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专利号: 2020105472199
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种极化码置信传播译码的提前终止迭代方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,通过判决冻结比特数量选定方法,计算冻结比特与信息比特的平均错误概率比,选择当前码长码率的平均错误概率比的最大值所对应的冻结比特数NBFB,其中,NBFB为大于0的自然数;

S2,对接收的信号,采用对数似然比计算方法计算其LLR,其中,LLR为实数,表示接收信号判为0和判为1的概率的比值,再取e等数为底的对数后,计算得到的值;

S3,利用步骤S2所得的LLR数据,采用极化码BP译码方法,执行1次BP迭代译码;

S4,将当前BP译码的迭代次数与最小迭代次数Tmin比较;若当前迭代次数大于等于Tmin,转到步骤S5,否则返回步骤S3,继续执行BP译码迭代;其中,Tmin为大于0的自然数,表示给定信噪比下BP译码能正常译码的最小次数;

S5,将当前BP译码的迭代次数与最大迭代次数Tmax比较;若当前迭代次数小于Tmax,转到步骤S6,否则硬判决输出最终的译码结果;其中,Tmax为大于0的自然数,表示BP译码迭代无法继续收敛的迭代次数;

S6,根据判决门限值设定方法,得到判决门限值θ,根据终止迭代判决方法判决冻结比特;若所有选定判决冻结比特的LLR值LLRBFBs均大于θ,则结束译码,输出最终的信息比特译码结果,否则返回步骤S3;其中,判决门限θ是使BP译码误码率最低的最佳θ值,且为大于0的实数;

步骤S1中,判决冻结比特数量选定方法具体为:

S1.1,在加性高斯白噪,信道中,信号的LLR的计算,表示为:

其中,N为大于0的实数,表示当前信道的总数; 表示第i个比特的LLR的均值,且初始2

值表示为 且σ表示高斯信道的噪声方差,σ表示高斯信道的噪声标准差,均为大于0的实数;N为大于0的实数,表示当前信道的总数;函数φ(·)经相关近似,简化为:S1.2,在得到 之后,各极化信道在发送全零输出信道的LLR满足均值为 方差为的高斯分布,即 信道输错误概率由下式计算:S1.3,定义平均错误概率PAEP,计算式如下:

其中,BFBs表示选定判决冻结比特的集合,且冻结比特表示为:极化码经信道极化后,在信道容量趋于0的信道里所传输的比特信息;INFO表示信息比特集合;NBFB为大于0的自然数,表示选定判决冻结比特数;NINFO为大于0的自然数,表示信息比特数;i为自然数,表示极化码的下标;

将式(3)生成的传输错误概率代入得出PAEP,选择当前码长码率的平均错误概率比最大值所对应冻结比特数NBFB。

2.权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S6中,判决门限值设定方法具体为:S6.1判决门限θ为使得BP译码误码率最低的最佳θ值,判决门限θ的求解采用以下优化计算实现:其中,ui为整数0或1,表示极化码编码后传输码字; 为0或1的整数,表示BP译码判决后的输出码字;N为大于0的自然数,表示极化码的码长;α为大于等于0的实数,表示判决冻结比特判决门限偏移量,其使译码误码率最低的值为判决门限θ;i为大于0的自然数,表示极化码比特位置的下标;该优化计算即为:对于α≥0,存在一个α,使 达到最小;

S6.2根据式(1)‑式(4)选定判决冻结比特NBFB,接收信号采用初始LLR计算与BP迭代译码,执行LLR计算与BP迭代译码;

S6.3当迭代次数大于等于Tmin且小于Tmax时,若选定判决冻结比特NBFB的LLR均大于等于α,进行译码判决;当迭代次数等于Tmax时,直接译码判决;译码判决公式如下:其中,t为范围0~Tmax的整数,表示BP迭代译码的迭代次数; 为实数,表示BP迭代因子图中最左端节点的LLR,i表示信息比特在码字中的位置,1表示其为最左端节点;

S6.4将 与其对应α代入式(5),得到误码率与α的关系曲线;则该曲线中的最低误码率所对应的α,即为所求最佳判决门限θ。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S6中,终止迭代判决方法具体为:步骤6.5当BP译码迭代次数达到最小迭代次数Tmin时,根据最左端节点的LLR,对选定判决冻结比特位执行进行比特估计,其定义为:其中, 为实数,表示BP迭代因子图最左端节点的LLR,i表示信息比特在码字中的位置,1表示其为最左端节点,因子图为将消息传递算法中的节点一般化构成的图;ui表示极化码编码后传输码字;t为范围为0~Tmax的整数,表示BP迭代译码的迭代次数;Tmin为大于0的自然数,表示高信噪比时BP译码能够正常译码的最小次数,Tmax为大于0的自然数,表示BP译码迭代已经无法继续收敛的迭代次数;

步骤6.6根据门限θ大小,对所有选定的判决冻结比特位的LLR进行判定,且表示为:其中, 为0或1的自然数,表示经过判决的BFBs码字;θ为大于0的实数,表示使BP译码误码性能未损失的前提下,迭代次数最少的θ;

步骤6.7将式(8)所得的判决码,执行如下计算:

其中,S等于0表示判决码与编码符合,选定判决冻结比特译码无误;S等于非0自然数,表示选定判决冻结比特译码出现译码结果为1,即表示译码错误。