[发明专利]混合极性码的生成方法和生成装置

说明书

本专利申请是申请日为2012年9月24日、申请号为201210356670.8、发明名称为“混合极性码的生成方法和生成装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明实施例涉及编解码领域，并且更具体地，涉及混合Polar码(极性码)的生成方法和生成装置。

背景技术

通信系统通常采用信道编码提高数据传输的可靠性，保证通信的质量。Polar码(极性码)是可以取得香农容量且具有低编译码复杂度的编码方式。Polar码是一种线性块码。其生成矩阵为G_N.，其编码过程为这里码长N＝2ⁿ，n≥0。

这里B_N是转置矩阵，例如比特反转(bit reversal)矩阵。

是F的克罗内克幂(Kronecker power)，定义为Polar码用陪集码可以表示为其编码过程为：这里A为信息(information)比特索引的集合，G_N.(A)是G_N.中由集合A中的索引对应的行得到的子矩阵，G_N.(A^C)是G_N.中由集合A^C中的索引对应的行得到的子矩阵。是冻结(frozen)比特，其数量为(N-K)，是已知比特。为了简单，这些冻结比特可以设为0。

Polar码的译码可以用SC(successive-cancellation，连续消除)译码，其过程如下：

考虑一种Polar码，其参数为

SC译码中，依次计算如下条件似然函数：

其中是接收信号向量(y₁,y₂,…,y_N)，是比特向量(u₁,u₂,…,u_i-1)。W是转移概率，L表示对数似然比。

如果如下作判决：

如果简单令

上述公式(2)和(3)中，表示比特u_i的判决值。

SC译码的复杂度为O(Nlog₂N)。虽然SC译码在码长N很长的情况下能够取得好的性能，逼近香农限。但是当N较短或者中等长度的时候，Polar码的SC译码的性能没有超过Turbo码和LDPC(Low-density Parity-check，低密度奇偶校验)码的性能，需要进一步提高译码性能。

在SC译码中是逐比特顺序译码，在译完每个比特之后是进行硬判后给后续比特译码使用。这样有可能存在错误传播，导致译码性能下降。List(列表)译码保留多条候选路径能够取得逼近最大似然的译码性能。SC译码和List译码结合就得到SC-List译码。

Polar码的SC-List译码的过程简述如下：

路径分裂：每次如果是信息比特，则将当前的译码路径分裂成两条路径：一条路径的和一条路径当总的路径数超出预定义的门限L的时候，丢弃最不可靠的路径，仅保持L条最可靠的路径(称为幸存路径)；并且更新所有路径上的概率值。L是正整数，可称为幸存路径数。

无路径分裂：如果是冻结比特，则所有译码路径并不分裂，设保持路径数不变并且更新所有路径的概率值。

SC-List译码的复杂度为O(L×N×log₂N)，大约是SC译码复杂度的L倍。

按上述方式得到的Polar码非常适应简单的SC译码，但其最小码距不是很大。即使采用改进的SC-List译码算法达到了最佳的ML(Maximum Likehood，最大似然)译码性能，其性能也不是很理想，必须级联CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)来提高最小码距，这样影响了Polar码的性能和应用复杂度。

发明内容

本发明实施例提供一种混合Polar码的生成方法和生成装置，能够提高Polar码的性能。