CN110380819B - 一种基于llr的分段翻转极化码译码方法和智能终端 - Google Patents

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CN110380819B CN201910595206.6A CN201910595206A CN110380819B CN 110380819 B CN110380819 B CN 110380819B CN 201910595206 A CN201910595206 A CN 201910595206A CN 110380819 B CN110380819 B CN 110380819B
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Abstract

本发明公开了一种基于LLR的分段翻转极化码译码方法和智能终端,所述方法包括:计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布,确定分段位置;根据所述分段位置对信息序列进行分段编码后送入传输信道;对接收序列进行SCL译码,并分段进行CRC校验;对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码;如果翻转译码成功,则继续下一段译码或输出译码结果,如果翻转译码失败,则终止译码并宣布译码失败。本发明基于LLR的分段译码,实现了多比特翻转译码并提高了纠错成功率,及时终止失败译码降低了计算复杂度,可以用更低的计算复杂度实现更好的译码性能。

Description

一种基于LLR的分段翻转极化码译码方法和智能终端
技术领域
本发明涉及通信系统中的信道编码技术领域,尤其涉及一种基于LLR的分段翻转极化码译码方法、智能终端及存储介质。
背景技术
极化码是一种新兴的信道编码技术,也是目前理论上唯一能够达到香农限的一种编码方案。极化码是以信道极化为理论基础而构造的。在信道极化过程中,信道容量发生了偏移,一部分信道容量变大,另一部分信道容量变小。在码长趋向于无限长时,一部分信道容量为1,另一部分信道容量为0,此时低复杂度的SC(successive cancellation)译码算法可以实现高效可靠的传输译码。但是对于中短码长的极化码,并不是所有信道都是完全极化的,SC译码算法的性能并不理想。
SCL(SC list)算法通过保留多条可能的译码路径来改善译码性能,最后选择最可靠的一条译码路径输出。CA-SCL(CRC-aided SCL)使用循环冗余校验(cyclicalredundancy check,CRC)码来级联极化码,牺牲一定的码率,在SCL译码结束后,对保留的L条译码路径使用CRC校验来选择最佳译码路径输出。SCF(SC flip)算法在SC译码完成后,借助比特翻转和CRC校验来尝试纠正错误的译码。这些算法都极大地提升了极化码对中短码长译码的译码性能,但代价就是计算复杂度和存储复杂度的增加。
SCA-SCL(segmented CRC-aided SCL)算法将信息比特分段,每段分别级联CRC校验比特,每完成一段译码就校验一段译码。如果译码出错即没有路径能通过CRC校验,就及时终止译码。SCA-SCL译码算法降低了计算复杂度和存储复杂度,并且不会损失CA-SCL译码的译码性能,但是SCA-SCL译码算法只对译码结果进行了检错,却没有进行纠错。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于:中短码长极化码译码性能差,针对现有技术上述缺陷,本发明提供一种基于LLR的分段翻转极化码译码方法、智能终端及存储介质。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其中,所述基于LLR的分段翻转极化码译码方法包括:
计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布,确定分段位置;
根据所述分段位置对信息序列进行分段编码后送入传输信道;
对接收序列进行SCL译码,并分段进行CRC校验;
对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码;
如果翻转译码成功,则继续下一段译码或输出译码结果,如果翻转译码失败,则终止译码并宣布译码失败。
所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其中,所述计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布,确定分段位置的步骤,具体包括:
计算所述信息位信道的LLR值,所述LLR值用于度量信道传输可靠性,统计所述低可靠信道的索引分布;
根据所述低可靠信道的所述索引分布确定分段位置,控制每段包含预设个所述低可靠信道,同时记录每段末位索引。
所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其中,所述计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布具体包括:
对码长N=2n,信息位长度为K的极化码,输入向量为
Figure BDA0002117438130000031
译码器接收向量为
Figure BDA0002117438130000032
信息位的对数似然比即LLR值为:
Figure BDA0002117438130000033
其中,
Figure BDA0002117438130000034
是信道传输概率,所述LLR值用于度量信道传输可靠性时,|L(ui)|越大,可靠性越高;统计低可靠信道的索引分布即统计LLR绝对值小的信道索引分布;
分段数为P,每段最大翻转次数为Tmax的分段翻转译码算法,共有P×Tmax次翻转机会;
多次重复计算信息位信道的LLR值,统计得到|L(ui)|平均值分布,得到P×Tmax个低可靠信道的索引分布;
定义一个不可靠集合F,集合F由P×Tmax个有最小|L(ui)|平均值的
Figure BDA0002117438130000035
的索引构成。
所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其中,所述根据所述分段位置对信息序列进行分段编码后送入传输信道的步骤,包括:
根据基于LLR分布确定的分段位置,每段最后C位作为CRC校验位,C为CRC码字长度;
将K-P×C位信息序列分为P段,每段均级联CRC用于检错,将子码段合并后进行极化编码,将极化编码后的序列送入传输信道。
所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其中,所述对接收序列进行SCL译码,并分段进行CRC校验的步骤,具体包括:
对所述接收序列进行SCL译码,译码估计向量为
Figure BDA0002117438130000041
每个译码节点保留至多L条译码路径;
当扩展路径大于L时,根据路径度量值进行路径筛选,保留度量值最小的L条路径,路径度量值PM:
Figure BDA0002117438130000042
Ll(ui)是第l条译码路径在信道i的LLR值,LLR值根据路径l的估计向量
Figure BDA0002117438130000043
计算:
Figure BDA0002117438130000044
当SCL译码进行到每一段末位时,进行CRC校验;
如果有路径通过CRC校验,则保留该路径继续进行下一段译码,若所有子码段译码完成则输出该路径;如果没有路径通过CRC校验,则对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码。
所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其中,所述对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码的步骤,包括:
在SCL译码后保留的L条译码路径中,选择一条具有最小路径度量值的候选路径进行单比特翻转;
定义一个翻转集合Flip,集合Flip由选中的译码路径中Tmax个有最小|Ll(ui)|值的
Figure BDA0002117438130000051
的索引构成,并且
Figure BDA0002117438130000052
是在需要进行翻转译码的子码段中;
翻转译码时,对选中路径在该段对应索引位置的|Ll(ui)|值按升序排列,取前Tmax个有最小|Ll(ui)|值的索引构造翻转集合Flip;
从集合Flip中选取第一个索引对应的比特进行翻转,并从该索引对应比特开始对该段后面的比特重新进行SC译码和CRC校验;
如果CRC校验失败,则还原翻转结果,并从集合Flip中删除该索引;
选取第二个索引对应的比特再次进行比特翻转译码,直到集合Flip为空。
所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其中,所述对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码的步骤,还包括:
如果集合Flip最后一个索引对应比特翻转译码完成后未通过CRC校验,则表示翻转译码失败。
所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其中,所述如果翻转译码成功,则继续下一段译码或输出译码结果的步骤,具体包括:
如果翻转译码成功,则保留该译码路径继续对下一段码字进行SCL译码,若信息序列译码全部完成,则输出该译码路径作为译码结果。
一种智能终端,其中,所述智能终端包括如上所述的基于LLR的分段翻转极化码译码系统,还包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于LLR的分段翻转极化码译码程序,所述基于LLR的分段翻转极化码译码程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法的步骤。
一种存储介质,其中,所述存储介质存储有基于LLR的分段翻转极化码译码程序,所述基于LLR的分段翻转极化码译码程序被处理器执行时实现如上所述基于LLR的分段翻转极化码译码方法的步骤。
本发明对极化码进行基于LLR的分段翻转译码,旨在改善极化码CA-SCL译码的性能并降低计算复杂度,本发明先计算LLR值并统计低可靠信道分布,根据LLR分布对极化码进行分段编译码,避免低可靠信道密集分布在某一段,增加单比特翻转成功几率,然后借助CRC校验对译码出错的子码段进行单比特翻转译码,如果翻转译码在翻转次数达到阈值时仍然出错,就及时终止译码来减少不必要的译码计算,由于分段翻转一次最多增加N/P个比特的译码计算量,所以分段翻转译码相对于传统SCF译码有更多的翻转机会,却不会带来更多计算复杂度,比特翻转译码的目的是找到并纠正译码过程中的第一个错误比特,相比码长为N的极化码,在码长为N/P的子码段更容易找到第一个错误比特,综上,基于LLR的分段翻转译码可以改善极化码的译码性能并降低译码计算复杂度。
附图说明
图1是本发明基于LLR的分段翻转极化码译码方法的较佳实施例的流程图;
图2是本发明基于LLR的分段翻转极化码译码方法中在N=256,K=128,Eb/N0=1,Tmax=15时,信息位比特信道以及筛选出来放入集合F中的比特信道标准化的LLR均值,图中虚线是P=2时的分段位置;
图3是本发明基于LLR的分段翻转极化码译码方法的较佳实施例中基于LLR的分段翻转译码过程示意图;
图4是本发明基于LLR的分段翻转译码方法和传统SCF译码、CA-SCL译码以及SCA-SCL译码的BLER(block error rate)性能对比图,其中N=256,K=128,L=2;
图5是本发明基于LLR的分段翻转译码方法与CA-SCL译码算法的BLER性能比较图,其中码长N=256,K=128,最大列表大小L=2,4,8,16,分段数P=2;
图6是本发明基于LLR的分段翻转极化码译码方法的较佳实施例中基于LLR的分段翻转译码算法与CA-SCL译码算法的译码平均列表大小比较图,其中码长N=256,K=128,最大列表大小L=2,4,8,16,分段数P=2;
图7为本发明智能终端的较佳实施例的运行环境示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明较佳实施例所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,如图1所示,一种基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其中,所述基于LLR的分段翻转极化码译码方法包括以下步骤:
步骤S10、计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布,确定分段位置。
具体地,计算所述信息位信道的LLR(Log likelihood Ratio,对数似然比)值,所述LLR值用于度量信道传输可靠性,统计所述低可靠信道的索引分布;根据所述低可靠信道的所述索引分布确定分段位置,控制每段包含预设个所述低可靠信道,同时记录每段末位索引。
统计码长为N=2n,信息位长度为K的极化码,输入向量为
Figure BDA0002117438130000081
译码器接收向量为
Figure BDA0002117438130000082
信息位的对数似然比即LLR值为:
Figure BDA0002117438130000083
其中,
Figure BDA0002117438130000084
是信道传输概率,用LLR值来度量信道传输可靠性时,|L(ui)|越大,可靠性越高;因此,统计低可靠信道的索引分布即统计LLR绝对值小的信道索引分布。
为了确定分段位置,所述方法需要提前统计|L(ui)|值得到不可靠信道索引集合。分段数为P,每段最大翻转次数为Tmax的分段翻转译码算法,共有P×Tmax次翻转机会;定义一个不可靠集合F,集合F由P×Tmax个有最小|L(ui)|值的
Figure BDA0002117438130000085
的索引构成,多次重复计算信息位信道的LLR值,可以统计得到|L(ui)|平均值分布,进一步可以得到P×Tmax个低可靠信道的索引分布。
根据低可靠信道的索引分布确定分段位置,使得每段各包含Tmax个低可靠信道索引,同时记录每段末位索引;相比于均匀分段方法,所述分段方法使得不可靠估计更均匀地分布在每个子码段。
步骤S20、根据所述分段位置对信息序列进行分段编码后送入传输信道。
具体地,根据基于LLR分布确定的分段位置,每段最后C位作为CRC校验位,C为CRC码字长度;将K-P×C位信息序列分为P段,每段均级联CRC用于检错,将子码段合并后进行极化编码,将极化编码后的序列送入传输信道。
步骤S30、对接收序列进行SCL译码,并分段进行CRC校验。
具体地,对接收序列进行SCL译码,译码估计向量为
Figure BDA0002117438130000091
每个译码节点保留至多L条译码路径。当扩展路径大于L时,根据路径度量值进行路径筛选,保留度量值最小的L条路径。路径度量值PM:
Figure BDA0002117438130000092
Ll(ui)是第l条译码路径在信道i的LLR值。LLR值根据路径l的估计向量
Figure BDA0002117438130000093
计算:
Figure BDA0002117438130000094
当SCL译码进行到每一段末位时,进行CRC校验。如果有路径通过CRC校验,则保留该路径继续进行下一段译码,若所有子码段译码完成则输出该路径;如果没有路径通过CRC校验,则对该段进行比特翻转译码。
步骤S40、对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码。
具体地,在SCL译码后保留的L条译码路径中,选择一条具有最小路径度量值的候选路径进行单比特翻转,定义一个翻转集合Flip,集合Flip由选中的译码路径中Tmax个有最小|Ll(ui)|值的
Figure BDA0002117438130000101
的索引构成,并且
Figure BDA0002117438130000102
是在该需要进行翻转译码的子码段中。翻转译码时,对选中路径在该段对应索引位置的|Ll(ui)|值按升序排列,取前Tmax个有最小|Ll(ui)|值的索引构造翻转集合Flip。
从集合Flip中选取第一个索引对应的比特进行翻转,并从该索引对应比特开始对该段后面的比特重新进行SC译码和CRC校验。如果CRC校验失败,则还原翻转结果,并从集合Flip中删除该索引。选取第二个索引对应的比特再次进行比特翻转译码,直到集合Flip为空。如果集合Flip最后一个索引对应比特翻转译码完成后仍然不能通过CRC校验,说明翻转译码失败。
步骤S50、如果翻转译码成功,则继续下一段译码或输出译码结果,如果翻转译码失败,则终止译码并宣布译码失败。
具体地,如果翻转译码成功,则保留该译码路径继续对下一段码字进行SCL译码,若信息序列译码全部完成,输出该译码路径作为译码结果;如果翻转译码失败,则终止译码并宣布译码失败以减少多余的译码计算。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。需要指出的是,以下所述实施例旨在便于对本发明的理解,而对其不起任何限定作用。
例如,码长N=256,K=128,携带信息序列的极化码
Figure BDA0002117438130000111
经过编码,信道传输,由译码器接收,接收序列为
Figure BDA0002117438130000112
本发明基于LLR的分段翻转极化码译码方法对接收序列
Figure BDA0002117438130000113
译码,译码估计向量为
Figure BDA0002117438130000114
每段最大翻转次数Tmax=15,采用的8位和16位CRC校验生成多项式为:
CRC-8:g(x)=x8+x7+x6+x4+x2+1;
CRC-16:g(x)=x16+x15+x2+1;
具体步骤如下:
第一步:计算码长N=256,K=128的极化码信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布,确定分段位置。首先计算信息位信道的平均|Ll(ui)|值:
Figure BDA0002117438130000115
其中,
Figure BDA0002117438130000116
是信道传输概率;然后对分段数为P=2,每段最大翻转次数为Tmax=15的分段翻转译码,共有P×Tmax=30次翻转机会。不可靠集合F由30个有最小|L(ui)|值的
Figure BDA0002117438130000117
的索引构成。10000次重复计算信息位信道的LLR值,统计得到|L(ui)|平均值分布,进一步选出30个低可靠信道(具有最小|L(ui)|的信道)的索引,如图2所示。根据低可靠信道的索引分布确定分段位置,如图2虚竖线所示,第一段末位索引为49,使得每段各包含15个低可靠信道索引。相比于均匀分段,基于LLR的分段位置更靠前,并且使得低可靠信道索引更均匀地分布在每段,有利于比特翻转译码成功地找出第一个错误比特。
第二步:根据基于LLR分布确定的分段位置,每段最后8位作为CRC校验位,即采用CRC-8作为生成多项式。将K-P×8=112位信息比特分为2段,每段均级联8位CRC比特,然后将2段序列合并后进行极化编码。进一步,将编码后的序列送入传输信道。
第三步:对接收序列进行基于LLR的分段翻转译码,译码流程图如图3所示。首先对接收序列进行SCL译码,每个译码节点保留至多L条译码路径。当扩展路径大于L时,根据路径度量值进行路径筛选,保留度量值最小的L条路径。路径度量值PM:
Figure BDA0002117438130000121
Ll(ui)是第l条译码路径在信道i的LLR值。LLR值根据路径l的估计向量
Figure BDA0002117438130000122
计算:
Figure BDA0002117438130000123
当SCL译码进行到每一段末位时,进行CRC校验。如果有路径通过CRC校验,则保留该路径继续进行SCL译码,若所有序列译码完成则输出该路径;如果没有路径通过CRC校验,则对该段进行比特翻转译码。在SCL译码后保留的L条译码路径中,选择一条具有最小路径度量值的候选路径进行单比特翻转。对选中路径在该段对应索引位置的|Ll(ui)|值按升序排列,取前15个有最小|Ll(ui)|值的索引构造翻转集合Flip。如果翻转译码成功,则保留该译码路径继续对下一段码字进行SCL译码,若信息序列译码全部完成,输出该译码路径作为译码结果;如果翻转译码失败,则终止译码并宣布译码失败。
这里画出Block=106,Eb/N0=0.5~3的实验仿真图。图4是本发明基于LLR的分段翻转译码方法和传统SCF译码、CA-SCL译码以及SCA-SCL译码的BLER性能对比图。这里分段数P=2,4,列表大小L=2。未分段的SCF、CA-SCL译码均采用16位CRC校验比特,分段的SCA-SCL和本发明基于LLR的分段翻转译码都采用8位CRC校验比特。如图所示,本发明基于LLR的分段翻转译码的BLER性能相较于其他传统译码方法的BLER性能有明显改善,并且分4段的译码性能好于分2段的译码性能。
图5是本发明基于LLR的分段翻转译码方法和CA-SCL译码方法在不同最大列表大小L下的BLER性能对比图,其中P=2,L=2,4,8,16。随着L的增大,两个算法的译码性能都有提升,并且本发明基于LLR的分段翻转译码方法的BLER性能始终要好于CA-SCL译码方法的BLER性能。
由于列表译码方法方法的计算复杂度是与译码列表大小成正比的,本发明的实施例中用平均译码列表大小来表示译码计算复杂度。本发明的实施例中完成一次基于LLR的分段翻转译码的译码列表大小为:
Figure BDA0002117438130000141
其中k是译码完成的段数,如果译码失败则k是终止译码时的译码段数,否则k=P。F是翻转译码次数,Lflip(j)是第j次翻转译码的译码列表大小,Lflip(j)=第j次翻转译码比特数/N。
图6是本发明基于LLR的分段翻转译码方法和CA-SCL译码方法在不同最大列表大小L下的译码平均列表大小对比图,其中P=2,L=2,4,8,16。可以看到,当L大于8时,本发明基于LLR的分段翻转译码方法的平均译码列表大小会小于CA-SCL译码方法的平均译码列表大小即L。因此,本发明基于LLR的分段翻转译码方法相比于传统的CA-SCL译码方法,可以用更低的译码计算复杂度实现更好的BLER性能。
进一步地,如图7所示,基于上述基于LLR的分段翻转极化码译码方法,本发明还相应提供了一种智能终端,所述智能终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图7仅示出了智能终端的部分组件,但是应理解的是,并不要求实施所有示出的组件,可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述存储器20在一些实施例中可以是所述智能终端的内部存储单元,例如智能终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述智能终端的外部存储设备,例如所述智能终端上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器20还可以既包括所述智能终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述智能终端的应用软件及各类数据,例如所述安装智能终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中,存储器20上存储有基于LLR的分段翻转极化码译码程序40,该基于LLR的分段翻转极化码译码程序40可被处理器10所执行,从而实现本申请中基于LLR的分段翻转极化码译码方法。
所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU),微处理器或其他数据处理芯片,用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据,例如执行所述基于LLR的分段翻转极化码译码方法等。
所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述智能终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述智能终端的部件10-30通过系统总线相互通信。
在一实施例中,当处理器10执行所述存储器20中基于LLR的分段翻转极化码译码程序40时实现以下步骤:
计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布,确定分段位置;
根据所述分段位置对信息序列进行分段编码后送入传输信道;
对接收序列进行SCL译码,并分段进行CRC校验;
对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码;
如果翻转译码成功,则继续下一段译码或输出译码结果,如果翻转译码失败,则终止译码并宣布译码失败。
本发明还提供一种存储介质,其中,所述存储介质存储有基于LLR的分段翻转极化码译码程序,所述基于LLR的分段翻转极化码译码程序被处理器执行时实现所述基于LLR的分段翻转极化码译码方法的步骤;具体如上所述。
综上所述,本发明提供了一种LLR的分段翻转极化码译码方法和智能终端,所述方法包括:计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布,确定分段位置;根据分段位置对信息序列进行分段编码后送入传输信道;对接收序列进行SCL译码并分段进行CRC校验;对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码;如果翻转译码成功,继续下一段译码或输出译码结果;如果翻转译码失败,终止译码并宣布译码失败。本发明基于LLR的分段使得低可靠比特在每段分布更加均匀;分段翻转译码实现了在更短的码段中进行纠错,提高了纠错成功概率并且实现了多比特翻转;在译码失败时及时终止译码降低了多余的译码计算复杂度。
当然,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器,控制器等)来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中,所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其特征在于,所述基于LLR的分段翻转极化码译码方法包括:
计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布,确定分段位置;
根据所述分段位置对信息序列进行分段编码后送入传输信道;
对接收序列进行SCL译码,并分段进行CRC校验;
对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码;
如果翻转译码成功,则继续下一段译码或输出译码结果,如果翻转译码失败,则终止译码并宣布译码失败;
所述对接收序列进行SCL译码,并分段进行CRC校验的步骤,具体包括:
对所述接收序列进行SCL译码,译码估计向量为
Figure FDA0003160891300000014
每个译码节点保留至多L条译码路径;
当扩展路径大于L时,根据路径度量值进行路径筛选,保留度量值最小的L条路径,路径度量值PM:
Figure FDA0003160891300000011
Ll(ui)是第l条译码路径在信道i的LLR值,LLR值根据路径l的估计向量
Figure FDA0003160891300000012
计算:
Figure FDA0003160891300000013
当SCL译码进行到每一段末位时,进行CRC校验;
如果有路径通过CRC校验,则保留该路径继续进行下一段译码,若所有子码段译码完成则输出该路径;如果没有路径通过CRC校验,则对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码。
2.根据权利要求1所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其特征在于,所述计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布,确定分段位置的步骤,具体包括:
计算所述信息位信道的LLR值,所述LLR值用于度量信道传输可靠性,统计所述低可靠信道的索引分布;
根据所述低可靠信道的所述索引分布确定分段位置,控制每段包含预设个所述低可靠信道,同时记录每段末位索引。
3.根据权利要求1或2所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其特征在于,所述计算信息位信道的LLR值,统计低可靠信道的索引分布具体包括:
对码长N=2n,信息位长度为K的极化码,输入向量为
Figure FDA0003160891300000021
译码器接收向量为
Figure FDA0003160891300000022
信息位的对数似然比即LLR值为:
Figure FDA0003160891300000023
其中,
Figure FDA0003160891300000024
是信道传输概率,所述LLR值用于度量信道传输可靠性时,|L(ui)|越大,可靠性越高;统计低可靠信道的索引分布即统计LLR绝对值小的信道索引分布;
分段数为P,每段最大翻转次数为Tmax的分段翻转译码算法,共有P×Tmax次翻转机会;
多次重复计算信息位信道的LLR值,统计得到|L(ui)|平均值分布,得到P×Tmax个低可靠信道的索引分布;
定义一个不可靠集合F,集合F由P×Tmax个有最小|L(ui)|平均值的
Figure FDA0003160891300000025
的索引构成。
4.根据权利要求3所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其特征在于,所述根据所述分段位置对信息序列进行分段编码后送入传输信道的步骤,包括:
根据基于LLR分布确定的分段位置,每段最后C位作为CRC校验位,C为CRC码字长度;
将K-P×C位信息序列分为P段,每段均级联CRC用于检错,将子码段合并后进行极化编码,将极化编码后的序列送入传输信道。
5.根据权利要求4所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其特征在于,所述对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码的步骤,包括:
在SCL译码后保留的L条译码路径中,选择一条具有最小路径度量值的候选路径进行单比特翻转;
定义一个翻转集合Flip,集合Flip由选中的译码路径中Tmax个有最小|Ll(ui)|值的
Figure FDA0003160891300000031
的索引构成,并且
Figure FDA0003160891300000032
是在需要进行翻转译码的子码段中;
翻转译码时,对选中路径在该段对应索引位置的|Ll(ui)|值按升序排列,取前Tmax个有最小|Ll(ui)|值的索引构造翻转集合Flip;
从集合Flip中选取第一个索引对应的比特进行翻转,并从该索引对应比特开始对该段后面的比特重新进行SC译码和CRC校验;
如果CRC校验失败,则还原翻转结果,并从集合Flip中删除该索引;
选取第二个索引对应的比特再次进行比特翻转译码,直到集合Flip为空。
6.根据权利要求5所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其特征在于,所述对未通过CRC校验的子码段进行比特翻转译码的步骤,还包括:
如果集合Flip最后一个索引对应比特翻转译码完成后未通过CRC校验,则表示翻转译码失败。
7.根据权利要求5或6所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法,其特征在于,所述如果翻转译码成功,则继续下一段译码或输出译码结果的步骤,具体包括:
如果翻转译码成功,则保留该译码路径继续对下一段码字进行SCL译码,若信息序列译码全部完成,则输出该译码路径作为译码结果。
8.一种智能终端,其特征在于,所述智能终端包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于LLR的分段翻转极化码译码程序,所述基于LLR的分段翻转极化码译码程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于LLR的分段翻转极化码译码方法的步骤。
9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有基于LLR的分段翻转极化码译码程序,所述基于LLR的分段翻转极化码译码程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述基于LLR的分段翻转极化码译码方法的步骤。
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