[发明专利]一种适用于polar译码的低复杂度路径选择方法

说明书

本发明提供一种适用于polar译码的低复杂度路径选择方法，包括：规避冻结比特和校验比特对应的路径复制处理；基于路径度量的排序索引数组降低拷贝路径数量。本发明基于比特类型规避部分无效拷贝，并路径度量的排序索引数组来实现部分拷贝U矩阵来达到路径复制的目的，可在不降低译码性能条件下有效降低SCL译码处理复杂度。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种适用于polar译码的低复杂度路径选择方法。

背景技术

当前5GNR系统的物理层中，控制信息(MIB、DCI和UCI)主要使用polar码。Polar码可视为一种线性分组码，但与传统的线性分组码的设计思想也不大不同：传统的线性分组码(如LDPC编码)大多为系统码，其将原始比特信息一一映射到系统比特后，再“均匀”地分散到校验比特中去作为“副本”传输，以抵抗突发的随机的比特翻转的错误；而polar码没有系统比特和校验比特的区分，直接将原始比特信息“非均匀”地分散到编码输出序列中去作为“副本”传输。

Polar码的理论依据为信道的极化理论，该理论证明了基于适当的编码方式，可将通信信道虚拟成为多个子信道，这些子信道可分为两类，一类信道容量趋近于1，即为可靠信道，一类信道容量趋近于0，即为不可靠的信道。因此，可将原始比特信息直接映射到可靠的子信道中去传输。

由此可见，polar码的关键在于编码矩阵的设计，以及可靠信道的选择。

polar码编码矩阵可记为G_N，其为N×N维度矩阵，N为polar编码输出序列长度，其由n个矩阵G₂的克拉内罗积得到，如下式所示：

相应的可靠信道的选择有密度演进(Density Evolution，DE)和极化权重(PolarWeight，PW)两种机制，前者是基于polar码的译码算法(大多是SCL译码算法)计算出各个子信道的传输错误概率，进而获取各个子信道的可靠度，优点是评估准确度高，缺点是计算复杂且需要实时计算；后者是通过直接追踪子信道经历的极化过程来评估子信道可靠度，优点是计算简单且不需要实时计算(即可存储成表使用)，缺点是评估准确度略低。最终5GNR中试选择了PW机制。

当前5GNR物理层中，大多采用以SCL译码算法为核心的译码处理，如图1所示，SCL译码器处理过程如下：

Step 1：初始化SCL译码结果和状态信息：U＝0，p＝0，Y＝0，y_t＝0；

Step 2：初始化LLR循环计数：i＝1；

Step 3：若iN，则结束译码，并输出译码结果U；否则，继续执行Step4；

Step 4：初始化临时译码结果：p^tmp＝0，u^tmp＝0；

Step 5：初始化路径循环计数：k＝1；

Step 6：进行路径循环判断：若kL，则跳转Step 10；否则，继续执行Step 7；

Step 7：求取译码结果：调用LLR计算模块(FUNC^llr_calc)求取llr，输入参数为(log2(N),llrⁱⁿ,u^tmp,i)，然后硬判决获取第i个bit的对应译码结果δ，如下式所示：

Step 8：更新SCL临时译码结果和状态信息：先执行右向循环移位操作更新Y，然后按照第i个比特的三种类型(冻结比特、信息比特和PC校验比特)，分别进行更新p^tmp和u^tmp，如下式所示：