技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信道編碼技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于概率計(jì)算的極化碼譯碼器和極化碼譯碼方法。

背景技術(shù)

極化碼(Polar?Codes)是2009年由E.Arikan提出的一種被嚴(yán)格證明可以達(dá)到信道容量的構(gòu)造性的信道編碼方法。圖1是使用極化碼譯碼的基本結(jié)構(gòu)框圖；圖2是信道極化的基本結(jié)構(gòu)組成示意圖。在進(jìn)行極化編碼之前，首先要對(duì)N＝2ⁿ個(gè)獨(dú)立的二進(jìn)制輸入信道(或先后N次反復(fù)使用同一個(gè)信道，即一個(gè)信道的N個(gè)可用時(shí)隙)，再利用信道極化的基本單元對(duì)二進(jìn)制輸入離散信道反復(fù)進(jìn)行極化，上式中，n為自然數(shù)。最基本的信道極化操作是對(duì)兩個(gè)相同的未經(jīng)極化的信道W:x→y進(jìn)行單步極化；其中，x是信道輸入符號(hào)的集合，對(duì)于二進(jìn)制輸入信道，x的取值范圍為{0,1}；y是信道輸出符號(hào)的集合。如圖2所示，該極化信道的輸入比特分別標(biāo)記為u₁和u₂，這兩個(gè)輸入比特通過一個(gè)模二加法器輸出得到x₁，同時(shí)將u₂直接賦值給x₂，也即x₁＝u₁⊕u₂，x₂＝u₂，式中⊕為模二加運(yùn)算。把x₁和x₂分別送入未經(jīng)極化信道W，其輸出為y₁和y₂。從該信道極化基本單元的輸入(u₁和u₂)和兩個(gè)信道的輸出(y₁和y₁)看，原本獨(dú)立的兩個(gè)未經(jīng)極化的信道W被合并成一個(gè)兩輸入兩輸出的向量信道W₂:x²→y²，其中，運(yùn)算為笛卡爾積。該向量信道包含兩個(gè)子信道(輸入為u₁輸出為y₁和y₂)和(輸入為u₂輸出為y₁和y₂)，這兩個(gè)子信道即是兩個(gè)極化信道。經(jīng)過該單步極化過程，從信道容量上看I(W2(1))+I(W2(2))=2×I(W),I(W2(1))≤I(W)≤I(W2(2)),]]>其中I(·)表示求信道容量的函數(shù)。也就是說：單步極化后，在和容量保持不變的情況下，相比原本未經(jīng)極化的信道，極化后的信道容量發(fā)生了偏離：一個(gè)增加，一個(gè)減少。如果對(duì)兩組已經(jīng)完成一次極化操作的信道，再在兩組互相獨(dú)立的轉(zhuǎn)移概率相同的極化信道之間，分別進(jìn)行單步極化操作，該偏離會(huì)更加明顯，這一組單步極化操作被稱為第二層極化操作，而前一組單步極化操作則稱為第一層極化操作。每多做一層極化操作，需要的信道數(shù)就會(huì)比原先多一倍。因此，對(duì)N＝2ⁿ個(gè)信道進(jìn)行完全的極化，共需要n層極化操作，且每一層的極化操作包括了N次單步極化操作。如不加特殊說明，“對(duì)N個(gè)信道進(jìn)行極化操作”是指完全極化。