[发明专利]一种低延时高可靠的极化码快速译码方法和译码器

说明书

本发明公开一种低延时高可靠的极化码快速译码方法和译码器；步骤1、根据极化码信息位、冻结位分布，对满足条件节点视为Rate‑1节点；步骤2、按传统SC译码蝶形图f、g节点计算顺序，逐层更新对数似然比信息；步骤3、对于长度为的码组，f、g节点计算到m_i层，判断该码组类型，若为Rate‑1节点，进行步骤4；否则进行步骤5；步骤4、选择节点内相对不可靠位置的比特进行路径扩展；步骤5、对码组内所有信息位进行路径扩展；步骤6、路径度量值从小到大排序，选择路径度量值最小的L个对应路径保留；步骤7、更新部分和计算；步骤8、返回步骤2，直到所有比特译码完成。本发明降低了译码时延，提出了低逻辑资源消耗的硬件平台。

技术领域

本发明属于通信领域，具体涉及一种低时延高可靠的极化码快速译码方法和译码器。

背景技术

2009年E.Arikan提出了一种新型信道编码方式——polar码，即极化码。polar码是目前唯一一种被证明可以达到信道容量的信道编码，相较之传统的LDPC码，polar码具备更低的编译码复杂度，和更佳的编译码性能。因此，polar码具有极大的研究价值和实用价值，且在3GPP的会议中，已经确定了polar码作为5G中eMBB(增强移动宽带)场景的控制信道编码方案。可见，极化码的应用前景非常广泛，具备继续深入研究的潜力。

自2009年极化码被提出以来，有众多海内外学者，从编码算法、编码器硬件架构设计、译码算法、译码器硬件架构设计等方面展开对极化码的研究，编码算法和实现已经技术较为成熟，译码方面还有很大空间继续提升。连续列表消除(Successive CancellationList,SCL)译码算法，是目前主流的极化码译码方法，随着list数目增大，译码性能显著提升，但复杂度也更高。为了获得一个较好的性能，同时list数目在可实现的范围内，有学者提出了CA-SCL译码算法。CA-SCL算法采用了循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)与SCL级联的方式，在合适的list数目下性能即可优于turbo、LDPC码。

但SCL译码算法是一种逐比特串行输出的算法，所以译码延时较大，为了降低算法的时间复杂度，有学者进一步作了改进，提出了一种简化多比特连续列表删除(SimplifiedMulti- bit Successive Cancellation List(SMSCL))算法[Han J.,Liu R,WangR.Simplified multi-bit SC list decoding for polar codes[C].IEEE InternationalConference on Acoustics,Speech and Signal Processing.IEEE,2016,996–1000.]，但该算法对于较高码率，存在更多连续的信息比特时，译码时延降低的程度会大打折扣。

发明内容

基于上述需求与极化码的特殊性，本发明提出一种低延时高可靠的极化码快速译码方法和两种译码器架构设计方案，在上述算法的基础上引入了Rate-1节点，从降低译码时延的角度进一步改进了算法，并保证性能几乎无损，便于硬件平台实现；其次，针对低延时场景的需求设计了该算法的硬件架构，重点提出了低逻辑资源消耗的路径信息存储单元和低时延的部分和网络架构；最后针对低资源消耗、高性能需求的场景，设计了高list数目的低资源消耗的SCL译码器架构。