一种CA-SCL译码的CRC并行计算方法及装置

技术领域

本发明属于无线通信技术，特别是一种用于极化码的循环冗余校验协助的串行抵消列表(简称，CA-SCL)并行译码算法的循环冗余校验(简称，CRC)并行计算的方法和装置。

背景技术

随着信息通信技术的不断发展，人们对通信系统的可靠性和容错能力的要求越来越高。极化码作为一种新型的编码方式，是一种通过严格数学方法证明能达到信道容量极限的编码方案，具有解码简单、性能优异等优点，在通信系统中得到了广泛应用。基于CRC和串行抵消列表(简称,SCL)的CA-SCL译码算法，因其优良的纠错性能，在极化码解码过程中得到广泛应用。为增大CA-SCL译码算法的吞吐率，通过在硬件上先验地执行所有部分和可能的计算，基于已知的部分和，选择输出适当的预计算结果的算法结构，可以实现CA-SCL译码器的单时钟周期多比特译码并行输出。

应用于CA-SCL的CRC的计算方式一般有两种方式：

1、根据SCL译码算法，完成所有的译码输出后，对译码保留路径进行CRC计算；

2、随着SCL译码结果地输出，CRC计算也同时进行。

方式一适用于CA-SCL串行和并行译码算法，但由于待计算的CRC数据较大，因此需要消耗较大的硬件资源，同时为了降低组合时延，会增加流水线以至于进一步增大硬件资源消耗面积；

方式二可以避免方式一带来高硬件资源消耗的问题，但由于CA-SCL译码算法的译码路径拓展和剪枝操作，会对每个译码周期的CRC计算参数更新带来困难，而且由于CA-SCL并行译码算法会带来更急剧的路径拓展，因此CA-SCL并行译码算法更难适用于方式二。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种CA-SCL译码的CRC并行计算方法和装置，以实现在保持CA-SCL并行译码算法高吞吐率的同时，减少译码中CRC计算部分的复杂度，降低所消耗的硬件资源。

本发明的一种CA-SCL译码的CRC并行计算方法包括：

获取当前时钟周期的译码拓展路径集A；

path

根据各译码拓展路径的PM

B＝{path

path

获取各译码保留路径匹配的上一时钟周期的CRC计算结果；

利用各译码保留路径匹配的上一时钟周期CRC计算结果，计算当前时钟周期各译码保留路径的CRC结果；

在每个时钟周期重复执行上述步骤，直至译码器译出了所有的译码结果，获得最终的译码保留路径集B和最终各译码保留路径的CRC结果；

如果有译码保留路径的CRC结果为0，选择CRC结果为0且PM

进一步的，所述根据各译码拓展路径的PM

按照各译码拓展路径的PM

按照译码拓展路径对应的SC译码器编号从小到大的顺序，对路径度量值相同的译码拓展路径进行排序；

选择排序靠前的L条译码拓展路径，作为当前时钟周期译码保留路径集B；

按照B中各译码保留路径的排序，将各译码保留路径传送到编号从小到大的SC译码器。

进一步的，所述获取各译码保留路径匹配的上一时钟周期的CRC计算结果包括：

按照B中各译码保留路径的排序，依次选择译码保留路径；

从保存的上一时钟周期CRC结果信息表中选择CRC结果编号β

进一步的，所述利用各译码保留路径匹配的上一时钟周期CRC计算结果，计算当前时钟周期各译码保留路径的CRC结果包括：

从译码保留路径path

将message

j＝CRC标准长度-q

将

对所述r

本发明的一种CA-SCL译码的CRC并行计算装置，包括：

译码拓展路径获取模块，用于从译码器获取当前时钟周期的译码拓展路径集A；

path

译码保留路径获取模块，用于获得当前时钟周期译码保留路径集B；

B＝{path

path

CRC结果匹配模块，用于获取各译码保留路径匹配的上一时钟周期的CRC计算结果；

CRC计算模块，用于利用各译码保留路径匹配的上一时钟周期CRC计算结果，计算当前时钟周期各译码保留路径的CRC结果；

译码结果获取模块，用于获取最终的译码结果；

在译码器译出所有的译码结果后，将当前时钟周期的译码保留路径集B作为最终的译码保留路径集，将当前时钟周期各译码保留路径的CRC结果作为各译码保留路径的最终CRC结果；

如果有译码保留路径的最终CRC结果为0，选择CRC结果为0且PM

进一步的，所述译码保留路径获取模块包括：

译码拓展路径排序单元，用于对各译码拓展路径进行排序；所述排序方法为：按照各译码拓展路径的路径度量值从小到大的顺序，对A中的各译码拓展路径进行排序，按照译码拓展路径对应的SC译码器编号从小到大的顺序，对路径度量值相同的译码拓展路径进行排序；

译码保留路径选择单元，用于选择排序靠前的L条译码拓展路径，作为当前时钟周期译码保留路径，获得当前时钟周期译码保留路径集B；

译码路径分配单元，用于按照B中各译码保留路径的排序，将各译码保留路径传送到编号从小到大的SC译码器。

进一步的，所述CRC结果匹配模块包括：

译码保留路径选择单元，按照当前时钟周期译码保留路径集中各译码保留路径的排序，依次选择译码保留路径；

CRC结果匹配单元，从上一时钟周期CRC结果信息表K′中选择CRC结果编号β

进一步的，所述CRC计算模块包括：

信息比特提取单元，用于从多译码比特中提取信息比特；

根据冻结比特的位置序列先验信息，从译码保留路径path

待计算CRC信息获取单元，用于获取待计算CRC信息r

将message

j＝CRC标准长度-q

将

CRC校验计算单元，用于对所述r

在本发明的技术方案中，本发明针对CA-SCL并行译码器单时钟输出多个比特造成的路径扩展急剧增大所引发的CRC并行计算困难的问题，提出了一种低资源消耗的方法和装置。通过本发明，可以实现每次的CRC计算快速承接前段的CRC计算结果，而且每次的CRC计算量控制在不大于并行输出的n比特的范围内，能够在保持CA-SCL并行译码算法高吞吐率的同时，还有效减少译码中CRC计算部分的复杂度，有效降低所消耗的硬件资源。

附图说明

图1是本发明具体实施例1CRC并行计算方法流程图；

图2是本发明具体实施例2CRC并行计算装置结构示意图；

具体实施方式

为了更好的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

本发明下述具体实施例中，CA-SCL并行译码算法最大保留译码路径的数量为L,当译码拓展路径的数量超过L时，将从所有拓展路径中选出路径度量值最小的L条译码路径作为继续译码的L条保留译码路径。一个译码时钟周期并行译码输出的n位多译码比特data；data中含有q位信息比特message，其余为冻结比特；当前时钟周期译码拓展路径集为

具体实施例1

本实施例为本发明CA-SCL译码的CRC并行计算方法的一种优选实施方式。

参见图1，如图1所示，本实施例的方法包括：

S101、获取当前时钟周期的译码拓展路径集A；

其中，当前时钟周期各译码拓展路径信息为：

path

α

本具体实施中，本步骤的多译码比特data

S102、获得当前时钟周期译码保留路径集B；

本具体实施例中，本步骤可进一步包括：

S1021、按照各译码拓展路径的路径度量值从小到大的顺序，对A中的各译码拓展路径进行排序；

S1022、按照译码拓展路径对应的SC译码器编号从小到大的顺序，对路径度量值相同的译码拓展路径进行排序；

S1023、选择排序靠前的L条译码拓展路径，作为当前时钟周期译码保留路径集B；

B＝{path

S1024、按照B中各译码保留路径的排序，将各译码保留路径传送到编号从小到大的SC译码器。

S103、获取各译码保留路径匹配的上一时钟周期的CRC计算结果；

本具体实施例中，本步骤可进一步包括：

S1031、按照B中各译码保留路径的排序，依次选择译码保留路径；

S1032、从保存的上一时钟周期CRC结果信息表中选择CRC结果编号β

S104、利用各译码保留路径匹配的上一时钟周期CRC计算结果，计算当前时钟周期各译码保留路径的CRC结果；

本具体实施例中，本步骤可进一步包括：

S1041、根据冻结比特的位置序列先验信息，从译码保留路径path

S1042、将message

j＝CRC标准长度-q

S1043、将

S1044、对所述r

本步骤中，所述对所述r

步骤一、将r

步骤二、判断步骤一的运算结果为0；

步骤三、如果运算结果不为0，将

步骤四、循环执行步骤一～步骤三步骤q次，获得译码保留路径path

重复执行步骤S103和步骤S104,直到完成全部L条译码保留路径的当前时钟周期CRC计算；获得当前时钟周期各译码保留路径的CRC结果信息集K；

K＝{c

c

β

S105、在译码时钟的上升沿用当前时钟周期的K更新K′；

S106、判断译码器是否已译出所有译码结果，如果是，执行步骤S107,否则，在下一个译码时钟周期执行步骤S101；在每个时钟周期重复执行S101-S105，直至译码器译出了所有的译码结果；

S107、根据译码保留集和各译码保留路径的CRC结果选择最终译码结果；

将当前时钟周期的B作为最终的译码保留路径集，将当前时钟周期的K作为最终各译码保留路径的CRC结果；如果有译码保留路径的CRC结果为0，选择CRC结果为0且PM

具体实施例2

本实施例为本发明CA-SCL译码的CRC并行计算装置的一种优选实施方式。

参见图2，如图2所示，本实施例的装置包括：

译码拓展路径获取模块，用于从译码器获取当前时钟周期的译码拓展路径集A；

其中，当前时钟周期各译码拓展路径信息为：

path

α

本具体实施中，本步骤的多译码比特data

译码保留路径获取模块，用于获得当前时钟周期译码保留路径集B；

本具体实施例中，所述译码保留路径获取模块可进一步包括：

译码拓展路径排序单元，用于对各译码拓展路径进行排序；所述排序方法为：按照各译码拓展路径的路径度量值从小到大的顺序，对A中的各译码拓展路径进行排序，按照译码拓展路径对应的SC译码器编号从小到大的顺序，对路径度量值相同的译码拓展路径进行排序；

译码保留路径选择单元，用于选择排序靠前的L条译码拓展路径，作为当前时钟周期译码保留路径，获得当前时钟周期译码保留路径集B；

B＝{path

译码路径分配单元，用于按照B中各译码保留路径的排序，将各译码保留路径传送到编号从小到大的SC译码器。

CRC结果匹配模块，用于获取各译码保留路径匹配的上一时钟周期的CRC计算结果；

本实施例中，所述CRC结果匹配模块可以进一步包括：

译码保留路径选择单元，按照当前时钟周期译码保留路径集中各译码保留路径的排序，依次选择译码保留路径；

CRC结果匹配单元，从保存的上一时钟周期CRC结果信息表K′中选择CRC结果编号β

CRC计算模块，用于利用各译码保留路径匹配的上一时钟周期CRC计算结果，计算当前时钟周期各译码保留路径的CRC结果；

本具体实施例中，所述CRC计算模块可进一步包括：

信息比特提取单元，用于从多译码比特中提取信息比特；

根据冻结比特的位置序列先验信息，从译码保留路径path

待计算CRC信息获取单元，用于获取待计算CRC信息r

将message

j＝CRC标准长度-q

将

CRC校验计算单元，用于对所述r

本实施例中，本单元对所述r

步骤一、将r

步骤二、判断步骤一的运算结果为0；

步骤三、如果运算结果不为0，将

步骤四、循环执行步骤一～步骤三步骤q次，获得译码保留路径path

信息更新模块，用于更新保存的上一时钟周期的译码保留路径集B′和CRC结果信息集K′；

在译码时钟的上升沿用当前时钟周期的K更新K′；

K＝{c

c

β

译码结果获取模块，用于获取最终的译码结果；

译码器译出所有的译码结果后，将当前时钟周期的译码保留路径集B作为最终的译码保留路径集，将当前时钟周期各译码保留路径的CRC结果作为各译码保留路径的最终CRC结果；

如果有译码保留路径的最终CRC结果为0，选择CRC结果为0且PM

在本发明上述具体实施例的技术方案中，本发明针对CA-SCL并行译码器在单时钟周期输出多个译码比特的应用场景下，提出了一种降低资源消耗的CRC计算的方法和装置。通过本发明，将原本整个较长的译码输出数据的CRC计算分成了对单时钟周期并行输出的多个小段译码输出数据的分时CRC计算，

CRC数据量计算减少直接地降低CRC计算所消耗地硬件资源面积；同时对译码路径和CRC计算结果的简单编号，通过本发明的匹配算法，可以在每个译码时钟周期实现快速承接译码路径前段的CRC计算结果，在每个译码时钟周期实现新的小数据量的计算，这将大幅降低CRC计算的组合时延，可以实现在译码完成的同时钟周期输出CRC计算结果，不会产生额外的CRC计算时钟时延；因此本发明能够在保持CA-SCL并行译码算法高吞吐率的同时，还有效减少译码中CRC计算部分的复杂度，有效降低所消耗的硬件资源。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。