一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码方法及装置与流程

本发明涉及通信系统的编码技术领域，尤其涉及一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码方法及装置。

背景技术：

极化码是一种新兴的信道编码技术，循环冗余校验辅助的连续对消列表法译码算法(ca-scl算法)是极化码的一种译码算法，具有优异的译码性能，但是译码性能一般，在此基础上，现有技术采用分段方式对上述ca-scl译码算法进行改进，通过提前终止后续比特的计算来降低算法复杂度从而提高译码性能，但是这种方式的性能提升是相当有限的。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码方法及装置，可极大的提高译码算法的性能。

本发明所采用的第一技术方案是：一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码方法，包括以下步骤：

s1、初始化当前比特位置为1，并根据删除概率分布确定分段点；

s2、执行scl译码算法，同时判断到当前比特位置是分段点，对当前比特位置对应分段内所有路径进行crc校验验；

s3、判断到当前比特位置对应分段内没有路径通过crc校验，选择分段内路径平均llr值小于预设值的比特位置构建成翻转集合；

s4、以翻转集合中平均llr值最小的比特位置作为第一个翻转比特位置，从对应分段内第一个信息比特开始重新译码；

s5、对重新译码后的路径进行crc校验，在判断到重新译码后没有路径通过crc校验，将该翻转比特位置从翻转集合中删除；

s6、重复步骤s5，若翻转集合为空则结束译码，若有路径通过crc校验则进一步判断译码是否到了最后一个比特位置，判断译码到了最后一个比特位置则结束译码，否则当前比特位置加一并跳转至s2。

进一步，所述根据删除概率分布确定分段点具体包括：

基于ca-scl算法计算比特位置正确路径被删除的概率；

以删除概率最高的比特位置作为分段点。

进一步，所述判断到当前比特位置时分段点，对当前比特位置对应分段内所有路径进行crc校验这一步骤还包括：

若当前比特位置不是分段点，对当前比特位置对应分段进行路径扩展并保留预设数量的概率最大的路径；

使当前比特位置加一并返回步骤s2。

进一步，所述判断到当前比特位置对应分段内没有路径通过crc校验，选择分段内路径平均llr值小于预设值的比特构建成翻转集合这一步骤还包括：

若当前比特位置对应分段内有路径通过crc校验，保留概率最大的路径；

使当前比特位置加一并返回步骤s2。

进一步，所述以翻转集合中平均llr值最小的比特位置作为第一个翻转比特位置，从对应分段内第一个信息比特开始重新译码这一步骤还包括：

当译码过程进行到当前比特位置，在该比特位置处选择概率小于预设值的路径完成翻转。

本发明所采用的第二技术方案是：一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码方法。

本发明方法及装置的有益效果是：基于路径删除概率的分段方案达到提前终止计算的效果，从而提高极化码译码性能，另外采用多路径的翻转方式实现更强的正确路径恢复能力，从而进一步提升译码性能。

附图说明

图1是本发明一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码方法的步骤流程图；

图2是本发明具体实施例(512,256)码字下算法的性能对比图；

图3是本发明具体实施例(256,128)码字下算法的性能对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

如图1所示，本发明提供了一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码方法，该方法包括以下步骤：

s1、初始化当前比特位置为1，并根据删除概率分布确定分段点。

s2、执行scl译码算法，同时判断到当前比特位置是分段点，对当前比特位置对应分段内所有路径进行crc校验；

s3、判断到当前比特位置对应分段内没有路径通过crc校验，选择分段内路径平均llr值小于预设值的比特位置构建成翻转集合；

具体地，所述预设值设为5，每次翻转只翻转一个比特位置，最多在一个分段内翻转5次。

s4、以翻转集合中平均llr值最小的比特位置作为第一个翻转比特位置，从对应分段内第一个信息比特开始重新译码

s5、对重新译码后的路径进行crc校验，在判断到重新译码后没有路径通过crc校验，将该翻转比特位置从翻转集合中删除；

s6、重复步骤s5，若翻转集合为空则结束译码，若有路径通过crc校验则进一步判断译码是否到了最后一个比特位置，判断译码到了最后一个比特位置则结束译码，否则当前比特位置加一并跳转至s2。

具体地，比特代表0或1，比特位置指的是当前译码算法执行到的比特位置，所有比特位置中有的比特位置传输的比特是携带信息的，则称该比特为信息比特。

另外，译码结束的判断标准有两点：1、s5步骤始终没有路径通过crc校验，即达到了最大翻转次数，翻转集合为空；2、s6步骤中译码到了最后一个比特位置。以上两点任意一点满足则直接结束译码。

以上两点任意一点满足则直接结束译码

进一步作为本方法的优选实施例，所述根据删除概率分布确定分段点具体包括：

基于ca-sal算法计算比特位置正确路径被删除的概率；

以删除概率最高的比特位置作为分段点。

进一步作为本方法优选实施例，所述判断到当前比特位置时分段点，对当前比特位置对应分段内所有路径进行crc校验这一步骤还包括：

若当前比特位置不是分段点，对当前比特位置对应分段进行路径扩展并保留预设数量的概率最大的路径；

使当前比特位置加一并返回步骤s2。

进一步作为本方法优选实施例，所述判断到当前比特位置对应分段内没有路径通过crc校验，选择分段内路径平均llr值小于预设值的比特构建成翻转集合这一步骤还包括：

若当前比特位置对应分段内有路径通过crc校验，保留概率最大的路径；

使当前比特位置加一并返回步骤s2。

进一步作为本方法优选实施例，所述以翻转集合中平均llr值最小的比特位置作为第一个翻转比特位置，从对应分段内第一个信息比特开始重新译码这一步骤还包括：

当译码过程进行到当前比特位置，在该比特位置处选择概率小于预设值的路径完成翻转。

本发明的具体实施例如下：

对于不同信噪比，不同列表深度，首先获取ca-scl译码算法下正确路径被删除的概率统计图，以删除概率最高的比特位置作为分段点，将当前比特位置记为1，判断当前比特位置是否为分段点，若当前比特位置不是分段点，进行路径扩展，分裂后路径数大于预设值则保留预设预设数量概率最大的路径并且将当前比特位置加一返回到判断当前比特位置是否为分段点的步骤；若当前比特位置是分段点，对当前比特位置对应的分段内所有路径进行crc校验并判断是否有路径通过crc校验，若有路径通过crc校验，则删除分段内不能通过crc校验的路径，另外，若有多条路径通过校验，保留概率最大的一条路径并将当前比特位置加一返回到返回到判断当前比特位置是否为分段点的步骤；若没有路径通过crc校验，选择分段内路径平均llr值绝对值最小的预设数量的比特位置构建成翻转集合，以翻转集合中平均llr值最小的比特位置作为第一个翻转比特位置，从对应分段内第一个信息比特开始重新译码，并对重新译码后的路径进行crc校验并判断是否有路径通过crc校验，若有路径通过crc校验则判断该比特位置是否为最后一个比特，若不是最后一个比特则将当前比特位置加一并返回到判断当前比特位置是否为分段点的步骤，若该比特位置为最后一个比特则结束译码算法；若重新译码后的路径没有路径通过crc校验，则判断是否达到最大翻转次数，若未达到最大翻转次数则返回到以翻转集合中平均llr值最小的比特位置作为第一个翻转比特位置这一步骤，若达到最大翻转次数则结束译码算法。

本发明的有益效果具体为：采用分段和翻转的步骤来提升极化码译码性能，本发明基于路径删除概率的分段方案以及采用多路径的翻转方式来提升性能，在分段点的选择上相比现有技术更优，同时采用多路径的翻转策略与对比算法相比具有更强的正确路径恢复能力。

本发明的仿真对比实验如下：

本发明采用误块率来衡量译码的纠错性能，采用平均活跃路径数来衡量计算复杂度，参照图2和图3，本专利提出的改进分段翻转scl译码算法(improvedsegmentedflippedscl，isf-scl算法)相比于传统ca-scl译码算法以及sca-scl算法的性能提升，实验的参数选取(1024,512)、(512,256)、(256,128)、(128,64)码字，以(512,256)码字为例，图中l表示列表宽度，seg表示分段的个数，采用本算法的分段方式在中低信噪比情况下相比于传统的ca-scl译码算法与scascl算法大约有0.2db的性能增益。这表明考虑比特中正确路径的删除概率信息后，给出的分段方案更加地合理。另外，虽然isf-scl算法采用了翻转的操作使得计算量增加，但是由于分段的原因使得增加的计算量只会发生在局部范围，对整体而言并不会带来太大的计算量。

一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码装置：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于：所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于实现如上所述一种分段翻转连续对消列表法的极化码译码方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。