极化码改进串行抵消比特翻转译码算法
2018-03-21王杰，郭锐
通信技术 2018年3期
王 杰，郭 锐
（杭州电子科技大学，浙江 杭州 310018）
0 引 言
2008年，E.Arikan教授提出极化码（Polar Codes），是迄今为止唯一一类可以从理论上证明可达香农容限的信道编码方式。由于固定的编码结构和较低的编译码复杂度，它受到了编码界的广泛关注。E.Arikan从理论上证明，在二进制离散无记忆信道（B-DMC）下，当码长N趋于无穷大时，采用串行抵消（SC）译码算法的极化码可以达到香农容限[1-2]。然而，这却并不适用于中短码长极化码。由于信道极化不完全，极化码的SC译码算法性能不足。因此，需要寻找更优的译码方案来弥补这一不足[3-4]。为了改善SC算法的路径局部最优搜索方式，文献[5-6]提出SC译码的改进算法：串行抵消列表SCL译码算法。它的原理是在SC译码的基础上，通过保留多条候选译码判决路径，从候选路径中选取可靠度最高的路径作为译码结果，提升译码性能，其中译码复杂度为O(LNlogN)（L为列表宽度）。为了进一步提升极化码性能，文献[7]提出循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check，CRC）辅助SCL算法，即在SCL算法基础上加入CRC校验用于译码路径判决，令中短码长的极化码性能优于LDPC码和Turbo码。针对SC译码过程的错误传播，文献[8]提出串行抵消翻转（SCFlip）算法，使用比特翻转思想对SC译码进行检错并纠错，提升SC译码性能，且在信噪比较高时，算法复杂度相对于SC译码并没有较大提高。本文在SCFlip算法的基础上，提出了基于极化特性分段策略，根据极化子信道的可靠度进行分段比特翻转，实现了多比特翻转，进一步提升了SC译码算法的性能。
