态，i+1表示第i+1个状态；下标右侧的数字表示因子图中的比特节点数，即j表示第j个比特节点，j+2i表示第j+2i个比特节点；用于迭代的初始阈值为步骤二中所设定的初始化信息值；函数定义为(4)式；步骤3.B因子图中与直接相连性校验节点相连的比特节点，其判定阈值的设定基于(5)式进行递归得到；其中，下标左侧的数字表示因子图中的状态数，即i表示第i个状态，i+1表示第i+1个状态；下标右侧的数字表示因子图中的比特节点数，即j表示第j个比特节点，j+2i表示第j+2i个比特节点；步骤四、从最右端比特节点向左传递信息值，具体为：在传递的过程中，将当前各个比特节点的信息值与为各节点设定的阈值Ti,j进行比较，若超过阈值，按照(6)式进行信息值传递否则依据(7)式向左更新并传递各比特节点的信息值；其中，i表示因子图中第i个状态，j表示因子图中第j个比特节点，t表示第t次迭代，g(x,y)＝2tanh‑1(tanh(x/2)tanh(y/2))，可通过最小和算法将计算简化为：g(x,y)≈0.9sign(x)sign(y)min(|x|,|y|)；步骤五、从最左端比特节点向右传递信息值，具体为：将当前各个比特节点的信息值与为各节点设定的阈值Ti,j进行比较，若超过阈值，则按照(6)式进行信息值传递；否则依据(8)式向右更新并传递各比特节点的信息值；步骤六、从最右端比特节点向左传递信息值，具体为：将当前各个比特节点的信息值与为各节点设定的阈值Ti,j进行比较，若超过阈值，则按照(6)式进行信息值传递，否则依据(7)式向左更新并传递各比特节点的信息值；步骤七、约定信息值从最左端传递到最右端，再从最右端传递到最左端为一次迭代过程，即每完成一次迭代，对应着步骤五和步骤六执行一遍；每执行一次迭代，根据(9)式对最左侧的各比特节点进行译码判定；表示对因子图中第j个比特节点的译码结果；中的Iter代表最大迭代次数；步骤八、判断当前迭代次数是否达到最大迭代次数Iter，如果达到最大迭代次数Iter，则跳至步骤十，否则跳至步骤九；步骤九、对译码结果进行CRC校验，如果通过校验则终止迭代过程，跳至步骤十；否则跳至步骤五，继续进行下一次迭代过程；步骤十、输出译码结果。