[发明专利]一种极化码特殊形式节点的快速译码方法和装置

说明书

本发明公开了一种极化码特殊形式节点的快速译码方法。设极化码的某一节点的叶节点所对应的比特位为(u₀，u₁，...，u_N‑1)，其中N＝2ⁿ，若其符合u₀，u₁，...，u_N/2‑2，u_N/2，u_N/2+1，...，u_N‑2均为冻结比特，仅有u_N/2‑1，u_N‑1为信息比特，称此节点为双重复(Binary Repetition，BI‑REP)节点。本方法可以绕过原始的串行抵消(SC)译码过程，直接估计码字比特，无需对BI‑REP节点的子节点进行访问，在避免大量计算的同时降低译码延时。并且该方法与传统的对子节点全部访问的方法是完全等价的，不会引起任何译码性能损失。上述优势使本发明具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及通信及电子信息技术领域，特别涉及一种极化码特殊形式节点的快速译码方法。

背景技术

极化码是一种新型的信道编码方式，是第一种被严格证明了的可以达到对称二进制输入离散无记忆信道(例如二进制对称信道和二进制擦除信道)的容量的现代纠错码。极化码于2008年由土耳其毕尔肯大学Erdal Arikan教授首次提出，并受到学界广泛关注，成为编码界的新星。极化码技术基于信道极化现象：当组合信道的数量趋近于无穷大时，一部分信道会趋向无噪信道，另一部分信道则会趋向于全噪信道。此时，利用无噪信道传输有用信息，而用全噪信道传输约定好的信息，即可达到香农限。极化码已经成为最新的移动通信系统5G中控制信道的编码方案。

目前，常用的极化码编码、译码过程分离无噪信道与全噪信道的方法是在待传输内容中设置冻结比特位作为通信双方约定的信息，参与信息比特的估计。极化码经典的串行抵消(SC)译码过程可以看作是对一棵完全二叉树的深度优先搜索的过程。二叉树的叶节点即对应极化码待编码向量的每一个比特。SC译码串行地访问二叉树中的每一个节点，每当访问到一个叶子节点时就译出对应的比特。故SC译码天然具有译码速度慢，译码耗时长的缺点。

本发明通过观察极化码中冻结比特与信息比特的分布，发现了一种特殊的分布模式，并据此在译码二叉树中识别了一种特殊形式的节点，可称之为双重复 (BinaryRepetition，BI-REP)节点，并提出了针对BI-REP节点的快速译码方法。此方法无需访问该节点派生出的子节点，在避免大量计算的同时降低了译码延时，并且与传统SC译码算法是完全等价的，不会引起任何的性能损失。

发明内容

本发明针对极化码原始的SC译码存在的译码速度慢、译码延迟长的技术问题，提出了一种针对BI-REP这一特殊形式节点的快速译码方法，达到了加速译码的过程、降低译码延迟且不造成任何性能损失的效果。

令(u₀，u₁，...，u_N-1)表示BI-REP节点所对应的待编码比特，其中u₀，u₁，...， u_N/2-2，u_N/2，u_N/2+1，...，u_N-2均为冻结比特，即0，仅有u_N/2-1，u_N-1为信息比特。令 (x₀，x₁，...，x_N-1)为(u₀，u₁，...，u_N-1)经过极化编码后的比特。令(L₀，L₁，...，L_N-1)表示节点接收到的LLR。本发明包括以下步骤：

若采用克罗内克(Kronecker)编译码方式：

(1)计算

(2)计算