融合路径度量值和行重特性的Polar码SCL译码算法

1

作者 周泉 陈海强 +3 位作者 曾俏丽 廖兰娟 孙友明 黎相成 《电讯技术》 北大核心 2024年第2期295-301,共7页

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-... 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%。 展开更多

关键词 Polar码 串行抵消列表比特翻转译码 路径度量值 行重特性

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一种基于奇偶校验码级联极化码的低复杂度译码算法 被引量：8

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作者 刘顺兰 王燕 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期637-645,共9页

极化码作为一种纠错码,具有较好的编译码性能,已成为5G短码控制信道的标准编码方案。但在码长较短时,其性能不够优异。作为一种新型级联极化码,奇偶校验码与极化码的级联方案提高了有限码长的性能,但是其译码算法有着较高的复杂度。该... 极化码作为一种纠错码,具有较好的编译码性能,已成为5G短码控制信道的标准编码方案。但在码长较短时,其性能不够优异。作为一种新型级联极化码,奇偶校验码与极化码的级联方案提高了有限码长的性能,但是其译码算法有着较高的复杂度。该文针对这一问题,提出一种基于奇偶校验码级联极化码的串行抵消局部列表译码(PC-PSCL)算法,该算法在编码前进行外码构造,通过高斯近似(GA)得到的子信道错误概率选取较不可靠的信息位,对选取的较不可靠的信息位进行串行抵消列表(SCL)译码和奇偶校验,其余信息比特仅进行串行抵消(SC)译码。仿真结果表明,在高斯信道下,当码长为512,码率为1/2,误帧率为10^(-3),最大列表长度为8时,该文提出的低复杂度译码算法比SCL译码算法获得了0.5 dB的增益;与基于奇偶校验的SCL译码算法性能相近,但是空间复杂度和时间复杂度分别降低了38.09%,15.63%。 展开更多

关键词 极化码 奇偶校验码 串行抵消列表 复杂度

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分段CRC辅助极化码SCL比特翻转译码算法 被引量：2

3

作者 崔建明 王庆祥 +1 位作者 张小军 李恒忠 《现代电子技术》 2021年第7期6-10,共5页

极化码是一种被严格证明到达信道容量的信道编码方法。虽然串行抵消列表比特翻转(SCLF)译码算法可提高译码性能,但导致较高的译码复杂度。为降低译码复杂度,提出一种分段CRC辅助串行抵消列表比特翻转极化码译码算法。该算法在码字构造... 极化码是一种被严格证明到达信道容量的信道编码方法。虽然串行抵消列表比特翻转(SCLF)译码算法可提高译码性能,但导致较高的译码复杂度。为降低译码复杂度,提出一种分段CRC辅助串行抵消列表比特翻转极化码译码算法。该算法在码字构造过程中,通过添加分段CRC校验,可提前终止翻转译码过程。在中短码长下,可显著降低极化码比特翻转译码复杂度。仿真结果表明,当L=8,Eb N0=1.5 dB时,与SCLF方法翻转2 bit译码算法相比,提出方法的译码复杂度可降低71.9%,同时获得较好的性能增益。 展开更多

关键词 译码算法 串行抵消列表译码 循环冗余校验 比特翻转译码 分段译码 译码复杂度

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“太极混一”——极化码原理及5G应用 被引量：7

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作者 牛凯 《中兴通讯技术》 2019年第1期19-28,62,共11页

极化码是第一种达到信道容量的构造性编码,已列入5G移动通信的控制信道编码标准,这是信道编码领域近年来的重大突破。旨在阐述极化码的基本原理与5G中的应用。基于信道极化观点,分析了极化码蝶形编码结构与基本的串行抵消译码算法,提出... 极化码是第一种达到信道容量的构造性编码,已列入5G移动通信的控制信道编码标准,这是信道编码领域近年来的重大突破。旨在阐述极化码的基本原理与5G中的应用。基于信道极化观点,分析了极化码蝶形编码结构与基本的串行抵消译码算法,提出了级联极化编码结构,并归纳了高性能译码算法的特点。另外,还深入分析了5G移动通信中极化码设计的基本思想,概括了极化码实用编码的3种方式:凿孔、缩短与重复。最后,指出极化信息处理是未来通信系统优化的新型方法。 展开更多

关键词 极化码 信道极化 串行抵消译码 串行抵消列表译码 串行抵消堆栈译码 极化信息处理

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加权和码辅助的极化码SCL译码算法 被引量：5

5

作者 张萌 李卓 邢莉娟 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期66-71,共6页

为了进一步降低极化码串行抵消列表译码算法的译码时延,提出了一种加权和码辅助的串行抵消列表译码算法。采用加权和码级联极化码的编码方案,将加权和码产生的校验比特与信息序列一同输入极化码编码器进行极化码编码。加权和码辅助的串... 为了进一步降低极化码串行抵消列表译码算法的译码时延,提出了一种加权和码辅助的串行抵消列表译码算法。采用加权和码级联极化码的编码方案,将加权和码产生的校验比特与信息序列一同输入极化码编码器进行极化码编码。加权和码辅助的串行抵消列表译码算法是在原始的串行抵消列表译码后,使用加权和码对候选路径依次校验,选择置信度最高且通过校验的路径作为译码输出。与广泛应用的循环冗余校验码相比,加权和码有一致的检错性能,并且其编译码硬件实现的时延低。仿真结果表明,加权和码辅助的串行抵消列表译码算法与循环冗余校验码辅助的串行抵消列表译码算法相比较,性能曲线基本重合,且在很大程度上降低了译码的校验时延。 展开更多

关键词 极化码 加权和码 串行抵消列表译码 级联 时延

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一种自适应快速SSCL极化码译码算法 被引量：2

6

作者 王玲 张治中 邓炳光 《电讯技术》 北大核心 2021年第10期1277-1283,共7页

极化码的简化串行抵消列表(Simplified Successive Cancellation List,SSCL)译码提出了R1(Rate-1)、R0(Rate-0)等多种特殊节点的快速译码算法,一定程度改善了SCL译码复杂度高和时延大的问题,但当节点信息比特数量较大时仍存在大量的冗... 极化码的简化串行抵消列表(Simplified Successive Cancellation List,SSCL)译码提出了R1(Rate-1)、R0(Rate-0)等多种特殊节点的快速译码算法,一定程度改善了SCL译码复杂度高和时延大的问题,但当节点信息比特数量较大时仍存在大量的冗余计算。针对R1等信息比特较多的节点,提出了一种基于路径度量(Path Metric,PM)的自适应路径选择策略,无需先验信息设置阈值,在不降低SSCL译码性能的条件下能有效降低排序复杂度,减少所需时间步数,提升Polar码译码效率。仿真和实验结果表明,在保证纠错性能的前提下,该算法针对R1节点译码所需的时间步数相对传统SCL译码降低了约83%,相对SSCL降低了约47%,相对快速SSCL降低了约18%。同时,相对基于搜索集和决策函数的SCL译码算法译码效率也有较大提高,其所需时间步数受码字结构及信道环境自适应改变,但不大于快速SSCL译码算法所需时间步数。 展开更多

关键词 极化码 简化串行抵消列表(SSCL)译码 自适应路径选择 路径度量 时间步数

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一种基于增强奇偶校验码级联极化码的新型编译码方法 被引量：2

7

作者 王燕 刘顺兰 +1 位作者 奚珍珍 包建荣 《电信科学》 2021年第3期125-132,共8页

极化码作为一种纠错码,具有较好的编译码性能,已成为5G短码控制信道的标准编码方案。但在码长较短时,其性能不够优异。提出一种基于增强奇偶校验码级联极化码的新型编译码方法,在原有的奇偶校验位后设立增强校验位,对校验方程中信道可... 极化码作为一种纠错码,具有较好的编译码性能,已成为5G短码控制信道的标准编码方案。但在码长较短时,其性能不够优异。提出一种基于增强奇偶校验码级联极化码的新型编译码方法,在原有的奇偶校验位后设立增强校验位,对校验方程中信道可靠度较低的信息位进行双重校验,辅助奇偶校验码在译码过程中对路径进行修剪,以此提高路径选择的可靠性。仿真结果表明,在相同信道、相同码率码长下,本文提出的新型编译码方法比循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码级联极化码、奇偶校验(parity check,PC)码级联极化码误码性能更优异。在高斯信道下,当码长为128、码率为1/2、误码率为10-3时,本文提出的基于增强PC码级联的极化码比PC码级联的极化码获得了约0.3 dB增益,与CRC辅助的极化码相比获得了约0.4 dB增益。 展开更多

关键词 极化码 增强奇偶校验 循环冗余校验 串行抵消列表算法

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低复杂度极化码SCL译码算法

8

作者 刘士平 马林华 +1 位作者 胡星 黄天宇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期160-165,共6页

极化码的串行抵消列表(SCL)译码的逐次逐比特进行判决过程与路径度量值的计算筛选过程是整个译码系统复杂度与延迟的主要来源.在分析现有SCL及多比特判决译码的优缺点基础上,针对SCL译码造成的译码系统复杂度高和延时大的问题,将每组多... 极化码的串行抵消列表(SCL)译码的逐次逐比特进行判决过程与路径度量值的计算筛选过程是整个译码系统复杂度与延迟的主要来源.在分析现有SCL及多比特判决译码的优缺点基础上,针对SCL译码造成的译码系统复杂度高和延时大的问题,将每组多比特码字(多个独立信道)视作一个整体,并在译码时通过信道合成构造为一个虚拟多比特信道,从而可以对多比特码字进行同步传输并根据信道递归公式进行同步判决译码.由此基于SCL译码的码树构造提出一种构造多比特虚拟信道的SCL译码算法,并结合设置译码码树节点阈值减少码树节点分裂次数的方法进一步增强了上述算法.在AWGN信道下的分别对虚拟2、4和8比特信道SCL译码的误码率及误帧率性能进行仿真.仿真结果表明在虚拟8比特信道情况下,预设阈值S=30时的译码性能接近传统SCL算法,且总历经节点数降低了63.7%,总加法次数是8比特同时判决译码算法的17%.此算法降低了译码算法的计算复杂度及硬件存储复杂度,更适合于硬件实现,具有一定的实用价值. 展开更多

关键词 极化码 串行抵消列表译码 译码复杂度 阈值

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极化码的参数捷变技术及性能仿真 被引量：4

9

作者 张凯 《电讯技术》 北大核心 2018年第12期1414-1420,共7页

极化码是首个能够从理论上证明接近信道容量的纠错码,于2016年11月和低密度奇偶校验码一并作为第5代移动通信的标准。针对极化码特有的蝶形结构采用Trellis对其进行了重新描述,详细分析了串行抵消列表译码算法。同时,基于密度进化理论... 极化码是首个能够从理论上证明接近信道容量的纠错码,于2016年11月和低密度奇偶校验码一并作为第5代移动通信的标准。针对极化码特有的蝶形结构采用Trellis对其进行了重新描述,详细分析了串行抵消列表译码算法。同时,基于密度进化理论给出了极化码的码参数捷变技术,能够在不改变编译码器硬件结构与程序的情况下实时、快速地改变编译码参数。仿真结果表明,在编码参数近似相同的情况下极化码的性能要优于低密度奇偶校验码。 展开更多

关键词 极化码 低密度奇偶校验码 参数捷变 串行抵消列表译码算法

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基于GRU网络辅助和路径度量交换的极化码SCLF算法 被引量：1

10

作者 李君 周乐佳 +4 位作者 李正权 吉茹 诸锦涛 刘兴鑫 刘子怡 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期223-237,共15页

为了解决极化码的现有SCLF算法传输性能较低,翻转集构建不精确,复杂度过高的问题,提出了一种基于GRU网络辅助和路径度量交换串行抵消列表比特翻转(PME-SCLF)算法。首先,重新划分译码状态,将路径度量交换和反向判决的思想结合,提出了一... 为了解决极化码的现有SCLF算法传输性能较低,翻转集构建不精确,复杂度过高的问题,提出了一种基于GRU网络辅助和路径度量交换串行抵消列表比特翻转(PME-SCLF)算法。首先,重新划分译码状态,将路径度量交换和反向判决的思想结合,提出了一种位翻转策略。其次,通过训练GRU网络定位译码中的第一个错误位,提出了一种翻转集构造方法。最后,对每次低阶翻转的路径度量进行排序,固定低阶可靠位后再进行高阶翻转,提出了一种多比特翻转规则。仿真结果表明,与现有SCLF算法相比,在低信噪比下,所提算法识别第一个错误比特的准确率提高了18~24%,在单比特和多比特翻转下,所提算法分别有最高0.3 dB和0.2 dB的性能增益,且在线译码复杂度较低。 展开更多

关键词 极化码 串行抵消列表比特翻转 门控循环单元 路径度量交换 多比特翻转

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一种基于分段CRC码级联Hash极化码的设计

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作者 李正杰 刘顺兰 张旭 《电信科学》 2022年第7期96-105,共10页

极化码作为一种线性分组码,具有较低的编码复杂度和确定的构造,但当其为中短码长时,性能会有所降低。提出一种基于分段循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码级联Hash极化码的设计方法,该方法在原有Hash极化码(Hash-Polar)的基础... 极化码作为一种线性分组码,具有较低的编码复杂度和确定的构造,但当其为中短码长时,性能会有所降低。提出一种基于分段循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码级联Hash极化码的设计方法,该方法在原有Hash极化码(Hash-Polar)的基础上,采用CRC分段校验进行双校验,分段CRC码在译码过程中能辅助路径度量,即对译码路径进行修饰,以此提高路径选择的可靠性,提高性能;另外,分段校验是将校验码分散地添加到输入的信息序列中,译码时对于CRC不通过的情况,可提前终止译码路径以省去不必要的译码计算量。最后,译码结束时,Hash校验码对修饰后的L条路径进行校验,选出最佳译码路径。仿真结果表明,所提出的设计方法比CRC辅助的Hash极化码(Hash-CRC-Polar)误码性能更优异。在高斯信道下,当码长为128bit、码率为1/2、误码率为10时,所提出的基于分段CRC校验码的Hash极化码比Hash-CRC-Polar获得了约0.25 dB的增益。 展开更多

关键词 极化码 循环冗余校验码 Hash校验码 串行抵消列表译码算法

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极化码编译码算法的研究其仿真 被引量：1

12

作者 朱晓峰 刘陕陕 谭跃跃 《电子测量技术》 2020年第16期82-86,共5页

作为信道编码的一种,极化码是目前为已被证明能达到香农极限的编码形式,其较为简洁的线性编码形式和优秀的译码性能,使其在5G通讯中发挥着重要的作用。主要研究目的就是探究极化码在不同的译码算法下译码性能的表现差异。首先,介绍了极... 作为信道编码的一种,极化码是目前为已被证明能达到香农极限的编码形式,其较为简洁的线性编码形式和优秀的译码性能,使其在5G通讯中发挥着重要的作用。主要研究目的就是探究极化码在不同的译码算法下译码性能的表现差异。首先,介绍了极化码编码的原理,包括高斯构造。其次介绍了极化码的译码流程及其对应的译码算法和对应的快速算法。最后,借助MATLAB工具,仿真了极化码在高斯信道中传输,基于不同的译码算法,不同信噪比下译码性能的优劣。仿真结果表明,随着信噪比提升,译码的误块率可以得到改善。同时,不同的译码算法中,串行抵消列表译码(SCL)算法的性能也要好于传统串行抵消译码(SC)算法,但计算过程也更加复杂。 展开更多

关键词 极化码 高斯构造 串行抵消列表算法 串行抵消算法

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大气弱湍流信道下松弛极化码译码方法 被引量：2

13

作者 文豪 曹阳 +2 位作者 彭小峰 党宇超 李岳 《光通信技术》 2021年第2期36-40,共5页

针对自由空间光通信中存在的大气湍流降低通信系统误码性能的问题,提出了基于松弛极化码的分段式极化码-循环冗余校验-串行抵消列表(PC-CRC-SCL)译码方法,并将其用于自由空间光通信系统中,在大气弱湍流强度下进行了仿真分析。仿真结果表... 针对自由空间光通信中存在的大气湍流降低通信系统误码性能的问题,提出了基于松弛极化码的分段式极化码-循环冗余校验-串行抵消列表(PC-CRC-SCL)译码方法,并将其用于自由空间光通信系统中,在大气弱湍流强度下进行了仿真分析。仿真结果表明:与完全极化码的分段式CRC-SCL译码方法相比,在误码率为10-4时,基于松弛极化码的分段式PC-CRC-SCL译码方法获得0.3 dB的编码增益,且编译码的复杂度降低10%~20%,对自由空间光通信系统误码性能有明显的改善。 展开更多

关键词 自由空间光通信 松弛极化码 串行抵消列表译码 奇偶校验码 循环冗余码

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极化码离散CRC辅助译码

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作者 冯旺 陈路 《光通信研究》 北大核心 2019年第3期8-12,共5页

在中短码长下,不带循环冗余校验(CRC)辅助的极化码已经不具有竞争力,为了增强极化码译码性能,一般采用CRC辅助译码。针对传统的集中式CRC辅助方案只能在译码结束后选择路径而无法在译码中做剪枝操作,文章提出一种通过交织器在极化码信... 在中短码长下,不带循环冗余校验(CRC)辅助的极化码已经不具有竞争力,为了增强极化码译码性能,一般采用CRC辅助译码。针对传统的集中式CRC辅助方案只能在译码结束后选择路径而无法在译码中做剪枝操作,文章提出一种通过交织器在极化码信息比特间离散分配CRC比特的辅助译码方案,此方案允许CRC比特能够辅助串行抵消列表(SCL)译码期间幸存路径的选择以改善差错性能。仿真结果表明,与集中式CRC辅助译码方案相比,该算法在码率为0.125、误块率在10^(-1)以下、CRC长度为8时提供0.5 dB增益;CRC长度为16时提供1.3 dB增益。 展开更多

关键词 极化码 串行抵消列表算法 循环冗余校验 交织

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