本发明涉及一种极化码译码方法,特别涉及一种基于分段hash序列的极化码译码方法,属于信道编码领域。
背景技术:
2009年,arikan在一篇文章中提出的极化码编译码方案引起了信道编码界的广泛关注,这是信道编码历史上第一次给出了一种理论上可达信道容量的编译码方案。
极化码的核心原理为信道极化理论,信道极化分为信道组合和信道拆分。信道组合是将n个独立的信道w:x→y通过线性变换合并成一个整体的信道wn:xn→yn,如附图1所示,图中分别给出了两个信道进行组合以及通过递归实现n个信道进行信道组合的示意图,其中u∈x为待编码信息,服从等概率分布,向量
虽然scl译码算法具有接近最大似然(maximumlikelihood,ml)的性能,但是它仍然存在两个缺点:(1)scl算法的高译码可靠性是以复杂度增加为代价的,其译码复杂度随着搜索路径l的增加而增加;(2)极化码译码算法为顺序译码,存在一定的错误传播现象,即如果前几个比特译码错误,后面的比特均会译码失败,而现有的ca-scl算法,校验位在信息比特之后,只有所有比特全部译出后才能进行校验。
技术实现要素:
针对上述scl译码算法存在的问题,本发明提供一种基于分段hash序列的极化码译码方法,该方法降低了译码复杂度,并且具有提前终止译码的特点,出现错误传播时可以及时停止译码,在反馈重传的协议中,可以降低译码时延。
本发明的实质是通过在信息比特序列中分段插入hash序列,译码过程中利用hash序列对该段信息进行校验,从而实现缩减译码搜索路径和提前终止译码的效果,本发明的整体流程图如附图2所示。
假设待译码的是长度为e经分段hash极化码编码的序列y,所述分段hash极化码编码是将长度为d比特的信息序列m分为k段,每段长l,再通过hash极化码编码的序列u。本发明是通过以下技术方案实现的:
步骤1、根据信道状态信息(channelstateinformation,csi)计算各极化子信道的信道出错概率(常用的计算方法有巴氏参数计算法,密度演进法和高斯近似法),从而得到信息比特集合、校验比特集合和冻结比特集合。
步骤2、对信息序列y按照u1,u2...,ue的顺序依次分段进行按照路径搜索的极化码译码,优选的极化码译码算法是scl算法。假设当前译码到第k段wk=[mk,sk]的第i个比特ui,其中,i=1,2,...,e,k=1,2,...,k,具体方法为:
1.如果ui为冻结比特,则译码结果为
2.如果ui为信息比特中的任意信息位(即mk中任意比特)或hash校验位的前v-1位(即sk的前v-1个比特),其中v为每个译码段中hash校验序列的长度,则按照scl译码规则进行译码,搜索路径从第一个非冻结比特开始,以2的幂数从20依比特扩展,直到搜索路径达到2l,保留其中错误概率最低的l条路径继续顺序向下扩展,其中l为scl译码算法中最大保留路径数目;
3.如果ui为信息比特中的hash位sk的第v个比特,则第k段译码结束。
步骤3、将第k段译码段2l条路径中的信息位mk与第k-1段译码段中的hash位sk-1送入hash函数,得到校验结果sk',与第k段译码段2l条路径中的hash位sk作比较,保留sk'=sk的路径中错误概率最低的一条作为当前译码段的译码结果,如果没有路径满足条件:sk'=sk,则终止译码,判定译码失败。
步骤4、如果上一段译码结果有路径通过校验,则重复步骤2和步骤3进行下一段译码,该过程直到译码失败或成功译出最后一段信息。
上述译码过程如图3所示。
本发明提出的基于分段hash序列的极化码译码方案与现有技术相比具有以下优点:
1)由于本发明方法分段进行hash校验,每一段译码结束后都会进行校验和路径选择,从而减小了路径搜索宽度,降低了极化码译码复杂度;
2)进行分段hash校验时,如果该译码段没有通过校验,则提前终止译码,不需要再进行无意义的后续比特的译码,降低了译码时延;
3)与现有的scl译码算法相比,本发明由于分段校验译码,可以更为细化的定位译码错误位置,可级联比特翻转等译码算法提高可靠性。
附图说明
图1为信道组合示意图。
图2为发明整体流程图。
图3为基于分段hash校验的极化码译码流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施过程对本发明作进一步详细说明。
下面采用本发明提出的基于分段hash校验极化码的译码方法对一个长度为512比特的信息序列m进行编译码,码长1024比特,码率为1/2,list大小32。我们选择one-at-a-time算法作为hash函数算法。将512比特的信息序列m平均分成k=4段,每段长l=512/4=128比特,进行分段hash极化码编码后,得到长度为1024比特的编码序列u并发送。接收端具体操作步骤如下:
步骤1、根据信道状态信息按照高斯近似的方法计算各极化子信道的信道出错概率,得到信息比特集合、校验比特集合和冻结比特集合。
步骤2、接收端对接收到的信息序列y按照u1,u2...,u1024的顺序依次进行scl算法译码。
2.1如果当前译码比特ui为冻结比特,则译码结果为
2.2如果ui为信息比特中的信息位(即mk)或hash位的前3位(即sk的前3个比特),则按照scl译码规则进行译码,译码过程中搜索路径从该译码段的第一个非冻结比特开始,以2的幂数从20依比特扩展,直到达到最大搜索路径2×32=64,当达到最大搜索路径后,保留其中错误概率最低的32条路径继续进行译码;
2.3当ui为信息比特中的hash位的最后一位(即sk的第4个比特),则在该比特译码结束后对包括该比特在内的前128比特进行hash校验,具体校验过程如步骤3;
步骤3、将当前译码段64条路径中的信息位(mk)与分别上一个译码段中的hash位sk-1送入hash函数,得到校验结果sk',与当前译码段64条路径中的hash位sk作比较,保留其中所有满足sk'=sk的路径中错误概率最低的一条作为当前译码段的译码结果,如果没有路径满足sk'=sk,则终止译码,判定译码失败。
步骤4、如果上一段译码结果有路径通过校验,则重复步骤2和步骤3进行下一段译码,该过程直到译码失败或成功译出最后一段信息。
深圳SEO优化公司贵阳百度网站优化公司南京企业网站设计公司乌海企业网站建设价格石家庄网站制作设计张北SEO按天扣费哪家好岳阳关键词排名报价延边网络营销推荐泸州百度竞价哪家好茂名关键词排名公司毕节百度seo南平网站建设设计阿里阿里店铺托管公司张掖网站搭建推荐延安网站优化推广推荐海南网站改版价格铜川网站推广价格玉溪百度seo推荐毕节模板推广价格和田企业网站设计报价吉林模板推广公司阿坝百搜标王哪家好淮安企业网站设计多少钱萍乡关键词排名包年推广黔东南企业网站建设报价赤峰百搜标王哪家好广州阿里店铺运营多少钱天水网络广告推广公司黔西南营销网站公司烟台SEO按天收费哪家好阿坝SEO按效果付费价格歼20紧急升空逼退外机英媒称团队夜以继日筹划王妃复出草木蔓发 春山在望成都发生巨响 当地回应60岁老人炒菠菜未焯水致肾病恶化男子涉嫌走私被判11年却一天牢没坐劳斯莱斯右转逼停直行车网传落水者说“没让你救”系谣言广东通报13岁男孩性侵女童不予立案贵州小伙回应在美国卖三蹦子火了淀粉肠小王子日销售额涨超10倍有个姐真把千机伞做出来了近3万元金手镯仅含足金十克呼北高速交通事故已致14人死亡杨洋拄拐现身医院国产伟哥去年销售近13亿男子给前妻转账 现任妻子起诉要回新基金只募集到26元还是员工自购男孩疑遭霸凌 家长讨说法被踢出群充个话费竟沦为间接洗钱工具新的一天从800个哈欠开始单亲妈妈陷入热恋 14岁儿子报警#春分立蛋大挑战#中国投资客涌入日本东京买房两大学生合买彩票中奖一人不认账新加坡主帅:唯一目标击败中国队月嫂回应掌掴婴儿是在赶虫子19岁小伙救下5人后溺亡 多方发声清明节放假3天调休1天张家界的山上“长”满了韩国人?开封王婆为何火了主播靠辱骂母亲走红被批捕封号代拍被何赛飞拿着魔杖追着打阿根廷将发行1万与2万面值的纸币库克现身上海为江西彩礼“减负”的“试婚人”因自嘲式简历走红的教授更新简介殡仪馆花卉高于市场价3倍还重复用网友称在豆瓣酱里吃出老鼠头315晚会后胖东来又人满为患了网友建议重庆地铁不准乘客携带菜筐特朗普谈“凯特王妃P图照”罗斯否认插足凯特王妃婚姻青海通报栏杆断裂小学生跌落住进ICU恒大被罚41.75亿到底怎么缴湖南一县政协主席疑涉刑案被控制茶百道就改标签日期致歉王树国3次鞠躬告别西交大师生张立群任西安交通大学校长杨倩无缘巴黎奥运