[发明专利]一种复合信道下极化码的混合自动重传请求方法

摘要

本发明涉及一种复合信道下极化码的混合自动重传请求方法。现有方法存在译码错误传播问题，造成纠错性能的退化。本发明方法的发送端重传方法是首先进行信道参数和传输参数的初始化，然后将初次传输的码率设置为峰值码率，构造极化码进行传输。若发送端收到肯定应答，结束本轮传输；若收到否定应答且重传次数大于上限，表示译码失败，结束本轮传输；若收到否定应答且重传次数小于上限，发送端降低发送码率重传部分可靠度低的冗余比特。接收端译码方法采用串行联合译码结构，根据累积译码路径度量的大小选择若干条可能译码路径参与之后的译码过程。本发明方法在保证达到复合信道容量的前提下，解决译码错误传播问题，提升了纠错性能。

主权项

1.一种复合信道下极化码的混合自动重传请求方法，该方法中分组的传输在复合信道W_compound下进行，且W_compound为平慢衰落信道，即一个码字块中每个符号经历的信道状态相同；复合信道W_compound中存在S个二元高斯白噪声子信道，并且各个子信道间存在退化关系，即其中表示信道退化关系，W₁为信道质量最好的子信道；W_compound最大传输码率为R，为峰值码率，即W₁的信道容量，每时刻信道状态为S个子信道中的一种；对S个子信道分别构造信道容量可达的极化码，码长为N；一个信道的退化信道的极化码信息比特信道集合是该信道信息比特信道集合的子集，即其中A(W_i)表示信道W_i上的信息比特信道集合；该方法包括发送端重传方法和接收端译码方法，其特征在于：所述的发送端重传方法具体如下：步骤(1).令send_k表示一轮信息传输中第k次传输的分组，首先进行信道参数和传输参数的初始化：发送端已知复合信道W_compound中信道质量最好的二元高斯白噪声子信道W₁的信道状态及峰值码率R，接收端已知当前时刻的实际信道状态W_real；设置传输分组的最大重传次数为MAX_RETRANS_TIMES；步骤(2).发送端准备发送K位信息比特数据：将分组初次传输的码率设置为峰值码率R，发送端根据W₁的信道状态，采用蒙特卡洛方法或密度进化算法构建W₁上信道容量可达的极化码，其码长为N，得到信息比特信道集合A(W₁)；计算r位传输比特的循环冗余校验位，构成K+r位信息比特，置于信息比特信道集合A(W₁)上，剩余极化信道位置上放置发送端和接收端都已知的冻结比特，得到码字send₁，发送send₁到接收端；步骤(3).若发送端收到接收端反馈的肯定应答，说明接收端译码成功，结束本轮的信息传输，发送端准备传输下一轮数据；若发送端收到接收端反馈的否定应答，说明接收端译码失败，按如下方式处理：如果重传次数大于上限MAX_RETRANS_TIMES，表示接收端译码彻底失败，结束本轮的信息传输，准备传输下一轮数据；如果重传次数小于等于上限MAX_RETRANS_TIMES，发送端降低发送码率，重传数据中传输可靠度低的一部分信息比特，若发送端收到第n次否定应答，说明该轮信息传输中前n个传输分组均译码失败，发送端选择重传的信息比特，降低码率进行第n+1次传输：令W_1/(n+1)表示信道容量为R/(n+1)的二元高斯白噪声信道，发送端根据W_1/(n+1)的信道状态，采用蒙特卡洛方法或密度进化算法构建W_1/(n+1)上信道容量可达的极化码，码长为N，码率为R/(n+1)，计算得到信息比特信道集合A(W_1/(n+1))；发送端选出之前n个传输分组send₁,send₂,···,send_n中极化信道A(W_1/n)‑A(W_1/(n+1))位置上的信息比特，即send₁到send_n中传输可靠度低的|A(W_1/(n+1))|个信息比特，置于A(W_1/(n+1))极化信道上，剩余位置放置发送端和接收端都已知的冻结比特，得到码字send_n+1，发送该重传分组；所述的接收端译码方法具体如下：令receive_m表示第m个接收的分组，接收端收到receive_m时，首先根据当前时刻的实际信道状态W_real判断是否进行译码：若W_real关于W_1/m退化，即receive_m分组的传输码率R/m＞C(W_real)，C(W_real)表示W_real的信道容量，接收端无法译码receive_m分组，向发送端反馈否定应答，要求发送端重传一部分信息比特；若W_real关于W_1/m进化，即接收端根据接收分组receive₁,receive₂,···,receive_m的信息译码得到发送端传输的数据，采用串行联合译码结构进行译码：观察其中一个send_i分组码字构造，包含了send₁,send₂,···,send_i‑1分组中极化信道A(W_1/(i‑1))‑A(W_1/i)位置上的信息比特，send_i为一轮信息传输中第i次传输的分组，接收端对receive_i分组的译码结果作为冻结比特边信息参与到receive_i‑1,···,receive₁分组的译码过程中，从而达成低码率极化码的译码；装置中所有的译码器根据累积译码路径度量的大小保留M条可能译码路径，参与之后的译码过程；所述的累积译码路径度量是在串行联合译码过程中，累加各轮译码得到的路径度量，以此表示译码路径的可靠程度，具体过程如下：如当前接收端完成了对receive_m,receive_m‑1,···,receive_j+1,receive_j接收分组的列表串行抵消译码，receive_j分组译码结果中包含M条可能路径；遍历所有可能路径，将其作为冻结比特边信息送入receive_j‑1分组，对receive_j‑1分组进行码率为R/m的列表串行抵消译码，并进行译码路径更新和累积路径度量更新，receive_j为最后一个译码完毕的分组，receive_j‑1为下一个需要译码的分组；所述的译码路径更新是在前一轮的译码路径上附加本轮译码结果；所述的累积路径度量更新是在前一轮的累积路径度量上累加本轮译码路径度量；receive_j‑1分组译码完毕后，译码缓冲区中包含M²条译码路径，从中选择累积译码路径度量小的M条路径作为receive_j‑1分组的译码结果；在receive₁分组译码完毕后，接收端如果通过循环冗余校验，从M条译码路径中选择正确的译码结果，向发送端反馈肯定应答，表明该轮信息传输译码成功；接收端如果不能通过循环冗余校验，向发送端反馈否定应答，要求发送端重传一部分信息比特。