[发明专利]一种基于Polar编译码树的多元码编译码方法及系统

权利要求书

1.一种基于Polar编译码树的多元码编译码方法，应用于通信系统，其特征在于，包括以下步骤：

设计Polar编译码树，所述编译码树的叶子节点分为冻结比特节点和非冻结比特节点，所述冻结比特节点在编码时置零，所述非冻结比特节点在编码时放置信息序列，所述信息序列为信源产生的消息序列；所述设计编译码树的具体步骤为：

将Polar译码树按照信道容量进行子树划分，从而用其他码字的编码方案来替换部分子树；

所述替换部分子树具体为：遇到信道容量小的子树，采用LDPC码来替换子树，遇到信道容量大的子树，采用BCH码、RS码替换子树；所述LDPC码纠错能力强，BCH码、RS码复杂度低、时延低；

利用设计的Polar编译码树，将信源产生的信息序列放在编译码树的非冻结比特节点位置，进行Polar码编码；

在得到叶子节点的码字后，对所有码字按照Polar编码树的规则进行进一步编码，在Polar编码树根节点得到所有传输的码字；

码字经过调制器调制，发送到信道；信宿接收信号，解调得到每一帧每一个比特的后验概率；

根据得到的后验概率，放到Polar译码树的根节点，即字长度为n，则根节点存储n个后验概率信息，按Polar译码树节点规则进行SC译码，向子节点传递译码信息，直到译码到叶子节点；

叶子节点根据父节点传递来的译码信息，进行本节点译码，将自己的译码结果返回给父节点；

Polar译码树根节点得到左右子节点译码结果，合并得到Polar译码树根节点的译码码字，完成信息传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于Polar编译码树的多元码编译码方法，其特征在于，所述遇到信道容量小的子树，采用LDPC码来替换子树，具体为：

设码长M，信息位长度N的Polar码，使用高斯近似来构造Polar码，其根节点存储M位bit信息，其左子节点为码长N，信息位长度L的Polar码，右子节点为码长N，信息位长度512-L的Polar码；分别构造出码长N，信息位长度L的LDPC、码长N，信息位长度512-L的LDPC码来进行节点替换，在节点编码时使用LDPC码的编码方案，在节点译码时使用BP译码方法。

3.根据权利要求1所述的一种基于Polar编译码树的多元码编译码方法，其特征在于，所述遇到信道容量大的子树，采用BCH码替换子树，具体为：

基于采用LDPC码来替换子树相同的原理，根据Polar构造结果，针对码长为n，信息位长度为k的子树将其替换为码长为n，信息位长度为k的BCH节点，使用BCH的编码和译码方法。

4.根据权利要求1所述的一种基于Polar编译码树的多元码编译码方法，其特征在于，所述进行Polar码编码步骤具体为：

将每一个子树看作一个子码，将每一个子树看作一组信道；

将信息序列放置在叶子节点，若叶子节点码字长度大于等于1，采用LDPC或RS码编码方案；

父节点处理，父节点左侧部分码字由左子节点码字和右子节点码字叠加得到，父节点右侧部分码字由右子节点码字组成；

重复执行父节点处理步骤，直到得到根节点码字。

5.根据权利要求1所述的一种基于Polar编译码树的多元码编译码方法，其特征在于，所述Polar编码树的规则具体为：

将信息序列放置在叶子节点非冻结比特节点，冻结比特节点置0；

父节点左侧部分码字由左子节点码字和右子节点码字叠加得来，父节点右侧部分码字由右子节点码字组成；

不断执行父节点的处理步骤，直到得到根节点码字。