奇偶校验和CRC级联的极化码编译码研究
2021-12-03张文宇
张文宇,郭 锐
(杭州电子科技大学通信工程学院,浙江 杭州 310018)
0 引 言
由Arikan提出的极化码是一种基于信道极化的信道编码方案[1],是目前理论上唯一能实现香农容量的方法,适用于任意二进制离散无记忆信道(Binary Discrete Memoryless Channel, B-DMC),在加性高斯白噪声信道(Additive White Gaussian Noise, AWGN)中也具有优异的纠错能力,是未来6G通信的主要候选方案之一[2]。串行抵消(Successive Cancellation, SC)算法[1]译码复杂度较低,但译码性能不够理想。串行抵消列表(Successive Cancellation List, SCL)算法[3]通过保留多条译码路径并从中选取可靠性最高的路径作为输出,性能优于SC算法[4],但计算复杂度是SC算法的L倍,其中L代表列表数。在SCL算法中引入循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC)可以有效提升译码性能,CRC辅助的列表译码(CRC Aided SCL, CA-SCL)算法[5]将一段很长的CRC比特连接在信息序列尾部。分段CRC辅助的极化码[6]将校验比特均匀插入到信息序列中,可以更及时地检测错误的发生。将奇偶校验和极化码级联,在中短码长的情况下,可以提升一定的译码性能[7]。在SCL译码中引入奇偶校验和CRC,在拥有优于SCL算法译码性能的同时还能实现更低的译码复杂度[8]。双奇偶校验和CRC辅助的SCL算法[9]可以进一步提升译码性能,该算法以每2个奇偶检验比特为1组插入到极化码中。减少路径分裂次数的列表译码(Split Reduced Successive Cancellation List, SR-SCL)算法[10]提出一种新的路径分裂规则,当满足该规则时,说明极化子信道的可靠性足够高,直接执行硬判决而不是进行路径分裂。此外,在路径分裂的过程中还设定了阈值,用于删除那些分裂次数较少的路径。SR-SCL算法还证明,假设在某个特定……
