[发明专利]一种非递归的SC译码部分和确定方法及装置

说明书

本发明涉及一种非递归的SC译码部分和确定方法及装置，是为了解决现有的递归的SC译码算法调用递归函数的次数太多，空间复杂度比较高的缺点而提出的。非递归的SC译码部分和确定方法包括：将与对应的M₀节点的部分和进行输出；其中M₀节点表示以为根节点的子树的叶子节点；k_i为估计时似然比计算的最大递归深度；执行如下运算共2^k‑1次，用于计算节点M_k的部分和：0≤i＜2^k‑1；沿着最右侧的边往上计算直至节点最后输出的值。本发明通过采用非递归的方式实现SC译码算法，将递归函数调用次数降为0次，提高了译码速率。此外通过对似然比与部分和采用时分复用的存储方式，将算法空间复杂度降为O(N)。

技术领域

本发明涉及信道编码领域，具体涉及一种非递归的SC译码部分和确定方法及装置。

背景技术

SC(Successive Cancellation)是极化码(Polar Code)的第一个也是目前应用最为广泛的译码算法。极化码具有香农限可达的纠错性能。与LDPC相比，不但具有更好的纠错性能，并且具有更低的编译码复杂度。极化码目前在信道编码领域与量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)领域均有广泛的应用。

在传输消息之前，通信双方首先需要确定期望的信道传输码率，记为R。由香农定理，为了可靠传输需满足R≤I(W)。然后通信双方需要根据信道挑选方法从N个极化信道中挑选出NR个使得信道W_N的可靠性尽可能地高，记K＝NR。这些被选中的极化信道的序号称为信息位，未被选中的极化信道的序号被称为冻结位。记信息位的集合为I，冻结位的集合可记为I^c，最后，通信双方需要约定冻结位上填充的比特值，记为因此极化码可由四元组表示。

发送方通过极化码编码操作将编码为后，通过信道W经由N次发送给接收方，设接收方接收到的比特串为该过程也可以看作在组合信道W_N上输入消息为输出消息为的传输过程。接收方需要根据以及四元组信息估计的值，记为组合信道W_N由N个极化信道组成，第i个极化信道的输入为u_i，输出为与因此比特u_i的估计值可根据与部分估计序列计算。由于的计算依赖于SC译码算法需要对逐个进行译码判决。

SC译码器按式(1)依次计算比特的值，

其中为似然比(Likelihood Ratio,LR)，定义为

公式(2)可通过递归公式(3)与(4)计算，

其中

g(a,b,s)＝a^1-2s·b (6)

现有的基于软件平台实现的SC译码算法均采用递归的方式实现，例如文献[1-3]。SC译码算法的递归实现来源于SC译码器的递归树形表示。图1给出了N＝8时SC译码器的递归树形表示，其中节点M_k表示第N/2^k层的2^k个似然比计算单元，表示第N/2^k层，第i个似然比；表示第N/2^k层，第a个似然比到第b个似然比的b-a+1个似然比；表示第N/2^k层，第i个部分和，表示其估计值；表示第N/2^k层，第a个部分和到第b个部分和的b-a+1个部分和，表示其估计值。