[发明专利]一种基于模4和分段校验辅助的极化码编译码方法

说明书

本发明公开了一种基于模4和分段校验辅助的极化码编译码方法，属于数字信息传输技术中的信道编译码领域，包括，将长度为K个的消息位分为M个子段，其中前M‑1个子段的长度相同，在前M‑1个子段中，每个子段分别取第个比特位和第k个比特位构成本子段的一组校验位，每个子段除去2个校验位后的其他消息位放置信息位，第M个子段的消息位均放置信息位，其中k为前M‑1个子段中的每个子段的比特位数，为向下取整运算符；对每个子段的信息位和值进行模4运算，进行校验位编码，将所有信息位和固定位组合，编码完成。

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术，具体涉及一种基于模4和分段校验辅助的极化码编译码方法。

背景技术

2009年，E.Arikan首次提出信道极化的概念和极化编码的信道编码方案，极化码是目前唯一可被理论证明达到香农极限的信道编码。极化码具有编译码复杂度低，易于设计和实现的优势；同时具有可以确保服务的质量，误码率低等特点。2016年华为的极化码方案正式被确定为5G控制信道的短码标准。

现有技术在分段校验辅助的基础上提出了一种奇偶分段校验辅助的SCL译码算法(即parity check SCL，简记为PC-SCL)，通过在每个子段末尾添加奇偶校验位对本子段进行校验，剪除未通过校验的候选路径。与CRC分段校验辅助SCL算法相比，这种方法通过将奇偶校验代替CRC校验，进一步降低了译码的计算复杂度；同时每个子段只需一个校验位即可完成校验，因此相同数量的校验位可以分割更多的子段进行剪枝，奇偶校验位的放置也更加灵活，这在一定程度上可以更加提前的剪除错误译码路径，从而进一步降低误码率。但奇偶校验只能检出奇数个错误的误码块，对于偶数个错误的误码则无法检出，现有技术指出2位错误在误码中占据10％-20％比例不等，从而导致在信噪比较高时奇偶分段校验辅助的SCL译码算法误码性能不如CRC分段校验辅助的SCL译码算法。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于模4和分段校验辅助的极化码编译码方法，简记为M4SC-SCL方法。

本发明针对现有技术中奇偶分段校验辅助SCL译码算法只能检出奇数个错误的不足，提出了一种基于模4和分段校验辅助的极化码编译码方法。该方法与奇偶分段校验辅助SCL译码算法的计算复杂度相当，相对于奇偶校验只能检出奇数个错误的误码，本方法可以检出1/2的2个比特错误的误码，从而降低了错误路径无法检出而用于后续译码的概率，减少了无效计算，避免了错误传播，进一步的降低了误码率，提升了译码的误码性能。

本发明采用如下技术方案：

一种基于模4和分段校验辅助的极化码编译码方法，该方法的编码方法为：

S1：按照极化码经典构造方法，对2K个子信道进行信道组合和信道分裂，将可靠性高的K个子信道传送消息位，其余K个子信道设为固定位。

S2：将长度为K的消息位分成长度相同的前M-1个子段和最后1个子段，共M个子段。其中为向下取整运算符，k为前M-1个子段中的每个子段的比特位数，最后1个子段的比特位数为K-k(M-1)(当K/k可整除时，最后1个子段比特位数为0)。在前M-1个子段中，在每个子段中分别取第个比特位和第k个比特位组成本子段的一组校验位，共分配2(M-1)个校验位。其余K-2(M-1)个消息位放置信息位。

S3：记m为子段序号，初始化m＝1。

S4：进入第m子段，对本子段不包括第位和第k位的所有信息位进行求和运算得到sum。

S5：对本子段的信息位和值sum进行模4运算，得到本子段校验和mod_val，即mod_val＝sum％4(mod_val值域为{0，1，2，3})。

S6：进行校验位编码：

记val_k/2为第一个校验位的值，val_k为第二个校验位的值。