CN109818627B - 一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法与系统，首先在预先给定的性能退化参数下，通过数学统计和蒙特卡罗仿真的方法获取剪枝门限；然后将得到的剪枝门限应用于Polar码SCL译码算法进行剪枝，获得尽可能低的译码复杂度；最后根据计算出的多组门限与信噪比值，得到剪枝门限与信噪比之间的函数关系。本方法的优点在于：可以根据信噪比状况的不同调整剪枝门限，以获取更低的算法复杂度；得到了剪枝门限与信噪比之间的函数关系，对于各种信噪比状况都能快速得到相应的剪枝门限。
Description
技术领域
本发明涉及Polar码译码领域，更具体地说，涉及一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法与系统。
背景技术
Polar码是在信道极化理论基础上，使用N个信道中的K个可靠信道来传输信息并且在其余的不可靠信道上使用收发双方都已知的固定信息(通常为0)填充。在接收端，最初使用串行抵消(SC,Successive Cancellation)算法进行译码。由于SC译码的误码性能并不够理想，学者们提出了置信度传播(BP,BeliefPropagation)译码算法、线性规划(LP,LinearProgramming)译码算法等。这些算法取得了一定的编码增益，但增益仍然不够明显。
为了提升Polar码的误码率性能，学者们对SC算法进行改进，由此产生了串行抵消列表(SCL,Successive Cancellation List)译码算法，并在此基础上提出了带冗余(CRC,Cyclic Redundancy Check)校验的连续消除列表(CA-SCL,CRC-aided SuccessiveCancellation List)译码算法，CA-SCL算法的提出使Polar码在某些特定的码长获得了与传统的线性分组码、Turbo码和LDPC码相比，相当甚至更优的误码性能。
Polar码的SCL等列表类译码算法中，由于其算法的不可并行性，这类算法具有较高的算法复杂度，目前降低其算法复杂度主要有两种方式：一种是利用信道可靠性来选择进行SC译码或者SCL译码，另外一种是利用剪枝门限来缩小搜索宽度。在利用剪枝门限来缩小搜索宽度方式中，目前性能最好的剪枝算法为树剪枝算法，目前的树剪枝算法中，剪枝门限的获取通常需要进行复杂的理论推导和计算。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中剪枝算法计算复杂度高的技术缺陷，提供了一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法与系统。
根据本发明的其中一方面，本发明解决其技术问题所采用的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法包括以下步骤：
S1、在预先给定的性能退化参数tol下，通过数学统计和蒙特卡罗仿真的方法获取不同信噪比s下的剪枝门限th；
S2、将得到的剪枝门限th应用于Polar码SCL译码算法进行剪枝；
S3、根据计算出的多组信噪比与门限值，得到剪枝门限th与信噪比s之间的拟合函数关系th(s)；
S4、获取待Polar码SCL译码时的实时信噪比，利用该拟合函数关系th(s)实时调整所述实时信噪比对应的剪枝门限，进行剪枝算法实现Polar码SCL译码。
进一步地，在本发明的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法中，步骤S1中，获取剪枝门限th的方法包括：
S11、统计不同信噪比s状况下的Dmax值，其中Dmax是某一次译码过程中所有
的最大值，i表示译码到了第i个信息位，选取PM距离
作为剪枝依据，
表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值(Path Metric路径度量值)与第l条译码路径的PM值之间的差值，即
当第l条路径为正确译码路径时剪枝依据
被记为
S12、根据步骤S11的统计结果，得到频率分布点，拟合得到概率密度函数，根据概率密度函数得到分布函数F(x)；
S13、根据预先设定的性能退化参数tol和误码率性能B(s)，根据公式Bde(s)＝B(s)·(1+tol)计算得到期望误码率性能Bde(s)，根据公式
计算得到正确译码概率退化百分比Pde(s)；
S14、将计算出的正确译码概率退化百分比Pde(s)，代入到概率密度函数得到分布函数F(x)的反函数F-1(x)，根据公式th_initial(s)＝F-1(Pde(s))得到不同信噪比状况s下的初步剪枝门限th_initial；
S15、根据步骤S14中得到的初步剪枝门限th_initial，进行蒙特卡罗仿真得到精确的剪枝门限th。
进一步地，在本发明的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法中，步骤S15的具体实现方法为：
S151、对初步剪枝门限th_initial进行蒙特卡罗仿真得到仿真误码性能Sim_initial；
S152、选取门限步进值step＝0.1，如果仿真误码性能Sim_initial比期望误码性能大，则按照门限步进值不断增大门限进行蒙特卡罗仿真，直到仿真误码性能比期望误码性能小，反之则不断减小门限，直到仿真误码性能比期望误码性能大；
S153、设定门限步进值step＝0.01，在步骤S152的基础上，用步骤S152中同样的方法将剪枝门限精确到小数点后两位后作为最终的剪枝门限th。
进一步地，在本发明的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法中，步骤S2以及步骤S4中的剪枝算法包括：
S21、初始化译码路径L的大小，其中L＝2k，k为任意自然数；
S22、当Polar码SCL译码到第j个位置时，如果该位置为固定位置，则更新所有L条译码路径的PM值，否则分裂出2L条译码路径，计算所有2L条译码路径的PM值，然后从中选取其中最优的L条路径，分别计算其PM距离
表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值与第l条译码路径的PM值之间的差值；
S23、如果计算出的
值比剪枝门限th大，则删除该译码路径；
S24、按照以上方法不断译码到最后一个译码位置，然后将能够通过CRC校验的译码路径作为译码结果输出。
根据本发明的另一方面，本发明为解决其技术问题所采用的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝系统包括以下模块：
剪枝门限获取模块，用于在预先给定的性能退化参数tol下，通过数学统计和蒙特卡罗仿真的方法获取不同信噪比s下的剪枝门限th；
试验剪枝模块，用于将得到的剪枝门限th应用于Polar码SCL译码算法进行剪枝；
函数关系拟合模块，用于根据计算出的多组信噪比与门限值，得到剪枝门限th与信噪比s之间的拟合函数关系th(s)；
实际译码模块，用于获取待Polar码SCL译码时的实时信噪比，利用该拟合函数关系th(s)实时调整所述实时信噪比对应的剪枝门限，进行剪枝算法实现Polar码SCL译码。
进一步地，在本发明的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝系统中，剪枝门限获取模块中，获取剪枝门限th的子模块包括：
数据统计子模块，用于统计不同信噪比s状况下的Dmax值，其中Dmax是某一次译码过程中所有
的最大值，i表示译码到了第i个信息位，选取PM距离
作为剪枝依据，
表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值(Path Metric路径度量值)与第l条译码路径的PM值之间的差值，即
当第l条路径为正确译码路径时剪枝依据
被记为
分布函数求取子模块，用于根据数据统计模块的统计结果，得到频率分布点，拟合得到概率密度函数，根据概率密度函数得到分布函数F(x)；
正确译码概率退化百分比计算子模块，用于根据预先设定的性能退化参数tol和误码率性能B(s)，根据公式Bde(s)＝B(s)·(1+tol)计算得到期望误码率性能Bde(s)，根据公式
计算得到正确译码概率退化百分比Pde(s)；
初步剪枝门限获取子模块，用于将计算出的正确译码概率退化百分比Pde(s)，代入到概率密度函数得到分布函数F(x)的反函数F-1(x)，从而得到不同信噪比状况s下的初步剪枝门限th_initial；
最终剪枝门限获取子模块，用于根据初步剪枝门限获取子模块中得到的初步剪枝门限th_initial，进行蒙特卡罗仿真得到精确的剪枝门限th。
进一步地，在本发明的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝系统中，步骤最终剪枝门限获取子模块的具体包含：
仿真误码性能获取单元，用于对初步剪枝门限th_initial进行蒙特卡罗仿真得到仿真误码性能Sim_initial；
第一步进仿真单元，选取门限步进值step＝0.1，如果仿真误码性能Sim_initial比期望误码性能大，则按照门限步进值不断增大门限进行蒙特卡罗仿真，直到仿真误码性能比期望误码性能小，反之则不断减小门限，直到仿真误码性能比期望误码性能大；
第二步进仿真单元，设定门限步进值step＝0.01，在第一步进仿真单元的基础上，用第一步进仿真单元中同样的方法将剪枝门限精确到小数点后两位后作为最终的剪枝门限th。
进一步地，在本发明的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝系统中，试验剪枝模块以及实际译码模块中的剪枝算法包括：
译码路径初始化子模块，用于初始化译码路径L的大小，其中L＝2k，k为任意自然数；
路径与PM值处理子模块、当Polar码SCL译码到第j个位置时，如果该位置为固定位置，则更新所有L条译码路径的PM值，否则分裂出2L条译码路径，计算所有2L条译码路径的PM值，然后从中选取其中最优的L条路径，分别计算其PM距离
表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值与第l条译码路径的PM值之间的差值；
译码路径删除子模块，用于如果计算出的
值比剪枝门限th大，则删除该译码路径；
译码结果输出子模块，用于按照以上方法不断译码到最后一个译码位置，然后将能够通过CRC校验的译码路径作为译码结果输出。
本方法的优点在于：1)可以根据信噪比状况的不同调整剪枝门限，以获取更低的译码复杂度；2)得到了剪枝门限与信噪比之间的函数关系，对于各种信噪比状况都能快速的得到相应的剪枝门限。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法流程图；
图2是信噪比s＝1.0dB时百万组Dmax值的频数分布直方图；
图3是信噪比s＝1.0dB时Dmax值的频率分布点以及拟合得到的曲线；
图4为本发明进行门限修正的方法流程图；
图5为本发明实例中求得的剪枝门限th与信噪比s之间的关系曲线；
图6为本发明中剪枝算法的流程图；
图7为本发明实例中剪枝后的块误码率性能与无剪枝块误码率性能对比图；
图8为本发明实例中剪枝后的算法复杂度与无剪枝算法复杂度对比图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的实施例提供了一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法，将剪枝门限应用到Polar码的SCL译码算法中。本发明的实施例以码长N＝1024，码率R＝512，CRC校验长度为24和列表长度L＝32的CA-SCL译码算法为例，选取退化参数tol＝0.1。
如图1是一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法流程图，具体包括：
S1、在预先给定的性能退化参数tol下，通过数学统计和蒙特卡罗仿真的方法获取不同信噪比s下的剪枝门限th；
S2、将得到的剪枝门限th应用于Polar码SCL译码算法进行剪枝；
S3、根据计算出的多组信噪比与门限值，得到剪枝门限th与信噪比s之间的拟合函数关系th(s)；
S4、获取待Polar码SCL译码时的实时信噪比，利用该拟合函数关系th(s)实时调整所述实时信噪比对应的剪枝门限，进行剪枝算法实现Polar码SCL译码。
其中步骤S1中，确定剪枝门限的方法如下：
S11、统计不同信噪比状况下的Dmax值，分别画出其频数分布直方图，如图2所示为信噪比s＝1.0dB时百万组Dmax值的频数分布直方图；
其中Dmax是某一次译码过程中所有
的最大值，i表示译码到了第i个信息位，选取PM距离
作为剪枝依据，
表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值(Path Metric路径度量值)与第l条译码路径的PM值之间的差值，即
当第l条路径为正确译码路径时剪枝依据
被记为
| 信噪比s(dB) | 均值μ | 方差σ<sup>2</sup> | 相关系数R |
| 0.50 | 4.53 | 5.22 | 0.9978 |
| 0.75 | 4.07 | 6.94 | 0.9987 |
| 1.00 | 3.23 | 9.22 | 0.9991 |
| 1.25 | 1.92 | 11.65 | 0.9989 |
| 1.50 | 0.23 | 13.87 | 0.9985 |
| 1.75 | -1.78 | 16.40 | 0.9986 |
| 2.00 | -4.11 | 19.54 | 0.9991 |
表1
S12、根据Dmax值的频数分布直方图，得到其频率分布点，拟合得到其概率密度函数，根据概率密度函数得到分布函数F(x)；
如图3所示为信噪比s＝1.0dB时Dmax值的频率分布点以及拟合得到的曲线，我们假设将Dmax＝0的情况去掉该分布符合高斯分布，Dmax＝0出现的频率为该高斯分布所有非正的频率的和，即
然后用这种截断高斯函数进行拟合，得到的参数μ＝3.23，σ2＝9.22，拟合的相关系数R为0.9991，可以认为本次拟合是成功的，我们对其他的信噪比状况做了同样的拟合，具体如表1所示，求得的分布函数
S13、根据预先设定的性能退化参数tol和误码率性能B(s)，根据公式Bde(s)＝B(s)·(1+tol)计算得到期望误码率性能Bde(s)，根据公式
计算得到正确译码概率退化百分比Pde(s)；
S14、将计算出的正确译码概率退化百分比Pde(s)，代入到概率密度函数得到分布函数F(x)的反函数F-1(x)，根据公式th_initial(s)＝F-1(Pde(s))得到不同信噪比状况s下的初步剪枝门限th_initial；
表2
S15，根据步骤S14中得到的初步剪枝门限th_initial，进行蒙特卡罗仿真得到精确的剪枝门限th，其门限修正流程图如图4所示，具体方法如下：
1)对初步确认的门限th_initial进行蒙特卡罗仿真得到仿真误码性能Sim_initial；
2)选取门限步进值step＝0.1，如果仿真误码性能比期望误码性能大，则按照门限步进值不断增大门限进行蒙特卡罗仿真，直到仿真误码性能比期望误码性能小，反之则不断减小门限，直到仿真误码性能比期望误码性能大；
3)设定门限步进值step＝0.01，用同样的方法将剪枝门限th精确到小数点后两位。
修正后的门限以及其误码性能如表2所示，从表2中可以看出采用修正后的门限进行剪枝，得到的仿真误码性能与期望误码性能十分接近。
步骤S2及步骤S4中的剪枝算法的流程图如图6所示，主要包括以下步骤：
S21、初始化译码路径L的大小，其中L可取的值为：1,2,4,8,16,…；
S22、Polar码译码到第j个位置时，如果该位置为固定位置，则更新所有L条译码路径的PM值，否则分裂出2L条译码路径，计算所有2L条译码路径的PM值，然后从中选取其中最优的L条路径，分别计算其PM距离
S23、如果计算出的
值比剪枝门限th大，则删除该译码路径；
S24、按照以上方法不断译码到最后一个译码位置，然后将能够通过CRC校验的译码路径作为译码结果输出。
| 信噪比s(dB) | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
| 剪枝门限th | 6.33 | 6.92 | 7.51 | 8.10 | 8.69 | 9.28 |
| 无剪枝块误码率性能 | 6.56e-01 | 5.59e-01 | 4.58e-01 | 3.59e-01 | 2.69e-01 | 1.93e-01 |
| 期望块误码率性能 | 7.22e-01 | 6.15e-01 | 5.03e-01 | 3.95e-01 | 2.96e-01 | 2.13e-01 |
| 仿真块误码率性能 | 7.22e-01 | 6.17e-01 | 5.06e-01 | 3.97e-01 | 2.97e-01 | 2.12e-01 |
| 信噪比s(dB) | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 |
| 剪枝门限th | 9.87 | 10.46 | 11.05 | 11.64 | 12.23 | 12.82 |
| 无剪枝块误码率性能 | 1.32e-01 | 8.55e-02 | 5.28e-02 | 3.11e-02 | 1.78e-02 | 9.63e-03 |
| 期望块误码率性能 | 1.45e-01 | 9.41e-02 | 5.81e-02 | 3.42e-02 | 1.95e-02 | 1.06e-02 |
| 仿真块误码率性能 | 1.45e-01 | 9.45e-02 | 5.82e-02 | 3.48e-02 | 1.94e-02 | 1.05e-02 |
| 信噪比s(dB) | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | ||
| 剪枝门限th | 13.41 | 14.00 | 14.59 | 15.18 | ||
| 无剪枝块误码率性能 | 4.93e-03 | 2.40e-03 | 1.13e-03 | 5.33e-04 | ||
| 期望块误码率性能 | 5.42e-03 | 2.64e-03 | 1.25e-03 | 5.86e-04 | ||
| 仿真块误码率性能 | 5.45e-03 | 2.68e-03 | 1.28e-03 | 5.89e-04 |
表3
如图5所示为本实例中求得的剪枝门限th与信噪比s之间的关系曲线，从图中可以看出将门限与信噪比之间大致呈线性关系，将其写成数学表达式的形式为：th(s)＝5.90s+3.39。将该函数关系应用到步骤12中的剪枝算法中，部分信噪比状况下的块误码率性能如表3所示，从表3可以看出，采用上述函数关系进行剪枝，得到的仿真误码性能与期望误码性能十分接近。
如图7所示为本实例中剪枝后的块误码率性能与无剪枝块误码率性能的对比，从图中可以看出剪枝后块误码率损失大约为0.01dB，图8所示为本实例中剪枝后的平均复杂度与无剪枝平均复杂度的对比，从图中可以看出剪枝后的块误码率性能与参数L＝32时的性能十分接近，但其平均复杂度在L＝8与L＝16之间。
发明的系统的实现方法与方法一致，可参考上述方法进行系统的实现，具体不再赘述。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (4)
1.一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在预先给定的性能退化参数tol下，通过数学统计和蒙特卡罗仿真的方法获取不同信噪比s下的剪枝门限th；
S2、将得到的剪枝门限th应用于Polar码SCL译码算法进行剪枝；
S3、根据计算出的多组信噪比与门限值，得到剪枝门限th与信噪比s之间的拟合函数关系th(s)；
S4、获取待Polar码SCL译码时的实时信噪比，利用该拟合函数关系th(s)实时调整所述实时信噪比对应的剪枝门限，进行剪枝算法实现Polar码SCL译码；
步骤S1中，获取剪枝门限th的方法包括：
S11、统计不同信噪比s状况下的Dmax值，其中Dmax是某一次译码过程中所有
的最大值，i表示译码到了第i个信息位，选取PM距离
作为剪枝依据，
表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值与第l条译码路径的PM值之间的差值，即
当第l条路径为正确译码路径时剪枝依据
被记为
S12、根据步骤S11的统计结果，得到频率分布点，拟合得到概率密度函数，根据概率密度函数得到分布函数F(x)；
S13、根据预先设定的性能退化参数tol和误码率性能B(s)，根据公式Bde(s)＝B(s)·(1+tol)计算得到期望误码率性能Bde(s)，根据公式
计算得到正确译码概率退化百分比Pde(s)；
S14、将计算出的正确译码概率退化百分比Pde(s)，代入到概率密度函数得到分布函数F(x)的反函数F-1(x)，根据公式th_initial(s)＝F-1(Pde(s))得到不同信噪比状况s下的初步剪枝门限th_initial；
S15、根据步骤S14中得到的初步剪枝门限th_initial，进行蒙特卡罗仿真得到精确的剪枝门限th；
步骤S15的具体实现方法为：
S151、对初步剪枝门限th_initial进行蒙特卡罗仿真得到仿真误码性能Sim_initial；
S152、选取门限步进值step＝0.1，如果仿真误码性能Sim_initial比期望误码性能大，则按照门限步进值不断增大门限进行蒙特卡罗仿真，直到仿真误码性能比期望误码性能小，反之则不断减小门限，直到仿真误码性能比期望误码性能大；
S153、设定门限步进值step＝0.01，在步骤S152的基础上，用步骤S152中同样的方法将剪枝门限精确到小数点后两位后作为最终的剪枝门限th。
2.如权利要求1所述的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝方法，其特征在于，步骤S2以及步骤S4中的剪枝算法包括：
S21、初始化译码路径L的大小，其中L＝2k，k为任意自然数；
S22、当Polar码SCL译码到第j个位置时，如果该位置为固定位置，则更新所有L条译码路径的PM值，否则分裂出2L条译码路径，计算所有2L条译码路径的PM值，然后从中选取其中最优的L条路径，分别计算其PM距离
表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值与第l条译码路径的PM值之间的差值；
S23、如果计算出的
值比剪枝门限th大，则删除该译码路径；
S24、按照以上方法不断译码到最后一个译码位置，然后将能够通过CRC校验的译码路径作为译码结果输出。
3.一种Polar码SCL译码算法的单门限剪枝系统，其特征在于，包括以下模块：
剪枝门限获取模块，用于在预先给定的性能退化参数tol下，通过数学统计和蒙特卡罗仿真的方法获取不同信噪比s下的剪枝门限th；
试验剪枝模块，用于将得到的剪枝门限th应用于Polar码SCL译码算法进行剪枝；
函数关系拟合模块，用于根据计算出的多组信噪比与门限值，得到剪枝门限th与信噪比s之间的拟合函数关系th(s)；
实际译码模块，用于获取待Polar码SCL译码时的实时信噪比，利用该拟合函数关系th(s)实时调整所述实时信噪比对应的剪枝门限，进行剪枝算法实现Polar码SCL译码；
剪枝门限获取模块中，获取剪枝门限th的子模块包括：
数据统计子模块，用于统计不同信噪比s状况下的Dmax值，其中Dmax是某一次译码过程中所有
的最大值，i表示译码到了第i个信息位，选取PM距离
作为剪枝依据，
表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值与第l条译码路径的PM值之间的差值，即
当第l条路径为正确译码路径时剪枝依据
被记为
分布函数求取子模块，用于根据数据统计模块的统计结果，得到频率分布点，拟合得到概率密度函数，根据概率密度函数得到分布函数F(x)；
正确译码概率退化百分比计算子模块，用于根据预先设定的性能退化参数tol和误码率性能B(s)，根据公式Bde(s)＝B(s)·(1+tol)计算得到期望误码率性能Bde(s)，根据公式
计算得到正确译码概率退化百分比Pde(s)；
初步剪枝门限获取子模块，用于将计算出的正确译码概率退化百分比Pde(s)，代入到概率密度函数得到分布函数F(x)的反函数F-1(x)，从而得到不同信噪比状况s下的初步剪枝门限th_initial；
最终剪枝门限获取子模块，用于根据初步剪枝门限获取子模块中得到的初步剪枝门限th_initial，进行蒙特卡罗仿真得到精确的剪枝门限th；
最终剪枝门限获取子模块的具体包含：
仿真误码性能获取单元，用于对初步剪枝门限th_initial进行蒙特卡罗仿真得到仿真误码性能Sim_initial；
第一步进仿真单元，选取门限步进值step＝0.1，如果仿真误码性能Sim_initial比期望误码性能大，则按照门限步进值不断增大门限进行蒙特卡罗仿真，直到仿真误码性能比期望误码性能小，反之则不断减小门限，直到仿真误码性能比期望误码性能大；
第二步进仿真单元，设定门限步进值step＝0.01，在第一步进仿真单元的基础上，用第一步进仿真单元中同样的方法将剪枝门限精确到小数点后两位后作为最终的剪枝门限th。
4.如权利要求3所述的Polar码SCL译码算法的单门限剪枝系统，其特征在于，试验剪枝模块以及实际译码模块中的剪枝算法采用下述子模块实现：
译码路径初始化子模块，用于初始化译码路径L的大小，其中L＝2k，k为任意自然数；
路径与PM值处理子模块、当Polar码SCL译码到第j个位置时，如果该位置为固定位置，则更新所有L条译码路径的PM值，否则分裂出2L条译码路径，计算所有2L条译码路径的PM值，然后从中选取其中最优的L条路径，分别计算其PM距离
表示译码到第i个信息位时，所有L条译码路径中的最大PM值与第l条译码路径的PM值之间的差值；
译码路径删除子模块，用于如果计算出的
值比剪枝门限th大，则删除该译码路径；
译码结果输出子模块，用于按照以上方法不断译码到最后一个译码位置，然后将能够通过CRC校验的译码路径作为译码结果输出。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104581780A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于预处理的分枝剪枝联合网络优化和波束成形方法 |
| CN108365914A (zh) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 华为技术有限公司 | Polar码编译码方法及装置 |
| CN108390739A (zh) * | 2017-02-03 | 2018-08-10 | 华为技术有限公司 | 数据处理的方法和装置 |
| CN108833052A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-11-16 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 信道极化译码路径度量值排序方法 |
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Family Cites Families (1)
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104581780A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-04-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于预处理的分枝剪枝联合网络优化和波束成形方法 |
| CN108365914A (zh) * | 2017-01-26 | 2018-08-03 | 华为技术有限公司 | Polar码编译码方法及装置 |
| CN108390739A (zh) * | 2017-02-03 | 2018-08-10 | 华为技术有限公司 | 数据处理的方法和装置 |
| CN109004939A (zh) * | 2017-06-06 | 2018-12-14 | 华为技术有限公司 | 极化码译码装置和方法 |
| CN108833052A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-11-16 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 信道极化译码路径度量值排序方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| A Reduced-Complexity Successive Cancellation List Decoding of Polar Codes;Kai Chen等;《2013 IEEE 77th Vehicular Technology Conference (VTC Spring)》;20140106;全文 * |
| 极化编码理论与实用方案研究;陈凯;《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20150415;第I136-23页 * |
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