1.一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
(1)信息序列預(yù)處理步驟:通過(guò)對(duì)信息序列插入固定的比特序列,獲得外編碼器的輸入序列;
(2)外編碼器編碼步驟:通過(guò)對(duì)外編碼器的輸入序列進(jìn)行編碼,獲得外碼碼字,外編碼器的碼率為1;
(3)外碼碼字映射步驟:通過(guò)將所述外碼碼字的第一個(gè)比特至最后一個(gè)比特依次映射為極化碼編碼器的輸入序列的第一個(gè)至最后一個(gè)比特;
(4)內(nèi)編碼器編碼步驟:通過(guò)對(duì)所述極化碼編碼器的輸入序列進(jìn)行極化碼編碼,獲得級(jí)聯(lián)碼碼字;
(5)譯碼步驟:采用聯(lián)合的SCL譯碼算法進(jìn)行譯碼,將外編碼器輸入序列與極化碼輸入序列進(jìn)行聯(lián)合判決,最終從外編碼器輸入序列的判決結(jié)果中得到信息序列的判決結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼方法,其特征在于,所述步驟(2)中外編碼器編碼步驟過(guò)程具體為:
外編碼器編碼方程為其中,外碼碼字和輸入序列均為1×N行向量,G為外編碼器生成矩陣,中任意一個(gè)比特ui(1≤i≤N)都只與中的子序列有關(guān);生成矩陣G的特征為上三角矩陣,并且對(duì)于任意i∈A,該矩陣的元素gi,i等于1,其中,gi,i表示矩陣G的第i行第i列元素,集合A為外編碼器的輸入序列中信息比特位置序號(hào)集合
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼方法,其特征在于,所述外編碼器為系統(tǒng)碼編碼器或非系統(tǒng)碼編碼器:為系統(tǒng)碼編碼器時(shí),外編碼器生成矩陣G的特征為,對(duì)于任意i∈A,該矩陣第i列的元素中僅gi,i等于1,第i列其它元素為0;為非系統(tǒng)碼編碼器時(shí),外編碼器生成矩陣G的特征為,存在i∈A,第i列的前i-1個(gè)元素gj,i(1≤j<i)中至少有1個(gè)元素為1,其中,gj,i表示矩陣G的第j行第i列的元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼方法,其特征在于,所述外編碼器采用類系統(tǒng)循環(huán)碼、類非系統(tǒng)循環(huán)碼、系統(tǒng)遞歸卷積碼、非系統(tǒng)遞歸卷積碼、系統(tǒng)非遞歸卷積碼或非系統(tǒng)非遞歸卷積碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼方法,該譯碼方法中外編碼器輸入序列與極化碼輸入序列進(jìn)行聯(lián)合判決,其特征在于,所述步驟(5)包括以下子步驟:
(51)判斷i是否小于等于N;若是,進(jìn)入步驟(52),若否,則進(jìn)入步驟(55);其中,N是指極化碼碼長(zhǎng),i是指當(dāng)前譯碼第i個(gè)比特ui的索引序號(hào),其初始值為1,取值從1到N的正整數(shù);
(52)判斷i是否屬于集合A,若否,進(jìn)入步驟(53);若是,則進(jìn)入步驟(54);其中,集合A為外編碼器的輸入序列中信息比特位置序號(hào)集合;
(53)將當(dāng)前每條路徑上外編碼器的輸入序列中的固定比特si判決值設(shè)為已知的固定比特;將當(dāng)前每條路徑上極化碼編碼器的輸入序列中比特ui的判決值設(shè)為并令i=i+1,返回步驟(51);其中為外編碼器輸入序列的第j個(gè)比特sj的判決值;gj,i表示矩陣G的第j行第i列的元素;
(54)首先,統(tǒng)計(jì)當(dāng)前路徑數(shù)量L′,通過(guò)將當(dāng)前每條路徑在ui處取值0或1獲得2L′條備選路徑;并判斷是否滿足2L′≤L,若是,保留2L′條路徑;若否,則保留L條度量值最大的路徑,從而得到每條路徑中ui的判決值其次,根據(jù)判決每條路徑上外編碼器的輸入序列中信息比特si,si的判決值為最后,令i=i+1,返回步驟(51);其中,2L′條路徑的度量值分別為該路徑在ui處取值0或1的概率或為接收端接收向量;L為SCL譯碼算法的最大路徑數(shù)量;
(55)從L條路徑中輸出路徑度量值最大的一條路徑上對(duì)應(yīng)的外編碼器輸入序列其中子序列即為譯碼的信息序列。
6.一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包括以下模塊:
信息序列預(yù)處理模塊,用于通過(guò)對(duì)信息序列插入固定的比特序列,獲得外編碼器的輸入序列;
外編碼器編碼模塊,用于通過(guò)對(duì)外編碼器的輸入序列進(jìn)行編碼,獲得外碼碼字,外編碼器的碼率為1;
外碼碼字映射模塊,用于通過(guò)將所述外碼碼字的第一個(gè)比特至最后一個(gè)比特依次映射為極化碼編碼器的輸入序列的第一個(gè)至最后一個(gè)比特;
內(nèi)編碼器編碼模塊,用于通過(guò)對(duì)所述極化碼編碼器的輸入序列進(jìn)行極化碼編碼,獲得級(jí)聯(lián)碼碼字;
譯碼模塊,用于采用聯(lián)合的SCL譯碼算法進(jìn)行譯碼,將外編碼器輸入序列與極化碼輸入序列進(jìn)行聯(lián)合判決,最終從外編碼器輸入序列的判決結(jié)果中得到信息序列的判決結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼系統(tǒng),其特征在于,所述外編碼器編碼模塊具體用于通過(guò)外編碼器編碼方程進(jìn)行編碼,其中,外碼碼字和輸入序列均為1×N行向量,G為外編碼器生成矩陣,中任意一個(gè)比特ui(1≤i≤N)都只與中的子序列有關(guān);生成矩陣G的特征為上三角矩陣,并且對(duì)于任意i∈A,該矩陣的元素gi,i等于1,其中,gi,i表示矩陣G的第i行第i列元素,集合A為外編碼器的輸入序列中信息比特位置序號(hào)集合
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼系統(tǒng),其特征在于,所述外編碼器為系統(tǒng)碼編碼器或非系統(tǒng)碼編碼器:為系統(tǒng)碼編碼器時(shí),外編碼器生成矩陣G的特征為,對(duì)于任意i∈A,該矩陣第i列的元素中僅gi,i等于1,第i列其它元素為0;為非系統(tǒng)碼編碼器時(shí),外編碼器生成矩陣G的特征為,存在i∈A,第i列的前i-1個(gè)元素gj,i(1≤j<i)中至少有1個(gè)元素為1,其中,gj,i表示矩陣G的第j行第i列的元素。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼系統(tǒng),其特征在于,所述外編碼器采用類系統(tǒng)循環(huán)碼、類非系統(tǒng)循環(huán)碼、系統(tǒng)遞歸卷積碼、非系統(tǒng)遞歸卷積碼、系統(tǒng)非遞歸卷積碼或非系統(tǒng)非遞歸卷積碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種基于極化碼的級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)編譯碼系統(tǒng),該譯碼系統(tǒng)中外編碼器輸入序列與極化碼輸入序列進(jìn)行聯(lián)合判決,其特征在于,所述譯碼模塊包括以下單元:
第一預(yù)判單元,用于判斷i是否小于等于N;若是,進(jìn)入第二預(yù)判單元,若否,則進(jìn)入獲取譯碼結(jié)果單元;其中,N是指極化碼碼長(zhǎng),i是指當(dāng)前譯碼第i個(gè)比特ui的索引序號(hào),其初始值為1,取值從1到N的正整數(shù);
第二預(yù)判單元,用于判斷i是否屬于集合A,若否,進(jìn)入第一判決單元;若是,則進(jìn)入第二判決單元;其中,集合A為外編碼器的輸入序列中信息比特位置序號(hào)集合;
第一判決單元,用于將當(dāng)前每條路徑上外編碼器的輸入序列中的固定比特si判決值設(shè)為已知的固定比特;將當(dāng)前每條路徑上極化碼編碼器的輸入序列中比特ui的判決值設(shè)為并令i=i+1,返回第一預(yù)判單元;其中為外編碼器輸入序列的第j個(gè)比特sj的判決值;gj,i表示矩陣G的第j行第i列的元素;
第二判決單元,用于:首先,統(tǒng)計(jì)當(dāng)前路徑數(shù)量L′,通過(guò)將當(dāng)前每條路徑在ui處取值0或1獲得2L′條備選路徑;并判斷是否滿足2L′≤L,若是,保留2L′條路徑;若否,則保留L條度量值最大的路徑,從而得到每條路徑中ui的判決值其次,根據(jù)判決每條路徑上外編碼器的輸入序列中信息比特si,si的判決值為最后,令i=i+1,返回第一預(yù)判單元;其中,2L′條路徑的度量值分別為該路徑在ui處取值0或1的概率或為接收端接收向量;L為SCL譯碼算法的最大路徑數(shù)量;
獲取譯碼結(jié)果單元,用于從L條路徑中輸出路徑度量值最大的一條路徑上對(duì)應(yīng)的外編碼器輸入序列其中子序列即為譯碼的信息序列。