[发明专利]一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法与系统

说明书

本发明公开了一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法与系统，首先在预先给定的性能退化参数下，通过数学统计和蒙特卡罗仿真的方法获取剪枝门限；然后将得到的剪枝门限应用于Polar码SCL译码算法进行剪枝，获得尽可能低的译码复杂度；最后根据计算出的多组门限与信噪比值，得到剪枝门限与信噪比之间的函数关系。本方法的优点在于：可以根据信噪比状况的不同调整剪枝门限，以获取更低的算法复杂度；得到了剪枝门限与信噪比之间的函数关系，对于各种信噪比状况都能快速得到相应的剪枝门限。

技术领域

本发明涉及Polar码译码领域，更具体地说，涉及一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法与系统。

背景技术

Polar码是在信道极化理论基础上，使用N个信道中的K个可靠信道来传输信息并且在其余的不可靠信道上使用收发双方都已知的固定信息(通常为0)填充。在接收端，最初使用串行抵消(SC,Successive Cancellation)算法进行译码。由于SC译码的误码性能并不够理想，学者们提出了置信度传播(BP,BeliefPropagation)译码算法、线性规划(LP,LinearProgramming)译码算法等。这些算法取得了一定的编码增益，但增益仍然不够明显。

为了提升Polar码的误码率性能，学者们对SC算法进行改进，由此产生了串行抵消列表(SCL,Successive Cancellation List)译码算法，并在此基础上提出了带冗余(CRC,Cyclic Redundancy Check)校验的连续消除列表(CA-SCL,CRC-aided SuccessiveCancellation List)译码算法，CA-SCL算法的提出使Polar码在某些特定的码长获得了与传统的线性分组码、Turbo码和LDPC码相比，相当甚至更优的误码性能。

Polar码的SCL等列表类译码算法中，由于其算法的不可并行性，这类算法具有较高的算法复杂度，目前降低其算法复杂度主要有两种方式：一种是利用信道可靠性来选择进行SC译码或者SCL译码，另外一种是利用剪枝门限来缩小搜索宽度。在利用剪枝门限来缩小搜索宽度方式中，目前性能最好的剪枝算法为树剪枝算法，目前的树剪枝算法中，剪枝门限的获取通常需要进行复杂的理论推导和计算。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中剪枝算法计算复杂度高的技术缺陷，提供了一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法与系统。

根据本发明的其中一方面，本发明解决其技术问题所采用的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法包括以下步骤：

S1、在预先给定的性能退化参数tol下，通过数学统计和蒙特卡罗仿真的方法获取不同信噪比s下的剪枝门限th；

S2、将得到的剪枝门限th应用于Polar码SCL译码算法进行剪枝；

S3、根据计算出的多组信噪比与门限值，得到剪枝门限th与信噪比s之间的拟合函数关系th(s)；

S4、获取待Polar码SCL译码时的实时信噪比，利用该拟合函数关系th(s)实时调整所述实时信噪比对应的剪枝门限，进行剪枝算法实现Polar码SCL译码。

进一步地，在本发明的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法中，步骤S1中，获取剪枝门限th的方法包括：

S11、统计不同信噪比s状况下的D_max值，其中D_max是某一次译码过程中所有的最大值，i表示译码到了第i个信息位，选取PM距离作为剪枝依据，表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值(Path Metric路径度量值)与第l条译码路径的PM值之间的差值，即当第l条路径为正确译码路径时剪枝依据被记为

S12、根据步骤S11的统计结果，得到频率分布点，拟合得到概率密度函数，根据概率密度函数得到分布函数F(x)；