1.一种基于关键集的极化码简化SCL(Successive Cancellation List of Polar Codes Based on Critical Sets,CS‑SCL)译码方法,其特征在于:针对串行抵消列表(Successive Cancellation List,SCL)译码器的计算复杂度较高的问题,首先根据极化码的信道特性,综合考虑信息比特位的最低汉明权重(Minimum Humming Weight,MHW)和信道可靠度构造关键集,在关键集内的信息比特仍然执行SCL译码,进行路径分裂,在关键集外的信息比特直接进行硬判决,不进行路径分裂;该方法的具体包括如下步骤:步骤一:选定待设计的极化码码长N,信息比特数m以及循环冗余校验(Cycle Redundancy Check,CRC)码的位数r,对于一个给定的子信道索引i,其二进制扩展为B=(bn‑1,...,b1,b0),则子信道i对应的极化权重(polarization weight,PW)被定义为式(1):利用极化权重法计算每一个分裂信道的极化权重值,其中,PW值为0表示该信道传输冻结比特,PW值为正表示该信道传输非冻结比特,PW值越大表明该信道越可靠,依据信道可靠度由高到低对所有分裂信道进行排序,得到排序后的分裂信道位置索引值序列,选择前m+r个可靠度最大的分裂信道,即 中前m+r个索引值所对应的分裂信道作为非冻结比特集合cA,剩下的N‑m‑r个分裂信道作为冻结比特(通常设置为0)集合A;
步骤二:对序列 进行CRC编码,在 的最后添加r位CRC校验码用于校验前面所有比特从而得到序列步骤三:对序列 进行极化码编码,将序列 作为非冻结比特输入至极化码编码器进行极化码编码得到极化码编码后的码字 再将 传入信道进行传输;
步骤四:将极化码分解为6个子极化码,第1个子极化码和最后1个子极化码的码长为Nn‑2 n‑3=2 ,分别对应比特位索引最小和最大的部分,其余4个子极化码的码长为N=2 ,位于两个较长的子极化码之间;
定义MHW集合和次最小HMW集合定义分别为:
其中,生成矩阵GN中第i行的汉明权重值 为元素1的个数,公式(2)和(3)中的dm和ds分别表示非冻结比特集合的MHW和次MHW;
将每一个子极化码中具有公式(2)所示的MHW比特位的索引值纳入关键集中,若子极化码中具有MHW的比特位数目小于非冻结比特集合元素个数的1%(四舍五入),则再将该子极化码中具有公式(3)所示的次MHW比特位的索引纳入关键集中;
步骤五:利用极化权重法算出每个信道的极化权重值,从而对信道的可靠度从小到大进行排序,引用变量a控制低可靠度信道数量,将a%非冻结比特中低极化权重值的信道索引添加到关键集中,a可根据目标误块率灵活选取:若对纠错性能要求较高,则在误块率几乎没有降低的情况下(相较于没有采取路径减少的原SCL译码方法),取最小百分比低PW值的信道加入关键集;若对纠错性能要求较低,则按目标误块率取a%低PW值的信道加入关键集;
步骤六:译码,接收端在译码时首先将接收信号转换为对数似然比(Logarithm Likelihood Ratio,LLR),然后计算每个比特的判决LLR;
在关键集内的信息比特仍然执行SCL译码,进行路径分裂,保留比特的“0”和“1”两种结果,并按式(4)根据LLR更新路径度量(Path Metric,PM)值,路径度量值越大,对应译码路径的置信度越小;
在实际应用中为了便于硬件实现,可使用式(5)来简化表示:
在关键集外的信息比特直接进行硬判决,比特判决准则如式(6):
在译码结束后从通过CRC校验的路径中选择PM最小的路径作为译码器的输出结果。