中文引用格式： 李曉光. 一種基于嵌套CRC的分段極化碼設計[J]. 電子技術應用，2025，51(8)：65-69.
英文引用格式： Li Xiaoguang. Design of partitioned polar codes based on embedded CRC[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(8)：65-69.
引言
極化碼是首個能夠理論證明達到信道容量的信道編碼，目前已應用于5G標準中。Arikan根據極化碼構造過程，提出了串行抵消（Successive Cancellation，SC）譯碼算法[1]，該算法在碼長很長時有較好的性能，中短碼長下性能較差。隨后串行抵消列表（Successive Cancellation List，SCL）譯碼算法[2]和循環冗余校驗輔助的SCL（CRC-Aided SCL，CA-SCL）譯碼算法[3]相繼被提出來，通過同時保留L條譯碼路徑，并利用CRC校驗來篩選正確的譯碼路徑，極大提高了譯碼性能。因此CA-SCL譯碼算法成為當前的主流譯碼方案。
然而CA-SCL譯碼算法性能的提升是以增大列表L為代價的，需要同時保留L條譯碼路徑以及L個譯碼樹上的對數似然信息，計算更加復雜，也需要更多的存儲資源，限制了其在現場可編程邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）等邏輯存儲資源受限場景下的應用。目前極化碼的研究以提升性能和降低時延為主，對資源的優化相對較少。曾俏麗等人和Ercan等人針對串行翻轉譯碼算法（Successive Cancellation Flip, SCF）從動態多次擾動[4]和動態多比特擾動[5]等方面進行優化，在降低譯碼復雜度的同時提升了性能，但是譯碼時延較大，且性能提升有限。李坤贊等人和曹蓉等人針對SC算法從時間復雜度和空間計算復雜度兩個方面進行了優化[6-7]，由于SC算法本身性能較差，適用于對誤碼性能要求不太高的場景。Hong等人通過優化路徑裁剪策略和連續信息比特的計算，在實現架構上降低了計算模塊的資源消耗和處理時延[8]，但是L個備份路徑的存在還是會造成較大的資源開銷。Feng等人和Hashemi等人分別提出了SCL譯碼算法的流水線處理算法架構[9]和分段SCL(Partitioned SCL, PSCL)譯碼算法[10]，都可以降低譯碼器存儲資源的消耗，但是會損失一定的誤碼性能。
本文在PSCL算法的基礎上提出了一種基于嵌套CRC的譯碼器設計，通過對發送碼字分段后嵌套添加CRC，在分段內采用SCL譯碼算法，分段間共享存儲空間，利用本文提出的串行列表SC算法和嵌套CRC的優異檢錯性能，提升正確路徑的篩選概率，從而達到降低存儲資源消耗的同時提高譯碼性能的目的。
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作者信息：
李曉光
（中國西南電子技術研究所，四川 成都 610036）
