[发明专利]一种两阶段的低复杂度极化码构造方法

摘要

本发明提出了一种两阶段的低复杂度极化码构造方法，属于通信信道编码领域。本方法码字构造的过程分为粗构造和细构造两个过程，粗构造基于子信道的偏序关系和可靠性大小从所有子信道中快速选择更可靠的子信道加入信息集；细构造过程根据系统对性能的需求，选择合适的信息集确定方法继续从子信道集合中继续选择更可靠的子信道加入信息集中。在粗构造的元素查找过程中，采用二分查找策略，加快了查找效率，并减少了需要计算的子信道可靠性的数目，降低了计算量。本发明方法在选择信息集的过程中不需要进行排序，从而进一步降低了码字构造的计算量；还可根据系统对性能和复杂度的需求来调整实现过程，因此具有很强的普适性和鲁棒性。

主权项

1.一种两阶段的极化码构造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据码长N和码率R，获得信息位长度K＝N*R；步骤2：对子信道索引，根据加法规则Addition Operator和左交换规则Left‑swap Operator进行运算，建立子信道之间可靠性的相对大小关系；步骤3：根据得到的相对大小关系构建二分图，二分图中将每个子信道作为一步骤2个顶点，对于两个子信道u和v，当且仅当u的可靠性小于v的可靠性时，二者之间存在一条边；然后采用最大匹配优化Hopcroft‑Karp算法得到二分图的最大匹配；步骤4：根据二分图的最大匹配将所得的二分图划分成链，每条链中的所有元素以偏序关系“＜”顺序连接；步骤5：执行粗构造过程，从链元素中选择子信道加入信息集中，包括：(1)从链中选取划分元，设置阈值；每次寻找所有链中选择的划分元所对应的子信道中可靠性最大的元素作为当前阈值；(2)根据当前阈值，在所有链中选择可靠性大于该阈值的子信道并加入信息集中；对于阈值所在的链直接选择划分元之前的元素加入信息集；对于其余链，对每条链的划分元之前的元素利用二分查找法找到第一个小于划分元的元素位置，然后将该位置之前的元素都加入到信息集中；步骤6：设当前信息集中的元素数目为K’，判断K’是否大于K，若是，则对当前加入信息集中的所有链元素，执行步骤5的粗构造过程，若否，继续执行步骤7；步骤7：当前信息集中的元素数目K’小于K时，执行细构造过程；所述的细构造过程提供三种选择方法如下：(A)继续执行步骤5的粗构造过程，从剩余的链元素中选取K‑K’个元素；(B)设剩余的链的数目为S，对每条链剩余的元素，选取链首n个元素，使得(n‑1)S<K‑K’<nS，计算所选取的nS个元素的可靠性，排序选出其中可靠性最高的K‑K’个元素加入信息集中；(C)设剩余的链的数目为S，对每条链剩余的元素，选取链首n个元素，使得(n‑1)S<K‑K’<nS，对所选取的nS个元素，根据子信道的索引计算子信道的权重系数，排序选出其中权重系数最高的K‑K’个元素加入信息集中。