[发明专利]一种低复杂度的polar译码方法

说明书

本发明提供一种低复杂度的polar译码方法，该方法采用“变长向量”集合的数据结构来存放LLR矩阵和比特矩阵，然后基于他们求取llr，以规避嵌套地调用LLR计算模块产生的嵌套过多和重复计算问题，配合对于路径选择处理策略的优化，可在不降低译码性能条件下明显降低译码复杂度。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种低复杂度的polar译码方法。

背景技术

当前5GNR系统的物理层中，控制信息(MIB、DCI和UCI)主要使用polar码。Polar码可视为一种线性分组码，但与传统的线性分组码的设计思想也不大不同：传统的线性分组码(如LDPC编码)大多为系统码，其将原始比特信息一一映射到系统比特后，再“均匀”地分散到校验比特中去作为“副本”传输，以抵抗突发的随机的比特翻转的错误；而polar码没有系统比特和校验比特的区分，直接将原始比特信息“非均匀”地分散到编码输出序列中去作为“副本”传输。

Polar码的理论依据为信道的极化理论，该理论证明了基于适当的编码方式，可将通信信道虚拟成为多个子信道，这些子信道可分为两类，一类信道容量趋近于1，即为可靠信道，一类信道容量趋近于0，即为不可靠的信道。因此，可将原始比特信息直接映射到可靠的子信道中去传输。

由此可见，polar码的关键在于编码矩阵的设计，以及可靠信道的选择。

polar码编码矩阵可记为G_N，其为N×N维度矩阵，N为polar编码输出序列长度，其由n个矩阵G₂的克拉内罗积得到，如下式所示：

相应的可靠信道的选择有密度演进(Density Evolution，DE)和极化权重(PolarWeight，PW)两种机制，前者是基于polar码的译码算法(大多是SCL译码算法)计算出各个子信道的传输错误概率，进而获取各个子信道的可靠度，优点是评估准确度高，缺点是计算复杂且需要实时计算；后者是通过直接追踪子信道经历的极化过程来评估子信道可靠度，优点是计算简单且不需要实时计算(即可存储成表使用)，缺点是评估准确度略低。最终5GNR中试选择了PW机制。

当前5GNR物理层中，如图1所示，大多采用以SCL译码算法为核心的译码处理，其处理过程如下：

Step 1：SCL译码处理：基于SCL译码器可获取可能的L个译码结果U；

Step 2：初始化循环计数，k＝1；

Step 3：进行循环判断：若kL，则反馈译码失败，并结束译码；否则继续执行Step4；

Step 4：提取原始信息：基于第k个译码结果u^k提取出原始信息c'，如下式所示：

Step 5：DCRC解交织：若i_IL＝1，则进行DCRC解交织；否则直接映射得到结果，结果记为c，如下式所示：

c”_Π(j)＝c'_j

其中，m_j表示序列中第j个不小于的元素索引；

Step 6：CRC校验：对解交织结果c进行CRC校验，若校验通过则结束译码，输出译码结果c；否则继续执行Step 7；

Step 7：循环计数累加：k＝k+1，并跳转到Step 3；

其中，SCL译码器处理过程如下：