[发明专利]一种非均匀分段校验的极化码编译码方法

摘要

本发明涉及一种极化码编译码方法，特别涉及一种非均匀分段校验的极化码编译码方法，属于信道编码领域。本发明通过计算信息位各比特的错误概率，按照错误概率对信息位进行非均匀分段校验，使各段信息的错误概率总和接近，对更容易出错，即靠前的信息位提前校验，构造出新的比特序列后再进行极化码编码，译码过程中可以使用校验函数对该段信息进行校验，从而实现缩减译码搜索路径和提前终止译码的效果。

主权项

一种非均匀分段校验的极化码编译码方法，其特征在于：通过计算信息位各比特的错误概率，按照错误概率对信息位进行非均匀分段校验，构造出新的比特序列后再进行极化码编码，译码过程中可以使用校验序列对该段信息进行校验，从而实现缩减译码搜索路径和提前终止译码的效果；本发明的目的是通过以下技术方案实现的：假设信息位长度为K，码长为N，码率R＝K/N，分段数为I；一种基于分段校验序列的极化码编译码方法，包括以下步骤：步骤一、计算极化码中N个极化子信道的错误概率，选取其中错误概率最小的K个子信道，记作集合A，放置信息比特，其余N‑K个子信道放置冻结比特，冻结比特为收发双方已知的序列；步骤二、设置分段错误概率阈值，对A中K个子信道的错误概率进行求和再求出分段阈值T；步骤三、按照分段阈值T，对信息比特进行分段，生成分段信息比特，具体为：按照步骤一中N个极化子信道的顺序累加错误概率，当错误概率之和大于或等于阈值T时分为一段，每一段分别记作m1,m2,...,mI，每一段包含的信息比特长度不同；步骤四、确定一种校验函数f(x)，依次将I个信息段m1,m2,m3,...,mI，输入到此种校验函数，按照si＝f(mi)依次产生I个校验序列s1,s2,s3,...,sI；步骤五、基于步骤三生成的分段信息比特以及步骤四生成的校验序列s1,s2,s3,...,sI构造新的信息序列w＝[m1,s1,m2,...,mI,sI]，再将此作为待编码序列输入极化码编码器；步骤六、对步骤五中进行极化码编码的待编码序列进行极化码编码，将信息序列w与冻结比特序列按照各自的位置放置构成长度为N比特的序列u，与极化码生成矩阵GN相乘，得到编码序列x＝uGN，发送端将编码序列x通过信道发送给接收端；步骤七、接收端对接收到的信息序列y按照u1,u2...,uN的顺序依次分段进行SCL算法译码；步骤七，具体为：假设当前译码到第k段wk＝[mk,sk]的第i个比特ui；如果当前译码比特ui为冻结比特，则译码结果为如果ui为信息比特中的任意信息位，即mi，或校验位的前v‑1位，即si的前v‑1个比特，则按照SCL译码规则进行译码，搜索路径从第一个非冻结比特开始，以2的幂数从20按照每个比特依次扩展，直到搜索路径达到2L，保留其中可靠程度最高的L条路径继续对ui+1进行译码；如果ui为信息比特中的校验序列的最后一位，即si的第v个比特，则在该比特译码结束后对第k段所有信息比特mk进行校验，具体校验过程如步骤八；步骤八、将当前译码段2L条路径中的信息位mi送入校验函数，得到校验结果si'，与当前译码段2L条路径中的校验序列si作比较，保留si'＝si的路径中可靠程度最高的一条作为当前译码段的译码结果，如果没有路径满足条件：si'＝si则终止译码，判定译码失败；步骤九、如果上一段译码结果有路径通过校验，则重复步骤七和步骤八进行下一段译码，该过程直到译码失败或成功译出最后一段信息；至此，从步骤一到步骤九，完成了一种基于分段校验序列的极化码编译码方法。