[发明专利]一种复合信道下极化码的混合自动重传请求方法

说明书

本发明涉及一种复合信道下极化码的混合自动重传请求方法。现有方法存在译码错误传播问题，造成纠错性能的退化。本发明方法的发送端重传方法是首先进行信道参数和传输参数的初始化，然后将初次传输的码率设置为峰值码率，构造极化码进行传输。若发送端收到肯定应答，结束本轮传输；若收到否定应答且重传次数大于上限，表示译码失败，结束本轮传输；若收到否定应答且重传次数小于上限，发送端降低发送码率重传部分可靠度低的冗余比特。接收端译码方法采用串行联合译码结构，根据累积译码路径度量的大小选择若干条可能译码路径参与之后的译码过程。本发明方法在保证达到复合信道容量的前提下，解决译码错误传播问题，提升了纠错性能。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体是信道编码中的重传方法，涉及一种复合信道下极化码的混合自动重传请求方法。

背景技术

数字通信系统与我们的日常生活息息相关，而信道编码则是数字通信系统中的核心技术。数字信号在传输过程中会受到信道中的干扰或噪声影响，降低通信质量。信道编码通过在待传输的数据中添加与原数据相关的冗余信息，再在接收端根据这种相关性来检测和纠正传输过程产生的差错，从而对抗传输过程中的干扰。信道编码的发展始于1948年香农发表的具有里程碑意义的论文《通信的数学理论》。香农的有噪信道编码定理表明，对于每一个信道都存在一个相应的称之为信道容量的传输极限，只要信息传输速率小于信道容量，采用合适的信道编码方法，信息的传输可以以任意小的错误概率进行，如果传输速率大于信道容量则不可能实现任意小的误码率。香农虽然指出了可以通过信道编码在信息传输速率不大于信道容量的前提下实现可靠通信，但却没有给出具体实现信道编码的方法。在之后的七十年中，人们一直致力于信道编码的研究，不断冲击香农限。

极化码是一类信道容量可达的信道编码。在过去的十年中，对极化码的理论研究与实践都在众多学者的努力下不断推进。在即将到来的5G通信协议中，极化码被国际无线标准化机构3GPP选为增强移动宽带(Enhanced Mobile BroadBand,eMBB)场景下上下行链路控制信道的编码方案。在5G的另外两个场景低延时高可靠通信(Ultra-Reliable Low-Latency Communications,URLLC)以及物联网通信(Massive Machine-TypeCommunications,mMTC)中，极化码也被选为了可能的信道编码方案之一。为了构造极化码，每一个极化信道上的可靠度信息是必要的。给定码长和信道状态，我们可以利用多种算法有效计算出极化码的构造。然而在5G的各种场景中，码长、码率以及信道状况都是时变的，如果我们对于每一个参数的不同组合设计相应的极化码构造，显然是不切实际的。同时，在许多通信场景中，实际信道的参数对于发送端是未知的。一种最保守的传输策略是针对质量最差的信道环境设计码率固定的编码结构，但会导致很低的传输效率；另一种传输策略是发送端不断传送编码比特，直到接收端可以正确译码。这种方案需要接收端给出反馈应答(ACKnowledgement/Negative ACKnowledgement,ACK/NACK)表明本次译码是否成功，在大多数通信场景中都可以得到满足。在信道编码中，这种传输策略又被称为混合自动重传请求策略(Hybrid Automatic Repeat reQuest,HARQ)，应用在许多无线通信系统中。与极化码结合的增量冻结重传策略能够达到复合信道的信道容量，但是它采用了串行的联合译码结构，因此存在译码错误传播问题，造成纠错性能的退化。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种复合信道下极化码的混合自动重传请求方法。本发明针对二元高斯白噪声(Binary Input Additive White GaussianNoise,BI-AWGN)复合信道，提出了基于累积路径度量的极化码增量冻结混合自动重传请求方法，解决了增量冻结重传装置中存在的译码错误传播问题，提升了纠错性能。