[发明专利]基于比特翻转串行消除列表算法的极化码译码方法

说明书

本发明公开了一种基于比特翻转串行消除列表算法的极化码译码方法，解决了现有SCL算法有较高的时间复杂度的问题。本发明实现方法的步骤：(1)通信终端接收待译码序列；(2)对接收的待译码序列进行SC译码；(3)判断SC译码序列是否通过CRC校验；(4)初始化列表宽度和比特翻转次数；(5)选取判决出错位置集；(6)从判决出错位置集中选出一个元素；(7)利用比特翻转串行消除列表算法进行译码；(8)判断是否选取完判决出错位置集中的元素；(9)译码成功；(10)译码失败。本发明通过先进行SC译码，在译码失败时，将比特翻转与列表译码相结合重新译码，提高了译码性能，降低了译码算法的时间复杂度。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及信道编码技术领域中一种基于比特翻转串行消除列表算法的极化码译码方法。本发明可用于对遥感图像传输、通信卫星传输以及第五代移动通信等各种通信系统中，对要发送的信源信息进行极化码编码，然后用本发明中的极化码译码方法解码，以纠正由于信道噪声造成的传输差错。

背景技术

极化码因其在理论上被证明可以达到香农极限,并且具有较低的编译码计算复杂度,有确定性的构造方法，使其可以用于上述通信系统中信道编码方案，以此解决信息在无线信道中传输差错问题。

现有极化码的串行消除SC(Successive Cancellation)译码方法是基于似然比(likelihood ratio,LR)逐比特顺序译码。虽然串行消除SC译码在码长N很长的情况下能够获得很好的渐近性能，逼近香农限。但是当码长N较短或者中等长度的时，由于Polar码仍然还有部分没极化的信道，在这些没极化的信道传输信息比特，很容易导致译码出错。其次，串行消除SC译码方法在译码过程中会产生错误传播，使其性能没有超过Turbo码和低密度奇偶校验LDPC(Low-density Parity-check)码的性能，还需要进一步提高译码性能。

ORION A,BALATSOUKAS-STIMMING A,ANDREAS B.在其发表的论文“A Low-complexity Improved Successive Cancellation Decoder for Polar Codes”([C]//Proceedings of IEEE 48th Asilomar Conference on Signals,Systems andComputers.Pacific Grove:IEEE,2014:2116-2120.)中公开了一种极化码译码方法。该译码方法首先进行串行消除SC译码，在串行消除SC译码算法输出结果不能通过循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check)时，该译码方法根据信息位对应的对数似然比的绝对值来选取T个最小判定位以此作为不可靠信息位的估计，并将这些位对应的索引值构成集合M。每次从集合M中取出一个值，然后重新执行串行消除SC算法译码，并对判定序列中该索引标志对应的不可靠的信息位进行比特翻转，将翻转结果作为该索引位置的译码结果。如果新的码字估值通过循环冗余校验，则译码成功，否则选择M集合中下一位索引值，继续进行上述过程。遍历集合M后如仍未得到有效码字，则译码失败。该译码方法在译码性能上得到了一定程度的提升，相比于串行消除列表SCL(Successive CancellationList)译码方法大大减少了时间复杂度。但是，该方法仍然存在的不足之处是：每次只尝试翻转一次不可靠信息位，译码性能不好，无法用于性能要求高的通信系统。