本發(fā)明涉及的是一種通信編碼領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器。

背景技術(shù)：

1、作為第五代移動通信的控制信道編碼方案，極化碼基本譯碼算法包括連續(xù)消除(successive?cancellation，sc)、連續(xù)消除列表(successive?cancellation?list，scl)以及帶有循環(huán)冗余校驗輔助的連續(xù)消除(crc-aided?successive?cancellation?list，ca-scl)譯碼，但現(xiàn)有譯碼算法時延較大。相比之下并行的多比特連續(xù)消除列表譯碼算法(multi-bit?successive?cancellation?list，mscl)雖然允許同時譯碼m個比特，但從串行逐比特到并行多比特的譯碼轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致極化碼譯碼算法復(fù)雜度隨m呈指數(shù)倍數(shù)增加的問題，硬件實現(xiàn)資源消耗急劇增大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，通過關(guān)鍵集合確認(rèn)不同節(jié)點類型對應(yīng)的關(guān)鍵圖樣，篩選出在不同譯碼節(jié)點中可靠性更高的路徑，從而有效減少路徑排序的復(fù)雜度和譯碼延遲，實現(xiàn)高吞吐率低時延效果。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明涉及一種關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，包括：用于存儲似然比、信息比特估計值和編碼的凍結(jié)比特信息的存儲單元、l個由m個子譯碼器構(gòu)成的sc譯碼器、用于路徑計算、路徑剪枝和路徑排序的路徑管理單元以及部分和計算單元，其中：sc譯碼器根據(jù)存儲單元輸出的對數(shù)似然比(llr)以及部分和單元輸出的部分和us，經(jīng)若干級f或g函數(shù)的計算，得出m個llr后分別輸出至路徑管理單元及存儲在中間llr存儲單元中以待下一次譯碼重用；路徑管理單元根據(jù)l個sc譯碼器中計算的l×m個llr，選擇出可靠性最高的l條路徑；部分和計算單元根據(jù)對l條路徑進(jìn)行異或操作，并將計算出的l個部分和us送入對應(yīng)的sc譯碼器進(jìn)行下一次譯碼。

4、技術(shù)效果

5、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于關(guān)鍵集合提出的剪枝算法通過關(guān)鍵集合確認(rèn)不同節(jié)點類型的關(guān)鍵圖樣，從而剪枝出可靠性高的路徑，減少譯碼算法的計算復(fù)雜度；根據(jù)信道條件和譯碼要求調(diào)整譯碼性能的譯碼方案通過調(diào)整關(guān)鍵集合中一些特殊關(guān)鍵圖樣中關(guān)鍵比特的數(shù)量調(diào)整剪枝路徑數(shù)，實現(xiàn)譯碼的誤碼率與算法復(fù)雜度的調(diào)節(jié)；根據(jù)剪枝算法和方案設(shè)計的路徑管理模塊包括路徑計算、路徑剪枝和路徑排序三個模塊，根據(jù)不同節(jié)點的關(guān)鍵圖樣計算、剪枝并排序路徑權(quán)值，最終選擇出可靠性最高的l條路徑，可以減少資源使用量。

技術(shù)特征：

1.一種關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，其特征在于，包括：用于存儲似然比、信息比特估計值和編碼的凍結(jié)比特信息的存儲單元、l個由m個子譯碼器構(gòu)成的sc譯碼器、用于路徑計算、路徑剪枝和路徑排序的路徑管理單元以及部分和計算單元，其中：sc譯碼器根據(jù)存儲單元輸出的對數(shù)似然比(llr)以及部分和單元輸出的部分和us，經(jīng)若干級f或g函數(shù)的計算，得出m個llr后分別輸出至路徑管理單元及存儲在中間llr存儲單元中以待下一次譯碼重用；路徑管理單元根據(jù)l個sc譯碼器中計算的l×m個llr，選擇出可靠性最高的l條路徑；部分和計算單元根據(jù)對l條路徑進(jìn)行異或操作，并將計算出的l個部分和us送入對應(yīng)的sc譯碼器進(jìn)行下一次譯碼。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，其特征是，所述的存儲單元包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，其特征是，所述的sc譯碼器由若干個并聯(lián)的子譯碼器組成，根據(jù)當(dāng)前譯碼時刻的llr逐層對譯碼樹的左右孩子進(jìn)行計算f(a，b)＝sgn(a)sgn(b)min(|a|，|b|)和其中：a和b表示llr，表示部分和；從而實現(xiàn)llr的傳遞，最終在該譯碼比特對應(yīng)葉子節(jié)點上得到信息比特估計度量值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，其特征是，所述的子譯碼器由p/m個pe計算單元組成，其中：f運算根據(jù)g函數(shù)中兩llr做加法和減法的輸出符號位判斷大小，g運算通過兩次減法運算實現(xiàn)|b|-|a|。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，其特征是，所述的路徑管理單元包括：依次相連的改進(jìn)路徑計算模塊、路徑剪枝模塊和路徑排序模塊，其中：l個改進(jìn)路徑計算模塊分別根據(jù)l個sc譯碼器中計算的l×m個llr，計算出當(dāng)前譯碼的信息比特個數(shù)m可能產(chǎn)生的2ml條譯碼路徑對應(yīng)的路徑權(quán)值pm，每個路徑剪枝模塊根m個信息比特中關(guān)鍵比特s的個數(shù)確認(rèn)對應(yīng)的關(guān)鍵圖樣類型剪枝出2s條路徑，路徑排序模塊將剪枝后的2sl條路徑排序選擇出可靠性最高的l條。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，其特征是，所述的改進(jìn)路徑計算模塊包括：128個路徑計算單元，每個路徑計算單元包括4個4選1選擇器和3個加法器；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，其特征是，所述的剪枝模塊包括：127個2選1比較器和一個7選1選擇器，節(jié)點類型作為選擇器的輸入；

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，其特征是，所述的路徑排序模塊包括比較器和選擇器，根據(jù)路徑剪枝出的數(shù)量決定32選4，16選4或8選4，實現(xiàn)雙調(diào)排序算法；

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，其特征是，所述的部分和計算模塊包括寄存器和異或門，實現(xiàn)部分和計算。

技術(shù)總結(jié)
一種關(guān)鍵集合輔助的多比特極化碼譯碼器，包括：用于存儲似然比、信息比特估計值和編碼的凍結(jié)比特信息的存儲單元、L個由M個子譯碼器構(gòu)成的SC譯碼器、用于路徑計算、路徑剪枝和路徑排序的路徑管理單元以及部分和計算單元，本發(fā)明通過關(guān)鍵集合確認(rèn)不同節(jié)點類型對應(yīng)的關(guān)鍵圖樣，篩選出在不同譯碼節(jié)點中可靠性更高的路徑，從而有效減少路徑排序的復(fù)雜度和譯碼延遲，實現(xiàn)高吞吐率低時延效果。

技術(shù)研發(fā)人員：陳珊,曹姍,江立旻,姜之源
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19