[发明专利]一种串行循环冗余校验辅助联合迭代检测和译码方法

说明书

本发明涉及一种串行循环冗余校验辅助联合迭代检测和译码方法，包括以下步骤：步骤一、构造稀疏码分多址(SCMA)系统下的极化编码模型；步骤二、串行联合迭代检测与译码(S‑JIDD)方法：步骤三、循环冗余校验辅助联合迭代检测和译码(C‑JIDD)方法：首先，对极化码非冻结比特进行由背景技术所述的循环冗余校验，得出的循环冗余校验码与极化码冻结比特进行由背景技术所述的极化编码得到新的极化码，达到级联的效果；该发明方法可以获得更好的检测性能，联合方法S‑C‑JIDD能够有效提高误码率性能，同时降低联合检测和译码的复杂度，在误码率和复杂度之间取得了良好的平衡。

技术领域

本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种串行循环冗余校验辅助联合迭代检测和译码方法。

背景技术

近年来，研究人员使用迭代检测和译码(IDD)和联合检测和译码(JDD)。IDD是适用于Turbo码SCMA系统的检测和译码方法，其通过在SCMA检测器和Turbo解码器中对每个外部迭代进行独立的内部迭代来获得一些性能增益，但是高复杂性使得它在实际应用中不可行。而JDD的方法能够以较低的复杂度获得比IDD更好的性能。也有研究人员提出一种适用于LDPC编码扩频码分多址系统的JDD方法，该方法比IDD法具有更好的性能。然而，这些研究主要集中在LDPC编码或Turbo编码的码分多址系统。

在以前的极性编码SCMA系统的单独检测和译码方案中，SCMA检测方法主要是消息传递(MPA)方法；极化码译码主要有两种方案:软输入硬输出(SIHO)方法和软输入软输出(SISO)方法。SIHO可连续相消(SC)方法和连续相消列表(SCL)方法，SCL译码方法可以进一步提高紫外通信系统的有效通信距离；SISO方法结合MAP和BP译码的联合检测和译码方法的设计可以通过充分利用内部消息来提高系统性能；SISO方法，如BP方法和SCAN方法，结合MPA方法和BP译码的联合检测和译码方法的设计，可以充分利用内部消息，提高系统性能。BP译码方法由于采用并行译码，大大降低了译码延迟，但误码率性能较差，复杂度较高。SCAN方法也是并行传播方法，但其收敛速度更快，误码率性能更好。

目前，有学者提出的一种联合迭代检测与译码方法(JIDD)，其每次外迭代都由多尺度分析和扫描方法组成；其次，引入一个权重因子来进一步提高系统的性能，这是因为极性译码器的软输出是相互关联的。这种相关性会显著降低迭代系统的性能，并且通过向极性译码器的软输出添加部分先验信息来降低这种相关性，从而可以提高性能。

本发明涉及的背景技术如下：

1.SCMA映射功能

SCMA映射功能指通过映射矩阵实现码本资源到物理频域资源转换的功能。具体见“Yuxi H,Wuyang Z,Ming Z,etal.Enabling High Order SCMA Systems in DownlinkScenarios with a Serial Coding Scheme[J].IEEE Access,2018,PP:1-1.”

2.循环冗余校验

循环冗余校验(Cyclic redundancy check，“CRC”)是一种根据网上数据包或计算机文件等数据产生简短固定位数校验码的一种散列函数，主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误。生成的数字在传输或者存储之前计算出来并且附加到数据后面，然后接收方进行检验确定数据是否发生变化。一般来说，循环冗余校验的值都是32位的整数。由于本函数易于用二进制的计算机硬件使用、容易进行数学分析并且尤其善于检测传输通道干扰引起的错误，因此获得广泛应用。此方法是由W.Wesley Peterson于1961年发表。

CRC为校验和的一种，是两个字节数据流采用二进制除法(没有进位，使用XOR来代替减法)相除所得到的余数。其中被除数是需要计算校验和的信息数据流的二进制表示；除数是一个长度为的预定义(短)的二进制数，通常用多项式的系数来表示。在做除法之前，要在信息数据之后先加上个0.