[go: up one dir, main page]

CN111447042A - 一种极化编译码方法及装置 - Google Patents

一种极化编译码方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111447042A
CN111447042A CN201910044760.5A CN201910044760A CN111447042A CN 111447042 A CN111447042 A CN 111447042A CN 201910044760 A CN201910044760 A CN 201910044760A CN 111447042 A CN111447042 A CN 111447042A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bits
coded
value
indexes
encoded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910044760.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111447042B (zh
Inventor
于天航
张公正
李榕
张朝阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201910044760.5A priority Critical patent/CN111447042B/zh
Priority to PCT/CN2019/127801 priority patent/WO2020147527A1/zh
Priority to EP19909914.4A priority patent/EP3910827B1/en
Publication of CN111447042A publication Critical patent/CN111447042A/zh
Priority to US17/378,140 priority patent/US11637569B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN111447042B publication Critical patent/CN111447042B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0009Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the channel coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0057Block codes
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/13Linear codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0041Arrangements at the transmitter end
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/03Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words
    • H03M13/05Error detection or forward error correction by redundancy in data representation, i.e. code words containing more digits than the source words using block codes, i.e. a predetermined number of check bits joined to a predetermined number of information bits
    • H03M13/09Error detection only, e.g. using cyclic redundancy check [CRC] codes or single parity bit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/29Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes combining two or more codes or code structures, e.g. product codes, generalised product codes, concatenated codes, inner and outer codes
    • H03M13/2906Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes combining two or more codes or code structures, e.g. product codes, generalised product codes, concatenated codes, inner and outer codes using block codes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

本申请提供一种极化编译码方法及装置。发送端获取K个待编码比特和K个极化信道的索引集合,所述K个索引集合中K1个索引的取值集合或K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互补,对所述K1个待编码比特进行极化编码。接收端根据K个待译码比特中的K2个待译码比特与索引集合之间的对应关系,对所述K个待译码比特中的K1个待译码比特的译码信息进行极化译码。本申请提供的极化编译码方法与原极化编译码方法相比,能够达到降低码率的效果,仿真结果表明,该方法性能更佳。

Description

一种极化编译码方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域,并且更具体地,涉及一种极化编译码方法及装置。
背景技术
信道编码作为最基本的无线接入技术,在保证数据的可靠性传输方面起到至关重要的作用。在现有的无线通信系统中,一般采用Turbo码、低密度奇偶校验码(low densityparity check,LDPC)和极化(Polar)码进行信道编码。Turbo码不能够支持过低或过高码率的信息传输。而对于中短包传输,Turbo码和LDPC码也由于自身编译码的特点,在有限码长下很难达到理想的性能。在实现方面,Turbo码和LDPC码在编译码实现过程中具有较高的计算复杂度。Polar码经理论证明可以取得香农容量,且具有相对简单的编译码复杂度,因而得到了越来越广泛的应用。但是,随着无线通信系统的快速演进,这些通信场景对于Polar码的性能提出了更高的要求。
发明内容
本申请提供一种极化编译码方法和装置,该方法及装置能够达到降低码率的效果,从而提高数据传输的可靠性,经仿真实验验证,该方法能够获得更好的性能增益。
第一方面,提供一种极化编码方法,该方法包括:
获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
其中,K、K1和K2均为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
通过建立索引集合和K2个待编码比特值之间的对应关系,使用放置K1个待编码比特的信道索引集合来表示K2个待编码比特的值,达到降低码率的效果。
第二方面,提供一种编码装置,包括:
获取单元,用于获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
处理单元,用于对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
输出单元,用于输出极化编码后的码字;
其中,K、K1和K2均为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
第三方面,提供一种编码装置,包括:
输入接口,用于获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
编码电路,用于对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
输出接口,用于输出极化编码后的码字;
其中,K、K1和K2均为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
第四方面,提供一种编码装置,包括:
用于获取K个待编码比特和索引集合的单元或手段(means),所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
用于对所述K1个待编码比特进行极化编码的单元或手段,获得极化编码后的码字;
用于输出极化编码后的码字的单元或手段;
其中,K、K1和K2均为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。首先考虑K2个待编码比特值有多少种取值情况,索引集合的种类应该大于等于K2个待编码比特的取值情况。保证至少一种取值集合对应一种K2个待编码比特的取值集合。使放置K1个待编码比特的信道索引集合来表示K2个待编码比特的值,达到降低码率的效果。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述K个待编码比特中包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。位置选择比特(K个待编码比特的K2个待编码比特)不能从PC比特中选择,这是由于PC比特的值是在极化编码中实时确定的,PC比特没法作为已知值的比特。如果出现PC比特,则PC比特都作为非位置选择比特。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述K个待编码比特包括长度为L的分布式CRC比特,L为正整数。预设规则使得至少C个CRC比特校验所述K2个待编码比特中的至少一个比特,所述至少C个CRC比特对应的索引序号小于所述K个索引集合中的最大索引序号,C为大于或等于1的整数。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,放置所述至少C个CRC比特的极化信道对应的C个索引的值小于放置其他(L-C)个CRC比特的极化信道对应的(L-C)个索引的值。
在交织CRC比特时,使校验一个或者多个位置选择比特的某段CRC比特以及对应的位置选择比特放置在最先译码的位置,以减少接收设备的译码的工作量,提前终止未通过CRC校验的某个或某些信息位样式对应的待译码信息继续译码。分布式CRC技术应用于本申请实施例有可能提前终止错误样式(pattern)的译码,从而降低接收端盲检的复杂度。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述K2=1或K2=2。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述K2个索引为所述索引集合中对应的极化信道可靠度较低的K2个索引。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述方法还包括:
获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;
第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
分段实现本申请方案思想有利于发挥本方案在短码时效果更佳的优势。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述K2个索引为所述索引集合中对应的极化信道可靠度较低的K2个索引。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述方法还包括:根据指示标识S确定所述K2的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K2的取值。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述方法还包括:根据指示标识S确定所述K1的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K1的取值。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述指示标识S为第一值,所述K1为大于0且小于K的整数。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述方法还包括:根据预设参数的取值范围确定所述K1或所述K2的取值;其中,所述预设参数包括以下中的一种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或所述预设参数包括以下中的两种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或所述预设参数包括以下中的三种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或所述预设参数包括:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K和码率R。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述预设参数包括影响参数的函数F(factor1,,factor2,…)结果,所述影响参数包括极化编码后的码字的长度、待编码比特的长度、码率。综合考虑影响参数对K2的作用。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述对应关系如说明书表2或者表3的一行或多行的对应关系所示。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,根据预设参数的取值范围确定指示标识的值,若所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。可选的,所述第一值为1或0。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述预设参数为用户设备类型,若用户类型为Category 2~12中的一种,K2>0。可选的,若用户类型为Category 2~4中的任一种,K2=1;若用户类型为Category 5~7或Category 9~12中的任一种,K2=2。若用户类型为Category 8,K2≥3。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述预设参数为用户设备类型,若用户类型为Category 3~12中的一种,K2>0。可选的,若用户类型为Category 3~4中的任一种,K2=1;若用户类型为Category 5~7或Category 9~12中的任一种,K2=2。若用户类型为Category 8,K2≥4。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述预设参数为极化编码后的码字的长度N,码长N≤512,S=1或K2>0;可选的,128≤N≤512,K2=2;或N<128,K2=1。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述预设参数为待编码比特个数K,码长K≤256,S=1或K2>0。可选的,64≤K≤256,K2=2;或K<64,K2=1。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,所述预设参数为码率R,若R≤1/2,S=1或K2>0。可选的,若1/4≤R≤1/2,K2=1;若0≤R≤1/4时,K2=1或2。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,发送所述指示标识。接收端可以通过接收发送端发送的指示标识确定所述K2或所述K1的值。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,发送所述极化编码后的码字。
结合第一方面、第二方面、第三方面或第四方面,在某些实现方式中,发送端在发送所述极化编码后的码字之前,按照目标码长对所述极化编码后的码字进行速率匹配。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,
获取单元,还用于获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;其中,第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,
所述编码装置还包括:第一单元,用于根据指示标识S确定所述K2的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K2的取值。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述编码装置还包括:第二单元,用于根据指示标识S确定所述K1的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K1的取值。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述指示标识S为第二值,所述K1等于K;或所述指示标识S为第一值,所述K1为大于0且小于K的整数。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述编码装置还包括:第三单元,用于根据预设参数的取值范围确定所述K1或所述K2的取值;其中,所述预设参数包括以下中的一种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或所述预设参数包括以下中的两种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或所述预设参数包括以下中的三种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或所述预设参数包括:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K和码率R。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,所述编码装置还包括:发送单元,用于发送所述指示标识。
结合第三方面,在某些实现方式中,所述编码电路还用于根据指示标识S确定所述K1的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K1的取值。
结合第三方面,在某些实现方式中,所述输入接口,还用于获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;
第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。
结合第三方面,在某些实现方式中,
所述输出接口还用于输出所述指示标识。
结合第四方面,在某些实现方式中,
所述编码装置还包括:用于根据指示标识S确定所述K1的取值的单元或手段,其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K1的取值。
结合第四方面,在某些实现方式中,所述指示标识S为第二值,所述K2等于0;或所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。
结合第四方面,在某些实现方式中,所述编码装置还包括:用于发送所述指示标识的单元或手段。
结合第四方面,在某些实现方式中,所述编码装置还包括:用于获取第一比特序列的单元或手段,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
第五方面,提供一种编码装置,该装置具有实现上述第一方面和第一方面的任一种可能的实现方式中所述的方法的功能。所述功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
结合第五方面,在某些实现方式中,所述编码装置包括:处理器,用于执行上述第一方面和第一方面的任一种可能的实现方式中所述的方法。
可选的,所述编码装置还包括存储单元,用于存储所述处理器执行上述第一方面和第一方面的任一种可能的实现方式中所述的方法过程中产生或使用的数据。
可选的,该存储单元可以位于编码装置之外,可以是物理上独立的单元,也可以是云服务器上的存储空间或网络硬盘。
可选的,所述编码装置可以是芯片或者集成电路。
结合第五方面,在某些实现方式中,当所述功能的部分或全部通过硬件实现时,所述编码装置包括:输入接口,用于获取待编码比特;电路,用于执行上述第一方面和第一方面的任一种可能的设计中所述的方法;输出接口,用于输出编码后的比特序列。
可选的,所述编码装置可以是芯片或者集成电路。
结合第五方面,在某些实现方式中,当所述功能的部分或全部通过软件实现时,所述编码装置包括:存储器,用于存储程序;处理器,用于执行所述存储器存储的所述程序,当所述程序被执行时,所述编码装置可以实现如上述第一方面和第一方面的任一种可能的设计中所述的方法。
可选的,上述存储器可以是物理上独立的单元,也可以与处理器集成在一起。
可选的,所述编码装置可以是芯片或者集成电路,例如微处理器,DSP,或基带芯片。
在一个可能的设计中,当所述功能的部分或全部通过软件实现时,所述编码装置包括处理器。用于存储程序的存储器位于所述编码装置之外,处理器通过电路/电线与存储器连接,用于读取并执行所述存储器中存储的程序。
可选的,本申请的芯片或者集成电路可以是可编程的器件,或者FPGA。
第六方面,提供一种极化译码方法,该方法包括:
获取K个待译码比特的译码信息和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于承载所述K个待译码比特中的K1个待译码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于承载K2个预设比特,K=K1+K2,所述K1个索引或K2个索引是基于所述K个待译码比特中的K2个待译码比特的值确定的;
基于所述K1个索引或K2个索引确定K2个待译码比特的译码结果;
对所述K1个待译码比特的译码信息,进行极化译码,得到K1个待译码比特的译码结果;
输出译码结果,所述译码结果包括所述K1个待译码比特的译码结果和所述K2个待译码比特的译码结果。
第七方面,提供一种译码装置,包括:
获取单元,用于获取K个待译码比特的译码信息和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于承载所述K个待译码比特中的K1个待译码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于承载K2个预设比特,K=K1+K2,所述K1个索引或K2个索引是基于所述K个待译码比特中的K2个待译码比特的值确定的;
处理单元,用于基于所述K1个索引或K2个索引确定K2个待译码比特的译码结果;
处理单元,还用于对所述K1个待译码比特的译码信息,进行极化译码,得到K1个待译码比特的译码结果;
输出单元,用于输出译码结果,所述译码结果包括所述K1个待译码比特的译码结果和所述K2个待译码比特的译码结果。
结合第五方面或第六方面,在第五方面或第六方面的某些实现方式中,
所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。
结合第六方面或第七方面,在某些实现方式中,所述K2=1或K2=2。
结合第六方面或第七方面,在某些实现方式中,所述K个待编码比特中包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。
结合第六方面或第七方面,在某些实现方式中,根据接收到的指示标识S确定所示K1的取值或者K2的取值。其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K2的取值,或者所述指示标识S的每种取值对应一种或多种K1的取值。
所述预设标识S为第一值时,所述K2大于0或所述K1小于K。
第八方面,提供一种译码装置,包括:
该装置具有实现上述第五方面和第五方面的任一种可能的实现方式中所述的方法的功能。所述功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
结合第八方面,在某些实现方式中,所述译码装置包括:处理器,用于执行上述第五方面和第五方面的任一种可能的实现方式中所述的方法。
可选的,所述译码装置还包括存储单元,用于存储所述处理器执行上述第五方面和第五方面的任一种可能的实现方式中所述的方法过程中产生或使用的数据。
可选的,该存储单元可以位于译码装置之外,可以是物理上独立的单元,也可以是云服务器上的存储空间或网络硬盘。
可选的,所述译码装置可以是芯片或者集成电路。
结合第八方面,在某些实现方式中,当所述功能的部分或全部通过硬件实现时,所述译码装置包括:输入接口,用于获取待译码比特;电路,用于执行上述第五方面和第五方面的任一种可能的设计中所述的方法;输出接口,用于输出译码后的比特序列。
可选的,所述译码装置可以是芯片或者集成电路。
结合第八方面,在第八方面的某些实现方式中,当所述功能的部分或全部通过软件实现时,所述译码装置包括:存储器,用于存储程序;处理器,用于执行所述存储器存储的所述程序,当所述程序被执行时,所述译码装置可以实现如上述第五方面和第五方面的任一种可能的设计中所述的方法。
可选的,上述存储器可以是物理上独立的单元,也可以与处理器集成在一起。
可选的,所述译码装置可以是芯片或者集成电路,例如微处理器,DSP,或基带芯片。
在一个可能的设计中,当所述功能的部分或全部通过软件实现时,所述译码装置包括处理器。用于存储程序的存储器位于所述译码装置之外,处理器通过电路/电线与存储器连接,用于读取并执行所述存储器中存储的程序。
可选的,本申请的芯片或者集成电路可以是可编程的器件,或者FPGA。
第九方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令,当指令在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面或第一方面任意可能的实现方式中的方法,或者,使得计算机执行第五方面或其任意可能的实现方式中的方法。
第十方面,本申请提供一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机程序代码,当计算机程序代码在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面或其任意可能的实现方式中的方法,或者,使得计算机执行第五方面或其任意可能的实现方式中的方法。
第十一方面,本申请提供一种芯片,包括存储器和处理器,存储器用于存储计算机程序,处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序,以执行上述第一方面及其第一方面任意可能的实现方式中的方法,或者,处理器执行第五方面或第五方面任意可能的实现方式中的方法。
可选地,上述芯片仅包括处理器,处理器用于读取并执行存储器中存储的计算机程序,当计算机程序被执行时,处理器执行第一方面或第一方面任意可能的实现方式中的方法,或者,处理器执行第五方面或第五方面任意可能的实现方式中的方法。
可选的,上述的存储器与处理器可以是物理上相互独立的单元,或者,存储器也可以和处理器集成在一起。
第十二方面,提供一种通信系统,包括以上各方面中提供的任一编码装置和任一译码装置。
本申请实施例中,发送端获取K个待编码比特和索引集合,对所述K个待编码比特中的K1个待编码比特进行极化编码并输出,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特,所述索引集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的。接收端获取译码信息和索引集合,该索引集合的确定方式与发送端相同,根据索引集合确定K2个待译码比特,结合极化译码得到的结果进行校验,输出最终译码结果。本申请提供的极化编译码方法及装置可以有效降低码率,增强极化码的性能。
第十三方面,提供一种极化编码方法,该方法包括:
获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;其中,若预设参数满足第一条件,K2=0;若预设参数满足第二条件,所述K2为大于0且小于K的整数。
对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
其中,K、K1为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
第十四方面,提供一种极化编码装置,该方法包括:
获取单元,用于获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;其中,若预设参数满足第一条件,K2=0;若预设参数满足第二条件,所述K2为大于0且小于K的整数;
处理单元,用于对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
输出单元,用于输出极化编码后的码字;
其中,其中,K、K1为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
第十五方面,提供一种编码装置,包括:
输入接口,用于获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;其中,若预设参数满足第一条件,K2=0;若预设参数满足第二条件,所述K2为大于0且小于K的整数;
编码电路,用于对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
输出接口,用于输出极化编码后的码字;
其中,其中,K、K1为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
第十六方面,提供一种编码装置,包括:
用于获取K个待编码比特和索引集合的单元或手段(means),所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;其中,若预设参数满足第一条件,K2=0;若预设参数满足第二条件,所述K2为大于0且小于K的整数;
用于对所述K1个待编码比特进行极化编码的单元或手段,获得极化编码后的码字;
用于输出极化编码后的码字的单元或手段;
其中,K、K1为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,在某些实现方式中,所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。首先考虑K2个待编码比特值有多少种取值情况,索引集合的种类应该大于等于K2个待编码比特的取值情况。保证至少一种取值集合对应一种K2个待编码比特的取值集合。使放置K1个待编码比特的信道索引集合来表示K2个待编码比特的值,达到降低码率的效果。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,在某些实现方式中,所述K个待编码比特中包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。位置选择比特(K个待编码比特的K2个待编码比特)不能从PC比特中选择,这是由于PC比特的值是在极化编码中实时确定的,PC比特没法作为已知值的比特。如果出现PC比特,则PC比特都作为非位置选择比特。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,在某些实现方式中,所述K个待编码比特包括长度为L的分布式CRC比特,L为正整数。预设规则使得至少C个CRC比特校验所述K2个待编码比特中的至少一个比特,所述至少C个CRC比特对应的索引序号小于所述K个索引集合中的最大索引序号,C为大于或等于1的整数。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,在某些实现方式中,放置所述至少C个CRC比特的极化信道对应的C个索引的值小于放置其他(L-C)个CRC比特的极化信道对应的(L-C)个索引的值。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,在某些实现方式中,在交织CRC比特时,使校验一个或者多个位置选择比特的某段CRC比特以及对应的位置选择比特放置在最先译码的位置,以减少接收设备的译码的工作量,提前终止未通过CRC校验的某个或某些信息位样式对应的待译码信息继续译码。分布式CRC技术应用于本申请实施例有可能提前终止错误样式(pattern)的译码,从而降低接收端盲检的复杂度。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,,在某些实现方式中,所述K2=1或K2=2。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,在某些实现方式中,所述K2个索引为所述索引集合中对应的极化信道可靠度较低的K2个索引。
结合第十三方面,所述方法还包括:
获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;
第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
分段实现本申请方案思想有利于发挥本方案在短码时效果更佳的优势。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,在第一方面的某些实现方式中,所述K2个索引为所述索引集合中对应的极化信道可靠度较低的K2个索引。
结合第十三方面,在第一方面的某些实现方式中,所述方法还包括:根据指示标识S确定所述K2的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K2的取值。
结合第十三方面,所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述方法还包括:根据指示标识S确定所述K1的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K1的取值。
结合第十三方面,所述指示标识S为第一值,所述K1为大于0且小于K的整数。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,在某些实现方式中,所述预设参数包括影响参数的函数F(factor1,factor2,…)结果,所述影响参数包括极化编码后的码字的长度、待编码比特的长度、码率。综合考虑影响参数对K2的作用。
结合第十三方面、第十四方面、第十五方面或第十六方面,在某些实现方式中,所述对应关系如说明书表2或者表3的一行或多行的对应关系所示。
结合第十三方面,在某些实现方式中,所述预设参数包括以下中的一种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或
所述预设参数包括以下中的两种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或
所述预设参数包括以下中的三种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或
所述预设参数包括:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K和码率R。
根据预设参数的取值范围确定指示标识的值,若所述指示标识S为第二值,K2等于0;若所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。可选的,若所述指示标识S为第一值,K2=1;或者K2=2。可选的,所述第一值为1,所述第二值为0;或者所述第一值为0,所述第二值为1。
结合第十三方面,在某些实现方式中,所述预设参数为用户设备类型,若用户类型为Category1(第一条件),K2=0;用户类型为Category 2~12中的一种(第二条件),K2>0。可选的,若用户类型为Category 2~4中的任一种,K2=1;若用户类型为Category 5~7或Category 9~12中的任一种,K2=2。若用户类型为Category 8,K2≥3。
结合第十三方面,在某些实现方式中,所述预设参数为中用户设备类型,若用户类型为Category1或Category 2(第一条件),K2=0;用户类型为Category 3~12中的一种(第二条件)K2>0。可选的,若用户类型为Category 3~4中的任一种,K2=1;若用户类型为Category 5~7或Category 9~12中的任一种,K2=2。若用户类型为Category 8,K2≥4。
结合第十三方面,在某些实现方式中,所述预设参数为极化编码后的码字的长度N,码长N≤512(第二条件),S=1或K2>0;或N>512(第一条件),S=0或K2=0。可选的,128≤N≤512,K2=2;或N<128,K2=1。
结合第十三方面,在某些实现方式中,所述预设参数为待编码比特个数K,码长K≤256(第二条件),S=1或K2>0;或K>256(第一条件),S=0或K2=0。可选的,64≤K≤256,K2=2;或K<64,K2=1。
结合第十三方面,在某些实现方式中,所述预设参数为码率R,若R≤1/2(第二条件),S=1或K2>0;若(第一条件)R>1/2,S=0或K2=0。可选的,若1/4≤R≤1/2,K2=0或1;若0≤R≤1/4时,K2=1或2。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1(a)为本申请实施例中应用的无线通信系统示意图;
图1(b)为本申请实施例中应用的无线通信系统简化示意图;
图2为一种无线通信的流程示意图;
图3为使用克罗内克积矩阵
Figure BDA0001948772980000101
产生长度为8的码字的示例图;
图4为本申请实施例提供的一种极化编码方法的流程示意图;
图5是运用本申请实施例提供的极化编码方法的流程示意图;
图6(a)为本申请实施例提供的一种K2=1的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式示意图;
图6(b)为本申请实施例提供的一种另一种K2=1的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式示意图;
图6(c)为本申请实施例提供的一种另一种K2=1的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式示意图;
图7是本申请实施例提供的极化编码方法的流程示意图;
图8(a)为本申请实施例提供的一种K2=2的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式示意图;
图8(b)为本申请实施例提供的一种另一种K2=2的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式示意图;
图8(c)为本申请实施例提供的一种K2=3的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式示意图;
图9是本申请实施例提供的极化编码方法的流程示意图;
图10为本申请实施例提供的一种采用DCRC的K2=1的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式示意图;
图11是本申请实施例提供的极化编码方法的流程示意图;
图12是本申请实施例提供的极化编码方法的流程示意图;
图13是本申请实施例提供的一种极化码译码方法的流程示意图图;
图14为本申请提供的N=32,K=16,CRC=8极化码的性能仿真结果图;
图15为本申请提供的N=128,N=64,CRC=8极化码的性能仿真结果图;
图16为本申请提供的N=64,K=32,CRC=11极化码的性能仿真结果图;
图17为本申请提供的N=1024,K=512,CRC=11极化码的性能仿真结果图;
图18为本申请提供的一种编码装置1800的结构示意图;
图19为本申请提供的一种编码装置1900的结构示意图;
图20为本申请提供的一种编码装置2000的结构示意图;
图21为本申请提供的一种译码装置2100的结构示意图;
图22为本申请提供的一种译码装置2200的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。在本申请的描述中,“多个”是指两个或两个以上。另外,为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案,在本申请的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定,并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。基于本申请实施例提供的内容中的步骤和流程或其中的一部分的组合,可以获得其他的方法。基于这些获得的方法和步骤,提供相应的装置,包括分别用于执行方法和步骤的单元、模块、手段或其组合。本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案,并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定,本领域普通技术人员可知,随着网络架构的演变和新业务场景的出现,本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。在对本申请实施例的技术方案说明之前,首先结合附图对本申请实施例的技术场景进行说明。
本申请实施例可以应用于无线通信系统。本申请实施例提及的无线通信系统包括但不限于:长期演进系统(Long Term Evolution,LTE)以及下一代5G移动通信系统的三大应用场景增强型移动宽带(Enhanced Mobile Broad Band,eMBB)、URLLC以及大规模机器通信(Massive Machine-Type Communications,mMTC)。或者该无线通信系统还可以是终端对终端(Device to Device,D2D)通信系统,其它的通信系统,或者未来的通信系统等。
本申请涉及的通信装置可以配置在通信设备中,而通信设备主要包括网络设备或者终端设备。本申请中的发送端如果为网络设备,则接收端可以为终端设备;本申请中的发送端如果为终端设备,则接收端可以为网络设备。
本申请实施例中的无线通信系统如图1(a)所示,无线通信系统100包括网络设备110和终端112。当无线通信网络100包括核心网时,该网络设备110还可以与核心网相连。网络设备101还可以与IP网络200进行通信,例如,因特网(internet),私有的IP网,或其它数据网等。网络设备为覆盖范围内的终端提供服务。例如,参见图1(a)所示,网络设备110为网络设备110覆盖范围内的一个或多个终端提供无线接入。除此之外,网络设备之间的覆盖范围可以存在重叠的区域,例如网络设备110和120。网络设备之间还可以可以互相通信,例如,网络设备110可以与网络设备120之间进行通信。
由于网络设备110或终端112发送信息或数据时均可以使本申请实施例中描述的编码方法,为方便描述,本申请实施例将通信系统100简化为如图1(b)所示的包括发送端101和接收端102的系统。发送端101可以为网络设备110,接收端102为终端112;或者,发送端101为终端112,接收端102为网络设备110。网络设备110可以是用于与终端设备进行通信的设备。例如,可以是LTE系统中的演进型基站(Evolved Node B,eNB或eNodeB),5G网络中的网络侧设备,其它网络中与终端进行通信的网络侧设备,或者未来网络中的网络侧设备等。或者该网络设备还可以是中继站、接入点、车载设备等。在终端对终端(Device toDevice,D2D)通信系统中,该网络设备还可以是担任基站功能的终端。另外,网络设备可以包含BBU(Baseband Unit,基带单元)和RRU(Remote Radio Unit,远端射频单元)。BBU和RRU可以放置在不同的地方,例如:可以将RRU拉远,放置于高话务量的区域,BBU放置于中心机房。BBU和RRU也可以放置在同一机房。BBU和RRU也可以为一个机架下的不同部件。
终端可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备,以及各种形式的用户设备(user equipment,UE),移动台(mobile station,MS)等。
图2为一种无线通信的流程示意图,如图2所示,在发送端,信源依次经过信源编码、信道编码、速率匹配(可选步骤)和调制后发出。在接收端,依次通过解调、解速率匹配(可选步骤)、信道译码和信源译码输出到信宿。本申请的实施例涉及信道编码和信道译码(简称为信道编译码),在信道编码模块,可以采用本申请实施例中描述的极化编码方法;在接收端的信道译码部分,可以采用与本申请实施例提供的译码方法。本申请提供的编译码方法及装置既适用于控制信道,也适用于数据信道;既适用于上行,也适用于下行。
E.
Figure BDA0001948772980000111
基于信道极化理论,提出了一种新型信道编码的方式——极化码(Polarcode,Polar码或称为极性码)。在E.
Figure BDA0001948772980000112
的“Channel Polarization:A Method forConstructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input MemorylessChannels”,IEEE Transactions on Information Theory,第55卷第7期(2009年7月)[
Figure BDA0001948772980000113
]中,在IV部分证明了与极化码的“信道极化”有关的理论。信道极化是以下操作:根据二进制输入离散无记忆信道(binary-input discrete memoryless channel,B-DMC)的N个独立副本产生N个“合成”信道,使得随着N的值增加,新的合成信道在它们的互信息接近于0(完全有噪声信道)或接近于1(完美无噪声信道)的意义上被极化。换言之,提供给编码器的输入向量的一些比特位置将经历完全有噪声信道,即,当独立于其他合成信道考虑时具有相对低的可靠性或者低的可能性被正确解码。提供给编码器的输入向量的一些比特位置将经历非常干净的信道,即,当独立于其他合成信道考虑时具有高的可能性或者高的可靠性被正确解码。在一些情况下,当独立于其他合成信道考虑时的合成信道的可靠性可以被称为合成信道的“容量”。
信道编码的目的是提高数据传输的可靠性,保证通信质量。极化码是一种理论上可以取得香农容量极限且具有低编译码复杂度的编码方式,可以用于信道编码。极化码是一种线性分组码,在二进制离散无记忆信道下,当极化码码长趋于无穷的时候,采用连续消除(SC)译码方法,极化码能够接近理论信道容量。
极化码基于信道极化进行设计,两个等效信道的容量和错误概率分别向更好和更差两个方向极化。经过多级信道极化,某些信道的容量趋近于1,称之为“好”的信道,而某些信道的容量趋近于0,称之为“差”的信道。极化码的基本思想就是用“好”的信道放置有效信息,而在“差”的信道上放置编译码双方均已知的比特。放置有效信息的信道对应的比特称作信息比特,放置已知比特的信道对应的比特称作冻结比特,在常规应用中,冻结比特的值全部设置为零。Polar码的编码策略利用“好”的无噪声信道传输用户有用的信息,“差”的全噪声信道传输约定的信息或者不传信息。
Polar码的编码矩阵为GN,编码过程为
Figure BDA0001948772980000121
其中
Figure BDA0001948772980000122
是一个二进制的行矢量,长度为N;GN是一个N×N的矩阵,且
Figure BDA0001948772980000123
Figure BDA0001948772980000124
是一个长度为N的二进制的行矢量,也可以称为编码序列,输出序列,或者码字。Polar编码得到的长度为N的码字或序列又称为母码,那么N又可以称为母码长度或者母码码长,N为2的正整数次幂,例如4、8、16、32、64、128、512、1024、2048、4096等。
Figure BDA0001948772980000125
定义为log2N个矩阵F2的克罗内克(Kronecker)乘积。上述矩阵
Figure BDA0001948772980000126
GN的另一种形式是
Figure BDA0001948772980000127
即将
Figure BDA0001948772980000128
乘于一个转置矩阵BN,例如比特反转(Bit Reversal)矩阵。其中,编码矩阵是基于特定矩阵F2的log2N次克罗内克积,该编码矩阵的使用才导致信道极化。更一般地,产生信道极化效应的任何编码矩阵均可以称为极化码编码矩阵。
Polar码的编码过程中,
Figure BDA0001948772980000129
中的一部分比特用来携带信息,称为信息比特集合或者信息比特序列,这些比特的索引的集合可以称作信息比特索引集合或信息比特位置集合,记作A;另外的一部分比特设置为接收端和发送端预先约定的固定值,这些称之为冻结比特(frozen bits)或冻结比特集合(frozen bit set),这些冻结比特对应的索引的集合可以称作冻结比特索引集合或者冻结比特位置集合,用A的补集Ac表示。冻结比特也称为固定比特,表示这些位置放置固定的比特,不用于放置信息。Polar码的编码过程相当于:
Figure BDA00019487729800001210
这里,GN(A)是GN中由集合A中的索引对应的那些行得到的子矩阵,GN(AC)是GN中由集合Ac中的索引对应的那些行得到的子矩阵。可以看出,
Figure BDA0001948772980000131
中元素的索引一一对应编码矩阵的行向量。uA
Figure BDA0001948772980000132
中的信息比特集合,数量为K,一般地,包括但不限于循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,简称CRC)比特和奇偶校验(Parity Check,简称PC)比特在内的各类校验比特也都包括在信息比特集合中;
Figure BDA0001948772980000133
Figure BDA0001948772980000134
中的固定比特集合,其数量为(N-K),是已知比特。这些固定比特通常被设置为0,但是只要接收端和发送端预先约定,固定比特可以被任意设置。从而,Polar码的编码输出可简化为:
Figure BDA0001948772980000135
这里uA
Figure BDA0001948772980000136
中的信息比特集合,uA为长度K的行矢量,即|A|=K,|·|表示集合中元素的个数,K为待编码比特大小,GN(A)是矩阵GN中由集合A中的索引对应的那些行得到的子矩阵,GN(A)是一个K×N的矩阵。
集合A的选取决定了Polar码的性能。通常,根据母码码长N可知共存在N个极化信道,分别对应编码矩阵的N个行,将可靠度相对较高的K个极化信道的索引作为集合A的元素,剩余(N-K)个极化信道对应的索引作为固定比特的索引集合Ac的元素。集合A决定了信息比特的位置,集合Aw决定了固定比特的位置。极化信道的序号又称为极化信道的索引,按照自然顺序排序可以为从0到(N-1)或者从1到N。
Figure BDA0001948772980000137
的位置索引(位置序号)与编码矩阵的N个行是一一对应的,也对应N个极化信道。
Figure BDA0001948772980000138
中的第i个比特与编码矩阵的第i行对应。
Figure BDA0001948772980000139
的序号(或称为索引)对应N个极化信道的索引,也可以按照自然顺序排序可以为从0到(N-1)或者从1到N。
Figure BDA00019487729800001310
中作为信息比特的位置集合,表示为索引集合A。
Figure BDA00019487729800001311
中作为冻结比特的位置集合,表示为索引集合Ac
集合A的元素包括可靠度相对较高的K个极化信道的索引。也就是说,索引集合可以是N个极化信道中按照可靠度排序的、可靠度较高的前K个极化信道的索引。但不表示这是个必须条件,只要索引集合A对应的极化信道可靠度相对较高,不一定表示剩余“N-K”个索引对应的极化信道的可靠度全部低于索引集合A对应的K个极化信道。
有多种方法可以衡量放置比特位置的可靠度,或者说对应的极化信道的可靠度。常用的方法有基于极化权重(polarization weight,简称PW)的方法、基于高斯近似(Gaussian approximation,GA)的方法),也可以是这些方法的结合。通过对极化信道可靠度的衡量,可以表征每个极化信道的可靠度高低,将N个极化信道按照可靠度排序,得到一个polar序列,该序列的元素是对应的按照可靠度排序后的极化信道的序号,可靠度排序可以是从高到底或者从低到高。
下面以母码长度为8的极化码进行列举说明。图3描绘了使用克罗内克积矩阵
Figure BDA00019487729800001312
产生长度为8的码字的示例,如200处所指示的,由作为行向量的输入向量u=[u0 u1 u2 u3u4 u5 u6 u7]与克罗内克积矩阵
Figure BDA00019487729800001313
104的乘积来形成码字x(可替选地,码字x可以由克罗内克积矩阵
Figure BDA00019487729800001314
与作为列向量的输入向量u的乘积来形成),即
Figure BDA0001948772980000141
输入向量u是长度为8的向量,输入向量u包括4个冻结比特和4个信息比特,选择可靠度相对较高的4个极化信道的放置信息比特,则对应的可靠度相对较低的4个极化信道用于放置冻结比特(一般设置为编译码端都已知的比特,例如设置为0或1,本例中设置为0),具体地,本例子中的索引集合A为[3 5 6 7],索引集合Ac为[0 1 2 4],即u=[0 0 0 u3 0 u5 u6 u7]。
假设待编码比特数量为K,编码后的码长为N。K个待编码比特是有效信息,需要传输给接收端的。按照极化码的设计方法,N个位置中有K个更“可靠”的位置被确定为信息比特,用于放置K个待编码比特,这些可靠的位置用索引集合表示,集合里的元素为极化信道的序号,其余(N-K)的位置作为冻结比特,用于放置已知的值。若是编码方案涉及PC或CRC比特,K个待编码比特也包括PC比特或CRC比特,或者都包括PC比特和CRC比特。
基于(N,K)的polar码(码字长度为N,待编码比特数为K),码率可以表示为K/N,或者K/M,其中M指的是最后通过物理资源传输的比特长度,例如可能是速率匹配之后的码长。或者如果待编码比特包括有CRC或者PC比特等辅助比特,码率也可以表示为K’/N,或者K’/M,其中K’指的是K个待编码比特中除去辅助比特以外的待编码比特个数,有时候这些不包括辅助比特的待编码比特被称为负载payload,或者也被叫做“信息比特”,但是这里的“信息比特”不同于前面提到的相对于冻结比特的信息比特。对于信息比特做何种理解,应当基于技术实质,而不能仅凭名称相同就认为其技术含义也是相同的。
为了避免歧义,本申请的信息比特指代的是用于放置有效信息的比特。
本申请的polar编码方法,通过polar编码时减少K个待编码比特的数量,例如确定K个待编码比特中K2个待编码比特不被放置在原来的索引集合里,原来需要用于放置K2个待编码比特的信息比特,作为冻结比特,设置为收发端已知的值。而不放置在信息比特位置的K2个待编码比特,则可以通过一定的极化信道的索引样式表征。剩余的K-K2个待编码比特,放置在除K2个冻结比特外的K-K2个极化信道上。K-K2个比特可以用K1表示。也就是说,索引集合包括两部分:K1个索引和K2个索引;待编码比特也包括两部分,K1个待编码比特和K2个待编码比特。K1个索引对应的极化信道用于放置K1个待编码比特,K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2。K2个待编码比特的取值集合基于K2个索引的取值集合确定;或者K2个待编码比特的取值集合基于K1个索引的取值集合确定。
在K1和K2的值已确定的情况下,从K个索引中挑出K2个索引,那么K2个索引的取值集合方式有
Figure BDA0001948772980000142
种;从K个索引中挑出K1个索引,那么K1个索引的取值集合方式有
Figure BDA0001948772980000143
种。K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集的关系,确定了K2个索引的取值集合,就确定了K1个索引的取值集合,
Figure BDA0001948772980000144
Figure BDA0001948772980000145
表示从n个不同元素中取出m个元素的组合数。从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数。
可以用一种或多种K2个索引的取值集合对应K2个待编码比特的一种取值集合,收发端都知道该对应关系,就可以利用对应关系对K2个待编码比特进行编码和译码。发送端可以根据收发端都知道的规则,从K个待编码比特中挑K2个待编码比特,不放置在索引集合对应的极化信道上,而是基于K2个索引的取值集合确定。
列举一个简单的例子加以说明。例如N=8,K=4,K2=1,待编码比特为{b0,b1,b2,b3},索引集合中有四个元素,例如为{3,5,6,7}。那么从中选择K2=1个索引有4种,即选择作为冻结比特的1个索引可以是3,5,6,或7中的任意一个。假设不放置在信息比特的待编码比特为b0(或者b1,b2,b3中的一个),则可以约定K2=1个待编码比特取值集合与K2个索引取值集合的对应关系。若该1个待编码比特的取值为1,对应3号为冻结比特,则剩余3个索引为{5,6,7}用于放置{b1,b2,b3};若该1个待编码比特的取值为1,对应5号为冻结比特,则剩余3个索引为{3,6,7}用于放置{b1,b2,b3}。基于该对应关系,假设待编码比特{b0,b1,b2,b3}为{1,0,0,1},b0为K2=1个待编码比特,因b0=1,则取3号为冻结比特,b1b2b3=001,放置在索引为{5,6,7}对应的极化信道。该对应关系也可以理解为K2个待编码比特的一种取值集合对应一种索引集合样式(pattern),该样式表征了编码时索引集合中K1个信息比特和K2个冻结比特的位置关系。接收端译码的时候,按照取值为1和0对应的样式分别进行译码,选择其中校验正确的译码结果作为最终的译码结果。
若K2=2,则从4个中选2个索引的取值集合有6种,分别为{3,5},{3,6},{3,7},{5,6},{5,7},{6,7}中的任意一个。例如{3,5}为K2个索引的一种取值集合,该集合的元素包括极化信道序号3和5,表示序号为3和5的极化信道被用于放置已知比特。相应的,K2个待编码比特的取值集合有2K2种,例如,若K2=2,两个待编码比特的取值集合有4种,分别为{00},{01},{10},{11}。假设待编码比特{b0,b1,b2,b3}为{1,0,0,1}。由于K2=2,表示有2位待编码比特,假设不放置在信息比特的待编码比特为b0和b1(或者b0,b1,b2,b3中的任意两个),则可以约定K2=2个待编码比特取值集合与K2个索引取值集合的对应关系如下:
若该2个待编码比特的取值集合为00,对应3号和5号为冻结比特;则6号和7号为信息比特。
若该2个待编码比特的取值集合为01,对应3号和6号为冻结比特;则5号和7号为信息比特。
若该2个待编码比特的取值集合为10,对应3号和7号为冻结比特;则5号和6号为信息比特。
若该2个待编码比特的取值集合为11,对应5号和6号为冻结比特;则3号和7号为信息比特。
基于该对应关系,待编码比特{b0,b1,b2,b3}为{1,0,0,1},b0b2为K2=2个待编码比特,因b0b2=10,则取3号和7号为冻结比特,b1b3=01,放置在{5,6}对应的极化信道。该对应关系也可以理解为K2个待编码比特的一种取值集合对应一种索引集合的样式(patten),该样式表征了编码时索引集合中K1个信息比特和K2个冻结比特的位置关系。接收端译码的时候,按照取值为00、01、10和11对应的样式分别进行译码,选择其中正确的译码结果作为最终的译码结果。
K2个待编码比特的取值集合与索引集合的样式的对应关系,可以预先约好,编码的时候,根据K2个待编码比特的实际的取值集合,确定索引集合的样式,决定K1待编码比特放置在哪K1个索引对应的极化信道,以及决定哪K2个索引对应的信道放置已知比特。接收端采用盲检的方式,针对每种样式分别进行译码,根据译码所基于的样式,确定对应K2个编码比特的值,确定K1个索引的取值集合,译码得到K1个比特的值。多种样式得出不同的译码结果,选择其中正确的一种结果作为最终译码结果。
方案中的极化编码方式可以在一定程度上实现降低极化码码率的效果,经仿真实验验证,本申请中的技术方案能够有效提高译码性能,从而进一步提升极化码的性能。
本申请中,信道索引的集合也可以称为信息位索引的集合或者信息位集合,以下实施例中不做区分,可以替换使用。
图4是本申请实施例提供的一种极化编码方法的流程示意图,该方法的执行主体为发送端。该方法可以包括以下步骤:
S101,获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特。其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集。
S102,对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字。
S103,输出极化编码后的码字。
可选的,所述方法还包括:S104,对极化编码后的码字执行包括但不限于速率匹配、调制映射、模数变换、变频等中的部分或全部步骤。
可选的,所述方法还包括:S105,发送执行完步骤S104操作的极化编码后的码字。
具体地,在步骤S101中,发送端获取K个待编码比特(或称为长度为K的待编码序列),并已知极化编码后的码字长度为N,K个待编码比特被分成2部分:K1个待编码比特和K2个待编码比特,K=K1+K2;发送端确定一个包含N个信道索引的集合,该N个信道索引的集合又包括K个极化信道的索引,该K个极化信道的索引用于放置待编码比特(信息比特)和预设比特(冻结比特),该索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,该索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特,其中,该索引集合可以预先存储在发送端直接调用,上述的K,N为正整数。确定信道索引集合的排序有多种方法,例如:可以根据信道极化相关理论,考虑按照信道可靠度来对信道(放置比特的位置)索引排序,确定信道索引的集合。由于这种方法与信道的数量有关,所以下文将通过一个具体的例子详细说明,下文对选取方法的解释不再赘述。
可以理解,在步骤S102中,该索引集合的样式(pattern)是指某种选择出的K个信道索引的集合,如果考虑信道的完整性,也可以指选择出的某种N个信道索引的集合,其中(N-K)个信道用于放置冻结比特。所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的值有2K2种情况,例如:2个待编码比特的值有00,01,10,11等4种情况,每一种取值情况对应至少一种索引集合,所述索引集合包括所述K1个索引和所述K2个索引,所述的K1个索引对应的极化信道用于传输信息比特(如果存在CRC比特,该信息比特也可以包括CRC比特,即该信息比特包括负载(payload)或者负载(payload)和CRC比特),所述K2个索引对应的极化信道用于传输冻结比特(预设比特)。
在步骤S103中,发送端对该K1个待编码比特进行极化编码的编码方法可采用现有的极化编码方法,此处不再赘述。
在步骤S104中,速率匹配步骤是可选的,极化编码后码字(母码)的码长为2的整数次幂,在实际应用中需要通过速率匹配实现任意码长的Polar码。当然,如果极化编码后码字的码长与目标码的码长相同,则不需要速率匹配。由于本发明实施例的重点不在于步骤S104,因此,此处不再详细描述,例如,在一种可能的实现方式中,本领域的技术人员也可以参见现有技术中的做法。
在考虑待编码比特分段的具体实施例中,发送端获取Ks个待编码比特和极化信道索引集合,该Ks个待编码比特可以分成p个子段待编码比特,p为大于或等于2的正整数,所有子段待编码比特极化编码后的码字长度的最大值为Nmax。对每个子段执行上述步骤S101至S103,合并每个子段极化编码后的码字,再对该合并后的码字进行步骤S104中的操作。
图5是运用本申请实施例提供的极化编码方法的具体实施例,该实施例的执行主体为发送端。该实施例针对(32,16)的极化码,K2=1且待编码比特不需要进行分段的情况,该方法可以包括以下步骤:
S201,获取16个待编码比特和32个极化信道的索引集合,极化信道的索引集合中包括放置待编码比特的极化信道和冻结比特的极化信道。
发送端获取待编码的待编码比特长度K为16,K1=1,K2=15,已知极化编码后的码字长度为32(下文中简记为(32,16)的极化码,在此说明下文不再赘述)。待编码的16个信息比特记为
Figure BDA0001948772980000171
可选的,该信息比特中可以包含8个循环冗余校验(CRC)比特。本申请中信息比特和待编码比特不做区分,可以替换使用,本申请相关实施例同样适用,不再赘述。
按照3GPP(第三代合作伙伴计划,3rd Generation Partnership Project)发布的技术规范TS38.212中子信道可靠度序列,得到按照可靠度排序的信道索引的集合:[32 3130 28 24 16 29 23 26 27 22 1514 20 12 8],其中,信道索引的集合中的元素为各个信道的序号,将信息比特置于信道传输中更可靠的位置,所列出的信道索引的集合用于放置待发送的信息比特,将预设比特置于信道传输中更不可靠的位置,未列出的信道索引则用于放置冻结比特(即,编码器和解码器两者已知的比特)。上述信道索引是从1开始计数,直到排序为32的信道,当然也可以从0开始计数,直到排序为31的信道,在这种情况下,上述信道索引的集合为:[31 30 29 27 23 15 28 22 25 26 21 14 13 19]。本申请实施例对信道索引的排序方法不构成限定。
可选的,可以按照可靠度来对信道索引进行排序,但不一定是严格从可靠度高到可靠度低或者从可靠度低到可靠度高来进行排序,由于速率匹配、考虑序列嵌套性等等因素的影响,有些信道的可靠性可能不严格遵从这一排序标准。本申请文件中所述的可靠度排序并不一定是严格从可靠大到可靠度小的排序或者从可靠度小到可靠度大的排序,但可靠度的总体变化趋势是确定的。
S202,根据16个待编码比特中的1个待编码比特(也可以称为位置选择比特)的取值集合确定使用的极化信道索引集合的样式,该极化信道索引的样式包括放置16个待编码比特中的其余15个待编码比特(也可以称为非位置选择比特)的15个索引和放置预设比特的1个索引。
为了描述方便,将K个待编码比特中的K2个待编码比特称为位置选择比特,将K个待编码比特中的K1个待编码比特称为非位置选择比特,下文不再赘述。选择第16个信息比特b16作为位置选择比特,则b16有两种情况:b16=0或者b16=1。位置选择比特的确定并没有限制,理论上了可以从信息比特中的任何一个选取,也可以从循环校验比特中的任何一个选择。
对于级联PC(奇偶校验,Parity Check)比特的极化编码方式,PC比特的值可以在极化编码中实时确定,这种情况下,位置选择比特不包括PC比特。因此,可选的,若所述K个待编码比特中包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。即全部的PC比特都不会成为位置选择比特。
当待编码比特中出现PC比特时,可以选择其余的待编码比特,在一个具体实施例中,N=32,K=16+5=21(16个信息比特,5个PC比特),K2=1,位置选择比特可以在16个信息比特中选择。首先在32个子信道中选择21个子信道位置作为信息位集合。用1个位置选择比特选择两种信息位样式(pattern),每种pattern包含20个信息位,用来放置剩余的15个信息比特和5个PC比特。根据位置选择比特确定当前的信息位pattern,在当前的20个信息位中选择5个PC的位置,其余的位置放置剩余的15个信息比特。
在确定位置选择比特的取值集合之后,如图6(a)所示,我们设定极化信道索引集合的样式:
当b16=1时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 20 12]作为信息位,索引对应的极化信道放置15个信息比特,索引[8]设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b16=1;
当b16=0时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 20 8]作为信息位,索引对应的极化信道放置15个信息比特,索引[12]设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b16=0。
作为步骤202的一种替代的方式,步骤S202’中,信道索引的集合包括固定信息位和候选信息位,根据位置选择比特的取值集合确定候选信息位,进而构造信息位集合的样式,所述信息位集合的样式与位置选择比特的取值具有对应关系。
为了便于描述清楚,先将信道索引的集合分成两部分:固定信息位和候选信息位,固定信息位是指其中的每一个位置都确定用于放置信息比特的位置,候选信息位是指集合中的部分信息位用于放置信息比特,其他信息位用于放置预设的比特(例如:冻结比特),本申请实施例中候选信息位和固定信息位的含义相同,不再赘述。在本实施例中,设置信息位索引的集合[32 31 30 28 24 16 2923 26 27 22 15 14 20]为固定信息位,用来放置K1个信息比特。可以理解,信道位置索引的集合可以从0开始排序,也可以从1开始排序,本申请中所有实施例均不作限制。上述实施例是从1开始排序到32,如果从0开始排序,则上述信息位集合为[31 30 29 27 23 15 28 22 25 26 21 14 13 19]。固定信息位设置为固定放置待发送信息比特的信息位,可以认为不参与信息位样式的构造,减少了集合元素,方便构造样式。
可选的,从所述索引集合中选择K2个可靠度较低的极化信道用于放置所述K2个预设比特。
出于信道可靠度的考虑,设置[12 8]两位作为候选信息位来构造信息位集合的样式,一种情况是可以把子信道索引[8]作为冻结比特位,用来放置冻结比特,[12]作为信息比特位,用来放置信息比特b15,这种信息位集合的样式代表b16=1;另一种情况是把子信道索引[8]作为信息比特位,用来放置信息比特b15,[12]作为冻结比特位,用来放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b16=0。
可选的,本情况另一个可能的实施例中,还是针对(32,16)的极化码,K2=1的情况,可以从全部信息位集合中,按照确定规则或者随机规则选择2个信息位(或者信息位索引),来作为候选信息位,或者在所有信息位中,选择放置冻结比特的信道来构造信息位集合的样式。另一种K2=1的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式如图6(b)所示,位置选择比特不变,还是b16,放置冻结比特的信道发生变化,[32 31 30 28 24 16 29 23 27 2214 20 12 8]和[32 31 30 28 24 16 29 23 26 2722 15 14 20 8]作为信息位。另外,也可以选择任意一个信息比特来作为位置选择比特,例如b11,另一种K2=1的(32,16)极化码极化信道索引集合的样式如图6(c)所示,与图6(b)相比,信息位的信道索引不变,位置选择比特发生变化,由b16变成b11。本申请所有情况下的实施例中,构造信息位集合样式的方法和位置选择比特的确定均不作限制与约定,以上实施方式仅为举例说明,本领域技术人员在本申请的实施例启示下获得的任何构造信息位集合样式的方法和比特选择的方法都不超过本申请文件的范围。
可以理解,本方案的实质是构造不同的信息位样式来代表不同位置选择比特的组合,划分候选信息位有利于确定信息位的样式,但并非必要特征,在其他的实施方式中,也可以不构造候选信息位,直接用不同的信息位样式来对应位置选择比特的不同取值。
可选的,可以直接将信息位样式和位置选择比特取值之间的对应关系存储到发送设备和接收设备的存储单元中,由发送设备或接受设备的处理器单元调用存储的数据直接使用,不再需要构造过程。本申请实施例均可以采用这种预先存储对应关系的方法,其他实施例中不再赘述。
S203,根据确定的索引样式,对15个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字。
S204(可选步骤),对极化编码后的码字执行包括但不限于速率匹配、调制映射、模数变换、变频等中的部分或全部步骤。
S205(可选步骤),发送执行完步骤S104操作的极化编码后的码字。
图7是运用本申请实施例提供的极化编码方法的具体实施例,该实施例的执行主体为发送端。该实施例针对(32,16)的极化码,中K2=2且待发送的待编码比特不需要分段的情况,该方法可以包括以下步骤:
S301,获取16个待编码比特和32个极化信道的索引集合,其中包括放置待编码比特的极化信道和冻结比特的极化信道。
发送端构造(32,16)的极化码,获取待发送的待编码比特长度K为16,K1=2,K2=14。待发送的16个信息比特记为
Figure BDA0001948772980000191
可选的,该信息比特中可以包含8个循环冗余校验(CRC)比特,也可以不包含CRC比特,全部由信息比特构成,或者信息比特和PC比特构成。信道索引的集合:[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 20 12 8],信道索引的集合与上述实施例相同,具体构造过程不再赘述。
S302,根据16个待编码比特中的2个待编码比特(位置选择比特)的取值集合确定使用的极化信道索引集合的样式,该极化信道索引的样式包括放置16个待编码比特中的其余14个待编码比特(非位置选择比特)的14个索引和放置预设比特的2个索引。
在一个具体实施例中,考虑2个位置选择比特的情况。对于(32,16)极化码,位置选择比特的个数K2为2,非位置选择比特的个数K1为14。K2=2的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式如图8(a)所示,选择第15个信息比特b15和第16个信息比特b16作为位置选择比特,则[b15,b16]取值有四种情况:b15b16=00,b15b16=01,b15b16=10或者b15b16=11,所以至少需要22种信息位样式。
可选的,可以在4个候选信息位中选择3个位置放置信息比特,剩下1个位置放置冻结比特,由于
Figure BDA0001948772980000192
正好满足2个位置选择比特的信息位样式的数量要求。
我们设定:
当b15b16=00时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 20]作为信息位,这些索引对应的极化信道放置14个信息比特,索引[12 8]对应的极化信道设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b15b16=00;
当b15b16=01时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 12]作为信息位,这些索引对应的极化信道放置14个信息比特,索引[20 8]对应的极化信道设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b15b16=01;
当b15b16=10时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 20 12]作为信息位,这些索引对应的极化信道放置14个信息比特,索引[14 8]对应的极化信道设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b15b16=10;
当b15b16=11时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 14 20 12]作为信息位,这些索引对应的极化信道放置14个信息比特,索引[15 8]对应的极化信道设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b15b16=11。
作为302的一种替代步骤,步骤S302’中,信道索引的集合包括固定信息位和候选信息位,根据位置选择比特的取值集合确定候选信息位,进而构造信息位集合的样式,所述信息位集合的样式与位置选择比特的取值具有对应关系。
可选的,设置信息位索引集合[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22]为固定信息位,用来放置前11个信息比特。设置[15 14 20 12]作为候选信息位来构造信息位样式,选择其中3个索引对应的信道放置信息比特,剩下1个索引对应的信道放置冻结比特。可选的,出于可靠度的考虑,索引[8]对应的极化信道放置1个冻结比特。我们设定:
当b15b16=00时,[15 14 20]作为信息位,这些索引对应的极化信道放置3个信息比特,索引[12]对应的极化信道设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b15b16=00;
当b15b16=01时,[15 14 12]作为信息位,这些索引对应的极化信道放置3个信息比特,索引[20]对应的极化信道设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b15b16=01;
当b15b16=10时,[15 20 12]作为信息位,这些索引对应的极化信道放置3个信息比特,索引[14]对应的极化信道设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b15b16=10;
当b15b16=11时,[14 20 12]作为信息位,这些索引对应的极化信道放置3个信息比特,索引[15]对应的极化信道设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b15b16=11。
可选的,也可以选择在5个候选信息位中选择3个位置放置信息比特,剩下2个放置冻结比特,由于
Figure BDA0001948772980000201
同样满足2个位置选择比特的信息位样式的数量要求,多余的信息位样式可以不使用,或者一个位置选择比特的取值对应多个信息位样式。以上方案仅为举例说明,本申请对于候选信息位的数量和构造方式不做限定。
可选的,在本申请另一个可能的实施例中,还是针对(32,16)的极化码,K2=2的情况,可以从全部信息位集合中,按照确定规则或者随机规则选择足够的信息位来作为候选信息位,构造信息位集合的样式。或者在所有信息位中,选择放置冻结比特的信道来构造信息位集合的样式。位置选择比特的确定也不进行限制。另一种K2=2的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式如图8(b)所示,我们设定:
当b5b16=00时,索引[16 15]对应极化信道设置为放置冻结比特,其余索引对应的极化信道放置信息比特,这种信息位集合的样式代表b5b16=00;
当b5b16=01时,索引[20 8]对应极化信道设置为放置冻结比特,其余索引对应的极化信道放置信息比特,这种信息位集合的样式代表b5b16=01;
当b5b16=10时,索引[28 27]对应极化信道设置为放置冻结比特,其余索引对应的极化信道放置信息比特,这种信息位集合的样式代表b5b16=10;
当b5b16=11时,索引[26 14]对应极化信道设置为放置冻结比特,其余索引对应的极化信道放置信息比特,这种信息位集合的样式代表b5b16=11。
可选的,本方案并不对不直接发送的比特数量进行限制。一种K2=3的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式如图8(c)所示,选择b5b15b16这三个比特作为不直接发送的比特,通过如图8(c)所示的8种信息位样式表示b5b15b16的8种取值集合。
S303,根据确定的索引样式,对14个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字。
可选的,方法还包括:S304,对极化编码后的码字执行包括但不限于速率匹配、调制映射、模数变换、变频等中的部分或全部步骤。
可选的,方法还包括:S305,发送执行完步骤S104操作的极化编码后的码字。
图9是运用本申请实施例提供的极化编码方法的具体实施例,该实施例的执行主体为发送端。该实施例针对(32,16)的极化码,位置选择比特K2=1,待发送的待编码比特中包含分布式的循环冗余校验比特,该待编码比特不分段的情况,该方法可以包括以下步骤:
S401,获取16个待编码比特和32个极化信道的索引集合,该极化信道包括放置待编码比特的极化信道和冻结比特的极化信道,该待编码比特中包含分布式的CRC比特。
发送端构造(32,16)的极化码,获取待编码的比特长度K为16,K1=1,K2=15。待发送的16个信息比特记为
Figure BDA0001948772980000211
该信息比特中可以包含长度L为8的分布式循环冗余校验(CRC)比特。信道索引的集合:[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 2012 8],信道索引的集合与上述实施例相同,具体构造过程不再赘述。
S402,根据位置选择比特的取值集合确定使用的极化信道索引集合的样式。其中,该极化信道索引的样式包括放置非位置选择比特的15个索引和放置预设比特的1个索引。放置非位置选择比特的索引中,3个CRC比特校验所述位置选择比特。其中,所述3个CRC比特对应的索引序号小于所述放置信息比特的16个索引集合中的最大索引序号,放置3个CRC比特的极化信道对应的索引的值小于放置其他5个CRC比特的极化信道对应的5个索引的值。
可选的,所述K个待编码比特包括长度为L的分布式CRC比特,L为正整数。至少C个CRC比特校验所述K2个待编码比特中的至少一个比特,所述至少C个CRC比特对应的索引序号小于所述K个索引集合中的最大索引序号,C为大于或等于1的整数。在本具体实施例中,K=16,L=8,K2=1,C为不超过4的正整数。
具体地,放置所述至少C个CRC比特的极化信道对应的C个索引的值小于放置其他(L-C)个CRC比特的极化信道对应的(L-C)个索引的值。本具体实施例中,(L-C)为4-7之间的正整数。
在一个具体实施例中,考虑待编码比特中采用DCRC(分布式CRC)方案,如图10采用DCRC的K2=1的(32,16)极化码的极化信道索引集合的样式所示,位置选择比特的个数K2为1,选择第16个信息比特b16作为位置选择比特;在信息位12和8中选择一个信息位,用来放置b15;剩下的候选信息位作为冻结比特位,用来放置冻结比特。b16有两种情况:b16=0或者b16=1,分别对应如图10所示的2种信息位样式。图10中黑色填充方框表示放置CRC比特的信道,共有8个CRC比特,CRC比特所在的信息位索引为:[32 31 30 28 29 27 22 15],其余比特放置方式与上述实施例相同。
其中,索引[27 22 15]对应极化信道放置的CRC比特用于校验放置在索引[14 2012 8]对应极化信道的信息比特,索引[27 22 15]对应的极化信道放置的CRC比特作为被译码出来的第一段CRC比特,索引[14 20 12 8]对应极化信道放置的信息比特作为被译码出来的第一段信息比特,第一段CRC比特和第一段信息比特被译码出来后,该CRC比特对该信息比特进行校验。由于b16是位置选择比特,对包含b16在内的该信息比特进行校验,即可鉴别错误的信息位样式,放弃继续译码这个或这些错误信息位样式对应的待译码信息。
可选的,本情况另一个可能的实施例中,还是针对(32,16)的极化码,K2=1的情况,可以从全部信息位集合中,按照确定规则或者随机规则选择2个信息位(或者信息位索引),来作为候选信息位,或者在所有信息位中,选择放置冻结比特的信道来构造信息位集合的样式。在交织CRC比特时,使校验一个或者多个位置选择比特的某段CRC比特以及对应的位置选择比特放置在最先译码的位置,以减少接收设备的译码的工作量,提前终止未通过CRC校验的某个或某些信息位样式对应的待译码信息继续译码。分布式CRC技术应用于本申请实施例有可能提前终止错误样式(pattern)的译码,从而降低接收端盲检的复杂度。
S403,根据确定的索引样式,对15个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字。
可选的,方法还包括:S404,对极化编码后的码字执行包括但不限于速率匹配、调制映射、模数变换、变频等中的部分或全部步骤。
可选的,方法还包括:S405,发送执行完步骤S404操作的极化编码后的码字。
图11是运用本申请实施例提供的极化编码方法的具体实施例,该实施例的执行主体为发送端。该实施例主要讨论在满足何种条件的情况可以采用本申请中的技术方案,并确定位置选择比特K2的数量,该方法可以包括以下步骤:
S501,获取K个待编码比特和索引集合。
S502(可选步骤),发送端根据条件确定所述K个待编码比特中K2个待编码比特的数量。
可选的,根据预设参数的取值范围确定指示标识的值,所述指示标识用于确定所述K1的取值或者K2的取值。
由于译码端需要对根据多种信息位样式与位置选择比特之间的对应关系进行译码,运算量会显著增多,同时考虑到本技术方案在码长较短时效果更佳(可以参考下文所述的仿真结果),所以根据实际通信的预设参数对位置选择比特K2的数量做出调整,可以有效的提高本申请技术方案的效果,从而能充分发挥本申请技术方案的优势,下文将详细阐述预设参数。
可选的,根据指示标识S确定所述K2的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K2的取值。
具体地,所述指示标识S为第二值,所述K2等于0;或所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。
可选的,根据指示标识S确定所述K1的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K1的取值。
具体地,所述指示标识S为第二值,所述K1等于K;或所述指示标识S为第一值,所述K1为大于0且小于K的整数。
在一个具体实施例中,用S表示采用本申请技术方案的指示标识(flag),当指示标识S=1(或者第一值)时,表示使用本申请所述技术方案(即位置选择比特的数量K2>0),当指示标识S=0(或者第二值)时,表示不使用本申请所述技术方案(即位置选择比特的数量K2=0)。
具体地,
所述预设标识为第一值时,所述K2大于0或所述K1小于K;
所述预设标识为第二值时,所述K2=0或所述K1=K。
可选的,发送端可以发送所述指示标识。发送端将指示标识S直接发送给接收端,使接收端获知是否采用了本技术方案,以及位置选择比特K2的大小。
可选的,根据预设参数的取值范围确定所述K1或所述K2的取值;其中所述预设参数包括以下中的一种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或所述预设参数包括以下中的两种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或所述预设参数包括以下中的三种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或所述预设参数包括:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K和码率R。
具体地,所述预设参数包括用户设备类型,所述用户设备类型指示终端处理信息的能力,所述用户设备类型与所述K2具有对应关系。发送端可以根据用户设备类型,或者终端设备的能力(UE Capability)中的其他指代终端处理信息能力的参数确定待编码比特中的位置选择比特的数量。
终端设备的能力(UE Capability)包括:用户设备类型(UE Category),PDCP参数、RLC参数、物理层参数、RF参数等等。其中,用户设备类型(UE Category,简写为UE Cat)能够表示该终端设备的下载和上传能达到的最高速率的水平,表明终端所支持的数据处理能力、最大空分复用、调制编码能力等,终端设备的能力由终端设备的通信芯片性能决定。终端设备和网络设备通信时,会上报其UE Capability信息,能够被网络设备获知该终端设备的用户设备类型。在一个具体实施例中,可以根据终端设备的能力来确定待编码比特中的位置选择比特的数量K2,3GPP发布的R15版本技术规范TS36.306中给出了用户设备类型的12种分级以及各个级别用户设备类型的上下行参数,其中,下行物理层用户设备类型参数值设定表见表1,本技术方案根据表中Maximum number of DL-SCH transport block bitsreceived within a TTI(即终端设备的最高下载速率)来确定K2,越高的下载速率可以匹配越多的位置选择比特数量,以此匹配译码端对不同信息位样式进行盲检带来的计算量。表2和表3分别给出了12种UE category级别与K2的对应关系的示例,其中K2=0代表采用原始Polar码方案。K1=K-K2,可以理解,在K值确定好的情况下,表2和表3也可以等同于UEcategory级别与K1的关系。在其他可能的实施情况中,可以根据终端设备的其他指征参数(例如Maximum number of bits of a DL-SCH transport block received within aTTI)确定K2,本申请不做限制,以上举例也不对本申请构成限定。在未来标准版本中可能对用户设备类型有新的划分,本领域的技术人员可以利用本申请方案的思想可以对具体实施方法做适应性调整。
表1.下行物理层用户设备类型参数值设定表(Downlink physical layerparameter values set by the field ue-Category)
Figure BDA0001948772980000231
Figure BDA0001948772980000241
Figure BDA0001948772980000251
表2用户设备类型与K2的对应关系
UE category K<sub>2</sub>
Category 1 0
Category 2 1
Category 3 1
Category 4 1
Category 5 2
Category 6 2
Category 7 2
Category 8 ≥3
Category 9 2
Category 10 2
Category 11 2
Category 12 2
表3用户设备类型与K2的对应关系
UE category K<sub>2</sub>
Category 1 0
Category 2 0
Category 3 1
Category 4 1
Category 5 2
Category 6 2
Category 7 2
Category 8 ≥4
Category 9 2
Category 10 2
Category 11 3
Category 12 3
可选的,其中,若预设参数满足第一条件,K2=0;若预设参数满足第二条件,所述K2为大于0且小于K的整数。具体地,所述预设参数包括极化编码后的码字的长度(码长)N、待编码比特(信息比特)的长度K、码率R。
发送端还可以根据码长、码率、信息比特长度等参数信息,或者根据所有上述参数信息(包括终端设备类型)的组合来确定是否采用本申请中的技术方案(位置选择比特的数量K2是否为0),综合考虑K2的取值。例如考虑码长、信息序列长度和终端设备的能力等参数是否满足设定阈值,决定位置选择比特的个数。
在一个实施例中,用S表示采用本申请技术方案的标识(flag),用S=1表示使用本申请所述技术方案(即位置选择比特的数量K2>0),用S=0表示不使用本申请所述技术方案。具体地,可以有如下多种方案中的一种或多种的结合。
(1)按照码长选择位置选择比特的数量K2:
若码长N≤512(第二条件),S=1或K2>0,若N>512(第一条件),S=0或K2=0;
若N≤512可以进一步细分,若128≤N≤512,K2=2,当N<128时,K2=1。
(2)按待编码比特个数K选择位置选择比特的数量K2:
若待编码比特比特个数K≤256(第二条件),S=1或K2>0;若K>256(第一条件),S=0或K2=0。
可以进一步细分,若64≤K≤256,K2=2;若K<64,K2=1。
(3)按码率选择位置选择比特的数量K2:
若码率R≤1/2(第二条件),S=1或K2>0;若R>1/2(第一条件),S=0或K2=0。
可以进一步细分,若1/4≤R≤1/2,K2=0或1;若0≤R≤1/4时,K2=1或2。
这里的码率可以指母码码率K/N;或者实际传输码率K/E,E为实际传输的比特长度,或者说速率匹配后的长度。
(4)按照用户设备类型选择位置选择比特的数量K2,如表2或表3任一行或多行的对应关系。
例如,根据表2,若用户类型为Category 1(第一条件),K2=0;用户类型为Category 2~12中的一种(第二条件),K2>0。可选的,若用户类型为Category 2~4中的任一种,K2=1;若用户类型为Category 5~7或Category 9~12中的任一种,K2=2。若用户类型为Category 8,K2≥3。
例如,根据表3,若用户类型为Category 1或Category 2(第一条件),K2=0;用户类型为Category3~12中的一种(第二条件)K2>0。可选的,若用户类型为Category 3~4中的任一种,K2=1;若用户类型为Category 5~7或Category 9~12中的任一种,K2=2。若用户类型为Category 8,K2≥4。
(5)综合考虑上述因素确定指示标识S与K2的值,
当用户设备类型UE Category=9且N≤512,64≤K≤256时,S=1,K2可以取1或2;
当用户设备类型UE Category=9且1/4≤R≤1/2时,S=1,K2可以取1;
当用户设备类型UE Category=9且N<128,K<64,0≤R≤1/4时,S=1,K2可以取1。
以上预设参数和具体条件仅为举例,本申请全文中各个具体条件中的“等于”可以放在“大于或等于”的条件里,也可以放在“小于或等于”的条件里,只要彼此不冲突,本申请不做限定。例如第(1)种情形中,“若码长N≤512或N>512,S=0或K2=0”可以改为“若码长N<512,S=1或K2>0,若N≥512,S=0或K2=0”。其他情况可以类推,在这里不进行一一列举。
可以理解,也可以不使用本申请技术方案的指示标识S(flag),直接根据满足设定阈值的状况,配置位置选择比特的数量K2。
S503,根据K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定使用的极化信道索引集合的样式,该极化信道索引的样式包括放置待编码比特的K1个索引和放置预设比特的K2个索引。
S504,根据确定的索引样式,对K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字。
S505,对极化编码后的码字执行包括但不限于速率匹配、调制映射、模数变换、变频等中的部分或全部步骤。
S506,发送执行完步骤S505操作的极化编码后的码字。
图12是运用本申请实施例提供的编码方法的具体实施例,该实施例的执行主体为发送端。该实施例中,待传输的比特(以下称为第一序列)比较长,(所述待编码比特可以是payload载荷比特,或者是payload载荷比特和CRC比特,或者是payload载荷比特、CRC比特和PC比特,下面将结合具体情况进行说明),可以对待传输比特进行分段,每个子段的分段后的长度可以相等,也可以不等。对每个子段执行上述实施例中的编码方法。该方法可以包括以下步骤:
S601,获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;
第i个子段对应Si个待编码比特,对于第i段的编码,所述K个待编码比特为第i个子段对应的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。这里的每个字段对应的Si个待编码比特,未必等于每个子段的长度。如果纯polar编码,即不级联其CRC或PC等,第一比特序列被划分成p个子段后,每个子段的长度就是该子段对应的待编码比特个数。但是级联CRC或PC的polar编码,可以是先分段后级联CRC校验比特或PC比特,这种情况下各个子段对应的待编码比特就包括CRC校验比特或PC比特。也可以是先级联CRC校验比特或PC比特,然后再分段,这种情况下各个子段对应的待编码比特也可能包括CRC校验比特或PC比特。
可选的,所述第一比特序列为payload载荷比特,先对所述第一比特序列进行分段,例如分成2段。在一种具体的情况下,目的是将第一比特序列分成长度相等的两段,若所述第一比特序列的比特个数为偶数,则均分成2段;若所述第一比特序列的比特个数为奇数,则将所述第一比特序列分成
Figure BDA0001948772980000271
个和
Figure BDA0001948772980000272
个,Ks为所述第一比特序列的长度,
Figure BDA0001948772980000273
表示向上取最大整数,
Figure BDA0001948772980000274
表示向下取最大整数。示例性的,
Figure BDA0001948772980000275
对长度为
Figure BDA0001948772980000276
的这一子段在序列的末尾或者开始补0(填充)。可选的,若所述第一比特序列的比特个数为奇数,可以在所述第一比特序列的末尾或者开始补0(填充),使所述第一比特序列的比特个数变成偶数再均分成2段。分段完成后对各个子段进行CRC编码或者PC编码,此时所述的第i(i=1或2)个子段对应的Si个待编码比特包含payload载荷比特,如果进行CRC编码则还包含CRC比特,如果进行了PC编码则还包含PC比特,如果CRC编码和PC编码都进行了,则还包含CRC比特和PC比特。
可选的,所述第一比特序列为payload载荷比特,先对所述第一比特序列进行CRC编码或者PC编码或者CRC编码和PC编码均进行,再进行分段。分段的方法可以参考上述内容。此时,所述的第i个子段对应的Si个待编码比特可以包含部分的payload载荷比特,部分的CRC比特(如果进行了CRC编码),部分的PC比特(如果进行了PC编码)。
分段完成以后,第i个子段的Si个待编码比特可以认为是上述实施例中编码方法所述的K个待编码比特,再继续执行本申请技术方案的其他步骤。
可以理解,本例子中说的填充比特为0,实际也可以为1。
分段时主要考虑码字长度N和待编码比特的长度K,或者待编码比特长度与码率R,例如:优选的,当32≤Ks≤256且R≤1/2时,可以将待编码比特分成2段,
当256<Ks≤1024且R≤1/2时,可以将可以将待编码比特分成2段,3段或者4段。
以Ks为偶数且分成2段为例,每个子段待编码比特分成2部分:K1个待编码比特和K2个待编码比特,Ks/2=K1+K2;发送端确定一个包含M个信道索引的集合,该索引集合包括Ks/2个极化信道的索引,用于放置待编码比特和预设比特,该索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述Ks/2个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特,其中,该索引集合可以预先存储在发送端直接使用,上述的Ks,K1,K2,M为正整数。
S602,在每个子段中,根据每个子段待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定使用的极化信道索引集合的样式,该极化信道索引的样式包括放置待编码比特的K1个索引和放置预设比特的K2个索引。
S603,在每个子段中,根据确定的索引样式,对K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字。
可选的,方法还包括:S603’,对极化编码后的码字进行合并。
可选的,方法还包括:S604,对合并后的码字执行包括但不限于速率匹配、调制映射、模数变换、变频等中的部分或全部步骤。
可选的,方法还包括:S605,发送执行完步骤S604操作的极化编码后的码字。
在一个具体地实施例中,发送端获取待编码比特的长度Ks为32,分成2个子段,每段长度相等,子段待编码比特的长度为16,在每个子段中,位置选择比特的数量相等,K1=1,K2=15,每个子段极化编码后的码字长度N均为32。每个子段待编码的16个信息比特记为
Figure BDA0001948772980000281
每个子段信道索引的集合也相同,子段信道索引的集合为[32 31 3028 24 16 29 23 26 27 22 15 14 20 128],具体构造过程不再赘述。
在每个子段中均选择第16个信息比特b16作为位置选择比特,则b16有两种情况:b16=0或者b16=1。可以理解在每个子段中,位置选择比特并不一定是最后一个比特,可以是任意一个待编码比特,本申请实施例对此并不构成限定。我们设定每个子段的极化信道索引集合的样式与图6(a)所示的样式相同:
当b16=1时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 20 12]作为信息位,索引对应的极化信道放置15个信息比特,索引[8]设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b16=1;
当b16=0时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 20 8]作为信息位,索引对应的极化信道放置15个信息比特,索引[12]设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b16=0。
根据每个子段待编码比特选择子段的极化信道索引集合的样式,将每个子段待编码比特放置到对应的信道位置,分别对每个子段15个待编码比特进行极化编码,获得2个子段极化编码后的码字。
将2个个子段极化编码后的码字进行合并后,执行包括但不限于速率匹配、调制映射、模数变换、变频等中的部分或全部步骤。最后发送该码字。
图13是本申请实施例提供的一种极化码译码方法的流程图,本实施例的执行主体为接收端。该方法可以包括以下步骤:
S701,获取K个待译码比特的译码信息和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于承载所述K个待译码比特中的K1个待译码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于承载K2个预设比特,K=K1+K2,所述K1个索引或K2个索引是基于所述K个待译码比特中的K2个待译码比特的值确定的;
S702、基于所述K1个索引或K2个索引确定K2个待译码比特的译码结果;
S703、对所述K1个待译码比特的译码信息,进行极化译码,得到K1个待译码比特的译码结果;
S704、输出译码结果,所述译码结果包括所述K1个待译码比特的译码结果和所述K2个待译码比特的译码结果。
可选的,在步骤S701中,其中,若预设参数满足第一条件,K2=0;若预设参数满足第二条件,所述K2为大于0且小于K的整数。具体参见前面的实施例。
具体地,在步骤S701中,所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。
可选的,所述K2=1或K2=2。
可选的,所述K个待编码比特中包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。
可选的,根据接收到的指示标识确定所示K1的取值或者K2的取值。其中,所述指示标识的每种取值对应一种或多种所述K2的取值,或者所述指示标识的每种取值对应一种或多种K1的取值。
具体地,
所述预设标识为第一值时,所述K2=0或所述K1=K;
所述预设标识为第二值时,所述K2大于0或所述K1小于K。
对分布式CRC的具体实施例进行译码为例,译码端通过接收的指示标识或者预先约定的规则,已经知悉信息位集合的样式与位置选择比特之间的对应关系如图10所示。对于(32,16)极化码,位置选择比特的个数K2为1,第16个信息比特b16作为位置选择比特,则b16有两种情况:b16=0或者b16=1,译码端已知悉:
当b16=1时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 20 12]作为信息位,索引对应的极化信道放置15个信息比特,索引[8]设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b16=1;
当b16=0时,[32 31 30 28 24 16 29 23 26 27 22 15 14 20 8]作为信息位,索引对应的极化信道放置15个信息比特,索引[12]设置为放置冻结比特,这种信息位集合的样式代表b16=0。
图10中黑色填充方框表示放置CRC比特的信道,共有8个CRC比特,CRC比特所在的信息位索引为:[32 31 30 28 29 27 22 15]。其中,索引[27 22 15]对应极化信道放置的CRC比特用于校验放置在索引[14 20 12 8]对应极化信道的信息比特。
接收端开始分别根据2种不同信息位集合的样式进行译码,
索引[27 22 15]对应的极化信道放置的CRC比特作为被译码出来的第一段CRC比特,索引[14 2012 8]对应极化信道放置的信息比特作为被译码出来的第一段信息比特,第一段CRC比特和第一段信息比特被译码出来后,该CRC比特对该信息比特进行校验。由于b16是位置选择比特,对包含b16在内的该信息比特进行校验,即可鉴别错误的信息位样式,放弃继续译码这个信息位样式对应的待译码信息,从而达到节省译码端盲检开销的目的。
图14为本申请提供的N=32,K=16,CRC=8极化码的性能仿真结果图,图15为本申请提供的N=128,N=64,CRC=8极化码的性能仿真结果图,图16为本申请提供的N=64,K=32,CRC=11极化码的性能仿真结果图,图17为本申请提供的N=1024,K=512,CRC=11极化码的性能仿真结果图。图14至17分别考虑了K2为1或2与传统极化码方案对比的情况,在二进制相移键控(BPSK)调制,加性白高斯噪声(AWGN)信道的条件下,采用标准TS38.212中子信道可靠度对信道进行排序。译码算法采用CA-SCL译码算法,List=4。图中“Polar”表示原始极化码性能,“Polar_IS”表示采用本申请提出的技术方案。比较了传统极化码和本申请方案中的极化码在相同控制变量下的译码性能,从图中可以看出,相同控制变量下,本申请方案中的极化码误块率更低,特别是在码字(N,K)长度较短的情况下效果更为显著,相比于传统极化码方案性能更优。
图18所示为本申请提供的一种编码装置1800的结构示意图,编码装置1800包括:
获取单元1801,用于获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
处理单元1802,用于对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
输出单元1803,用于输出极化编码后的码字;
其中,K、K1和K2均为整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
可选的,其中,若预设参数满足第一条件,K2=0;若预设参数满足第二条件,所述K2为大于0且小于K的整数。具体参见前面的实施例。
可选的,所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。
可选的,所述K2=1或K2=2。
可选的,所述K个待编码比特中包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。
可选的,所述编码装置还包括:第一单元1804,用于根据预设参数的取值范围确定指示标识的值,所述指示标识用于确定所述K1的取值或者K2的取值。
具体地,根据所述指示标识确定所述K2或所述K1的值,其中,所述指示标识的每种取值对应一种或多种所述K2的取值,或者所述指示标识的每种取值对应一种或多种K1的取值。
具体地,
所述预设标识为第一值时,所述K2=0或所述K1=K;
所述预设标识为第二值时,所述K2大于0或所述K1小于K。
可选的,所述编码装置还包括:发送单元1805,用于发送所述指示标识。
可选的,所述编码装置还包括:第二单元1806,用于根据所述预设参数的取值范围确定所述K1或所述K2的取值。
可选的,所述预设参数包括用户设备类型,所述用户设备类型指示终端处理信息的能力,所述用户设备类型与所述K2具有对应关系。
可选的,所述预设参数包括极化编码后的码字的长度、待编码比特的长度、码率。
可选的,所述K个待编码比特包括长度为L的分布式CRC比特,L为正整数。预设规则使得至少C个CRC比特校验所述K2个待编码比特中的至少一个比特,所述至少C个CRC比特对应的索引序号小于所述K个索引集合中的最大索引序号,C为大于或等于1的整数。
具体地,放置所述至少C个CRC比特的极化信道对应的C个索引的值小于放置其他(L-C)个CRC比特的极化信道对应的(L-C)个索引的值。
可选的,获取单元,还用于获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;
第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
上述实施例所述的极化编码方法中的部分或者全部可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现,当通过软件来实现时,如图19所示为本申请提供的另外一种编码装置1900的结构示意图,编码装置1900包括:
处理器1901,用于执行存储器1902或存储器1903或存储器1904中存储的程序,当程序被执行时,使得所述装置执行上述任一实施例所述的方法。
存储器1902或存储器1903或存储器1904存储的也可以是处理器执行编码方法过程中产生或使用的数据。例如,存储器是缓存。存储器可以是物理上独立的单元,也可以是云服务器上的存储空间或网络硬盘等。
可选的,所述存储器1902位于所述装置内。
可选的,所述存储器1903与所述处理器1901集成在一起。
可选的,所述存储器1904位于所述装置之外。
处理器1901可以是中央处理器(central processing unit,CPU),网络处理器(network processor,NP)或者CPU和NP的组合。
处理器1901还可以是硬件芯片,可以是专用集成电路(application-specificintegrated circuit,ASIC),可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD),现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array,FPGA),通用阵列逻辑(genericarray logic,GAL)或其任意组合。
本申请实施例中的存储器(或存储单元)可以包括易失性存储器(volatilememory),例如随机存取存储器(random-access memory,RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如快闪存储器(flash memory),硬盘(hard diskdrive,HDD)或固态硬盘(solid-state drive,SSD)、云存储(cloud storage)、网络附接存储(NAS:network attached Storage)、网盘(network drive)等;存储器还可以包括上述种类的存储器的组合或者其他具有存储功能的任意形态的介质或产品。
可选的,所述装置为基站或终端。
可选的,所述装置为芯片或集成电路。
当通过硬件实现时,图20所示为本申请提供的一种编码装置2000的结构示意图,该编码装置2000包括:
输入接口2001,用于获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
编码电路2002,用于对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
输出接口2003,用于输出极化编码后的码字;
其中,K、K1和K2均为整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
可选的,其中,若预设参数满足第一条件,K2=0;若预设参数满足第二条件,所述K2为大于0且小于K的整数。具体参见前面的实施例。
可选的,所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。
可选的,所述K2=1或K2=2。
可选的,所述K个待编码比特中包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。
可选的,所述电路还用于根据预设参数的取值范围确定指示标识的值,所述指示标识用于确定所述K1的取值或者K2的取值。
具体地,根据所述指示标识确定所述K2或所述K1的值,其中,所述指示标识的每种取值对应一种或多种所述K2的取值,或者所述指示标识的每种取值对应一种或多种K1的取值。
具体地,
所述预设标识为第一值时,所述K2=0或所述K1=K;
所述预设标识为第二值时,所述K2大于0或所述K1小于K。
可选的,所述输出接口还用于输出所述指示标识。
可选的,所述电路还用于根据所述预设参数的取值范围确定所述K1或所述K2的取值。
可选的,所述预设参数包括用户设备类型,所述用户设备类型指示终端处理信息的能力,所述用户设备类型与所述K2具有对应关系。
可选的,所述预设参数包括极化编码后的码字的长度、待编码比特的长度、码率。
可选的,所述K个待编码比特包括长度为L的分布式CRC比特,L为正整数。预设规则使得至少C个CRC比特校验所述K2个待编码比特中的至少一个比特,所述至少C个CRC比特对应的索引序号小于所述K个索引集合中的最大索引序号,C为大于或等于1的整数。
具体地,放置所述至少C个CRC比特的极化信道对应的C个索引的值小于放置其他(L-C)个CRC比特的极化信道对应的(L-C)个索引的值。
可选的,所述输入接口,还用于获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;
第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
进一步地,该编码装置2000输出的编码后的比特序列经过调制器2010调制后输出给收发器2020,收发器2020对调制后的序列进行相应处理(包括但不限于数模变换和/或变频等处理)后通过天线2030发送出去。
可选的,编码装置2000在具体实现时可以是芯片或者集成电路,例如微处理器,DSP,或基带芯片等。
本申请还提供一种编码装置,该编码装置包括:
用于获取K个待编码比特和索引集合的单元或手段(means),所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
用于对所述K1个待编码比特进行极化编码的单元或手段,获得极化编码后的码字;
用于输出极化编码后的码字的单元或手段;
其中,K、K1和K2均为整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
可选的,所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。
可选的,所述K2=1或K2=2。
可选的,所述K个待编码比特中包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。
可选的,所述编码装置还包括:用于根据预设参数的取值范围确定指示标识的值的单元或手段,所述指示标识用于确定所述K1的取值或者K2的取值。
具体地,根据所述指示标识确定所述K2或所述K1的值,其中,所述指示标识的每种取值对应一种或多种所述K2的取值,或者所述指示标识的每种取值对应一种或多种K1的取值。
具体地,
所述预设标识为第一值时,所述K2=0或所述K1=K;
所述预设标识为第二值时,所述K2大于0或所述K1小于K。
可选的,所述编码装置还包括:用于发送所述指示标识的单元或手段。
可选的,所述编码装置还包括:用于根据所述预设参数的取值范围确定所述K1或所述K2的取值的单元或手段。
可选的,所述预设参数包括用户设备类型,所述用户设备类型指示终端处理信息的能力,所述用户设备类型与所述K2具有对应关系。
可选的,所述预设参数包括极化编码后的码字的长度、待编码比特的长度、码率。
可选的,所述K个待编码比特包括长度为L的分布式CRC比特,L为正整数。预设规则使得至少C个CRC比特校验所述K2个待编码比特中的至少一个比特,所述至少C个CRC比特对应的索引序号小于所述K个索引集合中的最大索引序号,C为大于或等于1的整数。
具体地,放置所述至少C个CRC比特的极化信道对应的C个索引的值小于放置其他(L-C)个CRC比特的极化信道对应的(L-C)个索引的值。
可选的,所述编码装置还包括:用于获取第一比特序列的单元或手段,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
图21所示为本申请提供的一种译码装置2100的结构示意图,译码装置2100包括:
获取单元2101,用于获取K个待译码比特的译码信息和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于承载所述K个待译码比特中的K1个待译码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于承载K2个预设比特,K=K1+K2,所述K1个索引或K2个索引是基于所述K个待译码比特中的K2个待译码比特的值确定的;
处理单元2102,用于基于所述K1个索引或K2个索引确定K2个待译码比特的译码结果;
处理单元2102,用于对所述K1个待译码比特的译码信息,进行极化译码,得到K1个待译码比特的译码结果;
输出单元2103,用于输出译码结果,所述译码结果包括所述K1个待译码比特的译码结果和所述K2个待译码比特的译码结果。
具体地,所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。
可选的,所述K2=1或K2=2。
可选的,所述K个待编码比特中包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。
可选的,根据接收到的指示标识确定所示K1的取值或者K2的取值。其中,所述指示标识的每种取值对应一种或多种所述K2的取值,或者所述指示标识的每种取值对应一种或多种K1的取值。
具体地,
所述预设标识为第一值时,所述K2=0或所述K1=K;
所述预设标识为第二值时,所述K2大于0或所述K1小于K。
上述实施例所述的极化译码方法中的部分或者全部可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现,当通过软件来实现时,如图22所示为本申请提供的另外一种译码装置2200的结构示意图,译码装置2200包括:
处理器2201,用于执行存储器2202或存储器2203或存储器2204中存储的程序,当程序被执行时,使得所述装置执行上述任一实施例所述的方法。
存储器2202或存储器2203或存储器2204存储的也可以是处理器执行译码方法过程中产生或使用的数据。例如,存储器是缓存。存储器可以是物理上独立的单元,也可以是云服务器上的存储空间或网络硬盘等。
可选的,所述存储器2202位于所述装置内。
可选的,所述存储器2203与所述处理器集成在一起。
可选的,所述存储器2204位于所述装置之外。
处理器2201可以是中央处理器(central processing unit,CPU),网络处理器(network processor,NP)或者CPU和NP的组合。
处理器2201还可以是硬件芯片,可以是专用集成电路(application-specificintegrated circuit,ASIC),可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD),现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array,FPGA),通用阵列逻辑(genericarray logic,GAL)或其任意组合。
本申请实施例中的存储器(或存储单元)可以包括易失性存储器(volatilememory),例如随机存取存储器(random-access memory,RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如快闪存储器(flash memory),硬盘(hard diskdrive,HDD)或固态硬盘(solid-state drive,SSD)、云存储(cloud storage)、网络附接存储(NAS:network attached Storage)、网盘(network drive)等;存储器还可以包括上述种类的存储器的组合或者其他具有存储功能的任意形态的介质或产品。
可选的,所述装置为基站或终端。
可选的,所述装置为芯片或集成电路。
本申请实施例还提供一种通信系统(未在附图中显示),包括本申请实施例提供的任一种编码装置和任一种译码装置。编码装置对应发送端,可以为基站或终端。译码装置对应接收端,可以为终端或基站。例如,通信系统包括作为发送端的基站,和作为接收端的终端;或者通信系统包括作为发送端的基站,和作为接收端的另一基站或其他网络设备;或者通信系统包括作为发送端的终端,和作为接收端的另一终端;或者通信系统包括作为发送端的终端,和作为接收端的基站等。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,该计算机程序指令被计算机执行时实现上述任一实施例中的方法。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品被计算机执行时实现上述任一实施例中的方法。
本申请提供一种芯片,包括存储器和处理器,存储器用于存储计算机程序,处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序,以执行上述任意一个实施例中的方法。
可选地,上述芯片仅包括处理器,处理器用于读取并执行存储器中存储的计算机程序,当计算机程序被执行时,处理器执行上述任意一个实施例中的方法。
可选的,上述的存储器与处理器可以是物理上相互独立的单元,或者,存储器也可以和处理器集成在一起。
本申请实施例还提供了一种系统芯片,该系统芯片包括:处理单元和通信单元。该处理单元,例如可以是处理器。该通信单元例如可以是输入/输出接口、管脚或电路等。该处理单元可执行计算机指令,以使该通信装置内的芯片执行上述本申请实施例中提供的任一种的方法。
以上模块或单元的一个或多个可以软件、硬件或二者结合来实现。当以上任一模块或单元以软件实现的时候,所述软件以计算机程序指令的方式存在,并被存储在存储器中,处理器可以用于执行所述程序指令并实现以上方法流程。所述处理器可以包括但不限于以下至少一种:中央处理单元(central processing unit,CPU)、微处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器(microcontroller unit,MCU)、或人工智能处理器等各类运行软件的计算设备,每种计算设备可包括一个或多个用于执行软件指令以进行运算或处理的核。该处理器可以内置于SoC(片上系统)或专用集成电路(application specific integratedcircuit,ASIC),也可是一个独立的半导体芯片。该处理器内处理用于执行软件指令以进行运算或处理的核外,还可进一步包括必要的硬件加速器,如现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)、PLD(可编程逻辑器件)、或者实现专用逻辑运算的逻辑电路。
当以上模块或单元以硬件实现的时候,该硬件可以是CPU、微处理器、DSP、MCU、人工智能处理器、ASIC、SoC、FPGA、PLD、专用数字电路、硬件加速器或非集成的分立器件中的任一个或任一组合,其可以运行必要的软件或不依赖于软件以执行以上方法流程。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述,显而易见的,在不脱离本申请的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明,且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (36)

1.一种极化编码方法,其特征在于,包括:
获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
输出极化编码后的码字;
其中,K、K1和K2均为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,所述K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
所述K个待编码比特包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特中的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。
4.根据权利要求1-4任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据指示标识S确定所述K2的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K2的取值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据指示标识S确定所述K1的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K1的取值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
所述指示标识S为第一值,所述K1为大于0且小于K的整数。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据预设参数的取值范围确定所述K1或所述K2的取值;其中
所述预设参数包括以下中的一种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或
所述预设参数包括以下中的两种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或
所述预设参数包括以下中的三种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或
所述预设参数包括:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K和码率R。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法,其特征在于,
所述K个待编码比特包括L个CRC比特,L为正整数,所述L个CRC比特中的C个CRC比特校验所述K2个待编码比特中的至少一个比特;其中,所述C个CRC比特对应的索引序号小于所述K个索引集合中的最大索引序号,C为大于或等于1的整数,C小于L。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,
放置所述C个CRC比特的极化信道对应的C个索引的值小于放置其他(L-C)个CRC比特的极化信道对应的(L-C)个索引的值。
11.根据权利要求1至10所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;
第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
12.根据权利要求1至11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述K2个索引为所述索引集合中对应的极化信道可靠度较低的K2个索引。
13.根据权利要求1至12所述的方法,其特征在于,K2=1或者K2=2。
14.一种编码装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
处理单元,用于对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
输出单元,用于输出极化编码后的码字;
其中,K、K1和K2均为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
15.根据权利要求14所述的编码装置,其特征在于,
所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。
16.根据权利要求14或15所述的编码装置,其特征在于,
所述K个待编码比特包括M个奇偶校验比特,所述K个待编码比特中的K1个待编码比特包括所述M个奇偶校验比特。
17.根据权利要求14-16任意一项所述的编码装置,其特征在于,
所述编码装置还包括:第一单元,用于根据指示标识S确定所述K2的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K2的取值。
18.根据权利要求17所述的编码装置,其特征在于,
所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。
19.根据权利要求14-16任意一项所述的编码装置,其特征在于,
所述编码装置还包括:第二单元,用于根据指示标识S确定所述K1的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K1的取值。
20.根据权利要求19所述的编码装置,其特征在于,
所述指示标识S为第一值,所述K1为大于0且小于K的整数。
21.根据权利要求14-16任意一项所述的编码装置,其特征在于,
所述编码装置还包括:第三单元,用于根据预设参数的取值范围确定所述K1或所述K2的取值;其中
所述预设参数包括以下中的一种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或
所述预设参数包括以下中的两种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或
所述预设参数包括以下中的三种:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K、码率R;或
所述预设参数包括:用户设备类型、极化编码后的码字的长度N、待编码比特的长度K和码率R。
22.根据权利要求14-21任意一项所述的编码装置,其特征在于,
所述K个待编码比特包括L个CRC比特,L为正整数,所述L个CRC比特中的C个CRC比特校验所述K2个待编码比特中的至少一个比特;其中,所述C个CRC比特对应的索引序号小于所述K个索引集合中的最大索引序号,C为大于或等于1的整数,C小于L。
23.根据权利要求22所述的编码装置,其特征在于,
放置所述C个CRC比特的极化信道对应的C个索引的值小于放置其他(L-C)个CRC比特的极化信道对应的(L-C)个索引的值。
24.根据权利要求14-23任意一项所述的编码装置,其特征在于,
获取单元,还用于获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;
第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
25.根据权利要求14-24任意一项所述的编码装置,其特征在于,
K2个索引为所述索引集合中对应的极化信道可靠度较低的K2个索引。
26.根据权利要求14-25任意一项所述的编码装置,其特征在于,K2=1或者K2=2。
27.一种极化编码装置,其特征在于,包括:
处理器,用于执行存储器中存储的程序,当程序被执行时,使得所述装置执行如权利要求1~13任一项所述的方法。
28.如权利要求27所述的装置,其特征在于,所述存储器位于所述装置之外。
29.一种编码装置,其特征在于,包括:
输入接口,用于获取K个待编码比特和索引集合,所述索引集合包括K个极化信道的索引,所述索引集合中的K1个索引对应的极化信道用于放置所述K个待编码比特中的K1个待编码比特,所述索引集合中的K2个索引对应的极化信道用于放置K2个预设比特;其中,K=K1+K2,所述K1个索引的取值集合或所述K2个索引的取值集合是基于所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合确定的,所述K1个索引的取值集合与K2个索引的取值集合互为补集;
编码电路,用于对所述K1个待编码比特进行极化编码,获得极化编码后的码字;
输出接口,用于输出极化编码后的码字;
其中,K、K1和K2均为正整数,K小于或等于N,N为所述极化编码后的码字长度,且N为2的正整数次幂。
30.根据权利要求29所述的编码装置,其特征在于,
所述K个待编码比特中的K2个待编码比特的取值集合有2K2种,所述K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K1个索引的至少一种取值集合,或K2个待编码比特的每种取值集合对应所述K2个索引的至少一种取值集合。
31.根据权利要求29或30所述的编码装置,其特征在于,
所述电路还用于根据指示标识S确定所述K1的取值;其中,所述指示标识S的每种取值对应一种或多种所述K1的取值。
32.根据权利要求31所述的编码装置,其特征在于,
所述指示标识S为第一值,所述K2为大于0且小于K的整数。
33.根据权利要求29-32任意一项所述的编码装置,其特征在于,
所述输入接口,还用于获取第一比特序列,所述第一比特序列包含p个子段,p为大于或等于2的整数;
第i个子段对应Si个待编码比特,所述K个待编码比特为第i个子段的Si个待编码比特,K=Si,i为大于或等于2且小于或等于p的整数,Si为正整数。
34.根据权利要求29-33任意一项所述的编码装置,其特征在于,K2=1或者K2=2。
35.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括计算机程序指令,当其在计算机上运行时,使得所述计算机执行如权利要求1-13中任意一项所述的极化编码方法。
36.一种包含指令的计算机程序产品,其特征在于,当其在计算机上运行时,使得所述计算机执行如权利要求1-13中任意一项所述的极化编码方法。
CN201910044760.5A 2019-01-17 2019-01-17 一种极化编译码方法及装置 Active CN111447042B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910044760.5A CN111447042B (zh) 2019-01-17 2019-01-17 一种极化编译码方法及装置
PCT/CN2019/127801 WO2020147527A1 (zh) 2019-01-17 2019-12-24 一种极化编译码方法及装置
EP19909914.4A EP3910827B1 (en) 2019-01-17 2019-12-24 Polar coding and decoding method and apparatus
US17/378,140 US11637569B2 (en) 2019-01-17 2021-07-16 Apparatus and method for polar coding and decoding for channels associated with complementary index sets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910044760.5A CN111447042B (zh) 2019-01-17 2019-01-17 一种极化编译码方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111447042A true CN111447042A (zh) 2020-07-24
CN111447042B CN111447042B (zh) 2021-12-24

Family

ID=71613184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910044760.5A Active CN111447042B (zh) 2019-01-17 2019-01-17 一种极化编译码方法及装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11637569B2 (zh)
EP (1) EP3910827B1 (zh)
CN (1) CN111447042B (zh)
WO (1) WO2020147527A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112087285A (zh) * 2020-09-10 2020-12-15 西南交通大学 基于码距与极化信道可靠度的极化码比特反转译码方法
CN115149964A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 华为技术有限公司 一种极化码分段编码方法及相关装置
KR20230093481A (ko) * 2020-10-26 2023-06-27 세인칩스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 통신 데이터의 처리 방법과 장치, 기기 및 저장 매체
CN116470987A (zh) * 2022-01-17 2023-07-21 华为技术有限公司 编码方法、解码方法和通信装置
WO2024255288A1 (zh) * 2023-06-14 2024-12-19 中兴通讯股份有限公司 编码方法、装置以及计算机可读存储介质

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110727633A (zh) * 2019-09-17 2020-01-24 广东高云半导体科技股份有限公司 基于SoC FPGA的边缘人工智能计算系统构架
EP4677784A1 (en) * 2023-03-23 2026-01-14 Huawei Technologies Co., Ltd. Methods, systems, and apparatus for rateless polar coding and low-complexity decoding

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108809500A (zh) * 2017-05-05 2018-11-13 华为技术有限公司 编码方法、装置和设备
CN109075806A (zh) * 2016-05-13 2018-12-21 英特尔公司 极化码构造和编码
WO2018232562A1 (en) * 2017-06-19 2018-12-27 Qualcomm Incorporated Parity bits of polar code for early termination
US20180375526A1 (en) * 2016-11-21 2018-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for maximal code polarization
CN109150384A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 华为技术有限公司 极化码编码的方法和装置
CN109194337A (zh) * 2013-11-11 2019-01-11 华为技术有限公司 一种Polar码编码方法、装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108631945B (zh) * 2016-08-11 2019-03-26 华为技术有限公司 用于极化编码的方法、装置和设备
CN107835063B (zh) * 2016-09-14 2023-10-20 华为技术有限公司 信息传输的方法、发送端设备和接收端设备
US10312946B2 (en) * 2017-02-06 2019-06-04 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Soft-output decoding of codewords encoded with polar code
CN108880743B (zh) * 2017-05-15 2020-07-28 华为技术有限公司 一种Polar码传输方法及装置
CN107592181B (zh) * 2017-08-02 2021-10-15 华为技术有限公司 一种Polar码编码方法及装置
CN109525360B (zh) * 2017-09-18 2020-10-16 华为技术有限公司 极化码的速率匹配的方法和装置
CN109600194B (zh) 2017-09-30 2024-06-18 华为技术有限公司 Polar编码方法和编码装置、译码方法和译码装置
WO2019093855A1 (ko) * 2017-11-13 2019-05-16 엘지전자 주식회사 Harq를 지원하기 위해 폴라 코드를 기반으로 부호화하는 방법 및 이를 이용한 무선 장치
KR102428522B1 (ko) * 2018-04-05 2022-08-03 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 극 부호를 이용한 부호화 및 복호화를 위한 장치 및 방법
US11082067B1 (en) * 2019-10-03 2021-08-03 Xilinx, Inc. System and method for determining bit types for polar encoding and decoding

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109194337A (zh) * 2013-11-11 2019-01-11 华为技术有限公司 一种Polar码编码方法、装置
CN109075806A (zh) * 2016-05-13 2018-12-21 英特尔公司 极化码构造和编码
US20180375526A1 (en) * 2016-11-21 2018-12-27 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for maximal code polarization
CN108809500A (zh) * 2017-05-05 2018-11-13 华为技术有限公司 编码方法、装置和设备
WO2018232562A1 (en) * 2017-06-19 2018-12-27 Qualcomm Incorporated Parity bits of polar code for early termination
CN109150384A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 华为技术有限公司 极化码编码的方法和装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HESSAM MAHDAVIFAR,MOSTAFA EL-KHAMY,JUNGWON LEE: ""Polar Coding for Bit-Interleaved Coded Modulation"", 《IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY》 *
陈国莹: ""极化码的编码与译码_"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112087285A (zh) * 2020-09-10 2020-12-15 西南交通大学 基于码距与极化信道可靠度的极化码比特反转译码方法
KR20230093481A (ko) * 2020-10-26 2023-06-27 세인칩스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 통신 데이터의 처리 방법과 장치, 기기 및 저장 매체
KR102864799B1 (ko) * 2020-10-26 2025-09-24 세인칩스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 통신 데이터의 처리 방법과 장치, 기기 및 저장 매체
CN115149964A (zh) * 2021-03-31 2022-10-04 华为技术有限公司 一种极化码分段编码方法及相关装置
CN116470987A (zh) * 2022-01-17 2023-07-21 华为技术有限公司 编码方法、解码方法和通信装置
WO2024255288A1 (zh) * 2023-06-14 2024-12-19 中兴通讯股份有限公司 编码方法、装置以及计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20210344355A1 (en) 2021-11-04
US11637569B2 (en) 2023-04-25
WO2020147527A1 (zh) 2020-07-23
EP3910827A1 (en) 2021-11-17
EP3910827B1 (en) 2023-12-13
CN111447042B (zh) 2021-12-24
EP3910827A4 (en) 2022-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7026763B2 (ja) レートマッチング方法、符号化装置、および通信装置
CN111447042B (zh) 一种极化编译码方法及装置
US11025278B2 (en) Polar coding encoding/decoding method and apparatus
CN109412608B (zh) Polar编码方法和编码装置、译码方法和译码装置
CN110166167B (zh) 编码的方法、译码的方法、编码设备和译码设备
WO2022161201A1 (zh) 编码调制与解调解码方法及装置
CN111446969B (zh) 一种级联crc码的极化码编码方法及装置
WO2019062145A1 (zh) Ploar编码方法和编码装置、译码方法和译码装置
CN108809486B (zh) Polar码编译码方法及装置
WO2020098461A1 (zh) Polar码编码方法及装置
KR102520788B1 (ko) 채널 상태 정보 인코딩 방법 및 장치, 저장 매체 및 프로세서
CN111357205B (zh) 用于在无线通信系统中执行编码和解码的方法和装置
WO2019024594A1 (zh) 极化码的编译码方法、装置及设备
CN108282259A (zh) 一种编码方法及装置
TWI791023B (zh) 編碼輸入資料為極性碼的方法及設備、解碼方法及用以解碼碼字的設備
CN108365850A (zh) 编码方法、编码装置和通信装置
KR20250052372A (ko) 인코딩을 수행하는 방법, 통신 기기, 프로세싱 장치, 및 저장 매체
KR20190013374A (ko) 통신 또는 방송 시스템에서 극부호 부호화/복호화 방법 및 장치
WO2022117061A1 (zh) 一种极化码辅助比特的确定方法和装置
CN111525980B (zh) 译码方法及装置
WO2018210216A1 (zh) 传输数据的方法、芯片、收发机和计算机可读存储介质
CN110034843B (zh) 信道编码方法和编码装置
CN109088698B (zh) 一种编码方法及通信设备
CN108574555B (zh) 干扰随机化方法及设备
CN108429602A (zh) 一种数据处理方法、装置及发射端

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant