[发明专利]一种基于翻转集的极化码SCLF译码方法

说明书

本发明具体涉及一种基于翻转集的极化码SCLF译码方法。本发明属于信道编码技术领域，该方法首先利用高斯近似原理估计出每个极化子信道的LLR期望以及SC译码器的比特错误概率，然后在实际译码中，通过SCL译码器的路径度量得到CA‑SCL译码的比特错误概率，通过比特错误概率识别出包含SC状态的错误比特，将其按照可靠度的升序排序后得到翻转集。最后当首次CA‑SCL译码失败时，采用仅交换SC状态路径上的决策结果的比特翻转方案，对翻转集中的比特按顺序进行翻转，减少CA‑SCL译码的错误传播和决策错误。仿真结果表明，本发明所提出的基于翻转集的SCLF译码方法具有明显的译码性能提升，且计算复杂度降低。

技术领域

本发明属于信道编码技术领域，涉及信道编码中一种基于翻转集的极化码串行抵消列表比特翻转(Successive Cancellation List Bit-Flip，SCLF)译码方法。该方法主要是通过识别出译码错误的比特构造翻转集后，在首次CA-SCL译码失败时，交换翻转集中串行抵消(Successive Cancellation,SC)状态上的决策结果。

背景技术

由Arikan教授提出的极化码是唯一一种在二进制输入离散无记忆信道下，通过串行抵消(Successive Cancellation，SC)译码方法从理论上证明了当极化码码长趋向于无穷时，可达到香农容量的信道编码方案。SC译码方法本身的串行译码结构会造成严重的错误传播，对于短或中等长度的码字，SC译码方法的性能并不理想。为了提高译码性能，学者们通过路径扩展保留L条译码路径，进行了串行抵消列表(Successive CancellationList，SCL)译码方法的研究。为了进一步提升译码性能，学者提出了循环冗余校验辅助的SCL(Cyclic Redundancy Check Aided-SCL，CA-SCL)译码方法，将SCL译码器的L条候选序列进行循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)，然后输出通过CRC校验的码字序列，否则输出路径度量(Path Metric，PM)最小的序列。为了提升CA-SCL译码方法的性能，学者们提出了一系列的串行抵消列表比特翻转(Successive Cancellation List Bit-Flip，SCLF)译码方法，当码字序列没有通过CRC校验时，进入重译码过程，交换特定比特的路径竞争的决策结果，从而实现对译码结果纠正一个错误。

基于对SCLF译码方法的研究，学者构造了尽可能包含首个译码错误比特的关键集(Critical Set，CS)，通过翻转CS中的比特减小了译码过程的错误传播，进而提出了一种具有更好译码性能的基于关键集的SCLF(SCLF Based on Critical Set，CS-SCLF)译码方法。但是由于动态噪声的破坏，很可能不能快速准确地在CS中识别出决策错误的比特，基于此学者在决策后处理(Decision Post-processing，D-POST)译码方法中提出了更精确的策略来识别决策错误的比特，D-POST译码方法直接使用从CA-SCL译码过程中获得的路径度量来计算比特的置信度，优先翻转置信度小的比特，减少了不必要的重译码尝试。为了减小SC译码器的错误传播和SCL译码器路径竞争的决策错误，本发明提出了新的关键集构造准则，通过判断比特的错误概率来尽可能识别出译码错误的比特，在此基础之上把错误比特按照可靠度从小到大的顺序排列，构造出了新的关键集称为翻转集(Flip Set，FS)，从而提出一种既减小译码次数又具有更好译码性能的基于翻转集的SCLF(SCLF Based on Flip Set，FS-SCLF)译码方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于翻转集的极化码SCLF译码方法。通过识别出包含SC状态的错误比特并按照可靠度的升序排序，构造出翻转集，当首次CA-SCL译码失败时，采用仅交换SC状态路径上的决策结果的比特翻转方案，对翻转集中的比特按顺序进行翻转，减少CA-SCL译码的错误传播和决策错误，从而提升译码性能，且使计算复杂度降低。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：