付辰轩, 武霄泳, 费聚锋, 林加涛, 张志龙

(1.北京邮电大学,北京 100876;2.上海无线电设备研究所,上海 201109)

0 引言

极化码是2009年由ARIKAN[1]提出的一种新型纠错编码技术。与低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码[2]、Turbo码[3]通过实验证明达到香农极限[4]不同,极化码是第一种能够通过理论证明达到香农容量的编码方案,并且凭借较低的编译码复杂度,成为了学术界的研究热点。

连续删除(successive cancellation,SC)极化码译码算法[1]具有O(NlogN)的复杂度,并且在码长N趋于无穷时,译码性能接近香农极限。但由于实际条件下码长受限,以至于信道极化不够彻底,导致SC译码算法的误码率性能不理想。文献[5]提出了连续删除列表(successive cancellation list,SCL)译码算法。该算法通过在译码过程中尽可能保留更多的译码路径,解决了SC译码算法在有限码长下性能不足的问题,但同时也提高了算法复杂度。文献[6]在SCL的基础上引入循环冗余校验(CRC),提出了CRC辅助的SCL(CRC-aided SCL,CA-SCL)译码算法。该算法进一步提升了译码性能,但仍然没有解决算法复杂度较高的问题。此后,对译码二叉树进行提前剪枝[7]和在SCL译码中插入两段CRC的方法被提出[8],这两种方法能够在一定程度上降低译码算法复杂度。

针对传统极化码译码算法无法兼顾复杂度和性能的弊端,提出一种多段CRC的部分路径拓展(multi-segment CRC-aided and partial path expansion SCL,MCA-PE-SCL)译码算法。该算法的核心思想是通过引入部分路径拓展规则[9],在译码比特足够可靠时进行硬判决,在其余情况下进行路径拓展,目的是降低达到路径上限L的速度,降低译码算法的复杂度。在此基础上再引入循环冗余校验,在CRC总的校验位数一致的原则下,设计多段CRC策略,确保错误译码结果能够被剔除,从而提升译码的可靠性。……