融合路径度量值和行重特性的Polar码SCL译码算法

首先提出基于初始对数似然比(Log-Likelihood Ratio, LR)与路径度量值(Path Metric, PM)的PM-LLR-SCL译码算法,在接收端初始LLR和PM值之间建立映射关系,并通过重排PM值完成翻转功能。其次,提出基于极化码生成矩阵的行重特性和PM值的PM-RW-SCL译码算法,不仅考虑了Polar码的最小码距和极化子信道可靠度,同时将路径分裂每一层的PM值引入到译码策略中,从而提高了译码性能。仿真结果显示,与串行抵消列表比特翻转(Successive Cancellation List Bit-flip, SCLF)相比,提出的PM-LLR-SCL算法最大可获得约0.23 dB的性能增益,而基于路径数量的复杂度降低了约62%;与基于行权重的串行抵消列表翻转译码算法相比,PM-RW-SCL算法最大可获得约1.5 dB的性能增益,而复杂度降低了约39%。     

一种带辅助译码比特的Polar码译码方法

在传统的Polar码译码的基础上,引入辅助译码比特,构造了一个辅助的Polar码字以提高译码性能。辅助比特由信道选择辅助窗口内的信息位决定。接收端如译码失败,将进行二次译码尝试。译码方案分两阶段进行：基于相同结构的扩展生成矩阵,将辅助译码比特译出;结合译出的辅助比特,对原码字进行译码,提高译码成功率。仿真结果显示,使用所提方法进行译码,其译码性能明显优于普通串行抵消译码方法;与两种传统的自动重传请求方案相比,能分别获得1 dB和1.9 dB的性能增益。     

基于CNN扰动的极化码译码算法

针对中短码长下串行抵消(SC)算法性能较差,且串行抵消列表(SCL)算法复杂度较高等问题,根据译码纠错空间理论,该文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)扰动的极化码译码算法.对SC译码失败的接收序列,通过CNN产生相应的扰动噪声,并将该扰动噪声添加到接收信号中,然后根据重新计算的似然信息进行译码.仿真结果表明:与SC译...     

基于CNN扰动的极化码译码算法

针对中短码长下串行抵消(SC)算法性能较差,且串行抵消列表(SCL)算法复杂度较高等问题,根据译码纠错空间理论,该文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)扰动的极化码译码算法.对SC译码失败的接收序列,通过CNN产生相应的扰动噪声,并将该扰动噪声添加到接收信号中,然后根据重新计算的似然信息进行译码.仿真结果表明:与SC译码算法相比,所提出的算法约有0.6 dB的增益,与SCL(L=16)译码算法相比,该算法约有0.1 dB的提升,且平均复杂度更低.     

极化码的分布式CRC辅助低复杂度逐次抵消翻转译码

为提高极化码的译码效率,文中提出了一种新颖的逐次抵消翻转(SCF)译码。与传统的SCF译码相比,其可以使用分布式CRC比特来降低计算复杂度。该译码通过提前终止对第一次SC译码的失败帧的译码,来减少信息比特的估计数量,同时尝试最小化附加的排序操作。仿真结果表明,与传统的SCF译码相比,该SCF译码将重复SC译码的计算复杂度至少降低了27%。     

基于关键翻转集合的极化码Fast-SSC-Flip译码算法

为了降低极化码快速简化串行抵消翻转(Fast-SSC-Flip)译码算法的候选翻转比特集合大小,减小搜索复杂度,该文提出一种基于关键翻转集合的极化码Fast-SSC-Flip译码算法。基于快速简化串行抵消(Fast-SSC)译码过程中首位译码错误信息比特有极大的概率落于关键集合(CS)中,以及Fast-SSC-Flip译码算法的候选比特均为码字比特,所提算法利用极化码的生成矩阵得到与CS中信息比特相应的码字比特,并用这些码字比特构建关键翻转集合(CFS)作为候选翻转比特集合。实验结果表明,在使用相同候选比特可靠性度量准则的前提下,在码长$N = 1\;024$及码率$R = 0.5$时,该文所提基于关键翻转集合的Fast-SSC-Flip译码算法相较于传统Fast-SSC-Flip算法在不损失译码性能的情况下,候选翻转集合大小显著降低;相较于新的快速简化串行抵消翻转(N-Fast-SSC-Flip)算法有相近的译码性能,但候选翻转集合至少缩小了77.93%。     

一种基于比特翻转的极化码FSCLF译码算法

针对串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip,SCLF)译码算法存在译码性能与复杂度不能同时兼顾的问题,提出了一种快速串行抵消列表翻转(Fast Successive Cancellation List Flip,FSCLF)译码算法.该算法通过加入四种特殊结点的识别来加快译码速率,同时构建了临界集(Critical Set,CS),不再依据先前译码错误而引起的错误传播,而是通过两种特殊结点即信息比特R1结点和单奇偶校验(Single-Parity-Check,SPC)结点分别对对数似然比(Log-Likelihood Ratio,LLR)值进行计算来判决并确定翻转位置,当奇偶校验位不满足时只需翻转与最不可靠输入LLR值相对应的信息比特,这样减少了翻转次数,从而降低了算法复杂度.仿真结果表明:在误块率为10-5时,所提出的FSCLF译码算法比原SCLF译码算法的信噪比改善了0.09 dB,为中短码长情况提供了参考算法.     

极化码基于比特翻转改进的BP译码算法

极化码是世界上唯一被证明香农门限可达的编码方案.由于连续消除(SC)译码的串行特性导致时延很高,于是置信传播(BP)译码因其具有更高的吞吐量而受到了更多关注.由于BP译码性能不如SC译码,于是将比特翻转(BF)译码应用于BP中.针对当前BP BF(BPF)译码中出现的翻转集构建不准确的问题,文章提出了一种新的误码率BP...     

基于循环检测的LDPC比特翻转译码算法研究

提出一种基于循环检测的低密度奇偶校验码的比特翻转(BF)译码算法,采用对译码翻转比特的循环检测和对接受符号可靠性信息的软判决,使译码性能大大改善.理论分析表明,该译码运算复杂度低,仿真结果表明,改进的算法优于加权比特翻转译码LP-WBF算法约0.3 dB,误码性能改善明显.     

极化码序列连续删除译码算法的改进设计

极化码连续删除译码算法性能和传统的LDPC码存在一定差距。序列连续删除算法(SCL)的提出极大地改善译码性能,是极化码推向实际应用中的重要一步。但是该算法复杂度较高,延迟大。改进的序列连续删除(SCL)译码算法是基于改善极化码码长受限的情况,文中描述SCL算法是通过码树上的搜索序列路径来表示译码过程。改进的算法通过减少译码算法在码树上的序列路径来降低时间和空间复杂度。通过仿真表明,改进的算法有效地降低了译码的复杂度同时在性能上也接近最大似然(ML)译码算法。     

极化码特定码型的快速译码

在5G通信网络中,极化码作为一种高性能纠错码技术,应用于广播信道以及控制信道。针对极化码串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法存在冗余运算、译码时延过高的问题,在传统的串行抵消译码算法基础上,提出了对三种不同码型的快速译码方法,避免了对子节点的遍历,消除了冗余。通过理论分析该特定码型的快速译码方法,在不改变译码的误码率的条件下,这三种特定码型的时钟消耗从t-3、t-3、2t-5减小为1、1、2,大大降低了译码时延。     

一种基于新度量准则的极化码SCLF译码算法

为了解决串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法在中短码长情况下译码性能不佳的问题,在SC译码算法的基础上增加路径列表和比特翻转方法得到一种改进的串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip,SCLF)译码算法.该算法利用比特翻转构建最不可靠的信息位集合,称为翻转集合(Flipping Set,FS),同时提出一种新的度量法则来缩小FS的范围、提高FS的准确率.仿真结果表明,随着信噪比的增大,所提出的SCLF译码算法误块率(Block Error Rate,BLER)有较大提升,当BLER为10-3时,SCLF(码长N=256,列表大小L=8)译码算法的增益比SC(N=256)译码算法提升了 0.55 dB;当BLER为10-4时,SCLF(N=256,L=8)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=8)译码算法提升了 0.22 dB;当BLER为10-5时,SCLF(N=256,L=16)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=16)译码算法提升了 0.17 dB.     

一种低延迟极化码串行抵消译码器设计

为了克服5G移动通信系统中极化码串行抵消(SC)译码算法延迟高、计算复杂度高、硬件结构复杂度高等问题,基于冻结比特、冻结比特对和冻结区间等方式,提出了冻结比特设计模式.该设计模式包含基于冻结比特对的译码延迟和计算复杂度的分析方法.通过优先剪枝冻结比特结点的方式,进一步化简SC译码树,提高了搜索译码树的速度.码长为1 0...     

基于分段循环冗余校验的极化码自适应连续取消列表译码算法

针对极化码连续取消列表(SCL)译码算法为获取较好性能而采用较多的保留路径数,导致译码复杂度较高的缺点,自适应SCL译码算法虽然在高信噪比下降低了一定的计算量,却带来了较高的译码延时。根据极化码的顺序译码结构,该文提出了一种分段循环冗余校验(CRC)与自适应选择保留路径数量相结合的SCL译码算法。仿真结果表明,与传统CRC辅助SCL译码算法、自适应SCL译码算法相比,该算法在码率R=0.5时,低信噪比下(–1 dB)复杂度降低了约21.6%,在高信噪比下(3 dB)复杂度降低了约64%,同时获得较好的译码性能。     

基于分布式奇偶校验码的低复杂度极化码SCLF译码算法

针对极化码串行抵消列表比特翻转(Successive Cancellation List Bit-Flip, SCLF)译码算法复杂度较高的问题,提出一种基于分布式奇偶校验码的低复杂度极化码SCLF译码(SCLF Decoding Algorithm for Low-Complexity Polar Codes Based on Distributed Parity Check Codes, DPC-SCLF)算法。与仅采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC)码校验的SCLF译码算法不同,该算法首先利用极化信道偏序关系构造关键集,然后采用分布式奇偶校验(Parity Check, PC)码与CRC码结合的方式对错误比特进行检验、识别和翻转,提高了翻转精度,减少了重译码次数。此外,在译码时利用路径剪枝操作,提高了正确路径的竞争力,改善了误码性能,且利用提前终止译码进程操作,减少了译码比特数。仿真结果表明,与D-Post-SCLF译码算法和RCS-SCLF译码算法相比,所提出算法具有更低的译码复杂度且在中高信噪比下具有更好的误码性能。     

一种基于错误集的极化码改进SCL译码算法

针对极化码在中短码长时纠错性能的不足,提出了一种基于错误集的极化码改进串行抵消列表(Successive Cancellation List of Polar Codes Based on Error Set,ES-SCL)译码算法。该算法首先根据极化码的信道特性构造错误集,在极化码编码时根据错误集中的元素设置奇偶校验(Parity Check,PC)位,其余位置则放置信息比特和冻结比特,译码器在译码PC位时,每条路径通过校验函数得到PC位的比特估计,不执行路径分裂和剪枝,其余位置则执行SCL译码。仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道下,当码长为512,码率为0.5,误块率为10-5,最大译码列表数为8时,相较于PC-PSCL译码算法以及CA-SCL译码算法,所提出的ES-SCL译码算法获得了约0.18和0.15dB的增益;当码长为256,码率为0.5,误码率为10-5,最大译码列表数为8时,相较于CA-SCL,PC-PSCL译码算法,获得了约0.3和0.35dB的增益;此外,采用部分比特分裂译码的ES-SCL译码算法可以在误块率与PC-PSCL译码算法几乎相同的情况下,减少约50%的排序次数,具有更低的译码复杂度。