编码方法及装置制造方法及图纸

技术编号:18429482 阅读:10 留言:0更新日期:2018-07-12 02:45
本发明专利技术提供了一种编码方法及装置,其中,该编码方法包括:发送端设备将扰码比特序列与极化编码后的比特序列叠加,得到待传输的比特序列,发送端设备依据预设的调制方式调制及映射该待传输的比特序列,得到待传输信号,传输该信号。采用上述技术方案,将传统的编码调制方案运用到极化编码系统,由于极化码本身的编译码复杂度非常低,使得本申请文件中的传输信号有着较低的复杂度,极化码的无error floor的特性解决了相关技术中编码调制系统存在的error floor的问题,上述技术方案在极化编码调制中引入极性映射进一步提升了系统性能,实现了高频谱效率。

【技术实现步骤摘要】
编码方法及装置
本专利技术涉及通信领域,具体而言,涉及一种编码方法及装置。
技术介绍
图1是根据相关技术的LTE系统中Turbo码编码调制总体框架图,如图1所示,该流程中包含循环冗余校验(CyclicRedundancyCheck,简称为CRC)、Turbo编译码、速率适配和调制解调等过程。发送端设备,首先按照LTE协议进行CRC校验位的附着,再采用Turbo码编码。接着根据系统设计要求进行速率适配,然后将得到的传输比特序列调制映射到星座符号。最后将得到的符号序列输入到信道中进行传输。在接收端设备,首先进行解调得到比特序列软信息,接着按照发送端设备约定进行速率逆适配,最后进行Turbo码译码和CRC解码得到最终的比特估计序列。然而Turbo码本身具有errorfloor(错误平台)现象,使用高阶调制后,该现象会更加明显。在5G部分应用场景中,需要极低的errorfloor。为了克服上述errorfloor,本专利技术中引入极化码作为信道编码方式。极化码(PolarCodes)是一种被严格证明的可达信道容量的构造性编码方式。图2是根据相关技术的较简单的信道极化单元图,如图2所示,即将两个信道W:进行单步极化操作。其中,是信道输入符号的集合(对于二进制输入信道,取值为{0,1}),是信道输出符号的集合。如图2所示,定义两个信道输入比特分别为u1和u2,一方面将这两个比特进行模二加操作得到x1,另一方面将u2直接赋给x2,即x2=u2,为模二加运算。然后将x1和x2送入信道W进行传输,得到输出为y1和y2。按照上述方式,两个独立信道W被合并成一个两输入两输出的向量信道其中运算符*为笛卡尔积。将W2进行信道分割,得到两个极化子信道(输入为u1、输出为y1y2)和(输入为u2输出为y1y2u1)。从信道容量上看,其中I(·)表示求信道容量的函数。也就是说,经过单步极化后,和容量保持不变,子信道容量发生了两极分化,称之为极化现象。如果对该两组相互独立且转移概率相同的极化子信道之间再次进行极化操作,极化现象会更加明显。每多做一次极化,需要的信道数就会加倍。N=2n个信道进行完全的极化,共需要n层极化操作。理论上已经证明,对接近无穷多个信道进行极化操作后,会出现一部分信道的容量为1(即通过其传输的比特一定会被正确接收),其余信道容量为0(即完全无法在其上可靠地传输比特)的现象,而容量为1的信道占全部信道的比例正好为原二进制输入离散信道的容量。在容量为1的子信道中传输信息比特,在容量为0的子信道中传输收发均已知的冻结比特。按照上述方式可以实现可靠传输,且可达信道容量。图3是根据相关技术中的长度为N的极化码编码器的递归结构示意图,如图3所示,长度为N的信道编码结构可以用两个长度为递归操作实现,递归结束的最小单元(即N=2时)就是图1所示的基本单元。图3中极化编码结构有一个长度为N的比特反转交织器,其功能是:先将输入端的十进制序号i按二进制表示为(bnbn-1…b1),其中,n=log2N,再将该二进制序列反序,得到(b1b2…bn),最后重新按十进制表示成θ(i),作为输入序号i对应的输出序号。比特反转交织器的用处是将输入端序号为i的比特映射到序号θ(i)处。极化码的编码过程可以等价描述为:将由信息比特和冻结比特组成的序列u=(u1,…,uN)乘以矩阵GN,即x=u·GN。其中,矩阵N×N的矩阵BN为比特反序置换矩阵,的上标表示求n个F2的克罗内克积。矩阵BN是将一个N×N的单位方阵的各个行按照比特反序重排才得到的:对每一个序号i∈{1,2,...,N},(i-1)的二进制表示为(bn,bn-1,…,b1),找出一个j∈{1,2,...,N}使得(j-1)的二进制表示为(b1,b2,…,bn),令BN的第i行等于IN的第j行。简单的使用信道编码技术无法达到高频谱效率不能满足实际系统需求。将极化码编码和信号调制技术有效结合起来,在保证频谱效率的前提下尽量提高性能是一大急需解决的问题。除此之外,传统极化码编码过程中,冻结比特位均取0。当码率极低时,导致码字序列各比特之间相关性极强,导致译码性能不佳。针对相关技术中,编码调制系统存在的errorfloor现象和无法实现高频谱效率的问题,目前还没有有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种编码方法及装置,以至少解决相关技术中编码调制系统存在的errorfloor现象和无法实现高频谱效率的问题。根据本专利技术的一个实施例,提供了一种编码方法,包括:发送端设备对信息比特序列进行极化编码,得到极化编码后的比特序列;所述发送端设备生成扰码比特序列,将所述扰码比特序列与所述极化编码后的比特序列进行叠加,得到待传输的比特序列;所述发送端设备依据预先设定的调制方式将所述待传输的比特序列映射为待传输的调制符号序列;将所述待传输的调制符号序列发送给接收端设备。可选地,所述发送端设备生成扰码比特序列,包括:所述发送端设备生成与所述极化编码后的比特序列长度相等的扰码比特序列。可选地,将所述扰码比特序列与所述极化编码后的比特序列进行叠加,包括:将所述扰码比特序列与所述极化编码后的的比特序列进行二进制相加。可选地,所述发送端设备生成扰码比特序列,包括:所述扰码比特序列是一个周期序列。可选地,所述扰码比特序列的周期满足以下条件:T=2i,其中,T表示所述周期,i为正整数。可选地,对所述信息比特序列进行极化编码,包括:根据预先设定的调制方式,计算各极化信道的可靠度或错误概率,其中,所述极化信道与所述极化编码后的比特序列中的比特是一一对应的。可选地,所述方法还包括:计算调制符号中各比特对应的极化信道的容量,并且根据所述极化信道的容量计算各极化信道的可靠度或错误概率,其中,依据所述调制方式调制所述待传输的比特序列映射为所述调制符号序列;其中,所述αj表示所述调制符号序列中第j个比特对应的极化信道,其中,1≤j≤m,所述m是调制阶数。可选地,得到所述各极化信道的可靠度之后,所述发送端设备选取可靠度高的前k个极化信道作为信息承载比特位,剩余的极化子信道为冻结比特位,其中,所述k是所述待传输的调制符号序列的信息比特的长度。可选地,得到所述各极化信道的错误概率之后,所述发送端设备选取错误概率低的前k个极化信道作为信息承载比特位,剩余的极化子信道为冻结比特位,其中,所述k是所述待传输的调制符号序列的信息比特的长度。根据本专利技术的另一个实施例,还提供了一种编码装置,应用于发送端设备,包括:编码模块,用于对信息比特序列进行极化编码,得到极化编码后的比特序列;第一获得模块,用于生成扰码比特序列,将所述扰码比特序列与所述极化编码后的比特序列进行叠加,得到待传输的比特序列;第二获得模块,用于依据预先设定的调制方式将所述待传输的比特序列映射为待传输的调制符号序列;发送模块,用于将所述待传输的调制符号序列发送给接收端设备。可选地,所述第一获得模块还用于生成与所述极化编码后的比特序列长度相等的扰码比特序列。可选地,所述第一获得模块还用于将所述扰码比特序列与所述极化编码后的的比特序列进行二进制相加。可选地,所述第一获得模块生成的所述扰码比特序列是一个周期序列。可选地,所述扰码比特序列的周期满足以下条件:T=2i,其中,T表示所述周期本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种编码方法,其特征在于,包括:发送端设备对信息比特序列进行极化编码,得到极化编码后的比特序列;所述发送端设备生成扰码比特序列,将所述扰码比特序列与所述极化编码后的比特序列进行叠加,得到待传输的比特序列;所述发送端设备依据预先设定的调制方式将所述待传输的比特序列映射为待传输的调制符号序列;将所述待传输的调制符号序列发送给接收端设备。

【技术特征摘要】
1.一种编码方法,其特征在于,包括:发送端设备对信息比特序列进行极化编码,得到极化编码后的比特序列;所述发送端设备生成扰码比特序列,将所述扰码比特序列与所述极化编码后的比特序列进行叠加,得到待传输的比特序列;所述发送端设备依据预先设定的调制方式将所述待传输的比特序列映射为待传输的调制符号序列;将所述待传输的调制符号序列发送给接收端设备。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发送端设备生成扰码比特序列,包括:所述发送端设备生成与所述极化编码后的比特序列长度相等的扰码比特序列。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述扰码比特序列与所述极化编码后的比特序列进行叠加,包括:将所述扰码比特序列与所述极化编码后的的比特序列进行二进制相加。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发送端设备生成扰码比特序列,包括:所述扰码比特序列是一个周期序列。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述扰码比特序列的周期满足以下条件:T=2i,其中,T表示所述周期,i为正整数。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述信息比特序列进行极化编码,包括:根据预先设定的调制方式,计算各极化信道的可靠度或错误概率,其中,所述极化信道与所述极化编码后的比特序列中的比特是一一对应的。7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:计算调制符号中各比特对应的极化信道的容量I(αj),并且根据所述极化信道的容量计算各极化信道的可靠度或错误概率,其中,依据所述调制方式将所述待传输的比特序列映射为所述调制符号序列;其中,所述αj表示所述调制符号序列中第j个比特对应的极化...

【专利技术属性】
技术研发人员:许进徐俊牛凯
申请(专利权)人:中兴通讯股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1