极化码编码和译码的方法、发送设备和接收设备技术

本申请提供了一种极化码译码和编码的方法、发送设备和接收设备，有助于改善现有技术中在中短包、码率、可靠度以及复杂度上存在的不足。该方法包括：发送设备预存储至少一个母码序列，每个母码序列由至少一个子序列和至少一个子集合组成，每个子序列或子集合中的元素为极化信道的序号，每个子序列或子集合中包括至少一个序号，每个子序列中序号的相对位置是按照极化信道的可靠度的大小顺序排列的；发送设备根据目标极化码的码长，从所述至少一个母码序列中确定信息比特序号集合；发送设备根据信息比特序号集合对信息比特进行极化编码。

Polarization Coding and Decoding Method, Transmitting Equipment and Receiving Equipment

This application provides a polarization decoding and coding method, a transmitting device and a receiving device, which can help to improve the shortcomings of the existing technology in terms of short and medium packets, bit rate, reliability and complexity. The method includes: the transmitting device pre-stores at least one mother code sequence, and each mother code sequence consists of at least one sub-sequence and at least one sub-set. The elements in each sub-sequence or sub-set are the ordinal numbers of the polarization channel, and each sub-sequence or sub-set includes at least one ordinal number. The relative position of the ordinal numbers in each sub-sequence is in accordance with the reliability of the polarization channel. Sequentially arranged; the transmitting device determines the information bit sequence number set from the at least one mother code sequence according to the code length of the target polarization code; and the transmitting device polarizes the information bit according to the information bit sequence number set.

【技术实现步骤摘要】
极化码编码和译码的方法、发送设备和接收设备
本申请涉及极化码领域，并且更具体地，涉及一种极化码编码和极化码译码的方法、发送设备和接收设备。
技术介绍
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(LowDensityParityCheck，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。极化(Polar)码是理论上证明可以取得香农容量，且具有相对简单的编译码复杂度的码，因而得到了广泛的应用。极化码是一种线性块码。其生成矩阵为FN，其编码过程为其中，是一个二进制的行矢量，长度为N，且N＝2n，n为正整数。在极化码的编码过程中，中的一部分比特用来携带信息，称为信息比特。信息比特的索引的集合记作A。中的另外一部分比特置为接收端和发送端预先约定的固定值，称为固定比特。极化码的编码过程主要取决于集合A的选取过程，它决定了极化码编译码的性能。在已有的极化码编码方案中，大多采用在线计算或离线存储的方式来确定信息比特序号集合。在线计算的方式由于不涉及实际信道的参数，容易出现收发两端的计算精度不同而导致译码失败的情况，并且在线计算的时延和复杂度也较大。而离线存储的方式为了支持各种码长和码率的组合，收发两端需要存储大量的母码序列，因而存储开销非常大，同时，灵活性不足。而随着无线通信系统的快速演进，未来的通信系统(例如，5G)将会出现一些新的特点，例如，最典型的三个通信场景包括增强型移动互联网(EnhanceMobileBroadband，eMBB)、海量机器连接通信(MassiveMachineTypeCommunication，mMTC)和高可靠低延迟通信(UltraReliableLowLatencyCommunication，URLLC)。这些通信场景在数据传输的可靠性、复杂度、灵活性和时延等方面都提出了更高的要求。另外，eMBB和mMTC区别于现有的长期演进(LongTermEvolution，LTE)技术的一个重要特点是中短包传输，这就要求信道编码可以更好的支持这类码长的通信。因此，为了适应未来无线通信系统对于数据传输在码率、可靠度、时延、灵活性和复杂度等方面的更高要求，亟需一种新的编译码技术，以改善现有技术中的信道编码技术在这些方面存在的不足。
技术实现思路
本申请提供一种极化码编码和译码的方法，有助于改善现有技术中的信道编码技术在码率、可靠度、时延、灵活性和复杂度等方面存在的不足。第一方面，本申请提供一种极化码编码的方法，该方法包括：发送设备预存储至少一个母码序列，每个母码序列由至少一个子序列和至少一个子集合组成，每个子序列或子集合中的元素为极化信道的序号，每个子序列或子集合中包括至少一个序号，每个子序列中序号的相对位置是按照极化信道的可靠度的大小顺序排列的；发送设备根据目标极化码的码长，从该至少一个母码序列中确定信息比特序号集合；发送设备根据信息比特序号集合对信息比特进行极化编码。在一种可能的实现方式中，该至少一个子序列和至少一个子集合的相对位置是根据极化信道的可靠度的大小顺序排列的，其中，在该至少一个子序列中的第一子序列的可靠度大于相邻的第一子集合的可靠度的情况下，第一子序列中任意一个序号对应的极化信道的可靠度大于第一子集合中任意一个序号对应的极化信道的可靠度；或者，在该至少一个子集合中的第一子集合的可靠度大于相邻的第二子集合的可靠度的情况下，第一子集合中任意一个序号对应的极化信道的可靠度大于第二子集合中的任意一个序号对应的极化信道的可靠度；或者，在该至少一个子集合中的第一子集合的可靠度大于该至少一个子序列中的第一子序列的可靠度的情况下，第一子集合中任意一个序号对应的极化信道的可靠度大于第一子序列中任意一个序号对应的极化信道的可靠度。在一种可能的实现方式中，发送设备根据目标极化码的码长，从该至少一个母码序列中确定信息比特序号集合，包括：发送设备根据目标极化码的信息比特个数K，或目标极化码的固定比特个数F，从该至少一个母码序列中确定信息比特序号集合。在一种可能的实现方式中，发送设备根据目标极化码的信息比特个数K，从该至少一个母码序列中确定信息比特序号集合，包括：发送设备根据信息比特个数K，从该至少一个母码序列中的最大母码序列中，按照可靠度从大到小的顺序选取非打孔且小于或等于N的序号作为目标极化码的母码序列；发送设备根据目标极化码的母码序列，确定信息比特序号集合，其中，N为目标极化码的母码码长。在一种可能的实现方式中，发送设备根据目标极化码的信息比特个数K，从最大母码序列中选取信息比特序号集合，包括：发送设备按照可靠度从大到小的顺序，从最大母码序列中依次选取非打孔且小于或等于N的K个序号作为信息比特序号集合，其中，N为目标极化码的母码码长。在本申请实施例中，信息比特个数K指的是非固定比特的个数。在存在校验比特的情况下，本文中的K也包括了校验比特。在一种可能的实现方式中，发送设备根据目标极化码的信息比特个数K，从该至少一个母码序列中确定信息比特序号集合，包括：在K＝M1的情况下，发送设备按照可靠度从大到小的顺序，从目标极化码的母码序列中选取前M1个非打孔序号作为信息比特序号集合，其中，M1为目标极化码的母码序列中可靠度从大到小的前至少一个子序列或子集合中序号的个数，M1≥1，且M1为整数。在一种可能的实现方式中，发送设备根据目标极化码的信息比特个数K，从该至少一个母码序列中确定信息比特序号集合，包括：在M1＜K≤M2的情况下，发送设备按照可靠度从大到小的顺序，从目标极化码的母码序列中选取前M1个非打孔序号作为第一序号集合，其中，M1为目标极化码的母码序列中可靠度从大到小的前至少一个子序列或子集合中序号的个数，M2＞M1，且M1和M2为正整数；发送设备从与该M1个非打孔序号所在的子序列或子集合相邻的子序列或子集合中的非打孔序号中，按照可靠度从大到小的顺序选取(K-M1)个序号作为第二序号集合；发送设备将第一序号集合和第二序号集合中的序号确定为信息比特序号集合。在一种可能的实现方式中，与该M1个非打孔序号所在的子序列或子集合相邻为第三子集合，以及，发送设备从与该M1个非打孔序号所在的子序列或子集合相邻的子序列或子集合中的非打孔序号中，按照可靠度从大到小的顺序选取(K-M1)个序号作为第二序号集合，包括：发送设备通过在线计算或读表的方式，从第三子集合中的非打孔序号中按照可靠度从大到小的顺序选取(K-M1)个序号作为第二序号集合。在一种可能的实现方式中，与该M1个非打孔序号所在的子序列或子集合相邻的为第二子序列，以及，发送设备从与该M1个非打孔序号所在的子序列或子集合相邻的子序列或子集合中的非打孔序号中，按照可靠度从大到小的顺序，选取(K-M1)个序号作为第二序号集合，包括：发送设备从第二子序列中的非打孔序号中，按照可靠度从大到小的顺序选取(K-M1)个序号作为第二序号集合。在一种可能的实现方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极化码编码的方法，其特征在于，所述方法包括：发送设备根据目标极化码的码长，从至少一个母码序列中确定信息比特序号集合，其中，每个母码序列由至少一个子序列和至少一个子集合组成，每个子序列或子集合中的元素为极化信道的序号，每个子序列或子集合中包括至少一个序号，每个子序列中序号的相对位置是按照极化信道的可靠度的大小顺序排列的，所述母码序列长度为N，N＝2n，n为正整数，所述母码序列中的N个极化信道序号的排列顺序与所述N个极化信道序号在长度为Nmax的最大母码序列中的排列顺序一致，N

【技术特征摘要】
1.一种极化码编码的方法，其特征在于，所述方法包括：发送设备根据目标极化码的码长，从至少一个母码序列中确定信息比特序号集合，其中，每个母码序列由至少一个子序列和至少一个子集合组成，每个子序列或子集合中的元素为极化信道的序号，每个子序列或子集合中包括至少一个序号，每个子序列中序号的相对位置是按照极化信道的可靠度的大小顺序排列的，所述母码序列长度为N，N＝2n，n为正整数，所述母码序列中的N个极化信道序号的排列顺序与所述N个极化信道序号在长度为Nmax的最大母码序列中的排列顺序一致，N<＝Nmax；所述发送设备根据所述信息比特序号集合对信息比特进行极化编码。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Nmax＝1024。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，N＝1024，其中极化信道的序号从0开始标号时，序号为194的极化信道在所述长度为1024的序列中的位置为第137。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述母码序列长度N＝512，其中极化信道的序号从0开始标号时，所述母码序列中各极化信道对应的序号为从长为1024的母码序列中选取的小于N的序号，其中极化信道在所述长度为N的序列中的位置包括以下任意一种或多种:序号为146的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第194；或者序号为468的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第427；或者序号为505的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第502；或者序号为495的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第506；或者序号为503的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第507；或者序号为507的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第508；或者序号为509的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第509；或者序号为510的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第510；或者序号为511的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第511；或者序号子集合{506,479,508}对应的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为{503,504,505}。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述母码序列长度N＝256，其中极化信道的序号从0开始标号时，所述母码序列中各极化信道对应的序号为从长为1024的母码序列中选取的小于N的序号，其中极化信道在所述长度为N的序列中的位置包括以下任意一种或多种:序号为100的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第87；或者序号为255的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第255。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述母码序列长度N＝128，其中极化信道的序号从0开始标号时，所述母码序列中各极化信道对应的序号为从长为1024的母码序列中选取的小于N的序号，其中极化信道在所述长度为N的序列中的位置包括以下任意一种或多种:序号为93的极化信道在所述长度为N的序列中在所述目标极化码的母码序列中的位置为第109；或者序号为127的极化信道在所述长度为N的序列中位置为第127；或者序号子集合{30,98,71,45,88}对应的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为{65,66,67,68,69}；或者序号子集合{123,125,126}对应的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为{124,125,126}。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述母码序列长度N＝64，其中极化信道的序号从0开始标号时，所述母码序列中各极化信道对应的序号为从长为1024的母码序列中选取的小于N的序号，其中极化信道在所述长度为N的序列中的位置包括以下任意一种或多种:序号为38的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第33；或者序号为41的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第34；或者序号为28的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第35；或者序号为42的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第36；或者序号为29的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第46；或者序号为43的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第47；或者序号为51的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第50；或者序号为58的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第55；或者序号为62的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第62；或者序号为63的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第63；或者序号子集合{30,45}对应的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为{48,49}；或者序号子集合{46,53}对应的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为{51,52}；或者序号子集合{54,57}对应的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为{53,54}；或者序号子集合{47,55,59,61}对应的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为{58,59,60,61}。8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述母码序列长度N＝32，其中极化信道的序号从0开始标号时，所述母码序列中各极化信道对应的序号为从长为1024的母码序列中选取的小于N的序号，其中极化信道在所述长度为N的序列中的位置包括以下任意一种或多种:序号为28的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第15；或者序号为15的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第26；或者序号为23的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第27；或者序号为27的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第28；或者序号为29的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第29；或者序号为30的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第30；或者序号为31的极化信道在所述长度为N的序列中的位置为第31。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述发送设备根据目标极化码的码长，从至少一个母码序列中确定信息比特序号集合，包括：所述发送设备按照可靠度从大到小的顺序，从所述目标极化码的母码序列中选取前K个非打孔序号作为所述信息比特序号集合，其中K为所述目标极化码的信息比特个数。10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述信息比特中包括校验比特。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述校验比特为循环冗余校验(CRC)比特。12.根据权利要求1-11中任意一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个子序列和至少一个子集合的相对位置是根据极化信道的可靠度的大小顺序排列的，其中，在所述至少一个子序列中的第一子序列的可靠度大于相邻的第一子集合的可靠度的情况下，所述第一子序列中任意一个序号对应的极化信道的可靠度大于所述第一子集合中任意一个序号对应的极化信道的可靠度；或者，在所述至少一个子集合中的第一子集合的可靠度大于相邻的第二子集合的可靠度的情况下，所述第一子集合中任意一个序号对应的极化信道的可靠度大于所述第二子集合中的任意一个序号对应的极化信道的可靠度；或者在所述至少一个子集合中的第一子集合的可靠度大于所述至少一个子序列中的第一子序列的可靠度的情况下，所述第一子集合中任意一个序号对应的极化信道的可靠度大于所述第一子序列中任意一个序号对应的极化信道的可靠度。13.一种发送设备，其特征在于，包括：处理单元，用于根据目标极化码的码长，从至少一个母码序列中确定信息比特序号集合，其中，每个母码序列由至少一个子序列和至少一个子集合组成，每个子序列或子集合中的元素为极化信道的序号，每个子序列或子集合中包括至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莹，张公正，乔云飞，李榕，张华滋，罗禾佳，
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