如图2所示，最大保存路径设置为为L =16条。信息比特经过编码、信道传输，最后对接收端的接受信息进行分段的SCL译码、校 验，最大保存路径为L条。分段CRC辅助的极化码编译码方法，具体步骤如下：
[0033] 第一步：对信息位进行分段CRC辅助的编码；
[0034] 1)采用的分段CRC辅助的编码，其信息结构如图2所示，把CRC校验信息平均分配 到每层的信息做校验，图1所示为传统的CRC辅助编码的信息结构示意图；
[0035] 2)在第一层信息比特位当中，每产生120信息比特位，就对其进行CRC编码并产生 8个校验位，将这8个校验位级联在产生的120个信息比特位后面构成一组，则构成第一层 长度为128的信息比特；
[0036] 3)按照图2的信息结构重复第2)个步骤，对第i层（1彡i彡4)的信息进行编 码，产生长度为128的信息比特，最终产生4层长度为128的信息比特，即共得到512比特 信息参与极化码编码，得到分段CRC辅助的极化码码字。
[0037] 第二步：对生成的码字经过信道进行传输，选择AWGN信道传输；
[0038] 第三步：接收端对接受到的信息进行译码，得到信息估计，译码流程图如图3所 不。
[0039] a)在接收端对第一层接受的256信息比特进行SCL译码，最大保存路径为16条；
[0040] b)当第一层的256比特接受信息译码结束，对16条保留的路径做CRC校验，选择 以下作为输出：当仅有一条路径通过CRC校验时，就输出该路径；当有多条路径通过CRC校 验时，输出这些路径中似然概率最大的一条路径；当没有通过CRC校验的路径的时，输出似 然概率最大的一条路径，这层的译码结束，将这条路径保存并且传送到下层的译码器中；
[0041] 3)重复第a)、b)个步骤，对第i层（I < i < M)的接收信息完成SCL译码并进行 CRC校验，直到最终完成4层的译码校验。
[0042] 在上述方案中：第三步使用的译码器对码字的译码流程与原有SCL译码器相同。 不同的是，每当译码器完成一层N/M个码字的译码就对其输出到校验器，校验器在接收到 的L个可能译码路径中选取可以通过CRC并且概率最大的一条，译码器就将这个结果作为 这一层信息比特的最终译码结果储存下来并释放剩余的寄存器，然后将结果传回的译码 器，开始下一层的译码，知道所有的译码全部译码结束。在每层译码结束后，译码器会保留 译码结果，并且释放剩余的存储器，这个操作就可以保证寄存器利用率的极大提高。
[0043] 本发明与传统CRC辅助校验极化码相比较，此时，L = 16，N = 1024，M = 4,图4给 出了传统CRC辅助极化码SCL译码占用寄存器的存储情况，在传统CRC辅助的SCL译码过 程中，由于保存路径随着译码比特数的增加呈现2的幂次增长，很快达到最大保存路径数 16,忽略在路径未达到L时未占用的存储单元，认为在每一比特译码时都存储了 16个路径， SCL译码结束时就总共占了 1024X16比特的存储空间，如图4的阴影部分所示。图5给出 了分段CRC辅助极化码SCL译码占用寄存器的存储情况，在分段CRC辅助SCL的译码过程 中，译码路径被分成了 4层，每层256个比特，每译完一层，选择一条最优路径保存并舍弃其
他的路径，然后进入下一层的译码，译码结束总的存储占有空间为 由图5中的 ， 阴影部分和斜线部分组成。由此，可以得到多层CRC校验与传统CRC校验节省的存储空间 为：
[0044] 当分段数M = 8时，可以得到多层CRC校验与传统CRC校验节省的存储空间为：
[0045] 由此可以看出，分段CRC辅助的极化码的SCL译码的存储利用率确实要超出传统 CRC辅助的极化码，并且随着最大保留路径条数L和分段数M的增大，寄存器存储量的利用 率越高。在HARQ协议中，对传统CRC辅助的极化码和分段CRC辅助的极化码的性能进行对 比，随着最大重传次数的增加，虽然两种结构的极化码性能都有明显的提高，但是分段CRC 辅助极化码的提高更加明显，即重传带来的性能增益要比传统CRC的性能增益要高很多。 本发明提出的多层CRC辅助的极化码编译码方法比传统CRC辅助的方法具有很大优越性。
【主权项】
1. 分段CRC辅助的极化码编译码方法，其特征在于，包括如下步骤： 51、 将信息平均分为M段，即每段的信息结构为k/M比特的信息加（K-k) /M比特CRC校 验信息，对分段后的信息进行CRC辅助编码，辅助编码后进行校验； 52、 对生成的码字经过信道进行传输； 53、 接收端对接收到的信息进行译码，得到信息估计，具体为： 531、 在接收端对第i段的N/M比特接收信息进行SCL译码，最大保存路径为L条，其中， I^i^M-I； 532、 当S31所述第i段的N/M比特接收信息译码结束，对S31所述L条保留路径做CRC 校验，校验结束后输出路径到i+1段的译码器中； 533、 重复第S31-S32,遍历M段的接收信息完成SCL译码并进行CRC校验。2. 根据权利要求1所述的分段CRC辅助的极化码编译码方法，其特征在于：S1所述校 验方法具体如下： 511、 在第i段信息比特中，每产生k/M个信息比特位，就对所述k/M个信息比特位进行 CRC编码并产生（K-k) /M个校验位，将所述（K-k) /M个校验位级联在所述k/M个信息比特位 后面构成一组，则构成第i段长度为K/M的信息比特。 512、 遍历M段信息比特，产生M段长度为K/M的信息比特，即共得到K位比特信息参与 极化码编码，得到分段CRC辅助的极化码码字。3. 根据权利要求1所述的分段CRC辅助的极化码编译码方法，其特征在于：S32所述输 出路径的具体方法为： 若S31所述L条保留路径只有一条路径通过CRC校验，则输出该路径， 若S31所述L条保留路径中通过CRC校验的路径条数大于等于2,则输出通过CRC校验 的路径中似然概率最大的一条路径， 若S31所述L条保留路径中没有路径通过CRC校验，则输出所述L条保留路径中似然 概率最大的一条路径。
【专利摘要】本发明属于信道编码领域,尤其涉及分段循环冗余校验码(Cyclic？Redundancy？Check,CRC)辅助校验的极化码编译码方法。本发明牺牲一定的信息比特来校验极化码从而提升译码性能，假设使用CRC的长度为K-k比特，使用分段CRC校验，把信息平均分为M段，为k/M比特的信息加(K-k)/M比特CRC校验信息就构成了每段的信息结构，如图2所示。信息比特经过编码、信道传输，最后对接收端的接受信息进行分段的SCL译码、校验，最大保存路径为L条。本发明可以降低时延，为实时通信带来很大的便利，节省了寄存器存储空间，为硬件实现提供很大的便利。
【IPC分类】H03M13/13, H03M13/09
【公开号】CN105227189
【申请号】CN201510617954
【发明人】史治平, 郭剑锋, 田佳佳, 刘强
【申请人】电子科技大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月24日