18、5G 车载通信低延迟 SCAN - Flip 极性解码器解析

5G 车载通信低延迟 SCAN - Flip 极性解码器解析

1. 引言

在短到中等码长的编码中，连续消除（SC）解码下的纠错性能不如 Turbo 码或低密度奇偶校验（LDPC）码。为了提高有限码长的性能，引入了许多解码方法，如 SC 列表（SCL）解码和 SC 堆栈（SCS）解码，但这些方法的计算复杂度和解码延迟比原始的 SC 解码算法更高。为了降低解码延迟，提出了具有并行消息传播的置信传播（BP）解码，但它的纠错性能比 SC 解码差。

软消除（SCAN）解码器是 SC 解码器和 BP 解码器的组合，具有比 SC 和 BP 解码器更好的性能。连续消除翻转（SCF）解码器能够提供与小列表大小的 SCL 解码器相当的纠错性能，同时复杂度接近 SCAN。然而，SCF 解码器在选择错误的翻转位置时会有较高的最坏情况延迟。

本文将 SCF 解码器的翻转思想引入 SCAN 解码器，通过根据先前的解码过程初始化 β 对数似然比（LLR），新的解码算法具有比原始 SCF 解码器更好的纠错性能和更低的解码延迟。此外，还为解码器提出了一种新的路径度量，以进一步提高纠错性能。

2. 预备知识

2.1 极性码

极性码由 (N, K, I) 表征，属于线性分组码。其中，N = 2ⁿ 是极性码的长度，K 是信息位的数量，集合 I 表示 K 个信息子信道的位置。极性码可以通过信道极化现象达到信道容量。

信道极化定理表明，当码长 N 趋于无穷大时，极化子信道要么成为无噪声信道，要么成为纯噪声信道。通过在可靠子信道上传输信息位，在不可靠子信道上传输发射机和接收机都已知的冻结位，极性码可以在 SC 解码器下达到容量。