[发明专利]一种Polar码的译码方法及装置、设备

说明书

本申请公开了一种Polar码的译码方法及装置、设备。该方法包括：确定Polar码的第一节点到目标叶子节点之间的冻结节点，所述第一节点为中间节点或根节点；以及在对所述第一节点进行译码时，计算所述第一节点到所述目标叶子节点的对数似然比LLR，其中，所述第一节点到所述目标叶子节点的PSUM为0。还公开了相应的装置及设备。采用本申请的方案，不需要遍历二叉树的各个节点，通过LCA搜索算法，在确定冻结节点后，跳过冻结节点进行LLR计算，可以减少译码复杂度，提高译码效率。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种Polar码的译码方法及装置、设备。

背景技术

第三代合作伙伴计划(3^rdgeneration partnership project，3GPP)标准选定Polar码作为下一代移动通信系统(例如，5G NR)的控制信道纠错码方案。

Polar码是一种最近新提出的信道纠错码方案。Polar码是目前唯一已经证明能够在多项式处理复杂度前提下能够达到信道容量的纠错码方案。

Polar码应用广泛的译码算法是串行对消译码器(successive-cancellation，SC)算法和列表串行对消译码器(successive-cancellation list，SCL)算法。SC算法的译码过程：从信道接收的N个对数似然比(log-likelihood ratio，LLR)开始，按照深度优先搜索二叉树的方式递归处理所有节点。

在SC/SCL算法中，译码器对Polar译码树上的所有节点进行了遍历。在处理冻结比特 (frozen bit)时，SC算法不译码，PSUM直接返回0；SCL算法在译码第一个信息比特(infobit)之前的frozen bit时，PSUM直接返回0，其余的frozen bit除PSUM直接返回0外，还需计算根据计算出的frozen bit的LLR值，更新路径的度量值。

为了解决原始SC/SCL算法并行度较低译码速率慢的问题，Bo Yuan等提出了Multibit译码方法，通过穷举M个bit的所有2^M条分支路径的情形，将并行度提升到Mbit。但是由于电路的复杂度限制，一般M做到4。Gross等提出了简化的串行对消译码器(Simplified SC)，证明了在中间层的节点上进行译码，与叶子节点上的路径度量结果是相同的，且译码结果 PSUM一致。Gross将证明推广到SCL算法，并提出了Rep，SPC，Rate1，Rate0等译码节点。通过对不同节点的特殊处理，译码并行度可以大幅提高(可以达到的最大并行度取决于节点译码方法的复杂度)。

Simplified SC/SCL算法的应用，使得连续的frozen bit可以被包括在一个节点中被一起译出(或其累积路径度量可被一起算出)。

Simplified算法简化效果首先来源于：1)高并行度带来的分支筛选数量减少带来的复杂度降低；以及2)算法在高层次上进行译码，减少了较低层次上的LLR计算、节点译码和选路的循环。但是，节点的并行度提升受到Simplified算法限制和硬件复杂度限制。即使在SC 算法中，Rate0的并行度也无法无限提升。

如图1所示，在该图N＝16的译码树中考察现有算法的缺陷。图1中实心叶子节点为Info bit，空心叶子节点为frozen bit。

图1中标出的圆框1是长度为4的Rate0节点(图中D节点，在S＝2层上译码，长度为4bit)，圆框2、3是长度为2的Rate0节点(图中F/G节点的左孩子，在S＝1层上译码)。可见，在所有frozen bit节点中，有部分frozen bit节点无法跳过，只能被纳入其他节点译码，若无法组成Simplified算法支持的节点，则只能拆分成更小的译码并行度，在更低的层次上译码。这增加了额外的LLR计算，提高了译码的计算量。