一种极化码置信传播列表比特翻转译码方法

1.本发明涉及一种极化码置信传播列表比特翻转译码方法，属于信道编解码技术领域。


背景技术：

2.极化码是一种严格证明达到香农极限的编码方案，是5g信道编码技术之一。在循环冗余校验(cyclic redundancy check,crc)码的帮助下，串行抵消列表(successivecancellation list,scl)译码在列表长度足够大时可以达到最大似然(maximum likelihood,ml)界。尽管已经提出了各种自适应scl(adaptive successive cancellation list,ascl)译码算法来降低计算复杂度，但其译码延迟高的缺点仍然存在，而且由于译码器的硬输出特性，也不太适合于迭代检测和译码。另一种极化码译码方法是使用迭代的置信传播(belief propagation,bp)译码器，该译码器本质上是并行的，因此能够实现高吞吐量译码。此外，它是一种软输入/软输出(soft-in/soft-out,siso)译码器，因此非常适合迭代检测和译码。然而，与crc辅助的scl(crc-aided successivecancellation list,ca-scl)译码器相比，其主要缺点是误码率性能下降。进一步地，对于长度为n＝2^n的极化码，其因子图(factor graph,fg)由n层组成。由于任何层置换的fg表示相同的极化码，因此有学者提出了在多个置换的fg上进行置信传播列表(belief propagation list,bpl)译码，以实现优异的并行译码性能。在极化码和crc码的联合图上进行crc辅助bpl(crc-aidedbelief propagation list,ca-bpl)译码可以进一步提高译码性能。然而，在实际信噪比下，bpl和scl译码之间的性能差距仍然很大。
3.在bp译码过程中，信道噪声或极化码因子图上的短环引起的错误传播是产生错误比特的原因，通过对引起错误传播的错误比特进行翻转，可以获得较好的性能增益，这种方法被称为bp翻转(belief propagation flip,bpf)算法。与其它基于bp的算法相比，bpf译码利用了译码过程中的信息，例如对数似然比(log-likelihood ratio,llr)值和奇偶校验状态，因此它更针对被译码的码字。bpf译码的性能与识别易出错比特的度量高度相关。
4.shen等人(y.shen etc.//enhanced belief propagation decoder for 5g polar codes with bit-flipping,ieee trans.circuits syst.ii,exp.briefs)开发了一种直观的度量来识别具有最小llr幅度的比特，但该度量识别错误比特的准确度不高。比特翻转同样对bpl译码有效果，但是计算复杂度很高。
5.yang等人(y.yuyu etc.//noise-aided belief propagation list bit-flip decoder for polar codes,in proc.ieee int.conf.wireless commun.signal process)开发了bpl翻转(belief propagation list flip,bplf)译码，其中用一个表示各分支译码差异度的简单度量来识别易出错比特。然而，由于bpl译码中的不同bp分支并不总是生成不同的译码输出，该度量经常是无效的。此外，在每次翻转试验中，所有bp分支都被翻转，这是低效的。
6.上述方法虽然在性能上面得到了一定的提升，但是需要翻转多次低可靠的信息位
才能达到较为理想的性能。如何构造翻转位置集合使得在翻转次数尽量少的情况下明显提升bpl译码性能是bpl比特翻转译码技术的研究重点之一。
7.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种极化码置信传播列表比特翻转译码方法，相比于现有的多种译码方案，均取得了更加优异的译码性能，且时延和复杂度更低。
9.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
10.本发明公开了一种极化码置信传播列表比特翻转译码方法，包括如下步骤：
11.获取待译码信号；
12.根据所述待译码信号的对数自然比，基于bpl译码算法，得到多个初始的译码结果；
13.响应于存在一个初始的译码结果通过预设的译码校验，则输出通过校验的初始的译码结果作为待译码信号的最终译码结果，否则进入极化码置信传播列表比特翻转译码的步骤进行循环迭代译码，直至输出待译码信号的最终译码结果。
14.进一步的，所述极化码置信传播列表比特翻转译码的步骤包括：
15.获取初始的比特集；所述比特集包括信息比特集和翻转比特集；
16.根据所述初始的比特集或者上一次的比特集，得到当前的信息比特集；
17.根据所述当前的信息比特集和初始的译码结果或者上一次的译码结果，基于当前的信息比特集进行度量计算，得到当前的翻转比特集；
18.根据所述当前的翻转比特集，基于分支序号进行比特翻转和bpl译码，得到多个译码结果；
19.响应于未达到预设的译码结束条件且存在一个译码结果通过预设的译码校验，则输出通过校验的译码结果作为待译码信号的最终译码结果，否则重复进行度量计算的步骤，直至输出最终译码结果；
20.响应于达到预设的译码结束条件且不存在一个译码结果通过预设的译码校验，则输出与待译码信号距离最小的译码结果作为待译码信号的最终译码结果。
21.进一步的，所述预设的译码校验包括crc校验。
22.进一步的，所述预设的译码结束条件包括，
23.响应于当前的译码次数达到预设的最大翻转译码次数，则表示译码失败，输出与待译码信号距离最小的译码结果作为待译码信号的最终译码结果。
24.进一步的，所述初始的比特集包括初始的信息比特集a
(1)
和初始的翻转比特集f
(1)
，其中，初始的信息比特集a
(1)
根据遗传构造算法获取，初始的翻转比特集f
(1)
为空集；
25.所述当前的信息比特集的表达式如下：
26.a
(t)
＝a
(t-1)
/f
(t-1)
27.其中，a
(t)
表示当前的信息比特集；a
(t-1)
表示上一次的信息比特集；f
(t-1)
表示上一次的翻转比特集。
28.进一步的，根据所述当前的信息比特集和初始的译码结果或者上一次的译码结果，基于当前的信息比特集进行度量计算，得到当前的翻转比特集f
(t)
，包括如下步骤：
29.根据所述初始的译码结果或者上一次的译码结果，计算当前的信息比特集中的信息比特的翻转度量fm；
30.将当前的信息比特集中的信息比特的位置按翻转度量fm的值从大到小排序，取出前面的ω个信息比特存入当前的翻转比特集f
(t)
；
31.其中，所述翻转度量fm的表达式如下：
32.fmi＝(1-α)vmi+αemi33.式中，fmi表示第i个信息比特的翻转度量；α表示仿真系数；vmi表示第i个信息比特的投票度量；emi表示第i个信息比特的易出错度量。
34.进一步的，所述投票度量的表达式如下：
[0035][0036]
式中，vmi表示第i个信息比特的投票度量；
[0037]
表示对第i个信息比特进行bpl译码得到结果为0的个数；
[0038]
表示对第i个信息比特进行bpl译码得到结果为1的个数；
[0039]
表示和之中的较小值；
[0040]
表示和之中的较大值。
[0041]
进一步的，所述易出错度量的表达式如下：
[0042][0043]
式中，emi表示第i个信息比特的易出错度量；表示第l个bp译码分支的极化码因子图fg上左数起第二层第个信息比特的llr信息，π
l
表示第l个bp译码分支对应的置换(permutation)；
[0044]
表示极化码因子图fg上左数起第二层第i个信息比特的llr信息；
[0045]
sign表示符号函数，即x＞0时，sign(x)＞0，x＜0时，sign(x)＜0，x＝0时，sign(x)＝0。
[0046]
进一步的，得到当前的翻转比特集f
(t)
，还包括如下步骤：
[0047]
响应于翻转度量fm的值相同时，以至于存入当前的翻转比特集f
(t)
的信息比特的数量小于ω个时，计算当前的信息比特集a
(t)
中每个信息比特ui的llr度量；
[0048]
从当前的信息比特集a
(t)
中取llr度量最小的信息比特存入当前的翻转比特集f
(t)
直到当前的翻转比特集f
(t)
中的信息比特的数量达到ω个。
[0049]
进一步的，根据所述当前的翻转比特集，基于分支序号进行比特翻转和bpl译码，得到多个译码结果，包括：
[0050]
根据所述初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，计算得到与待译码信号距离最小的译码结果的bp译码分支的序号lc；
[0051]
根据所述初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，对当前的翻转比特集f
(t)
中的ω个信息比特进行翻转，即将f
(t)
中ω个信息比特的先验信息设置为+τ或-τ，得到包括2
ω
个先验信息的翻转后的信息比特的先验信息组合，一个bp译码分支的序号映射为一个先验信息，进而得到2
ω
个先验信息更新后的bp译码分支，更新后的bp译码分支都采用与第lc个bp译码分支相同的置换；
[0052]
根据初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，基于2
ω
个先验信息更新后的bp译码分支进行bpl译码算法，得到2
ω
个当前的译码结果。
[0053]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
[0054]
本发明的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，相比于现有的多种译码方案，均取得了更加优异的译码性能。与其他后处理方式相比，在翻转次数相同的情况下，性能更好，时延和复杂度更低。
附图说明
[0055]
图1是实施例提供的极化码置信传播列表比特翻转译码方法的流程图；
[0056]
图2是实施例提供的翻转比特的错误率对比图；
[0057]
图3是实施例提供的(1024，488+24)极化码的性能仿真图。
具体实施方式
[0058]
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0059]
本实施例提供了一种极化码置信传播列表比特翻转译码方法，包括如下步骤：
[0060]
获取待译码信号；
[0061]
根据待译码信号的对数自然比，基于bpl译码算法，得到多个初始的译码结果；
[0062]
响应于存在一个初始的译码结果通过预设的译码校验，则输出通过校验的初始的译码结果作为待译码信号的最终译码结果，否则进入极化码置信传播列表比特翻转译码的步骤进行循环迭代译码，直至输出待译码信号的最终译码结果。
[0063]
本发明以1/2码率的(1024，488+24)极化码为实施例，其中码长为n＝1024，信息位长度为k＝488，crc校验长度为24，对本发明提供了一种新型翻转位置集合构造方式用于极化码bpl比特翻转译码方法进行了详细的说明。根据elkelesh等人(a.elkelesh etc.//decoder-tailored polar code design using the genetic algorithm，ieee trans.commun.)提出的遗传算法构造(1024，488+24)极化码，其生成多项式为g(x)＝x
24
+x
23
+x6+x5+x1+1；根据geiselhart等人(m.geiselhart etc.//crc-aided belief propagation |ist decoding of polar codes，in proc.ieee int.symp.inf.theory(isit))提出的遗传算法进行bpl的置换构造，本实施例中的bpl译码算法设定并行的bp译码分支的个数即列表长度为l＝8，一个bp译码分支通过多次迭代译码得到一个译码结果，
本实施例中设定一个bp译码分支的最大迭代译码次数为i
max
＝100，译码结束条件设置为存在通过crc校验的译码结果或翻转译码次数达到预设的最大翻转译码次数t＝4，每次翻转的比特数为ω＝3。图1绘制的是本发明提出的高效的极化码置信传播列表比特翻转译码方法(以下简称为ebplf)的流程图，具体实施方式如下：
[0064]
步骤1：获取待译码信号；根据待译码信号的对数自然比，基于bpl译码算法，得到多个初始的译码结果；响应于存在一个初始的译码结果通过预设的译码校验，则输出通过校验的初始的译码结果作为待译码信号的最终译码结果，否则进入步骤2。
[0065]
具体的，基于bpl译码算法，对待译码信号y的对数自然比llr用含有8个bp译码分支的bpl译码器译码得到8个初始的译码结果
[0066]
若存在一个初始的译码结果通过预设的译码校验，则将该通过crc校验的bp译码分支的译码结果作为待译码信号的最终译码结果，译码结束。否则从初始的译码结果中找到与待译码信号距离最小的译码结果设定译码次数t＝2并转入步骤2。
[0067]
步骤2：根据bpl译码器得到的多个bp译码分支的译码结果构造翻转比特集f
(t)
，其中翻转比特集f
(t)
中含有的比特数为ω＝3；
[0068]
步骤201：在第t(2≤t≤4)次译码尝试前，根据上一次的信息比特集a
(t-1)
和上一次的翻转比特集f
(t-1)
，计算当前的翻转译码尝试前的信息比特集，如下：
[0069]a(t)
＝a
(t-1)
/f
(t-1)
[0070]
其中，a
(t)
表示当前的信息比特集；a
(t-1)
表示上一次的信息比特集，初始的信息比特集a
(1)
根据elkelesh等人(a.elkelesh etc.//decoder-tailored polar code design using the genetic algorithm，ieee trans.commun.)提出的遗传构造算法获取；f
(t-1)
表示上一次的翻转比特集，初始的翻转比特集f
(1)
为空集。
[0071]
步骤202：根据bpl译码器得到的多个bp译码分支的译码结果为当前的信息比特集a
(t)
中每个信息比特ui统计译码结果在提供0投票的个数和1投票的个数计算信息比特ui的投票度量，也即：
[0072][0073]
式中，vmi表示第i个信息比特的投票度量；
[0074]
表示对第i个信息比特进行bpl译码得到结果为0的个数；
[0075]
表示对第i个信息比特进行bpl译码得到结果为1的个数；
[0076]
表示和之中的较小值；
[0077]
表示和之中的较大值；
[0078]
同时，计算每个信息比特ui的易出错度量，也即：
[0079][0080]
式中，emi表示第i个信息比特的易出错度量；表示第l个bp译码分支的极化码因子图fg上左数起第二层第个信息比特的llr信息，π
l
表示第l个bp译码分支对应的置换(permutation)；
[0081]
表示极化码因子图fg上左数起第二层第i个信息比特的llr信息；
[0082]
sign表示符号函数，即x＞0时，sign(x)＞0，x＜0时，sign(x)＜0，x＝0时，sign(x)＝0。
[0083]
其中，本实施例中采用长度为n＝2n的极化码因子图(factor graph，fg)上共有n层计算节点和n+1层变量节点，其中最左侧层变量节点对应未编码比特，最右侧节点对应编码比特。
[0084]
步骤203：根据每个信息比特ui的投票度量和易出错度量，计算其翻转度量：
[0085]
fmi＝(1-α)vmi+αemi[0086]
式中，fmi表示第i个信息比特的翻转度量；α表示仿真系数；vmi表示第i个信息比特的投票度量；emi表示第i个信息比特的易出错度量。
[0087]
本实施例中的仿真系数α根据仿真数据确定为0.6，将当前的信息比特集a
(t)
中的信息比特的位置按翻转度量(fm)的值从大到小排序，取出前面的ω个信息比特存入当前的翻转比特集f
(t)
。
[0088]
图2绘制的是根据定义的度量lm、vm和fm，在每个通过bpl译码出错的(1024，488+24)极化码字中挑出翻转比特的错误率acc(lm)，acc(vm)和acc(fm)。在每个有译码错误的帧中，根据定义的lm、vm和fm度量找到3个比特，而这些比特相应的误比特率(即错误比特的预测精度)分别表示为acc(lm)，acc(vm)和acc(fm)。如图2所示，使用所提出的fm度量可以更准确地预测误差比特。例如，在eb/n0等于2.5db时，使用fm度量可以获得71％的预测精度，而使用lm度量和vm度量只能分别获得38％和56％的预测精度；
[0089]
步骤204：由于bpl各分支译码的结果可能相同，导致部分信息比特的翻转度量为0，进而导致存入当前的翻转比特集f
(t)
的信息比特的数量小于3个，此处，计算当前的信息比特集a
(t)
中每个信息比特ui的llr度量(llr metric，lm)：
[0090][0091]
式中，lmi表示第i个信息比特的llr度量；表示极化码因子图fg上最左侧层第i个信息比特的llr信息。
[0092]
从当前的信息比特集a
(t)
中找到lmi最小的信息比特存入当前的翻转比特集f
(t)
直到f
(t)
中的信息比特的数量达到3个，这样当翻转度量不为零的存入当前的翻转比特集f
(t)
的信息比特的数量不足3个时，可以将更多易出错的信息比特纳入当前的翻转比特集f
(t)
。
[0093]
步骤3：启动第t次译码，由于与待译码信号y距离最小的译码结果最可靠，因此
仅对在f
(t)
中的3个比特(i1，i2，i3)进行翻转；
[0094]
步骤301：根据初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，计算得到与待译码信号y距离最小的译码结果的bp译码分支的序号lc，其分支序号计算如下：
[0095][0096]
其中，lc表示与待译码信号y最小距离的bp译码分支序号；argmin表示求解取得最小值时的l；y表示待译码信号；表示第l个bp译码分支的译码结果；g表示极化码的生成矩阵。
[0097]
步骤302：根据初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，将第lc个bp译码分支的先验信息设置为+τ或-τ，且对当前的翻转比特集f
(t)
中的ω个信息比特进行翻转，得到包括2
ω
个先验信息的翻转后的信息比特的先验信息组合，一个bp译码分支的序号映射为一个先验信息，进而得到2
ω
个先验信息更新后的bp译码分支。
[0098]
需要说明的是，由于每个翻转比特的先验信息可以设置为+τ或-τ，所有翻转比特先验信息共有2
ω
个可能的组合，一个bp译码分支的序号映射为一个翻转比特的先验信息。为遍历所有先验信息的组合，需要产生2
ω
个分支，并将每个分支的序号l映射为所有可能的2
ω
个组合中的一个；注意由于bpl中l个分支的并行译码结构，新产生的2
ω
个分支完全复用bpl中的2
ω
个分支；
[0099]
具体的，根据步骤301得到的与待译码信号y距离最小的译码结果的第lc个bp译码分支，将当前的翻转比特集f
(t)
中的3个信息比特进行翻转，得到3个翻转后的信息比特。将每个翻转的信息比特的先验信息设置为+8或-8，这样可以有效提升比特翻转后的译码性能。根据初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，在bpl译码算法原有的8个bp译码分支上，根据每个分支的序号l的二进制展开式(b1，b2，b3)，如果b
ω
＝1(ω∈{1，2，3})则设置否则设置
[0100]
步骤303：根据初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，基于2
ω
个先验信息更新后的bp译码分支进行bpl译码算法，得到2
ω
个当前的译码结果。
[0101]
根据待译码信号的对数自然比，在新的8个bp译码分支上执行第t次译码，如果其中有一个分支的译码结果通过crc校验，输出译码结果为译码结束；否则如果当前的翻转译码次数未达到最大翻转译码次数t＜4，则t＝t+1并再次转入步骤2-步骤3，如果当前的翻转译码次数达到最大翻转译码次数t＝4则转入步骤4。本实施例中设定最大翻转译码次数t＝4。
[0102]
步骤4：响应于当前的译码次数达到预设的最大翻转译码次数t＝4，则表示译码失败，输出与待译码信号距离最小的译码结果作为待译码信号的最终译码结果，译码结束。
[0103]
图3绘制的是(1024，512)polar码的性能仿真图。通过大量仿真，确定α的值为0.6。我们将shen等人(y.shen etc.//enhanced belief propagation decoder for 5g polar codes with bit-flipping，ieee trans.circuits syst.ii，exp.briefs)开发的bpf译码、
yang等人(y.yuyu etc.//noise-aided belief propagation list bit-flip decoder for polar codes，in proc.ieee int.conf. wireless commun.signal process)开发的bplf译码和zhang等人(c.zhang etc.//efficient adaptive list successive cancellation decoder for polar codes，in proc.48th asilomar conf.signals，syst.comput.)开发的ascl译码与我们设计的高效bplf(efficient bplf，ebplf)译码进行了比较，其中ascl译码的最大列表长度为l
max
＝8。从图3仿真结果来看，本发明设计的ebplf译码取得了比其它先进的循环迭代译码算法更优的性能，而且在实际信噪比下性能超过了ascl译码。
[0104]
表1比较了(1024，512)polar码在ascl和本发明提出的ebplf译码下的时延。polar码和译码算法的设置与图3相同。使用时间步数(time steps，ts)作为ebplf和ascl的参数单位。如果采用全并行实现，则bplf和scl都能使用一个ts完成fg图上的单层llr更新。从表1仿真结果来看，本发明设计的ebplf译码取得了比ascl译码低得多的时延，因此相比ascl译码更适合对时延和吞吐量要求高的通信场景。
[0105][0106]
表1
[0107]
综上所述，本发明的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，适用于无线通信中的信道编码技术领域，在极化码bpl译码失败的情况下根据多因子图上每个比特的译码多样性和可靠性，构建一个增强的翻转比特位置集合，然后利用bpl的并行译码结构使用一种高效的比特翻转策略对识别出的易错比特进行翻转，以改善bpl译码的性能。本发明所提出的翻转位置构造策略有效提高了比特翻转的正确率，结合所提出的高效比特翻转策略，能够有效提高bpl比特翻转译码的性能，在实际信噪比下性能能够达到甚至超过5g标准中的ca-scl译码，同时获得比ca-scl译码更低的时延，更适合对时延和吞吐量要求较高的通信场景。
[0108]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0109]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0110]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指
令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0111]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0112]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，包括如下步骤：获取待译码信号；根据所述待译码信号的对数自然比，基于bpl译码算法，得到多个初始的译码结果；响应于存在一个初始的译码结果通过预设的译码校验，则输出通过校验的初始的译码结果作为待译码信号的最终译码结果，否则进入极化码置信传播列表比特翻转译码的步骤进行循环迭代译码，直至输出待译码信号的最终译码结果。2.根据权利要求1所述的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，所述极化码置信传播列表比特翻转译码的步骤包括：获取初始的比特集；所述比特集包括信息比特集和翻转比特集；根据所述初始的比特集或者上一次的比特集，得到当前的信息比特集；根据所述当前的信息比特集和初始的译码结果或者上一次的译码结果，基于当前的信息比特集进行度量计算，得到当前的翻转比特集；根据所述当前的翻转比特集，基于分支序号进行比特翻转和bpl译码，得到多个译码结果；响应于未达到预设的译码结束条件且存在一个译码结果通过预设的译码校验，则输出通过校验的译码结果作为待译码信号的最终译码结果，否则重复进行度量计算的步骤，直至输出最终译码结果；响应于达到预设的译码结束条件且不存在一个译码结果通过预设的译码校验，则输出与待译码信号距离最小的译码结果作为待译码信号的最终译码结果。3.根据权利要求2所述的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，所述预设的译码校验包括crc校验。4.根据权利要求2所述的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，所述预设的译码结束条件包括，响应于当前的译码次数达到预设的最大翻转译码次数，则表示译码失败，输出与待译码信号距离最小的译码结果作为待译码信号的最终译码结果。5.根据权利要求2所述的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，所述初始的比特集包括初始的信息比特集a
(1)
和初始的翻转比特集f
(1)
，其中，初始的信息比特集a
(1)
根据遗传构造算法获取，初始的翻转比特集f
(1)
为空集；所述当前的信息比特集的表达式如下：a
(t)
＝a
(t-1)
/f
(t-1)
其中，a
(t)
表示当前的信息比特集；a
(t-1)
表示上一次的信息比特集；f
(t-1)
表示上一次的翻转比特集。6.根据权利要求5所述的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，根据所述当前的信息比特集和初始的译码结果或者上一次的译码结果，基于当前的信息比特集进行度量计算，得到当前的翻转比特集f
(t)
，包括如下步骤：根据所述初始的译码结果或者上一次的译码结果，计算当前的信息比特集中的信息比特的翻转度量fm；将当前的信息比特集中的信息比特的位置按翻转度量fm的值从大到小排序，取出前面的ω个信息比特存入当前的翻转比特集f
(t)
；
其中，所述翻转度量fm的表达式如下：fm
i
＝(1-α)vm
i
+αem
i
式中，fm
i
表示第i个信息比特的翻转度量；α表示仿真系数；vm
i
表示第i个信息比特的投票度量；em
i
表示第i个信息比特的易出错度量。7.根据权利要求6所述的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，所述投票度量的表达式如下：式中，vm
i
表示第i个信息比特的投票度量；表示对第i个信息比特进行bpl译码得到结果为0的个数；表示对第i个信息比特进行bpl译码得到结果为1的个数；表示和之中的较小值；表示和之中的较大值。8.根据权利要求6所述的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，所述易出错度量的表达式如下：式中，em
i
表示第i个信息比特的易出错度量；表示第l个bp译码分支的极化码因子图fg上左数起第二层第个信息比特的llr信息，π
l
表示第l个bp译码分支对应的置换(permutation)；表示极化码因子图fg上左数起第二层第i个信息比特的llr信息；sign表示符号函数，即x>0时，sign(x)>0，x<0时，sign(x)<0，x＝0时，sign(x)＝0。9.根据权利要求6所述的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，得到当前的翻转比特集f
(t)
，还包括如下步骤：响应于翻转度量fm的值相同时，以至于存入当前的翻转比特集f
(t)
的信息比特的数量小于ω个时，计算当前的信息比特集a
(t)
中每个信息比特u
i
的llr度量；从当前的信息比特集a
(t)
中取llr度量最小的信息比特存入当前的翻转比特集f
(t)
直到当前的翻转比特集f
(t)
中的信息比特的数量达到ω个。10.根据权利要求6所述的极化码置信传播列表比特翻转译码方法，其特征是，根据所述当前的翻转比特集，基于分支序号进行比特翻转和bpl译码，得到多个译码结果，包括：根据所述初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，计算得到与待译码信号距离最小的译码结果的bp译码分支的序号l
c
；
根据所述初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，对当前的翻转比特集f
(t)
中的ω个信息比特进行翻转，即将f
(t)
中ω个信息比特的先验信息设置为+τ或-τ，得到包括2
ω
个先验信息的翻转后的信息比特的先验信息组合，一个bp译码分支的序号映射为一个先验信息，进而得到2
ω
个先验信息更新后的bp译码分支，更新后的bp译码分支都采用与第l
c
个bp译码分支相同的置换；根据初始的译码结果或者上一次翻转的译码结果，基于2
ω
个先验信息更新后的bp译码分支进行bpl译码算法，得到2
ω
个当前的译码结果。

技术总结
本发明公开了一种极化码置信传播列表比特翻转译码方法，包括如下步骤：获取待译码信号；根据待译码信号的对数自然比，基于BPL译码算法，得到多个初始的译码结果；响应于存在一个初始的译码结果通过预设的译码校验，则输出通过校验的初始的译码结果作为待译码信号的最终译码结果，否则进入极化码置信传播列表比特翻转译码的步骤进行循环迭代译码，直至输出待译码信号的最终译码结果。相比于现有的多种译码方案，均取得了更加优异的译码性能，且时延和复杂度更低。延和复杂度更低。延和复杂度更低。


技术研发人员：吴晓富 王忱
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/9