[发明专利]一种基于提前终止迭代策略的极化码改进BP译码方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机译码领域，特别涉及一种基于提前终止迭代策略的极化码改进BP译码方法。

背景技术

极化码具有以较低的编译码复杂度达到香农限的能力，因此，在最近的几年中引起了人们的关注。为了说明极化码的性能，Arikan给出了第一个译码算法——连续消除译码算法，即SC。之后，又有人又提出了一些改进的SC译码算法。由于SC译码算法的本质，以上提出的算法都有较高的译码延迟以及较低的输出等缺点，因此，在实际生活中的应用受到了影响。

BP作为一种并行译码算法，在Polar上的应用引起了人们很大的关注。然而，这种算法需要大量的迭代次数，使得译码时需要计算大量的数据，具有较高的计算复杂度。

发明内容

基于以上技术问题，本发明公开了一种基于提前终止迭代策略的极化码改进BP译码方法，所述方法使用极化码的信息比特似然比的收敛情况作为BP译码算法停止迭代的准则；所述方法包括以下步骤：

S100、输入：接收矢量r，最大迭代次数Max_iter，信道可靠度L_C，收敛阈值ε，{ε|0＜ε＜1}；

S200、初始化：如果位于因子图中(i，1)的是信息比特，则F_i，1＝0，否则

其中，表示在第t次迭代过程中，位于因子图中(i，j)处节点从左向右传递的信息，即右信息；F_i，1表示因子图中第i行，第一列的节点收敛标记；t表示迭代次数；p表示信息比特计数变量；i为因子图中的行索引；j为因子图中的列索引；表示在第t次迭代过程中位于因子图中(i，j)处节点从右向左传递的信息，即左信息；

S300、更新：根据下式(1)对因子图中每个节点先从右向左进行更新，然后从左向右进行更新；

其中g(x，y)＝-2arctanh(tanh(x/2)tanh(y/2))，tanh(x)为双曲正切函数，arc tanh(x)为反双曲正切函数。

S400、迭代：对于位于因子图中(i，1)的信息比特，判断该信息比特的收敛标记F_i，1＝0是否成立，如果成立转至步骤S401；如果不成立，转至步骤S403；

S401、判断信息比特的与是否满足下式(2)，

如果该信息比特的与满足上式(2)，则转至步骤S402；如果不满足，则转至步骤S403；

S402、设置p＝p+1，F_i，1＝1，此时判断p＝K是否成立，K表示信息比特个数；

如果p＝K成立，停止迭代；

如果p＝K不成立，转至步骤S403

S403、继续判断下一个信息比特；如果位于因子图中(i，1)位置的所有信息比特作同样处理后，则t＝t+1，如果t＝Max_iter，停止迭代，否则转至步骤S300；如果位于因子图(i，1)位置的信息比特没有处理完，则处理下一个信息比特，转至S400；

S500、判决：停止迭代后，如果码字中第i比特的硬判结果否则输出译码比特。

本公开改进的BP译码算法与原始BP译码算法相比，性能没有损失，并且大大降低了译码复杂度；对于同一个码长，随着信噪比的增加，减少的迭代次数逐渐增加，最终趋于平稳；对于不同的码长，随着码长的增加，在相应信噪比条件下平均迭代次数是减少的。

附图说明

图1(a)参数为(8，4)的极化码的因子图，图1(b)处理元，其中表示在第t次迭代过程中，位于因子图中(i，j)处节点从左向右传递的信息，即右信息；表示在第t次迭代过程中位于因子图中(i，j)处节点从右向左传递的信息，即左信息；t表示迭代次数；i为因子图中的行索引；j为因子图中的列索引；N为码长；

图2(a)为参数为(512，256)的极化码，改进的BP译码算法与原始BP译码算法的比特错误率曲线比较，图2(b)为参数为(512，256)的极化码，改进的BP译码算法与原始BP译码算法的平均迭代次数的曲线比较；其中红色曲线表示原始的BP译码算法；蓝色表示改进的BP译码算法；

图3(a)为参数为(1024，512)的极化码，改进的BP译码算法与原始BP译码算法比特错误率曲线比较，图3(b)为参数为(1024，512)的极化码，改进的BP译码算法与原始BP译码算法的平均迭代次数的曲线比较；其中红色曲线表示原始的BP译码算法；蓝色表示改进的BP译码算法；