[发明专利]一种极化码的BP译码方法及装置

说明书

本发明公开了一种极化码的BP译码方法，属于信道编码技术领域。本发明利用基于提前终止迭代策略的BP译码算法进行极化码的译码，所述基于提前终止迭代策略的BP译码算法的迭代提前终止的判断条件为：因子图最左端的对数似然比的符号在连续两次迭代过程中均未发生变化。本发明还公开了一种极化码的BP译码装置。本发明借助对数似然比符号收敛特性进行BP译码的迭代终止判断，能够在不造成译码性能损失的情况下显著减小译码迭代次数，尤其在中、高信噪比信道中效果更为明显。并且该方法简单易懂，计算复杂度低，硬件实现简单。

技术领域

本发明涉及一种极化码的译码方法，尤其涉及一种极化码的BP译码方法及装置，属于信道编码技术领域。

背景技术

极化码(polar code)是由Erdal Arikan在“Channel Polarization:A Methodfor Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-InputMemoryless Channels”一文中提出的。他从理论层面证明了经过信道的组合和分离，当信道数量趋于无穷大时，一部分信道趋于完美，而一部分信道趋于纯噪声信道，称为信道极化现象。我们基于此信道极化现象，选取组合信道中比较好的信道，构造极化码。ErdalArikan证明了当信道数量趋于无穷，极化码理论上可以趋于香农极限。

极化码主要的译码方法有SC译码[E.Arikan,“Channel polarization:A methodfor constructing capacityachieving codes for symmetric binary-inputmemoryless channels,”Information Theory,IEEE Transactions on,vol.55,no.7,pp.3051–3073,2009.]和BP译码[E.Arikan,“A performance comparison of polar codesand reed-muller codes,”

Communications Letters,IEEE,vol.12,no.6,pp.447–449,2008.]。SC译码计算复杂度低，并且有良好的纠错性能，但是由于SC算法内在的串行运算结构，它存在长时间的译码延迟。BP译码是Erdal Arikan在A Performance Comparison of Polar Codes andReed-Muller Codes”[2]一文中提出的。他证明了因为极化码能用因子图表示，所以极化码能用BP(置信传播)的方法译码。和SC译码相比，BP译码由于其内在并行结构，译码延迟远小于SC译码。但是由于BP译码需要进行多次迭代才能得到可靠的译码结果，BP译码的计算复杂度很高。为了较小BP译码的译码复杂度，早停止(或称提前终止)算法十分重要。早停止算法是指在译码迭代过程中自适应地检测是否已经得到可靠的译码输出，如果条件满足可以立刻结束译码。早停止算法可以线性地降低译码复杂度和译码延时。

一篇中国专利(公开号为CN104539296A，公开日为2015-4-22)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”，该方法利用极化码的信息比特的似然比左信息数值连续两次变化量的均值小于一预设阈值作为迭代提前终止的判断准则，以降低BP极化译码方法的译码复杂度和译码延时。然而，该方法需要利用连续三次迭代的似然比数值信息进行计算，计算复杂度较高，硬件(寄存器)耗费大，且经试验验证，其降低迭代次数的效果有限。由于BP译码的最终步骤是通过信息比特的似然比左信息的符号而非数值进行判决译出信息位的，而该专利将数值变化小于一预设阈值作为迭代提前终止条件，显然并不是最优的。并且预设阈值为某一固定值，并不能适合于现实通信场景中信道状况复杂多变的情况，不具有自适应性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种极化码的BP译码方法及装置，采用更有效的迭代提前终止策略，以降低译码复杂度和译码延时。