编码数据和解码数据的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及编码数据和解码数据的装置和方法。例如，本发明专利技术涉及一种将维度为k的数据x编码成长度为n的码字c的编码装置(102)，其中，所述编码装置(102)包括处理器(102a)，被配置为基于等式c＝uA，使用C(n，k，d)码编码所述数据x，其中，所述码C(n，k，d)具有长度n和最小距离d，其中，

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】编码数据和解码数据的装置及方法
通常，本专利技术涉及在通信系统中的数据编码和解码。更具体地，本专利技术涉及用于使用基于极化码或者子码的码来编码数据和解码数据的装置和方法。
技术介绍
在嘈杂的通信信道上可靠地传输数据通常需要使用某种纠错码。示出极化码以实现许多信道的香农容量(Shannoncapacity)(参见E.Arikan，“信道极化：构造用于对称二进制输入无记忆信道的容量实现码的方法(Channelpolarization：Amethodforconstructingcapacityachievingcodesforsymmetricbinary-inputmemorylesschannels)”，IEEE信息理论汇刊(IEEETrans.onInf.Theory)，第55卷，第7期，第3051-3073页，2009年7月)。然而，具有实际参数的极化码的性能通常不令人满意。出现了极化子码(参见P.Trifonov和V.Miloslavskaya，“极化子码(Polarsubcodes)”，IEEE通信领域期刊(IEEEJournalonSelectedAreasinCommunications)，34(2)：254-266，2016年2月)，其具有比传统极化码更高的最小距离，并且在列表、顺序以及分块顺序解码下提供了实质上更好的性能(参见I.Tal和A.Vardy，“极化码的列表解码(Listdecodingofpolarcodes)”，IEEE信息论国际讨论会会议录(Proc.IEEEInt.Symp.Inf.Theory)，2011年7月，第1-5页以及V.Miloslavskaya和P.Trifonov，“极化码的顺序解码(Sequentialdecodingofpolarcodes)”，IEEE通信快报(IEEECommun.Lett.)，第18卷，第7期，第1127-1130页，2014年7月)。然而，极化子码的性能还是可以被提高。通常，在GF(2)上的一个(n＝2m，k)的极化子码C可以被限定为矢量c＝xWAm的集合，其中，W表示k×n预编码矩阵，表示极化转换，以及表示矩阵Q与其自身的m次克罗内克积(Kroneckerproduct)。可以通过采用使得W的每个列具有至多为1的权重，每一行权重为1的矩阵W来得到传统极性码。可以通过采用使得矢量c也是具有足够高的最小距离的一些母码的码字的W来得到极化子码，例如，HT＝0，其中，H是母码的校验矩阵。例如，实践证明，扩展的博斯-查德胡里-霍坤格姆(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem，BCH)码可以是良好的母码。定义极化子码的另一种等效方法是将其视为矢量c＝uA的集合，其中，uVT＝0，并且其中，V是(n-k)×n约束矩阵，使得WVT＝0。通过高斯消去法，可以以在每列中至多一行结束的方式来构造矩阵V。然后，可以通过得到极化转换Am的输入符号ui上的如下约束集合：其中，ji是在V的第i行中最后一个非零项的位置。也可以将符号ji表示成动态冻结符号。这些动态冻结符号可以被认为是在传统极化码的构造中使用的(静态)冻结符号概念的泛化。用以构造极化子码的标准方式是构造矩阵V＝HAT，其中，H是母码的校验矩阵，并且随后引入用于具有最高错误概率的符号的附加约束(静态冻结约束)，其中，Pi表示通过极化转换Am引入的合成比特子信道中的比特错误概率，其中，转移概率函数可以描述如下：其中，W(y|c)是底层二进制输入无记忆输出对称信道的转移概率函数，并且描述极化子码的另一种方法是定义冻结位索引ji的集合F，使得固定在前面的符号上或者独立于前面的符号，并且考虑母码的生成矩阵G。然后，可以计算矩阵并且可以将高斯消去法应用于这个矩阵，以便确保不同行(例如，具有第一非零项)在不同列中开始，并且所述行具有最高其中，si是在第i行开始处的位置并且可以从得到的矩阵消除。所有以上描述的方法提供了长度为2m的码。然而，对于实际的应用，具有任何码长度的构造是合乎需要的。为了得到具有不同于2m的长度的码，可以采用多种技术，例如，所谓的缩短(shortening)和收缩(puncturing)技术。根据缩短技术，给定一个C(N，K，D)线性分组码，可以从作为矢量(c1，...，cN)∈C的集合的码C来得到一个(n＝N-v，k＝K-v，d≥D)缩短码，jt∈S，1≤t≤v，1≤s≤n，其中，S表示缩短符号的集合。根据收缩技术，给定一个C(N，K，D)线性分组码C，可以从作为矢量(c1，...，cN)∈C的集合的码C来得到一个(n＝N-v，k≤K，d≥D-v)收缩码，1≤t≤n，其中，P表示收缩符号的集合。通常，需要对收缩符号的集合P和缩短符号的集合S进行优化，以便获得令人满意的码性能，并且集合P和S的选择影响集合F的最优选择。由于集合F、P以及S必须联合优化，因此码的构造变得非常复杂。而且，严重缩短的或者收缩的码并不具有令人满意的性能。得到不同长度的码的另一种方式是使用级联(concatenation)技术。这样的技术的示例是通过N.J.A.Sloane等在“新二进制编码(Newbinarycodes)”(IEEE信息论会刊(IEEETrans.OnInform.Theory)，第IT-18卷，第503-510页，1972年7月)的著作中描述的所谓X4构造给出。这种构造基于线性码C0(n0，k0，d0)，C1(n0，k1，d1)，C2(n2，k2，d2)，C3(n2，k3，d3)，使得k1-k0＝k3-k2，并且可以假设Ci具有生成矩阵Gi，其中，在这样的方式中，可以得到通过如下等式给定的具有生成矩阵G的一个(n0+n2，k0+k3，min(d0，d2，d1+d3))码：级联技术的另一个示例是通过W.Alltop在“扩展二进制线性码的方法(AMethodforExtendingBinaryLinearCodes)”(IEEE信息论会刊(IEEETransactions)，30(6)，1984年11月)的著作中描述的所谓XX构造给出，其基于Ci(ni，ki，di)，i＝1，...，6码，其中，C1＝C2+C3，C4＝C2∩c3，例如，k5＝k2-k4，k6＝k3-k4。通过这些码，可以得到通过如下等式给定的具有生成矩阵G的一个(n1+n5+n6，k1，min(d4，d2+d5，d3+d6，d1+d5+d6))码：但是，仍然明显可以改进通过级联技术的方式得到的码的性能。因此，需要使用基于极化码或子码的码对编码数据和解码数据的装置和方法进行改进。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供使用基于极化码或者子码以及指定的这些码的码来编码数据和解码数据的改进的装置和方法。前述和其他目的通过独立权利要求的主题来实现。进一步的实现形式从从属权利要求、说明书以及附图中显而易见。根据本专利技术的第一方面，涉及一种将维度为k的数据x编码成长度为n的码字c的编码装置。所述编码装置包括处理器，被配置为基于如下等式使用C(n，k，d)码编码所述数据x，其中，所述码C(n，k，d)具有长度n和最小距离d，其中，其中，mh是整数，h＝1，...，s：c＝uA，其中，如果则其中，F是所述码C(n，k，d)的n-k个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将维度为k的数据x编码成长度为n的码字c的编码装置(102)，其特征在于，所述编码装置(102)包括：处理器(102a)，被配置为基于如下等式使用C(n，k，d)码编码所述数据x，其中，所述码C(n，k，d)具有长度n和最小距离d，其中，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种将维度为k的数据x编码成长度为n的码字c的编码装置(102)，其特征在于，所述编码装置(102)包括：处理器(102a)，被配置为基于如下等式使用C(n，k，d)码编码所述数据x，其中，所述码C(n，k，d)具有长度n和最小距离d，其中，其中，mh是整数，h＝1，...，s：c＝uA，其中，如果则其中，F是所述码C(n，k，d)的n-k个冻结位索引的集合，并且如果i∈F，则其中，是由如下等式的解得出的约束矩阵：其中，φi是在列i中具有最后一个非零元素的所述矩阵的行的索引，其中，是预编码矩阵，并且其中，以如下方式限定A：其中，并且其中，表示矩阵Q与其自身的m次克罗内克积。2.根据权利要求1所述的编码装置(102)，其中，所述处理器(102a)还被配置为基于多个嵌套线性分组码来构造所述码C(n，k，d)，Ki，j+1＞Ki，j，0≤j＜τi，其中，τi是正整数，其中，的生成矩阵通过如下等式来给定：其中，G(i，j)是矩阵，其中，G(i，j)的预编码矩阵通过来限定，其中，的预编码矩阵通过来限定，其中，通过等式来限定矩阵的第p行的开始处的列的索引li，p，并且用来将所述预编码矩阵构造为分块矩阵，其中，所述预编码矩阵的分块矩阵由所选择的所述矩阵的行组成。3.根据权利要求2所述的编码装置(102)，其中，所述多个嵌套线性分组码是扩展博斯-查德胡里-霍坤格姆e-BCH码。4.根据前述任一项权利要求所述的编码装置(102)，其中，所述处理器(102a)还被配置为以如下方式来构造所述码C(n，k，d)的预编码矩阵其中，是至少具有最小距离d的长度为的最大e-BCH码的索引，并且其中，是基于所述矩阵限定的矩阵。5.根据权利要求2至4中任一项所述的编码装置(102)，其中，所述处理器(102a)还被配置为通过具有的最小值的所述矩阵的行来构造所述矩阵其中，Pm，i是在比特子信道中的错误概率，其中，表示在通过通信信道(110)的传输后的所述码字c的2m-1个嘈杂符号。6.根据前述任一项权利要求所述的编码装置(102)，其中，所述处理器(102a)还被配置为以这样的方式构造所述矩阵的第一多个t行，使得在所述第一多个t行中的所述最后的非零元素位于不同位置j，对于某整数j0，j≥j0，通过伪随机数发生器构造位于具有索引z＜j的列中的所述第一多个t行的元素，并且将矩阵的第二多个n-k-t行构造为不同的权重为一的行。7.根据权利要求6所述的编码装置(102)，其中，所述伪随机数发生器是线性反馈移位寄存器。8.根据权利要求2至7中任一项所述的编码装置(102)，其中，所述处理器(102a)还被配置为分别以所述值li，p和lj，p的递增次序排列所述矩阵或的所述行。9.根据权利要求2至8中任一项所述的编码装置(102)，其中，所述处理器(102a)被配置为基于具有所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥列格·菲特维奇·库尔马耶夫，彼得·弗拉基米罗维奇·特里夫诺夫，阿列克谢·米哈伊洛维奇·瑞金森，阿列克谢·爱德华多维奇·马耶夫斯基，
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