Polar码编译码方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种Polar编码方法，包括：对信息块进行CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；将交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Polar编码码字；其中所述信息比特的位置为可靠度最优的B个极化信道对应的位置；所述冻结比特的位置为剩下的N‑B个极化信道对应的位置，N为Polar码母码长度。该编码方法能够进一步提高CA‑Polar码的性能。

Polar code encoding and decoding method and device

The embodiment of the present application provides a Polar encoding method, which includes: CRC encoding of an information block to obtain a CRC encoding block of length B, in which the CRC length is Lcrc, the information block length is K, B = K + Lcrc; interleaving of the encoding block after the CRC encoding, and the Lpc CRC bits in the interleaved encoding block are located in the information block. Between bits, and each CRC bit of each of the Lpc CRC bits is located after all the bits it checks, where Lpc is an integer greater than 0 less than Lcrc; the interleaved block is mapped to the information bit, the frozen bit is set to a fixed value, and the information bit and the frozen bit are Polar encoded to obtain Pola. R-coded codeword; where the position of the information bits is the position corresponding to the B polarization channels with the best reliability; the position of the frozen bits is the position corresponding to the remaining N_B polarization channels, and N is the length of the Polar code master. The coding method can further improve the performance of CA Polar codes.

【技术实现步骤摘要】
Polar码编译码方法及装置
本专利技术实施例涉及无线通信领域，更具体地，涉及Polar码编译码方法及装置。
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，以保证通信的质量。土耳其教授Arikan提出的极化码(英文：Polarcodes)是第一个理论上证明可以达到香农容量且具有低编译码复杂度的好码。Polar码是一种线性块码，其编码矩阵为GN，编码过程为其中是一个二进制的行矢量，长度为N(即母码长度)；GN是一个N×N的矩阵，且定义为log2N个矩阵F2的克罗内克(Kronecker)乘积。上述矩阵传统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，这些比特的索引的集合记作另外的一部分比特设置为收发端预先约定的固定值，称之为固定比特或冻结比特(frozenbits)，其索引的集合用的补集表示。Polar码的编码过程相当于：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。为中的信息比特集合，信息比特个数为K；为中的冻结比特集合，冻结比特个数为(N-K)，是已知比特。这些冻结比特的值通常被设置为0，但是只要收发端预先约定，固定比特可以被任意设置。固定比特设置为0时，Polar码的编码输出可简化为：是一个K×N的矩阵。Polar码的构造过程即集合的选取过程，决定了Polar码的性能。Polar码的构造过程通常是，根据母码码长N确定共存在N个极化信道，分别对应编码矩阵的N个行，计算极化信道可靠度，将可靠度较高的前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的元素。集合A决定了信息比特的位置，集合决定了固定比特的位置。在译码端，Polar码可以采用串行抵消(英文：SuccessiveCancellation,简称SC)译码算法，从第1个比特开始顺序译码。串行抵消列表(英文SuccessiveCancellationList,简称SCL)译码算法是对SC译码算法的改进，在译码过程中保留多个候选译码结果。SCL把译码过程看成一个路径搜索过程，即以第1个比特作为根结点进行路径扩展，采用一个度量值对该路径进行评估，该度量值随着路径的扩展按照预定的规则动态更新。每一次扩展(译码下一个比特)时，保留当前层中具有最优路径度量的L条候选路径，直到扩展到最后一层(译码最后一个比特)。最终输出L条候选路径中度量值最优的路径作为译码输出。SCL译码算法可以获得最大似然译码性能。为了提高Polar码的性能，现有技术对Polar码进行改进，提出了CA-Polar码。CA-Polar码是级联CRC(英文：CyclicRedundancyCheck，循环冗余校验)的Polar码，简称CA-Polar码。通过对信息块进行CRC编码，再将CRC编码后的比特映射到信息比特中。相应的，译码的时候采用CA-SCL(CRC-AidedSuccessiveCancellationList)译码算法进行译码，即在SCL译码输出的L条候选路径中选择CRC通过的候选路径作为译码输出。如果在CA-SCL译码的中间节点，正确路径因为度量值较差而被删除，则后续的CRC校验无法提升SCL译码的性能。
技术实现思路
本申请实施例提供Polar码编码方法及编码装置、译码方法及译码装置，能够进一步提高CA-Polar码的性能。第一方面，提供一种Polar编码方法，包括：对信息块进行CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；将交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Polar编码码字；其中所述信息比特的位置为可靠度最优的B个极化信道对应的位置；所述冻结比特的位置为剩下的N-B个极化信道对应的位置，N为Polar码母码长度。第二方面，提供一种编码装置，包括：CRC编码单元，用于对信息块进行CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；交织单元，对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；Polar编码单元，用于将所述交织单元交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Polar编码码字；其中，所述信息比特的位置为可靠度最优的B个极化信道对应的位置；所述冻结比特的位置为剩下的N-B个极化信道对应的位置，N为Polar码母码长度。第三方面，提供一种编码装置，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，所述处理器用于对信息块进行CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；将交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Polar编码码字；其中所述信息比特的位置为可靠度最优的B个极化信道对应的位置；所述冻结比特的位置为剩下的N-B个极化信道对应的位置，N为Polar码母码长度。第四方面，提供一种编码装置，包括：至少一个输入端，用于接收信息块；信号处理器，用于对所述信息块进行CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；将交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Polar编码码字；其中所述信息比特的位置为可靠度最优的B个极化信道对应的位置；所述冻结比特的位置为剩下的N-B个极化信道对应的位置，N为Polar码母码长度；至少一个输出端，用于输出信号处理器得到的Polar编码码字。第五方面，提供一种Polar译码方法，包括：获取待译码比特中信息比特和冻结比特的位置，信息比特包括信息块的K个比特和Lcrc个CRC比特，其中，Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中，Lpc为大于0小于Lcrc的整数；采用串行抵消列表SCL译码算法按顺序对待译码比特进行译码，输出度量值最优的L条候选路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Polar编码方法，其特征在于，包括：对信息块进行循环冗余校验CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；将交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Polar编码码字；其中所述信息比特的位置为可靠度最优的B个极化信道对应的位置；所述冻结比特的位置为剩下的N‑B个极化信道对应的位置，N为Polar码母码长度。

【技术特征摘要】
1.一种Polar编码方法，其特征在于，包括：对信息块进行循环冗余校验CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；将交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Polar编码码字；其中所述信息比特的位置为可靠度最优的B个极化信道对应的位置；所述冻结比特的位置为剩下的N-B个极化信道对应的位置，N为Polar码母码长度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对CRC编码后的编码块进行交织包括：采用交织序列π＝[π1,π2,...,πn]对CRC编码后的编码块进行交织，将CRC编码后的比特序列[b1,b2,...,bn]变换为bπ1,bπ2,...,bπn；其中n为大于0小于等于B的整数，πn的值表示交织后的编码块中的第n个比特在交织之前的编码块中的比特位置序号。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，Lpc满足以下条件：Lpc≤Lcrc-log2T+log2FAR，其中T是预先约定的在译码时需通过CRC校验而选择译码结果的候选路径数量，FAR是通信系统规定的虚警概率上限。4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，Lcrc和Lpc满足以下关系：Lcrc-Lpc＝10；或者Lcrc-Lpc＝18。5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，Lpc＝1,Lcrc＝11；或者Lpc＝2,Lcrc＝12；或者Lpc＝4,Lcrc＝14；或者Lpc＝6,Lcrc＝16；或者Lpc＝8,Lcrc＝18。6.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，Lpc＝1,Lcrc＝19；或Lpc＝2,Lcrc＝20；或Lpc＝4,Lcrc＝22；或Lpc＝6,Lcrc＝24；或Lpc＝8,Lcrc＝26。7.一种编码装置，其特征在于，包括：CRC编码单元，用于对信息块进行循环冗余校验CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；交织单元，对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；Polar编码单元，用于将所述交织单元交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Polar编码码字；其中，所述信息比特的位置为可靠度最优的B个极化信道对应的位置；所述冻结比特的位置为剩下的N-B个极化信道对应的位置，N为Polar码母码长度。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述交织单元采用交织序列π＝[π1,π2,...,πn]对CRC编码后的编码块进行交织，将CRC编码后的比特序列[b1,b2,...,bn]变换为bπ1,bπ2,...,bπn；其中n为大于0小于等于B的整数，πn的值表示交织后的编码块中的第n个比特在交织之前的编码块中的比特位置序号。9.根据权利要求7或8所述的装置，Lpc满足以下条件：Lpc≤Lcrc-log2T+log2FAR，其中T是预先约定的在译码时需通过CRC校验而选择译码结果的候选路径数量，FAR是通信系统对虚警概率的上限。10.根据权利要求7-9任意一项所述的装置，其特征在于，Lcrc和Lpc满足以下关系：Lcrc-Lpc＝10；或者Lcrc-Lpc＝18。11.根据权利要求7-10任意一项所述的装置，其特征在于，Lpc＝1,Lcrc＝11；或者Lpc＝2,Lcrc＝12；或者Lpc＝4,Lcrc＝14；或者Lpc＝6,Lcrc＝16；或者Lpc＝8,Lcrc＝18。12.根据权利要求7-10任意一项所述的装置，其特征在于，Lpc＝1,Lcrc＝19；或Lpc＝2,Lcrc＝20；或Lpc＝4,Lcrc＝22；或Lpc＝6,Lcrc＝24；或Lpc＝8,Lcrc＝26。13.一种编码装置，其特征在于，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，所述处理器用于对信息块进行循环冗余校验CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；将交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Polar编码码字；其中所述信息比特的位置为可靠度最优的B个极化信道对应的位置；所述冻结比特的位置为剩下的N-B个极化信道对应的位置，N为Polar码母码长度。14.根据权利要求13所述的装置，Lpc满足以下条件：Lpc≤Lcrc-log2T+log2FAR，其中T是预先约定的在译码时需通过CRC校验而选择译码结果的候选路径数量，FAR是通信系统规定的虚警概率上限。15.根据权利要求13-14任意一项所述的装置，其特征在于，Lcrc和Lpc满足以下关系：Lcrc-Lpc＝10；或者Lcrc-Lpc＝18。16.根据权利要求13-15任意一项所述的装置，其特征在于，Lpc＝1,Lcrc＝11；或者Lpc＝2,Lcrc＝12；或者Lpc＝4,Lcrc＝14；或者Lpc＝6,Lcrc＝16；或者Lpc＝8,Lcrc＝18。17.根据权利要求13-15任意一项所述的装置，其特征在于，Lpc＝1,Lcrc＝19；或Lpc＝2,Lcrc＝20；或Lpc＝4,Lcrc＝22；或Lpc＝6,Lcrc＝24；或Lpc＝8,Lcrc＝26。18.一种编码装置，其特征在于，包括：至少一个输入端，用于接收信息块；信号处理器，用于对所述信息块进行循环冗余校验CRC编码，得到长度为B的CRC编码后的编码块，其中CRC长度为Lcrc，信息块长度为K，B＝K+Lcrc；对CRC编码后的编码块进行交织，交织后的编码块中的Lpc个CRC比特位于信息块的比特之间，且Lpc个CRC比特中的每个CRC比特位于其所校验的所有比特之后，其中Lpc为大于0小于Lcrc的整数；将交织后的编码块映射到信息比特，冻结比特设置为约定的固定值，对所述信息比特和所述冻结比特进行Polar编码，得到Po...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄凌晨，李榕，徐晨，张公正，戴胜辰，
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