极化码处理的方法及通信设备技术

本实施例的方法通过确定待编码码块的信息比特数目K、待编码码块在实际信道中进行传输的传输比特数目N和待编码码块的速率适配规则，能够由N个传输比特中每个比特的可靠性，确定出待编码码块中M个未编码比特中每个比特的可靠性，从而从这M个未编码比特中确定K个信息比特，该信息比特的序号所构成的集合A将用于Polar码的译码或结果过程。因此，本发明专利技术实施例能够提供一种通信设备在线进行Polar码编码或译码的方法。

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.

【技术实现步骤摘要】
极化码处理的方法及通信设备
本专利技术实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及极化Polar码的处理方法及通信设备。
技术介绍
通信系统通常采用信道编码提高数据传输的可靠性，保证通信的质量。Polar码是可以取得香农容量且具有低编译码复杂度的编码方式。Polar码是一种线性块码。其生成矩阵为GN.，其编码过程为其中，是一个二进制的行矢量，码长N＝2n，n≥0。BN是一个N×N转置矩阵，例如比特反转(bitreversal)矩阵。是F2的克罗内克幂(Kroneckerpower)，定义为Polar码的编码过程中，中的一部分比特用来携带信息，称为信息比特，这些信息比特的序号的集合记作A；另外的一部分比特置为收发端预先约定的固定值，称之为固定比特，其序号的集合用A的补集Ac表示。不失一般性，这些固定比特通常被设为0。实际上，只需要收发端预先约定，固定比特序列可以被任意设置。从而，Polar码的编码比特序列可通过如下方法得到：这里uA为中的信息比特集合，uA为长度K的行矢量，即|·|表示集合中元素的个数，即K表示集合A中元素的个数，也表示待编码信息比特的数目，也是矩阵GN中由集合A中的索引对应的那些行得到的子矩阵，是一个K×N的矩阵。集合A的选取决定了Polar码的性能。Polar码最基本的译码是SC译码。SC译码算法利用从信道中接收到的信号序列逐个对中的各个比特进行译码、得到的估计序列对序号i从1到N，逐个进行以下译码判决其中，上式中，为比特ui所对应的极化信道的信道转移概率函数。极化信道的转移概率函数根据用以传输编码比特的原始信道的转移概率函数W(y|x)按下式得到：其中，如前所述，和的对应关系{0,1}N-i表示N-i个集合{0,1}的笛卡尔(Cartesian)乘积。在现有技术中，信息比特序号集合A按以下方法选取：首先根据信道转移概率函数利用密度进化或者高斯近似等方法可以得到序号i的比特对应的极化信道在发送比特0时，接收信号对数似然比LLRi＝ln(W(i)(y|0)/W(i)(y|1))的的概率密度分布函数pi(l)，并据此计算该极化信道的传输错误概率选择值最小的K个序号，构成集合A。然而，在实际通信系统中，信号发送端和接收端难以同时准确地对信道转移函数进行实时准确地估计。更进一步地，在实际系统中Polar码的码长不一定为2的幂次，因此实际上信息比特序号的确定还涉及母码码长的确定以及速率适配方案。最后，无论是高斯近似还是密度进化，或是其它的如Tal、Vardy提出的构造方法都需要做大量的高精度浮点计算，甚至是积分等，因此，在实际系统中，无法通过该方法进行实时地计算。在现有的通信系统中，发送端根据接收端反馈的信道状态信息，结合待发送消息序列的长度以及可使用的物理信道资源等信息，确定信道编码的码长、码率。位于发送端的编码器根据码长、码率对待传输的消息序列进行编码。由于不同的码长、码率对应了不同的编码码本，因此需要编码器存有所有码本的信息。同样地，译码器为了能够对接收到的信道进行译码，也需要存储所有的码本。Polar码的码本取决于母码码长M和信息比特序号集合A。已有的Polar码方案无论是信息比特序号集合还是速率适配时的比特选择顺序都不能通过简单的方法计算得到。因此，对所有可能的码长、码率，Polar码编码器和译码器均需要存储一个对应的信息比特序号集合和一个速率适配表。这些信息比特序号集合和速率适配表示按实际系统需求以及工作信噪比区间，通过一定的原则选取一组参数以离线的形式预先通过密度近似进行构造。为了支持系统要求的所有码长、码率的组合，需要为Polar码编译码以及速率适配存储的查找表数目巨大。这样的存储开销，对于硬件系统实现是不可容忍的。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种极化码的处理方法，能够用于对极化码的编码和译码。第一方面，提供了一种极化码处理的方法，包括：通信设备确定待编码码块的信息比特数目K、所述待编码码块在实际信道中进行传输的传输比特数目N和所述待编码码块的速率适配规则，其中，所述待编码码块包括M个未编码比特，所述待编码码块的速率适配规则用于表示所述M个未编码比特编码后得到的M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系；所述通信设备根据所述N个传输比特中每个比特的可靠性和所述M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系，确定所述M个编码比特中每个比特的可靠性；所述通信设备根据所述M个编码比特中每个比特的可靠性，确定所述M个编码比特进行编码前对应的M个未编码比特中每个比特的可靠性，并根据所述M个未编码比特中每个比特的可靠性，从所述M个未编码比特中确定K个比特作为信息比特，其中，M、N、K为正整数。基于上述技术方案，本实施例的方法通过确定待编码码块的信息比特数目K、待编码码块在实际信道中进行传输的传输比特数目N和待编码码块的速率适配规则，能够由N个传输比特中每个比特的可靠性，确定出待编码码块中M个未编码比特中每个比特的可靠性，从而从这M个未编码比特中确定K个信息比特，该信息比特的序号所构成的集合A将用于Polar码的译码或结果过程。因此，本专利技术实施例能够提供一种通信设备在线进行Polar码编码或译码的方法。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系包括下列中的一种：所述N个传输比特与第一比特序列所包括的N个比特一一对应，所述第一比特序列由所述M个编码比特和所述M个编码比特中的前N-M个编码比特组成；所述N个传输比特与第二比特序列所包括的N个比特一一对应，所述第二比特序列由所述M个编码比特和所述M个编码比特中的后N-M个编码比特组成。也就是说，通过确定所述待编码码块编码后得到的M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系，能够确定所述待编码码块的速率适配规则，从而能够由N个传输比特中每个比特的可靠性获得M个编码比特中每个比特的可靠性。结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述通信设备确定待编码码块的信息比特数目K、所述待编码码块在实际信道中进行传输的传输比特数目N，包括：将与当前信道状态信息、待发送消息序列所包括的比特数目以及当前允许传输的最大比特数目相对应的信息比特数目和传输比特数目分别确定为所述信息比特数目K和所述传输比特数目N。具体地，所述通信设备确定待编码码块的信息比特数目K、所述待编码码块在实际信道中进行传输的传输比特数目N，包括：确定第一查找表中与当前信道状态信息、待发送消息序列所包括的比特数目以及当前允许传输的最大比特数目相匹配的匹配表项，所述第一查找表的表项包括信道状态信息、消息序列所包括的比特数目、允许传输的最大比特数目、信息比特数目和传输比特数目；将所述匹配表项中与所述当前信道状态信息、所述待发送消息序列所包括的比特数目和所述当前允许传输的最大比特数目对应的信息比特数目和传输比特数目分别确定为所述信息比特数目K和所述传输比特数目N。也就是说，通过获取物理信道资源信息，分别确定所述待编码码块的信息比特数目K和所述待编码码块在实际信道中进行传输的传输比特数目N。物理信道资源信息包括：信道状态信息(ChannelSateInformation，简写CSI)以及待发送比特消息序列比特数目，以及通信系统中当前允许传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极化码处理的方法，其特征在于，包括：通信设备确定待编码码块的信息比特数目K、所述待编码码块在实际信道中进行传输的传输比特数目N和所述待编码码块的速率适配规则，其中，所述待编码码块包括M个未编码比特，所述待编码码块的速率适配规则用于表示所述M个未编码比特编码后得到的M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系；所述通信设备根据所述N个传输比特中每个比特的可靠性和所述M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系，确定所述M个编码比特中每个比特的可靠性；所述通信设备根据所述M个编码比特中每个比特的可靠性，确定所述M个未编码比特中每个比特的可靠性，并根据所述M个未编码比特中每个比特的可靠性，从所述M个未编码比特中确定K个比特作为信息比特，M、N、K为正整数。

【技术特征摘要】
1.一种极化码处理的方法，其特征在于，包括：通信设备确定待编码码块的信息比特数目K、所述待编码码块在实际信道中进行传输的传输比特数目N和所述待编码码块的速率适配规则，其中，所述待编码码块包括M个未编码比特，所述待编码码块的速率适配规则用于表示所述M个未编码比特编码后得到的M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系；所述通信设备根据所述N个传输比特中每个比特的可靠性和所述M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系，确定所述M个编码比特中每个比特的可靠性；所述通信设备根据所述M个编码比特中每个比特的可靠性，确定所述M个未编码比特中每个比特的可靠性，并根据所述M个未编码比特中每个比特的可靠性，从所述M个未编码比特中确定K个比特作为信息比特，M、N、K为正整数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系包括下列中的一种：所述N个传输比特与第一比特序列所包括的N个比特一一对应，所述第一比特序列由所述M个编码比特和所述M个编码比特中的前N-M个编码比特组成；所述N个传输比特与第二比特序列包括的N个比特一一对应，所述第二比特序列由所述M个编码比特和所述M个编码比特中的后N-M个编码比特组成。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通信设备确定待编码码块的信息比特数目K、所述待编码码块在实际信道中进行传输的传输比特数目N，包括：将与当前信道状态信息、待发送消息序列包括的比特数目以及当前允许传输的最大比特数目相对应的信息比特数目和传输比特数目分别确定为所述信息比特数目K和所述传输比特数目N。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述确定所述M个编码比特中每个比特的可靠性之前，所述方法还包括下列中的一种：将与当前信道状态信息、待发送消息序列所包括的比特数目以及当前允许传输的最大比特数目相对应的编码比特数目确定为所述编码比特数目M；将与所述待编码码块的信息比特数目K、所述传输比特数目N相对应的编码比特数目确定为所述编码比特数目M；根据最高传输码率Rmax、最大允许码长Mmax、最短允许码长Mmin，利用下式确定所述待编码码块编码后的编码比特数目M：其中，Rmax、Mmax、Mmin为正整数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通信设备根据所述N个传输比特中每个比特的可靠性和所述M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系，确定所述M个编码比特中每个比特的可靠性，包括：根据所述待编码码块编码后得到的M个编码比特与所述N个传输比特的对应关系，确定编码比特序列号集合tj表示所述N个传输比特中的第j个传输比特对应的编码比特在所述M个编码比特中的编号，1≤j≤N；根据所述当前信道状态信息、所述待发送消息序列所包括的长度和所述当前允许传输的最大比特数目，确定所述N个传输比特的平均可靠性度量参数λ0；确定第一度量序列其中，λi＝λ0，1≤i≤NN，并且λi用于表征所述N个传输比特中第i个传输比特的可靠性；根据所述第一度量序列，确定第二度量序列其中，mj用于表征所述M个编码比特中第j个编码比特的可靠性，6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通信设备根据所述M个编码比特中每个比特的可靠性，确定所述M个未编码比特中每个比特的可靠性，包括：将所述第二度量序列进行比特反序重排列，得到第三度量序列分别构建以下参数：比特间隔Δ、序号i1、序号i2和序号i3，其中，比特间隔1≤i1≤log2M，i1、i2、i3为正整数；当i1＝p时，1≤i2≤M/(2Δ(p))，其中，1≤p≤log2M；当i2＝q时，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个未编码比特中第k比特的可靠性，μk通过下式得到，其中，1≤k≤M：其中，G(x1,x2)＝x1+x2，F(x1,x2)＝a(x1,x2)x1+b(x1,x2)x2+c(x1,x2)，a，b，c为常数。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述从所述M个未编码比特中确定K个比特作为信息比特，包括：将所述第四度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，李斌，沈晖，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44