低时间复杂度的极化码译码算法

极化码的串行抵消列表(successive cancellation list,SCL)译码算法是目前应用最广泛的译码算法,但是复杂度和时延很高.为了降低时间复杂度,提出了一种基于综合检测(syndrome check,SC)的快速SCL译码与球形列表(list sphere decoding,LSD)译码相联合的办法,简称SC-SCSL(syndrome check successive cancellation sphere list)译码.该算法避免了SCL译码在不同路径的相同节点同时满足综合检测时,极易导致结果出错的情况,仿真结果表明,在同时满足综合检测时性能与SCL相差不大;同时联合了LSD译码,来降低时间复杂度.在几乎不损失性能的情况下,相比于循环冗余协助下的串行抵消列表(cyclic redundancy check aided successive cancellation list,CA-SCL)译码降低了50％～55％的时间复杂度.     

一种基于综合校验的极化码译码简化算法

列表连续消除(successive cancellation list, SCL)译码算法是实现极化码译码的方法之一,其可以通过调整列表大小在纠错性能和复杂度之间提供良好的折衷。针对传统的SCL译码算法路径度量值(path metric,PM)计算存在冗余的问题,在简化的SCL(simplified SCL, SSCL)算法基础上提出了一种综合校验的简化算法(syndrome check-SSCL,SC-SSCL)。SC-SSCL利用综合校验的方法,判断PM计算过程是否冗余,通过除去冗余计算降低译码复杂度。证明了简化的译码算法在保证译码性能不变的前提下,降低了译码算法的计算复杂度和时延。仿真结果表明,SC-SSCL较SCL译码和SSCL译码算法复杂度分别降低了约68%和13%,且在信道状态好的情况下SC-SSCL复杂度会进一步降低。     

极化码自适应连续消除列表比特翻转译码算法

极化码是一种新型的信道编码方法,并且具有较低的译码复杂度,第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)组织已经确定将极化码作为5G通信中增强移动宽带场景下的信道编码方案,目前极化码译码已经成为编码领域备受瞩目的研究热点.极化码连续消除列表比特翻转(successive cancellation list flip,SCLF)译码算法通过翻转不可靠的比特进行额外的SCL译码尝试来提高SCL译码性能.但SCLF译码算法为了提高译码性能而设置较大的路径保留数,导致译码复杂度偏高.通过动态选择路径保留数,提出了一种自适应连续消除列表比特翻转(adaptive-SCLF)AD-SCLF译码算法,该算法从较小的路径保留数(L=1)开始译码,并迭代地增加路径保留数,直到至少有一条路径通过循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)校验,保证在译码性能不变的情况下降低译码复杂度.仿真结果表明,在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise,AWGN)信道和Ray-leigh信道下,与传统SCLF译码算法相比,AD-SCLF算法在中高信噪比下明显降低了复杂度.     

一种简化的极化码串行消除列表译码算法

在未来5G通信技术中,3GPP组织已经确定将极化码作为增强移动宽带场景下的信道编码,但在其译码算法中,由于前景较好的串行消除列表(successive cancellation list, SCL)译码算法存在多余的计算,导致整个译码所需的时间步数大量增加。基于快速简化串行消除(fast simplified successive cancellation, Fast-SSC)译码算法,提出对传统SCL译码算法进行简化。通过串行消除(successive cancellation,SC)译码算法的译码过程,明确译码树的结构和分类。同时,对传统SCL译码树中特殊节点的路径度量值重新计算与证明,使得其值仅依赖于各自父节点的对数似然比值,避免对整个译码树遍历,从而消除冗余。通过仿真和实验结果表明,在保证纠错性能的前提下,简化后的SCL译码算法其特殊节点的路径度量值的计算复杂度更低,且整个译码所需的时间步数更少。     

基于奇偶校验和CRC校验的极化码栈译码方法

【目的】解决极化码串行抵消栈(successive cancellation stack, SCS)译码算法复杂度较高的问题。【方法】在SCS译码算法的基础上,首先提出一种基于奇偶校验(parity check, PC)和循环冗余校验(cyclic redundancy check, CRC)的串行抵消栈(parity check and CRC aided SCS,PC-CA-SCS)译码算法;根据极化码的构造理论,通过对子信道的突发错误分块来选择奇偶校验的位置,在译码过程中利用奇偶校验及时检测出错的译码路径来降低SCS译码算法的复杂度。然后根据极化码子信道的错误概率,提出一种基于关键集合和似然值的路径分裂策略,以降低SCS译码算法在译码过程中的路径分裂次数。最后对提出的路径分裂策略进行仿真试验。【结果】PC-CA-SCS译码算法与CRC辅助串行抵消列表(CRC-aided successive cancellation list, CA-SCL)译码算法相比,约有0.1 dB的增益,与CRC辅助串行抵消栈(CRC-aided successive cancellation stac...     

一种基于伴随式的乘积码迭代译码算法

通过改进传统线性分组码的伴随式译码算法，提出了一种低复杂度的列表译码算法，该算法通过组合线性分组码校验矩阵中权重较小的列向量进行译码并正确计算出各码字元素的软输出信息，应用该算法可以构造乘积码迭代译码器，比较其他同类算法，该算法不仅性能较好，适用码型范围较广，而且可以根据具体情况在译码复杂度和译码性能两者之间做出折衷选择，分析和仿真结果表明，该译码算法在误码性能和译码复杂度方面都优于传统的乘积码失代译码算法，能够有效应用于通信系统中实现纠错，具有很大的实际应用价值。     

极化码串行抵消译码算法的改进设计

极化码是基于信道极化(Channel Polarization)现象,首次以构造性的方法逼近信道容量的码。尽管极化码的编码和译码都具有较低的复杂度,但在中短码长时,极化码的性能并不理想,甚至不如LDPC和Turbo码。针对这一问题,提出了一种采用CRC作为内码,并与极化码级联的方案。与现有方案不同的是算法在译码时仅对内码位之间的位采用列表译,从而获得较低的译码复杂度。从仿真结果看,算法在BEC信道下可以显著地提高极化码的性能,并接近最大似然译码的性能;在AWGN信道下可以获得0.5dB的性能改善。     

一种新型可变半径的球形译码算法

在MIMO系统的信号检测算法中,球形译码算法的性能最接近最大似然检测算法,但传统的球形译码算法复杂度较高.详细分析了球形译码算法原理的基础上对传统算法进行改进,提出了一种新型可变半径的球形译码算法.仿真结果表明,新算法可以在保持译码性能的同时有效地降低运算复杂度,从而更适合现代无线通信实时性的要求.     

一种基于整数操作的极化码最小和译码算法

通过信道极化,极化码理论上证明可渐进达到香农限。文中研究极化码在高斯信道下的串行抵消(successive cancellation,SC)译码算法,提出了一种基于整数操作的最小和译码算法。算法中信道输出值被均匀量化后再取整数,作为SC译码器的输入;节点更新使用最小和算法,更新过程不需要量化操作,直接使用信道输出值量化后的整数值。数值仿真结果表明,在信噪比小于4 d B时,译码性能与基于浮点运算的原始SC译码一致;当误比特率为10-5时,提出的算法与原始SC译码的信噪比相差0.2 d B。所提出的算法便于硬件实现,运算中变量的大小都用8比特整数表示。     

低复杂度的新型球形译码检测算法

在多输入多输出(MIMO)信号检测算法中,球形译码检测算法的复杂度会随着半径的增大而迅速增加,代价较高。为了避免这一问题,提出一种改进的球形译码算法,该算法考虑改变搜索的起始位置,从最接近信号点上下限中间位置开始搜索,并根据信号点和中间位置的距离对信号点升序排序,随着译码半径的改变,排序不变,这样就减少搜索次数,降低算法复杂度。仿真结果表明,随着半径取值的增加,新型球形译码算法复杂度大幅度降低的同时,仍然保证了译码性能最接近性能最优的最大似然检测算法。     

Polar Codes多比特同时判定高输出SC算法研究

polar codes具有丰富的代数结构和优秀的分析特性,具有明确的编码方法和译码算法,但是其连续删除译码算法由于采用串行按位译码的方法,从而导致整体译码时间较长。利用改进的路径度量值计算方法减少了SC译码器判定的次数,从而使得整体的译码时间大大降低,提高了原SC算法测输出。实验数据表明该方法不仅拥有较低的译码时间,同时还能获得更好的性能。     

基于深度学习的极化码串行抵消译码优化算法

针对5G场景下极化码串行抵消译码算法低输出高延迟的问题,提出加快串行抵消译码过程中深度学习译码器整体译码速度的方案。该方案根据信道极化理论计算不同子信道的可靠性,通过调整参数的不同取值,剪掉译码树上均为固定位的叶子节点所在的子二叉树,从而减少深度学习译码器的数量,加快了整体的译码速度。仿真结果表明,所提出的方案不仅具有和原串行抵消算法相同的译码性能,而且降低了极化码串行抵消深度学习译码的时间复杂度。     

基于并行部分干扰对消检测的迭代多用户解码

基于用户信息比特最大后验概率解码的因子图表示及和-积算法，通过干扰估计值的渐进性能分析，提出了一种基于并行部分干扰对消检测的迭代多用户解码器，多用户检测模块的基本结构类似于并行部分干扰对消检测，但干扰估计来自信道译码模块，同时，信道译码模块还提供干扰估计误差特性，多用户检测模块据此选取消除估计多址干扰的比例，仿真结果表明，随着迭代次数的增加，这种接收器接近单用户系统性能。     

一种低复杂度多输入多输出球形译码算法

针对多输入多输出（MIMO）系统接收机的软输出MIMO译码问题,提出了一种低复杂度的球形译码算法.该算法基于传统的Dijkstra球形译码算法,引入查找表机制和单树更新软值（LLR）的算法,改进Dijkstra球形译码进出栈的方法,减少系统的存储开销.在不降低系统性能的前提下,有效减少接收机的复杂度.仿真结果表明,在不同调制方式下,新的球形译码算法与最大似然（ML）译码算法性能几乎相同,同时算法复杂度大为降低.     

一种新的混合多径干扰抵消方法

在CDMA上行链路中,由于信号的异步传输和多径传播,会引起多址干扰和多径干扰,使得传统的RAKE接收机性能变差．并行干扰抵消和串行干扰抵消可在一定程度上抑止干扰,但并行干扰抵消抗远近效应能力较差,串行干扰抵消会引入较大的处理延时．提出了一种新的混合干扰抵消接收机结构,具有低复杂度,低延时,抗远近效应等优点,可以有效克服多址干扰和多径干扰,性能明显优于上述两种干扰抵消方法．