[发明专利]极化码编码的MIMO的图合并检测译码方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于置信传播(belief proportion，BP)的多输入多输出(MIMO)检测和极化码(polar code)译码的图合并检测译码方法及装置，来进一步提高通信系统的稳定性，降低误码率。该方法通过将MIMO BP检测的因子图和极化码译码的因子图结合起来，使得他们之间的概率信息可以流通，进而使得对数似然比(Log likelihood ratio)可以具有更高精度而且可以更快的收敛速度。

技术领域

本发明属于空时编码和信道编码技术领域，涉及一种极化码编码的MIMO的图合并检测译码方法及装置。

背景技术

面对5G通信对于传输各方面要求的提高，大规模多输入多输出(multiple inputmultiple output,MIMO)技术，成为提高其频谱利用率和传输速率以及降低误码率的关键技术。极化码自2008年提出以来，一直受人们关注。极化码是第一个理论上可以达到香浓极限的码。如今极化码被列为5G标准码，使用于增强移动宽带场景。

polar MIMO系统中发送端发送的比特信息先经过极化码编码，然后再通过调制与多天线发送，接收端译码后得到对发送端比特信息的估计。传统的分离检测译码(separated detection and decoding，SDD)，对接收信号首先做MIMO检测，然后将检测得到的软信息送给译码器进行译码得到译码结果。本发明提出的图合并检测译码方法(Graph-merged detection and decoding)可以使得polar MIMO系统的可靠性进一步提升，从而降低误码率。

发明内容

发明目的：为了满足一些对误码率有更高要求的场合，本发明提出了基于极化码编码的MIMO的图合并分层检测译码方法及装置，通过将MIMO检测和极化码译码的因子图合并，从而使得两张图内的概率信息可以相互传递，这样可以使得误码率降低，并且提高收敛速度。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种极化码编码的MIMO的图合并检测译码方法，将MIMO检测和极化码译码的因子图合并起来，使得检测和译码之间的概率信息可以相互传递，在联合检测译码的迭代中，包括如下步骤：

(1)MIMO检测因子图中的观察节点(OBN)收到来自信道的信息后，更新传递给变量节点(VN)的符号概率信息，并传递给VN；

(2)VN收到来自OBN的信息更新后，将符号概率信息传递给MAP节点，MAP节点将基于符号的概率信息转换成基于比特的概率信息后，传递给译码因子图；

(3)译码因子图更新一次后再将基于比特的概率信息传递给MAP节点，MAP节点再将基于比特的概率信息转换成基于符号的概率信息后，传回给MIMO检测因子图的VN，VN再传给OBN，进行下一轮迭代。

在具体的实施方式中，步骤(1)中观察节点传递给变量节点的符号概率信息计算公式为：

其中，a_i,j(c_m)表示第i个OBN传给第j个VN的该符号是c_m的对数似然比，h_ij是信道矩阵H的第i行第j个元素，u_ij和分别是内部加性噪声z_ij的均值和方差，c₀是符号集中的第一个。

在具体的实施方式中，步骤(2)中变量节点根据观察节点传来的符号概率信息按照公式为译码准备固有信息，其中，a_l,i(c_m)表示第l个OBN传给第i个VN的该符号是c_m的对数似然比，β_j(c_m)表示第j个VN所代表的符号是c_m的对数似然比，N_R为接收天线数目。