[发明专利]一种混合节点多比特处理的极化码译码方法

摘要

本发明公开了一种混合节点多比特处理的极化码译码方法，包括如下步骤：1)配置译码参数；2)确定译码所需要经过的最大阶数；3)根据向量p确定各译码阶段各个节点的类型；4)优先硬判决0速率节点与1速率节点；5)判断混合节点子节点类型并译码；6)依据步骤4)与步骤5)各个节点的译码结果，输出完整的译码结果u:{u₁,...u_N}。这种方法在不损失译码纠错性能的前提下，能提高极化码的译码速度。

主权项

1.一种混合节点多比特处理的极化码译码方法，其特征是，包括如下步骤：1)配置译码参数：根据极化码编码阶段的信道极化过程，确定包含冻结比特与信息比特位置信息的向量其中N为极化码的码长，p_i为向量p中的元素，0≤i≤N‑1，p_i取值为0时，代表码字第i个比特为冻结比特，p_i取值为1时，代表码字第i个比特为信息比特，在AWGN信道下，编码后的码字序列为x:{x₁,x₂,...x_N‑1}，译码器接收到的信息序列为y:{y₀,y₁,...,y_N‑1}，再根据接收到的信息序列计算各个码字的对数似然比z:{z₁,z₂,...z_N‑1}，其中σ²为AWGN信道的噪声值方差；2)确定译码所需要经过的最大阶数：根据极化码固定的码长N确定译码所需要经过的最大阶数S，S＝log2N，定义译码过程中任意阶为s，其取值范围是0≤s≤S，s阶对应的节点数量为m＝2s，根节点为0阶，由根节点生出的2个子节点属于1阶，由2个1阶子节点生出的4个子节点为2阶，由此类推直到S阶的N个叶节点，每个叶节点都对应码字中的一个比特；3)根据向量p确定各译码阶段各个节点的类型：设有S‑1阶的一个节点v，若该节点衍生出的2个叶节点为冻结比特，则节点v为0速率节点；衍生出的2个叶节点为信息比特，则节点v为1速率节点；衍生出的2个叶节点分别为一个冻结比特和一个信息比特，则节点v为混合节点，设有S‑2阶的一个节点u，若该节点衍生出的2个子节点为0速率节点，则节点u也为0速率节点；若该节点衍生出的2个子节点为1速率节点，则节点u也为1速率节点；衍生出的2个子节点分别为一个0速率节点和一个1速率节点，则节点u为混合节点；4)优先硬判决0速率节点与1速率节点：若1阶节点为0速率节点，则其包含的N/2个比特均为冻结比特，比特u₀～u_N/2的判决结果直接为0比特，若某一个节点为0速率节点，则该节点衍生节点也为0速率节点，由0速率衍生节点生出的所有叶节点均为冻结比特，若节点为1速率节点，则节点一直向下衍生出的叶节点直接按硬判决进行译码，判决依据为：其中α_v为母节点v传递给子节点的软信息向量，软信息向量包含了该节点中各比特的对数似然比，β_v是子节点反馈给母节点v的译码结果向量；5)判断混合节点子节点类型并译码：若译码过程中遇到的是混合节点，则要判断其子节点类型，混合节点的2个子节点类型有4种情况，第一种是0速率节点与1速率节点，第二种是0速率节点与混合节点，第三种是1速率节点与混合节点，第四种是2个混合节点，遇到0速率节点与1速率节点时，则执行步骤4)的操作，混合节点子节点类型的判断操作一直要进行到S‑1阶为止，S‑1阶的混合节点则为不可再细分的混合节点，且其必有2叶节点，分别为1个冻结比特和1个信息比特，对于S‑1阶的混合节点c可以采用多比特译码方法，节点c有2个似然比输入值，2个译码输出值，而译码输出结果只有0,0、0,1、1,1、1,0这四种情况，因此混合节点实际可以看作多元译码单元，这样能加快译码速度，具体过程为：(1)假设节点c的母节点输入消息向量为αc:{z2i‑1,z2i}；(2)判断节点c衍生出的2个叶节点u2i‑1与u2i的比特类型，此处会有四种情况：第一种：u2i‑1，u2i均为消息比特，则有如下判决方法：第二种：u2i‑1，u2i均为冻结比特，则(u2i‑1,u2i)＝(0,0)；第三种：u2i‑1为冻结比特，u2i为信息比特，则u2i‑1＝0，第四种：u2i‑1为信息比特，u2i为冻结比特，则u2i＝0，以上操作完成之后输出比特u2i‑1与u2i；6)依据步骤4)与步骤5)各个节点的译码结果，输出完整的译码结果u:{u1,...uN}。