[发明专利]一种基于极化码的级联纠错编译码方法和系统

摘要

本发明公开了一种基于极化码的级联纠错编译码方法，属于纠错编译码技术领域。该方法在发送端，外编码器首先对插入了固定比特的信息序列进行编码，得到外码码字；外码码字作为极化码编码器的输入序列，进行极化码编码，并得到级联码码字；接收端译码器采用联合的SCL译码算法进行译码。同时本发明还公开了一种基于极化码的级联纠错编译码系统。本发明技术方案提供的编码方法的误帧率性能显著超越采用SCL译码算法或者CRC‑aided SCL译码算法下的极化码误帧率性能；且本发明的外编码器存储复杂度、运算复杂度极低，编码简单；本发明采用的联合的SCL译码算法相对于原始SCL译码算法以及CRC‑aided SCL译码算法无译码复杂度的提升，有利于工程实现。

主权项

一种基于极化码的级联纠错编译码方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)信息序列预处理步骤：通过对信息序列插入固定的比特序列，获得外编码器的输入序列(2)外编码器编码步骤：通过对外编码器的输入序列进行编码，获得外码码字外编码器的码率为1；(3)外码码字映射步骤：通过将所述外码码字的第一个比特至最后一个比特依次映射为极化码编码器的输入序列的第一个至最后一个比特，因此极化码编码器的输入序列也为(4)内编码器编码步骤：通过对所述极化码编码器的输入序列进行极化码编码，获得级联码码字；(5)译码步骤：采用联合的SCL译码算法进行译码，将外编码器输入序列与极化码编码器的输入序列进行联合判决，最终从外编码器输入序列的判决结果中得到信息序列的判决结果所述步骤(5)包括以下子步骤：(51)判断i是否小于等于N；若是，进入步骤(52)，若否，则进入步骤(55)；其中，N是指极化码码长，i是指当前译码第i个比特ui的索引序号，其初始值为1，取值从1到N的正整数；(52)判断i是否属于集合A，若否，进入步骤(53)；若是，则进入步骤(54)；其中，集合A为外编码器的输入序列中信息比特位置序号集合；(53)将当前每条路径上外编码器的输入序列中的固定比特si判决值设为已知的固定比特；将当前每条路径上极化码编码器的输入序列中比特ui的判决值设为并令i＝i+1，返回步骤(51)；其中为外编码器输入序列的第j个比特sj的判决值；gj,i表示矩阵G的第j行第i列的元素，G为外编码器生成矩阵；(54)首先，统计当前路径数量L′，通过将当前每条路径在ui处取值0或1获得2L′条备选路径；并判断是否满足2L′≤L，若是，保留2L′条路径；若否，则保留L条度量值最大的路径，从而得到每条路径中ui的判决值其次，根据判决每条路径上外编码器的输入序列中信息比特si，si的判决值为最后，令i＝i+1，返回步骤(51)；其中，2L′条路径的度量值分别为该路径在ui处取值0或1的概率或为接收端接收向量；L为SCL译码算法的最大路径数量；(55)从L条路径中输出路径度量值最大的一条路径上对应的外编码器输入序列的判决结果其中子序列即为译码的信息序列的判决结果。