[发明专利]一种基于分层奇偶重排的极化码周期性凿孔图样构造方法

说明书

本发明公开了一种基于分层奇偶重排的极化码周期性凿孔图样构造方法，将一个码长为N＝2supgt;n/supgt;的母码分成n层，从根节点开始对凿孔向量进行设计，为了保证最终设计的凿孔图样具有准均匀凿孔(QUP)的特性，在每一层进行分裂的时候，都使得分裂出来的子图样中，其凿孔位置尽可能相等。本发明能够方便地得到码长和码率灵活可调的速率兼容极化码(RCPP)；同时，方法在执行逐层分裂操作时对左右子图的凿孔位置数进行了设计，使得最终的凿孔图样具有均匀或准均匀的凿孔(QUP)分布特性。本发明方法得到的凿孔图样更加丰富，能方便构造出更多实用的RCPP可选码型。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更具体地，涉及一种基于分层奇偶重排的极化码周期性凿孔图样构造方法。

背景技术

Polar码是由E.Arikan(ARIKAN E.Channel polarization:A methodforconstructing capacity-achieving codes for symmetric binary-inputmemoryless channels[J].IEEE Transactions on Information Theory,2009,55(7):3051-3073.)提出的一种新型信道编码技术，也是首个从理论上被严格证明能够达到任意二进制输入离散无记忆对称信道(BI-DMC)容量的纠错码。Polar码具有优秀的译码性能和较低的编译码复杂度，已被采纳为5G控制信道上下行链路的信道编码标准。最初的Polar码译码方法是基于信道融合和分裂结构设计的串行抵消(SC)译码方法，该方法在中短码长情况下性能较差。由于Polar码也可以用因子图表示，因此研究者们也提出了基于置信传播(BP)的译码方法(HUSSAMI N,KORADA S B,URBANKE R.Performance of polar codes forchannel and source coding[C].IEEE Int.Symp.Information Theory(ISIT),Seoul,South Korea,2009:1488-1492.)。BP方法虽然在性能上获得了一定的提升，但与最优的最大似然(ML)译码方法仍有差距。为了进一步提高极化码的性能，串行抵消列表(SCL)译码方法(TAL I,VARDY A,List decoding of polar codes[C].IEEEInt.Symp.InformationTheory(ISIT),2011:1-5.)和级联了循环冗余校验(CRC)的改进方法(CA-SCL)(NIU K,CHEN K.CRC-aided decoding of polar codes[J].IEEECommunications Letters,2012,16(10):1668-1671.)相继被提出，使得Polar码的性能得到极大的提升，在某些场景下可获得优于LDPC和Turbo码的性能。

虽然Polar码在译码性能方面具有一定的优势，但由于传统Polar码的编码生成矩阵由2×2的克罗内克(Kronecker)基矩阵扩展而来，这使得其最终得到的码长只能是2的幂次方。然而，实际通信中由于信道实时状况和系统资源等会随时发生变化，这要求系统编码参数(码长、码率、信息位长度等)能灵活可调。因此，需要一些特别的技术手段对Polar码进行改进和设计，以提高其适用范围。一个重要的方法是基于预先设计好的Polar母码，通过对母码的某些比特位置进行凿孔(Puncture)处理，由此得到速率兼容Polar码(RCPP)。已有结果表明，凿孔图样的选择和设计对Polar码的性能影响很大。典型的凿孔方法是文献(NIUK,CHEN K,LIN J R.Beyond turbo codes:Rate-compatible punctured polar codes[C].IEEEInternational Conference on Communications,Budapest,Hungary,2013:3423-3427.)提出的准均匀凿孔(QUP)方案(下文称为经典QUP算法)。基于该方案设计的凿孔图样，其凿孔位置呈准均匀分布特性。