本發(fā)明涉及信息傳輸與處理，特別是指一種改進polar特殊節(jié)點處理的高速polar譯碼方法。

背景技術(shù)：

1、極化碼作為目前唯一被理論證明可以達到香農(nóng)極限的線性糾錯信道編碼，并且具有可實用的線性復(fù)雜度編譯碼能力的信道編碼技術(shù)，是5g?nr協(xié)議中控制信道的信道編碼方案。由于下行控制信道中，用戶設(shè)備需要在多個成員中進行盲檢搜索，即進行多次polar譯碼，因此在實施中polar譯碼器的譯碼時延是重要技術(shù)指標(biāo)。

2、文獻[1]提出了polar的串行干擾消除(sc)算法，sc算法由于其串行譯碼屬性，譯碼延時大；且在實用的中短碼長場景下譯誤碼率性能差。文獻[2]提出列表串行干擾消除scl算法，該算法在譯碼過程中保留l條路徑，提高了誤碼率性能；為了提高譯碼效率，文獻[3]提出了一種高效的并行scl譯碼算法，該算法支持并行譯碼，當(dāng)并行度為m時，可一次譯碼2m個比特，但是該算法中排序的復(fù)雜程度與并行度呈指數(shù)次增加，因此并行度不宜過高，因此對降低譯碼延時有一定限制。

3、[1]arikan?e.channel?polarization:a?method?for?constructing?capacity-achieving?codes?for?symmetric?binary-input?memoryless?channels[j].ieee,2008.

4、[2]tal?i,vardy?a.list?decoding?of?polar?codes[j].ieee,2012.

5、[3]yuan?b,parhi?kk.low-latency?successive-cancellation?list?decodersfor?polar?codes?with?multibit?decision[j].ieee?transactions?on?very?largescale?integration(vlsi)systems,2014,23(10).

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出一種改進polar特殊節(jié)點處理的高速polar譯碼方法。該方法根據(jù)polar譯碼節(jié)點的特征對節(jié)點進行分類，對不同節(jié)點進行特殊的處理，從而降低了譯碼時延,提高了譯碼效率。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種改進polar特殊節(jié)點處理的高速polar譯碼方法，包括以下步驟；

4、步驟1，將nr協(xié)議定義的polar序列記為中取出元素值小于n的元素并保持原相對位置，得到子序列qn，n為接收信號實際碼長，將子序列qn中的前n-k個元素值記為凍結(jié)比特位置，將子序列qn中的后k個元素值記為信息比特位置，k為信息比特長度；

5、步驟2，構(gòu)建長度為n的編碼比特屬性序列：在編碼比特屬性序列的n個元素中，凍結(jié)比特位置對應(yīng)的序列元素為0，信息比特位置對應(yīng)的序列元素為1；將編碼比特屬性序列開始段的元素0的連續(xù)個數(shù)記為f；

6、步驟3，令stage＝log2(n)，將接收信號的初始信道信息度量值記為y；將譯碼位置記為bit_count，初始化表示向下取整；將當(dāng)前路徑數(shù)記為l，初始化l＝1，將所有路徑的pm初始值記為0；

7、步驟4，計算下一級的llr值：

8、當(dāng)對二叉樹的左子樹進行計算時，執(zhí)行f運算更新llr：

9、

10、當(dāng)對二叉樹的右子樹進行計算時，執(zhí)行g(shù)運算更新llr：

11、

12、其中，ll為stage-1階段的llr取值，l1為當(dāng)前stage階段的llr取值，stage＝log2(n)對應(yīng)的llr取值即為y，上角標(biāo)i表示該二叉樹的第i個葉節(jié)點，0≤i≤2stage-1-1，下角標(biāo)l表示路徑索引，0≤l≤l-1；

13、sign()表示取符號運算，即:

14、

15、beta表示譯碼比特的部分和；

16、步驟5，令stage＝stage-1，若stage≤5，則執(zhí)行步驟6，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟4；

17、步驟6，從編碼比特屬性序列中取出第bit_count+1到第bit_count+2stage個元素的子序列，記該子序列為u_bit，這個子序列構(gòu)成一個子二叉樹的根節(jié)點，判斷該節(jié)點類型；

18、步驟7，根據(jù)節(jié)點類型進行pm更新、路徑選擇與節(jié)點譯碼，完成改進polar特殊節(jié)點處理的高速polar譯碼。

19、進一步地，步驟6的具體方式為：

20、若u_bit中的元素取值均為0，則將該節(jié)點類型記為rate0節(jié)點；

21、若u_bit中的元素取值均為1，則將該節(jié)點類型記為rate1節(jié)點；

22、若u_bit中的第一個元素取值為0，其余元素取值均為1，則將該節(jié)點類型記為spc節(jié)點；

23、若u_bit中的最后一個元素取值為1，其余元素取值均為0，則將該節(jié)點類型記為rep節(jié)點；

24、若u_bit不符合以上所有特征，則將該節(jié)點記為other節(jié)點。

25、進一步地，步驟7的具體方式為：

26、步驟701，若節(jié)點類型為rate0節(jié)點則執(zhí)行步驟702，若節(jié)點類型為rate1節(jié)點則執(zhí)行步驟703，若節(jié)點類型為spc節(jié)點則執(zhí)行步驟704，若節(jié)點類型為rep節(jié)點則執(zhí)行步驟705，若節(jié)點類型為other節(jié)點則返回步驟4；

27、步驟702，當(dāng)節(jié)點類型為rate0節(jié)點時，直接進行pm更新：

28、

29、其中，pmt-1表示上次更新得到的pm值，pmt指的是本次更新得到的新的pm取值，h()表示硬判決計算即：

30、

31、且當(dāng)前子序列u_bit中bit_count+1到bit_count+2stage對應(yīng)位置的譯碼結(jié)果均為0；

32、若bit_count＝n，則結(jié)束循環(huán)，完成polar譯碼，否則令bit_count＝

33、bit_count+2stage，根據(jù)當(dāng)前譯碼位置bit_count所在子二叉樹的級數(shù)確定stage的取值，并返回步驟4；

34、步驟703，當(dāng)節(jié)點類型為rate1節(jié)點時，執(zhí)行以下過程：

35、步驟703-1，設(shè)置循環(huán)變量k，令k＝1；

36、步驟703-2，對l條路徑的ll絕對值分別按照從小到大的順序進行排序，針對第l條路徑的|ll|排序后的第k個值，將其對應(yīng)的葉節(jié)點索引值記為m(l,k)，rate1節(jié)點進行路徑分裂，路徑數(shù)從l條分裂為2l條，每條路徑分裂出的兩條新路徑的llr值與源路徑的llr值一致；從而得到pm更新為：

37、

38、若2l大于8，則對路徑進行排序與選擇，保留pm值最小的8條路徑，更新l＝min{2l，8}；

39、步驟703-3，判斷k＝2是否成立，若成立則執(zhí)行步驟703-4，否則令k＝k+1，并執(zhí)行步驟703-2；

40、步驟703-4，在當(dāng)前子序列u_bit中，針對路徑第m(l,k)位取值為0，針對路徑第m(l,k)位取值為1，其中k∈{1,2}；對m(l,k)之外的比特進行硬判決得到對應(yīng)的取值結(jié)果；最終獲得全部bit_count+1到bit_count+2stage位置的取值之后，對取值進行碼長為2stage的polar編碼獲得最終的譯碼結(jié)果；

41、步驟703-5，若bit_count＝n，則結(jié)束循環(huán)，完成polar譯碼，否則令bit_count＝bit_count+2stage，根據(jù)當(dāng)前譯碼位置bit_count所在子二叉樹的級數(shù)確定stage的取值，并執(zhí)行步驟4；

42、步驟704，當(dāng)節(jié)點類型為spc節(jié)點時，執(zhí)行以下過程：

43、步驟704-1，計算該節(jié)點硬判決的校驗和：

44、

45、對l條路徑的ll絕對值分別按照從小到大的順序進行排序，針對第l條路徑的|ll|排序后的第1個值，將其對應(yīng)的葉節(jié)點索引值記為m(l,1)，則有：

46、

47、將pm更新為：

48、

49、步驟704-2，設(shè)置循環(huán)變量k，令k＝2；

50、步驟704-3，針對第l條路徑的|ll|排序后的第k個值，將其對應(yīng)的葉節(jié)點索引值記為m(l,k)，spc節(jié)點進行路徑分裂，路徑數(shù)從l條分裂為2l條；從而得到pm更新為：

51、

52、若2l大于8，則對路徑進行排序與選擇，保留pm值最小的8條路徑，更新l＝min{2l，8}；

53、步驟704-4，判斷k＝4是否成立，若成立則執(zhí)行步驟704-5，否則令k＝k+1，并執(zhí)行步驟704-3；

54、步驟704-5，在子序列u_bit中，若則第m(l,1)位取值為若則第m(l,1)位取值為

55、針對路徑第m(l,k)位取值為0，針對路徑第m(l,k)位取值為1，其中k∈{2,3,4}；

56、對m(l,1)、m(l,2)、m(l,3)與m(l,4)之外的比特進行硬判決得到對應(yīng)的取值結(jié)果；

57、對第一個比特進行更新，第一個比特等于其它所有比特的模2和；

58、獲得全部bit_count+1到bit_count+2stage位置的取值之后，對取值進行碼長為2stage的polar編碼獲得最終的譯碼結(jié)果；

59、步驟704-6，若bit_count＝n，則結(jié)束循環(huán)，完成polar譯碼，否則令bit_count＝bit_count+2stage，根據(jù)當(dāng)前譯碼位置bit_count所在子二叉樹的級數(shù)確定stage的取值，并執(zhí)行步驟4；

60、步驟705，當(dāng)節(jié)點類型為rep節(jié)點時，rep節(jié)點進行路徑分裂，路徑數(shù)從l條分裂為2l條，從而得到pm更新為：

61、

62、若2l大于8，則對路徑進行排序與選擇，保留pm值最小的8條路徑，更新l＝min{2l，8}；

63、在當(dāng)前子序列u_bit中，針對路徑第bit_count+2stage位譯碼結(jié)果為0，針對路徑第bit_count+2stage位譯碼結(jié)果為1；當(dāng)前子序列u_bit的其余位置譯碼結(jié)果均為0；

64、若bit_count＝n，則結(jié)束循環(huán)，完成polar譯碼，否則令bit_count＝

65、bit_count+2stage，根據(jù)當(dāng)前譯碼位置bit_count所在子二叉樹的級數(shù)確定stage的取值，并執(zhí)行步驟4。

66、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于：

67、1、相比于傳統(tǒng)scl算法需要從根節(jié)點開始執(zhí)行fg運算直到葉節(jié)點，本發(fā)明中fg運算只需要執(zhí)行至特殊節(jié)點的stage,提高了譯碼效率。

68、2、傳統(tǒng)scl算法需要對每一個信息比特執(zhí)行一次pm排序，本發(fā)明中對于rate1節(jié)點和spc節(jié)點，只需要對可信度較低的位置進行路徑擴張，減少了排序次數(shù)。

69、3、相比于兩并行譯碼算法，由于特殊節(jié)點的長度均大于或等于2，本發(fā)明的譯碼并行度有所提高。