[发明专利]一种极化码与重复码级联的纠错编码方法

说明书

技术领域

本发明属于纠错编码技术领域，更具体地，涉及一种极化码与重复码级联的纠错编码方法。

背景技术

极化编码作为一种新型的接近香农限的编码方案，其编译码算法的复杂度较低，有利于工程实现；仿真结果表明极化码SCL(Successive Cancellation List，连续消除列表)译码算法在较低复杂度O(L·Nlog(N))(L为路径数量，N为码长)下，纠错能力可以达到最大似然译码器的纠错能力。但是对于采用SCL译码算法的中短码长非级联极化码，其纠错性能仍然与香农极限存在较大差距，并且这个差距无法单独从增大路径数量进行弥补。

传统的极化码级联方法中，级联LDPC(Low Density Parity Check，低密度奇偶校验)码由于得到的级联码的特性不适合SCL译码算法，相对于采用SCL译码算法的极化码而言，其纠错性能无明显提升；级联CRC(Cyclical Redundancy Check，循环冗余校验)码需要额外的CRC校验电路，会带来一定的硬件开销；因此，这些传统方案均在某种程度上限制了极化码的工程应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种极化码与重复码级联的纠错编码方法，其目的在于提升极化码在SCL译码算法下的纠错性能。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种极化码与重复码级联的纠错编码方法，包括如下步骤：

(1)外编码器编码：将信息比特序列在外编码器进行重复码编码获得外码码字；

其中，重复码编码时，重复比特的取值仅与该重复比特对应的重复码中的信息比特取值有关，而与其它的比特无关；

(2)外码码字映射：将外码码字的第一个比特至最后一个比特依次映射到极化码的第一个至最后一个非固定比特，获得非固定比特序列；

(3)内编码器编码：对步骤(2)获得的非固定比特序列进行极化码编码，获得级联码码字。

优选地，上述极化码与重复码级联的纠错编码方法，其步骤(1)的重复码编码中，被重复比特可被重复一次或多次；其中，被重复比特是指参与重复编码的信息比特。

优选地，上述极化码与重复码级联的纠错编码方法，在步骤(2)的外码码字映射过程中，被重复比特所映射的非固定比特信道的信道容量，低于未被重复的比特所映射的非固定比特信道的信道容量。

优选地，上述极化码与重复码级联的纠错编码方法，在步骤(2)的外码码字映射过程中，所述外码码字的重复比特所映射的非固定比特的序号大于所述重复比特对应的被重复比特所映射的非固定比特的序号；重复比特所映射的非固定比特序号与被重复比特所映射的非固定比特序号相邻或者不相邻。

优选地，上述极化码与重复码级联的纠错编码方法，步骤(2)获得的非固定比特序列中,外码码字的重复比特均匀分布或近似均匀分布。

优选地，上述极化码与重复码级联的纠错编码方法，通过将非固定比特序列按序号顺序划分为S个段，将所述外码码字的重复比特映射到每段内信道容量最低的K_i个非固定比特信道上，每段内分配的重复比特数相等或近似相等，使得外码码字的重复比特在非固定比特中均匀分布或近似均匀分布；其中，i＝1,2,...,S。

优选地，上述极化码与重复码级联的纠错编码方法，外码码字为反相重复码；当被重复比特为1，所述反相重复码的重复比特为0；当被重复比特为0，所述反向重复码的重复比特为1；当被重复比特的重复次数为K时，重复码编码所获得的K个重复比特中反相重复比特的数量为0～K；其中，K为正整数。

优选地，上述极化码与重复码级联的纠错编码方法，将外码码字尾部部分比特作为校验比特；每个校验比特和该校验比特之前的多个信息比特形成偶校验或奇校验关系。

优选地，上述极化码与重复码级联的纠错编码方法，还包括步骤(4)，采用修正的SCL译码算法进行译码；具体为：对于原始信息比特，根据SCL译码算法进行比特判决；对于重复比特，根据被重复比特的判决结果直接进行判决。

优选地，上述极化码与重复码级联的纠错编码方法，其步骤(4)的译码步骤具体包括如下步骤：

(4.1)判断i是否小于等于N；若是，进入步骤(4.2)，若否，则进入步骤(4.7)；其中，N是指极化码码长，i是指当前译码第i个比特的索引序号，其初始值为1，取值从1到N的正整数；