速率匹配方法、编码装置和通信装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种速率匹配方法、编译码装置和通信装置。该方法包括：获取信息比特序列和Polar码的目标码长M；当所述目标码长M满足预设条件时，采用第一母码码长N1的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；当所述目标码长M不满足所述预设条件时，采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂；所述第二编码比特序列进行缩短或打孔，得到长度为M的第二目标Polar码。编码增益损失很小的情况下，采用基于重复的速率匹配方案，降低了编译码的复杂度。

Rate Matching Method, Coding Device and Communication Device

The embodiment of this application provides a rate matching method, a coding and decoding device and a communication device. The method includes: acquiring the target code length M of the information bit sequence and Polar code; when the target code length M satisfies the preset conditions, using the Polar code of the first mother code length N1 to encode the information bit sequence, and outputting the first coding bit sequence, N1 is less than or equal to M, and N1 is an integer power of 2; repeating at at least a part of the first coding bit sequence to obtain the length. The first target Polar code of M; when the target code length M does not satisfy the presupposed conditions, the second code length N2 is used to encode the information bit sequence, and the second code bit sequence is output. N2 is greater than or equal to M, and N2 is an integer power of 2; the second code bit sequence is shortened or punched to obtain the second target Polar code of M length. When the loss of coding gain is very small, a rate matching scheme based on repetition is adopted to reduce the complexity of coding and decoding.

【技术实现步骤摘要】
速率匹配方法、编码装置和通信装置
本专利技术实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及速率匹配的方法和装置。
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(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；为中的固定比特集合，固定比特个数为(N-K)，是已知比特。这些固定比特通常被设置为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。从编码矩阵可以看出，原始Polar码(母码)的码长为2的整数次幂，在实际应用中需要通过速率匹配实现任意码长的Polar码。现有技术采用打孔(puncture)或缩短(shorten)的方案实现速率匹配。现有技术在编码时总是通过对超过目标码长的母码进行打孔达到目标码长，译码时填充恢复至母码码长。编译码的缓存大小、复杂度和时延都跟母码长度有关，在缩短或打孔比特比较多时(例如从2048比特缩短或打孔到1200比特)，因打孔造成的额外开销很大。随着目标码长增加，码率降低，一方面可以带来编码增益，另一方面复杂度也随母码长度的增加而增加。
技术实现思路
本申请实施例提供速率匹配的方法及编码装置、解速率匹配的方法及译码装置、通信装置，能够降低polar码编译码的复杂度。第一方面，提供一种Polar码的速率匹配方法，包括：获取信息比特序列和Polar码的目标码长M；当所述目标码长M满足预设条件时，采用第一母码码长N1的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；当所述目标码长M不满足所述预设条件时，采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂；对所述第二编码比特序列进行缩短或打孔，得到长度为M的第二目标Polar码。第二方面，提供一种编码装置，包括：获取单元，获取信息比特序列和Polar码的目标码长M；编码单元，用于当所述目标码长M满足预设条件时，采用第一母码码长N1的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；或当所述目标码长M不满足所述预设条件时，采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂；速率匹配单元，用于重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；或对所述第二编码比特序列进行缩短或打孔，得到长度为M的第二目标Polar码。第三方面，提供一种通信装置，包括：收发器，用于和其他设备进行通信；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，所述处理器用于当Polar编码的目标码长M满足预设条件时，采用第一母码码长N1的Polar码对信息比特序列进行编码，输出第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；当所述目标码长M不满足所述预设条件时，采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂；对所述第二编码比特序列进行缩短或打孔得到长度为M的第二目标Polar码。第四方面，提供一种Polar码的解速率匹配的方法，包括：接收长度为M的待译码比特序列的对数似然比LLR，M为Polar码编码的目标码长；当所述目标码长M满足预设条件时，确定发送端采用重复的方法进行速率匹配；确定重复比特的位置，将接收到的M个比特的LLR中重复位置的LLR进行相加合并，得到长度为第一母码码长N1的第一待译码比特序列的LLR，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；根据所述第一待译码比特序列的LLR进行Polar码译码；当所述目标码长M不满足所述预设条件时，确定发送端采用缩短或打孔的方法进行速率匹配，确定缩短或打孔位置及其LLR，将接收到的M个比特的LLR恢复至第二母码长度N2，得到长度为第二母码码长N2的第二待译码比特序列的LLR，其中，N2大于等于M，N2为2的整数次幂；根据所述第二待译码比特序列的LLR进行Polar码译码。第五方面，提供一种译码装置，包括：接收单元，用于接收长度为M的待译码比特序列的对数似然比LLR，M为Polar码编码的目标码长；解速率匹配单元，用于当所述目标码长M满足预设条件时，确定发送端采用重复的方法实现速率匹配；确定重复比特的位置，将接收到的M个比特的LLR中重复位置的LLR进行相加合并，得到长度为第一母码码长N1的第一待译码比特序列的LLR，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；或用于当所述目标码长M不满足所述预设条件时，确定发送端采用缩短或打孔的方法实现速率匹配，确定缩短或打孔位置及其LLR，将接收到的M个比特的LLR恢复至第二母码长度N2，得到长度为第二母码码长N2的第二待译码比特序列的LLR，其中，N2大于等于M，N2为2的整数次幂；译码单元，用于根据所述第一待译码比特序列或第二待译码比特序列的LLR进行Polar码译码。第六方面，提供一种通信装置，包括：收发器，用于和其他设备进行通信；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，所述处理器用于在Polar码编码的目标码长M满足预设条件时，确定发送端采用重复的方法实现速率匹配，确定重复比特的位置，将接收到的M个比特的LLR中重复位置的LLR进行相加合并，得到长度为第一母码码长N1的第一待译码比特序列的LLR，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；根据所述第一待译码比特序列的LLR进行Polar码译码；或在所述目标码长M不满足预设条件时，确定发送端采用缩短或打孔的方法实现速率匹配，确定缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极化Polar编码的方法，其特征在于，包括：获取信息比特序列和Polar码的目标码长M，其中，所述信息比特序列的长度为K，所述M为速率匹配后的比特序列的长度，所述K、M为大于零的整数；根据母码长度取值集合的最小值，确定第一母码长度N1的值；根据所述第一母码长度N1，对所述信息比特序列进行极化Polar编码，获得第一编码比特序列；输出所述第一编码比特序列；其中，所述母码长度的取值集合包括：满足第一码率R1小于或者等于预设的第二码率R2的母码长度的取值，其中，所述R1根据所述信息比特序列和所述母码长度确定；母码长度的取值为预设的最大母码长度Nmax，所述Nmax为2的整数次幂；以及满足目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围的母码长度的取值。

【技术特征摘要】
2017.01.05 CN 20171000788321.一种极化Polar编码的方法，其特征在于，包括：获取信息比特序列和Polar码的目标码长M，其中，所述信息比特序列的长度为K，所述M为速率匹配后的比特序列的长度，所述K、M为大于零的整数；根据母码长度取值集合的最小值，确定第一母码长度N1的值；根据所述第一母码长度N1，对所述信息比特序列进行极化Polar编码，获得第一编码比特序列；输出所述第一编码比特序列；其中，所述母码长度的取值集合包括：满足第一码率R1小于或者等于预设的第二码率R2的母码长度的取值，其中，所述R1根据所述信息比特序列和所述母码长度确定；母码长度的取值为预设的最大母码长度Nmax，所述Nmax为2的整数次幂；以及满足目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围的母码长度的取值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二码率R2的值为1/4、1/3、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Nmax的值为2048、1024或512。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围表示为以下中的一种，其中，所述母码长度为N，所述N为2的整数次幂：M≤N*(1+δ)；M-N≤N*δ；或者其中，δ为常数或为第一码率R1的函数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，δ取值为1/8、1/4或3/8。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，δ与第一码率R1的函数关系为：δ＝β*(1-R1)，或者，δ＝β*(1-R1)2，其中β为常数。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，β为1/2，3/8，1/4，1/8或1/16。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，δ与第一码率R1的函数关系为：其中，a，R3为常数。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，a为1/16，1/4，3/8或1/2。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，R3为1/4、1/6、1/3、1/5、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一母码长度N1，对所述信息比特序列进行极化Polar编码，获得第一编码比特序列具体包括：根据所述第一母码长度N1以及所述信息比特序列，生成长度为N1的待编码比特序列；根据极化Polar编码公式，对所述待编码比特序列进行编码，获得第一编码比特序列，其中，所述编码公式为：所述是长度为N1的第一编码比特序列；所述是长度为N1的待编码比特序列，所述其中，定义为个矩阵F2的克罗内克乘积，所述矩阵12.一种编码装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取信息比特序列和Polar码的目标码长M，其中，所述信息比特序列的长度为K，所述M为速率匹配后的比特序列的长度，所述K、M为大于零的整数；编码单元，用于根据母码长度取值集合的最小值，确定第一母码长度N1的值；根据所述第一母码长度N1，对所述信息比特序列进行极化Polar编码，获得第一编码比特序列；其中，所述母码长度的取值集合包括：满足第一码率R1小于或者等于预设的第二码率R2的母码长度的取值，其中，所述R1根据所述信息比特序列和所述母码长度确定；母码长度的取值为预设的最大母码长度Nmax，所述Nmax为2的整数次幂；以及满足所述目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围的母码长度的取值。13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第二码率R2的值为1/4、1/3、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。14.根据权利要求12或者13所述的方法，其特征在于，Nmax的值为2048、1024或512。15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围表示为以下中的一种，其中，所述母码长度为N，所述N为2的整数次幂：M≤N*(1+δ)；M-N≤N*δ；或者其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张公正，罗禾佳，李榕，陈莹，乔云飞，
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