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专利号: 2021107187362
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: 基本电子电路
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.适用于简化串行抵消译码的极化码删余编码器,其特征在于,包括:参数配置模块、极化码构造模块、信息位选择模块、删余图样设计模块;

所述参数配置模块,包括存储单元,参数配置模块为其它模块提供编码过程中需要用到的参数信息;

所述极化码构造模块,包括信道错误概率计算单元以及存储单元,极化码构造模块利用高斯近似构造方法计算给定参数下的信道错误概率;

所述信息位选择模块,包括信道错误概率排序单元以及存储单元,信息位选择模块根据极化码构造模块计算得到的信道错误概率,以及参数配置模块中的参数信息,选择信息位索引集合和冻结位索引集合;

所述删余图样设计模块,包括译码树层数存储单元、匹配单元、字典单元、匹配收益计算单元,删余图样设计模块对极化码的译码树在不同层的节点,进行删余匹配五种特殊节点,在删余匹配的过程中根据参数配置模块中的删余比特个数选择删余比特,计算当前节点能够得到的匹配收益,进行迭代更新最终选择匹配收益最大的删余比特索引集合构成删余图样;

具体是:

步骤(1)编码开始时,根据极化码的给定参数(N,M,K),确定极化码的候选信息位索引集合A的大小|A|=K+N‑M,即候选信息位的比特总数;删余图样,即删余比特索引集合S的大小初始为|S|=N‑M,|S|表示需要进行删余的比特个数;其中,N表示极化码母码长度,即子信道个数,其值满足2的整数幂次方;M表示设定的极化码删余编码后长度,K表示极化码母码的信息比特的总数;集合A、S初始化都为空集;设定匹配总收益P的初始值为0;将|A|、|S|、P的信息存储在参数配置模块中,用于给其它三个模块提供参数信息;

步骤(2)极化码构造模块中的信道错误概率计算单元利用高斯近似构造方法,获得每个极化信道的信道错误概率,并将计算结果写入到极化码构造模块中的存储单元;

步骤(3)信息位选择模块中的信道错误概率排序单元对极化码构造模块计算得到的N个极化子信道的错误概率进行排序,选择其中错误概率相对小的|A|个子信道组成候选信C息位索引集合A′,剩余的M‑K个子信道构成冻结位索引集合A ;将候选信息位索引集合A′和C冻结位索引集合A写入信息位选择模块的存储单元;

C

步骤(4)由候选信息位索引集合A′和冻结位索引集合A获得译码树,初始化设置层数存储单元中的层数信息l=log2N,根据l生成对应的五种特殊节点写入到字典单元中,将译码树的根节点送入匹配单元进行删余匹配;

步骤(5)删余匹配:从参数配置模块中取出|S|作为参数,在允许当前信息位转换为冻结位且最多只允许转换|S|个信息位的情况下,判断转换后的节点内冻结位和信息位分布情况是否匹配字典中的任意一个元素,若能够匹配则将该节点的删余比特索引集合s送入到参数配置模块中,更新S=S∪s、|S|=|S|‑|s|,并进行步骤(6);若不能匹配,则进行步骤(7);

步骤(6)利用匹配收益计算单元计算匹配收益,并更新参数配置模块中的匹配总收益P,送入节点的匹配收益p=δk,δ为匹配收益系数,k为送入节点的比特个数,P=∑p;判断送入节点是否为当前所在层的最后一个节点,若是则进行步骤(8),若不是则将送入节点的邻居节点送入到匹配单元,并进行步骤(5);

步骤(7)更新层数存储单元中的l=l‑1,并根据更新后的层数信息生成相应的五种特殊节点并存入到字典单元中,将送入节点的左孩子节点送入到匹配单元进行删余匹配,进行步骤(5);

步骤(8)结束本次迭代遍历,得到本次删余匹配的总收益P和相应的删余图样,即删余比特索引集合S;若参数模块中的|S|>0,则从候选信息位索引集合A中选择|S|个错误概率较大的信息位,将这些信息位的索引添加到删余图样集合S中;否则不需要更新删余索引集合,根据删余图样S对给定参数(N,M,K)的极化码进行删余编码,得到删余极化码(M,K)。

2.如权利要求1所述的适用于简化串行抵消译码的极化码删余编码器,其特征在于:所述的高斯近似构造方法具体是:对于二进制加性高斯白噪声信道经过信道极化后,每个极化后子信道的最大对数似然比LLR近似满足方差是均值两倍的高斯分布: 1≤i≤N;其中,N(·)表示高斯分布, 表示第i个子信道的最大对数似然比, 表示第i个子信道的最大对数似然比的均值, 通过如下递归方式计算得到: 设定初始值σ为噪声标准差;其中:函数 x

为函数变量,u为积分变量;

函数变量x>0时,函数简化为

各极化子信道的错误概率