[发明专利]一种基于QUP方法的低译码复杂度速率匹配极化码传输方法

说明书

一种基于QUP方法的低译码复杂度速率匹配极化码传输方法，属于信道编解码技术领域。包括：步骤1：确定打孔位置和打孔参数；步骤2：构造信息序列；步骤3：极化编码，输出编码序列；步骤4：根据步骤1确定的打孔参数输出打孔后的编码序列；步骤5：发送端将经过步骤4打孔后的编码序列逐比特发送；步骤6：接收端接收经过信道传输的步骤5发送的编码序列；步骤7：根据步骤1确定的打孔参数优化译码器结构，输出优化的SC译码器；步骤8：采用步骤7优化的SC译码器进行极化码译码。本方法有效降低了极化码译码的空间复杂度和时间复杂度，且节省的空间和时间资源随着打孔位数的增加而增加。

技术领域

本发明涉及一种低译码复杂度极化码传输方法，特别涉及一种基于QUP方法的低译码复杂度速率匹配极化码传输方法，属于信道编解码技术领域。

背景技术

2008年，信道极化的概念首次由Arikan提出，并被引入编码理论。2009年，Arikan提出了极化编码方案，Arikan证明，在所有二进制离散无记忆信道中，在SC译码下，极化码在码长趋于无限时可以达到信道容量，这是第一种也是目前已知的唯一一种信道容量可达的信道编码方案，因此极化码一经提出便引起广泛关注。针对SC译码的错误传递现象，人们对SC译码算法进行了改进，目前广泛应用的译码算法是CRC辅助的SCL译码(CA-SCL)译码算法，同时有学者设计了对应的硬件实现结构，目前通用的SCL译码器结构是利用L个SC译码器来实现，因此设计高效的SCL译码器实质上可通过对SC译码器的结构进行优化来实现。

在实际系统中，混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest,HARQ)等技术常要求对编码码率进行调整，而根据Arikan提出的极化码的构造方法，码长必须为2的幂次。为自适应地调节码长和码率，需要对其进行速率匹配操作。2013年Niu Kai等人提出将准均匀打孔(Quasi-Uniform Puncturing,QUP)方法应用于极化码的速率匹配中，得到了性能超越Turbo码的速率匹配极化码。

现有的极化码硬件结构设计是基于完整的长度为极化码母码长度N的SC译码结构实现的，在这种硬件结构的基础上通过调整计算单元的处理顺序可以对其空间复杂度或时间复杂度进行优化，但这种译码结构对于速率匹配极化码复杂度较高，且空间复杂度和时间复杂度通常不能同时降低。针对HARQ中常用的速率匹配极化码，根据硬件实现中校验节点和变量节点的更新策略，可设计更加高效的硬件译码结构来进一步提升译码效率，译码结构复杂度的改进还存在很大的空间。本发明的目的是致力于解决上述现有SC译码结构对于速率匹配极化码复杂度较高的缺陷，提出一种基于QUP方法的低译码复杂度速率匹配极化码传输方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有的SC译码结构对于速率匹配极化码复杂度较高的技术缺陷，提出一种基于QUP方法的低译码复杂度速率匹配极化码传输方法。

本发明所述方法能够在不降低极化码译码BLER性能的情况下降低时间资源和空间资源的开销，并且随着打孔位数的增加，节省的资源也逐渐增加。本发明的传输模型与传统的极化码传输模型相比，额外包含根据打孔参数确定译码器优化结构的模块。

本发明的实质是对极化码SC译码结构中的校验节点和变量节点的更新策略进行优化，在两比特极化单元的译码结构中，对于y₁被打孔的情况，u₁和u₂的对数似然比(LogLikelihood Ratio,LLR)可直接通过LLR(u₁)＝LLR(y₁)和LLR(u₂)＝LLR(y₂)得到，从而降低了计算单元的需求，节省了空间资源和时间资源。在译码前，根据速率匹配中需要利用QUP方法打孔的个数，对译码器的结构进行优化，从而可以实现低复杂度的SC译码。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：