極化碼處理的方法及通信設(shè)備技術(shù)

本實(shí)施例的方法通過確定待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K、待編碼碼塊在實(shí)際信道中進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敱忍財(cái)?shù)目N和待編碼碼塊的速率適配規(guī)則，能夠由N個(gè)傳輸比特中每個(gè)比特的可靠性，確定出待編碼碼塊中M個(gè)未編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，從而從這M個(gè)未編碼比特中確定K個(gè)信息比特，該信息比特的序號所構(gòu)成的集合A將用于Polar碼的譯碼或結(jié)果過程。因此，本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例能夠提供一種通信設(shè)備在線進(jìn)行Polar碼編碼或譯碼的方法。

Polarization code processing method and communication device

The method of the embodiment by determining information bit number K, encoding code block for encoding code block in the actual channel of transmission bit rate encoding to N and the number of code blocks the adaptation rules, can by the reliability of each bit N a bit in, determined to be an M for each bit reliability encoding bits in a code block encoding, to determine the K information bits from the M non encoding bits, which constitute the information bit serial number set A for Polar decoding process or result. Therefore, the embodiment of the invention can provide a method for coding or decoding Polar codes online by a communication device.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
極化碼處理的方法及通信設(shè)備
本專利技術(shù)實(shí)施例涉及通信領(lǐng)域，并且更具體地，涉及極化Polar碼的處理方法及通信設(shè)備。
技術(shù)介紹
通信系統(tǒng)通常采用信道編碼提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕ＷC通信的質(zhì)量。Polar碼是可以取得香農(nóng)容量且具有低編譯碼復(fù)雜度的編碼方式。Polar碼是一種線性塊碼。其生成矩陣為GN.，其編碼過程為其中，是一個(gè)二進(jìn)制的行矢量，碼長N＝2n，n≥0。BN是一個(gè)N×N轉(zhuǎn)置矩陣，例如比特反轉(zhuǎn)(bitreversal)矩陣。是F2的克羅內(nèi)克冪(Kroneckerpower)，定義為Polar碼的編碼過程中，中的一部分比特用來攜帶信息，稱為信息比特，這些信息比特的序號的集合記作A；另外的一部分比特置為收發(fā)端預(yù)先約定的固定值，稱之為固定比特，其序號的集合用A的補(bǔ)集Ac表示。不失一般性，這些固定比特通常被設(shè)為0。實(shí)際上，只需要收發(fā)端預(yù)先約定，固定比特序列可以被任意設(shè)置。從而，Polar碼的編碼比特序列可通過如下方法得到：這里uA為中的信息比特集合，uA為長度K的行矢量，即|·|表示集合中元素的個(gè)數(shù)，即K表示集合A中元素的個(gè)數(shù)，也表示待編碼信息比特的數(shù)目，也是矩陣GN中由集合A中的索引對應(yīng)的那些行得到的子矩陣，是一個(gè)K×N的矩陣。集合A的選取決定了Polar碼的性能。Polar碼最基本的譯碼是SC譯碼。SC譯碼算法利用從信道中接收到的信號序列逐個(gè)對中的各個(gè)比特進(jìn)行譯碼、得到的估計(jì)序列對序號i從1到N，逐個(gè)進(jìn)行以下譯碼判決其中，上式中，為比特ui所對應(yīng)的極化信道的信道轉(zhuǎn)移概率函數(shù)。極化信道的轉(zhuǎn)移概率函數(shù)根據(jù)用以傳輸編碼比特的原始信道的轉(zhuǎn)移概率函數(shù)W(y|x)按下式得到：其中，如前所述，和的對應(yīng)關(guān)系{0,1}N-i表示N-i個(gè)集合{0,1}的笛卡爾(Cartesian)乘積。在現(xiàn)有技術(shù)中，信息比特序號集合A按以下方法選取：首先根據(jù)信道轉(zhuǎn)移概率函數(shù)利用密度進(jìn)化或者高斯近似等方法可以得到序號i的比特對應(yīng)的極化信道在發(fā)送比特0時(shí)，接收信號對數(shù)似然比LLRi＝ln(W(i)(y|0)/W(i)(y|1))的的概率密度分布函數(shù)pi(l)，并據(jù)此計(jì)算該極化信道的傳輸錯(cuò)誤概率選擇值最小的K個(gè)序號，構(gòu)成集合A。然而，在實(shí)際通信系統(tǒng)中，信號發(fā)送端和接收端難以同時(shí)準(zhǔn)確地對信道轉(zhuǎn)移函數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地估計(jì)。更進(jìn)一步地，在實(shí)際系統(tǒng)中Polar碼的碼長不一定為2的冪次，因此實(shí)際上信息比特序號的確定還涉及母碼碼長的確定以及速率適配方案。最后，無論是高斯近似還是密度進(jìn)化，或是其它的如Tal、Vardy提出的構(gòu)造方法都需要做大量的高精度浮點(diǎn)計(jì)算，甚至是積分等，因此，在實(shí)際系統(tǒng)中，無法通過該方法進(jìn)行實(shí)時(shí)地計(jì)算。在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中，發(fā)送端根據(jù)接收端反饋的信道狀態(tài)信息，結(jié)合待發(fā)送消息序列的長度以及可使用的物理信道資源等信息，確定信道編碼的碼長、碼率。位于發(fā)送端的編碼器根據(jù)碼長、碼率對待傳輸?shù)南⑿蛄羞M(jìn)行編碼。由于不同的碼長、碼率對應(yīng)了不同的編碼碼本，因此需要編碼器存有所有碼本的信息。同樣地，譯碼器為了能夠?qū)邮盏降男诺肋M(jìn)行譯碼，也需要存儲所有的碼本。Polar碼的碼本取決于母碼碼長M和信息比特序號集合A。已有的Polar碼方案無論是信息比特序號集合還是速率適配時(shí)的比特選擇順序都不能通過簡單的方法計(jì)算得到。因此，對所有可能的碼長、碼率，Polar碼編碼器和譯碼器均需要存儲一個(gè)對應(yīng)的信息比特序號集合和一個(gè)速率適配表。這些信息比特序號集合和速率適配表示按實(shí)際系統(tǒng)需求以及工作信噪比區(qū)間，通過一定的原則選取一組參數(shù)以離線的形式預(yù)先通過密度近似進(jìn)行構(gòu)造。為了支持系統(tǒng)要求的所有碼長、碼率的組合，需要為Polar碼編譯碼以及速率適配存儲的查找表數(shù)目巨大。這樣的存儲開銷，對于硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)是不可容忍的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種極化碼的處理方法，能夠用于對極化碼的編碼和譯碼。第一方面，提供了一種極化碼處理的方法，包括：通信設(shè)備確定待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K、所述待編碼碼塊在實(shí)際信道中進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敱忍財(cái)?shù)目N和所述待編碼碼塊的速率適配規(guī)則，其中，所述待編碼碼塊包括M個(gè)未編碼比特，所述待編碼碼塊的速率適配規(guī)則用于表示所述M個(gè)未編碼比特編碼后得到的M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系；所述通信設(shè)備根據(jù)所述N個(gè)傳輸比特中每個(gè)比特的可靠性和所述M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系，確定所述M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性；所述通信設(shè)備根據(jù)所述M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，確定所述M個(gè)編碼比特進(jìn)行編碼前對應(yīng)的M個(gè)未編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，并根據(jù)所述M個(gè)未編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，從所述M個(gè)未編碼比特中確定K個(gè)比特作為信息比特，其中，M、N、K為正整數(shù)。基于上述技術(shù)方案，本實(shí)施例的方法通過確定待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K、待編碼碼塊在實(shí)際信道中進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敱忍財(cái)?shù)目N和待編碼碼塊的速率適配規(guī)則，能夠由N個(gè)傳輸比特中每個(gè)比特的可靠性，確定出待編碼碼塊中M個(gè)未編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，從而從這M個(gè)未編碼比特中確定K個(gè)信息比特，該信息比特的序號所構(gòu)成的集合A將用于Polar碼的譯碼或結(jié)果過程。因此，本專利技術(shù)實(shí)施例能夠提供一種通信設(shè)備在線進(jìn)行Polar碼編碼或譯碼的方法。在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系包括下列中的一種：所述N個(gè)傳輸比特與第一比特序列所包括的N個(gè)比特一一對應(yīng)，所述第一比特序列由所述M個(gè)編碼比特和所述M個(gè)編碼比特中的前N-M個(gè)編碼比特組成；所述N個(gè)傳輸比特與第二比特序列所包括的N個(gè)比特一一對應(yīng)，所述第二比特序列由所述M個(gè)編碼比特和所述M個(gè)編碼比特中的后N-M個(gè)編碼比特組成。也就是說，通過確定所述待編碼碼塊編碼后得到的M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系，能夠確定所述待編碼碼塊的速率適配規(guī)則，從而能夠由N個(gè)傳輸比特中每個(gè)比特的可靠性獲得M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性。結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述通信設(shè)備確定待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K、所述待編碼碼塊在實(shí)際信道中進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敱忍財(cái)?shù)目N，包括：將與當(dāng)前信道狀態(tài)信息、待發(fā)送消息序列所包括的比特?cái)?shù)目以及當(dāng)前允許傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)目相對應(yīng)的信息比特?cái)?shù)目和傳輸比特?cái)?shù)目分別確定為所述信息比特?cái)?shù)目K和所述傳輸比特?cái)?shù)目N。具體地，所述通信設(shè)備確定待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K、所述待編碼碼塊在實(shí)際信道中進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敱忍財(cái)?shù)目N，包括：確定第一查找表中與當(dāng)前信道狀態(tài)信息、待發(fā)送消息序列所包括的比特?cái)?shù)目以及當(dāng)前允許傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)目相匹配的匹配表項(xiàng)，所述第一查找表的表項(xiàng)包括信道狀態(tài)信息、消息序列所包括的比特?cái)?shù)目、允許傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)目、信息比特?cái)?shù)目和傳輸比特?cái)?shù)目；將所述匹配表項(xiàng)中與所述當(dāng)前信道狀態(tài)信息、所述待發(fā)送消息序列所包括的比特?cái)?shù)目和所述當(dāng)前允許傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)目對應(yīng)的信息比特?cái)?shù)目和傳輸比特?cái)?shù)目分別確定為所述信息比特?cái)?shù)目K和所述傳輸比特?cái)?shù)目N。也就是說，通過獲取物理信道資源信息，分別確定所述待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K和所述待編碼碼塊在實(shí)際信道中進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敱忍財(cái)?shù)目N。物理信道資源信息包括：信道狀態(tài)信息(ChannelSateInformation，簡寫CSI)以及待發(fā)送比特消息序列比特?cái)?shù)目，以及通信系統(tǒng)中當(dāng)前允許傳本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種極化碼處理的方法，其特征在于，包括：通信設(shè)備確定待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K、所述待編碼碼塊在實(shí)際信道中進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敱忍財(cái)?shù)目N和所述待編碼碼塊的速率適配規(guī)則，其中，所述待編碼碼塊包括M個(gè)未編碼比特，所述待編碼碼塊的速率適配規(guī)則用于表示所述M個(gè)未編碼比特編碼后得到的M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系；所述通信設(shè)備根據(jù)所述N個(gè)傳輸比特中每個(gè)比特的可靠性和所述M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系，確定所述M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性；所述通信設(shè)備根據(jù)所述M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，確定所述M個(gè)未編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，并根據(jù)所述M個(gè)未編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，從所述M個(gè)未編碼比特中確定K個(gè)比特作為信息比特，M、N、K為正整數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種極化碼處理的方法，其特征在于，包括：通信設(shè)備確定待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K、所述待編碼碼塊在實(shí)際信道中進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敱忍財(cái)?shù)目N和所述待編碼碼塊的速率適配規(guī)則，其中，所述待編碼碼塊包括M個(gè)未編碼比特，所述待編碼碼塊的速率適配規(guī)則用于表示所述M個(gè)未編碼比特編碼后得到的M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系；所述通信設(shè)備根據(jù)所述N個(gè)傳輸比特中每個(gè)比特的可靠性和所述M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系，確定所述M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性；所述通信設(shè)備根據(jù)所述M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，確定所述M個(gè)未編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，并根據(jù)所述M個(gè)未編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，從所述M個(gè)未編碼比特中確定K個(gè)比特作為信息比特，M、N、K為正整數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系包括下列中的一種：所述N個(gè)傳輸比特與第一比特序列所包括的N個(gè)比特一一對應(yīng)，所述第一比特序列由所述M個(gè)編碼比特和所述M個(gè)編碼比特中的前N-M個(gè)編碼比特組成；所述N個(gè)傳輸比特與第二比特序列包括的N個(gè)比特一一對應(yīng)，所述第二比特序列由所述M個(gè)編碼比特和所述M個(gè)編碼比特中的后N-M個(gè)編碼比特組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通信設(shè)備確定待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K、所述待編碼碼塊在實(shí)際信道中進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敱忍財(cái)?shù)目N，包括：將與當(dāng)前信道狀態(tài)信息、待發(fā)送消息序列包括的比特?cái)?shù)目以及當(dāng)前允許傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)目相對應(yīng)的信息比特?cái)?shù)目和傳輸比特?cái)?shù)目分別確定為所述信息比特?cái)?shù)目K和所述傳輸比特?cái)?shù)目N。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述確定所述M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性之前，所述方法還包括下列中的一種：將與當(dāng)前信道狀態(tài)信息、待發(fā)送消息序列所包括的比特?cái)?shù)目以及當(dāng)前允許傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)目相對應(yīng)的編碼比特?cái)?shù)目確定為所述編碼比特?cái)?shù)目M；將與所述待編碼碼塊的信息比特?cái)?shù)目K、所述傳輸比特?cái)?shù)目N相對應(yīng)的編碼比特?cái)?shù)目確定為所述編碼比特?cái)?shù)目M；根據(jù)最高傳輸碼率Rmax、最大允許碼長Mmax、最短允許碼長Mmin，利用下式確定所述待編碼碼塊編碼后的編碼比特?cái)?shù)目M：其中，Rmax、Mmax、Mmin為正整數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述通信設(shè)備根據(jù)所述N個(gè)傳輸比特中每個(gè)比特的可靠性和所述M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系，確定所述M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，包括：根據(jù)所述待編碼碼塊編碼后得到的M個(gè)編碼比特與所述N個(gè)傳輸比特的對應(yīng)關(guān)系，確定編碼比特序列號集合tj表示所述N個(gè)傳輸比特中的第j個(gè)傳輸比特對應(yīng)的編碼比特在所述M個(gè)編碼比特中的編號，1≤j≤N；根據(jù)所述當(dāng)前信道狀態(tài)信息、所述待發(fā)送消息序列所包括的長度和所述當(dāng)前允許傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)目，確定所述N個(gè)傳輸比特的平均可靠性度量參數(shù)λ0；確定第一度量序列其中，λi＝λ0，1≤i≤NN，并且λi用于表征所述N個(gè)傳輸比特中第i個(gè)傳輸比特的可靠性；根據(jù)所述第一度量序列，確定第二度量序列其中，mj用于表征所述M個(gè)編碼比特中第j個(gè)編碼比特的可靠性，6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述通信設(shè)備根據(jù)所述M個(gè)編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，確定所述M個(gè)未編碼比特中每個(gè)比特的可靠性，包括：將所述第二度量序列進(jìn)行比特反序重排列，得到第三度量序列分別構(gòu)建以下參數(shù)：比特間隔Δ、序號i1、序號i2和序號i3，其中，比特間隔1≤i1≤log2M，i1、i2、i3為正整數(shù)；當(dāng)i1＝p時(shí)，1≤i2≤M/(2Δ(p))，其中，1≤p≤log2M；當(dāng)i2＝q時(shí)，1≤i3≤Δ(q)，其中，1≤q≤M/(2Δ(p))，生成第四度量序列μk用于表征所述M個(gè)未編碼比特中第k比特的可靠性，μk通過下式得到，其中，1≤k≤M：其中，G(x1,x2)＝x1+x2，F(xiàn)(x1,x2)＝a(x1,x2)x1+b(x1,x2)x2+c(x1,x2)，a，b，c為常數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述從所述M個(gè)未編碼比特中確定K個(gè)比特作為信息比特，包括：將所述第四度...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳凱，李斌，沈暉，
申請(專利權(quán))人：華為技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44