一种极化码的编码和速率匹配方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种极化码的编码和速率匹配方法，包括：确定生成矩阵的一个或多个待删除行，其中，所述生成矩阵由预设的母码码长确定，所述一个或多个待删除行的1所在的列中包含至少一个列重为1的列；删除所述一个或多个待删除行中可靠度最低的极化信道对应的行，以及删除该行的1所在的列中的一个列重为1的列，得到删除后的生成矩阵；将所述删除后的生成矩阵重新作为生成矩阵重复上述步骤，直到最终的生成矩阵的阶数等于目标码长为止；根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配。从而无需重复计算可靠度排序，因此也可以大大降低计算复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种极化码的编码和速率匹配方法、装置及设备
本专利技术实施例涉及无线通信技术，尤其涉及一种极化码的编码和速率匹配方法、装置及设备。
技术介绍
随着无线通信的发展，物联网(英文：InternetofThings；简称：IoT)通信系统呈现出一些新的特点，例如：高可靠度、低复杂度以及广覆盖等。而现有的主流编码，例如：Turbo码和低密度奇偶校验(英文：LowDensityParityCheck；简称：LDPC)码不能够很好地满足IoT通信系统的要求。在性能方面，虽然Turbo码和LDPC码随着码长的变长能够逼近香农极限，但Turbo码和LDPC码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复杂度。因此，IoT通信系统中，急需一种新的编码技术来解决现有技术在短包，可靠度以及复杂度上存在的问题。最近，极化码(英文：PolarCode)是第一种、也是已知的唯一一种能够被严格证明“达到”香农极限的信道编码方法。极化码的编译码的简单描述如下：极化码是一种线性码。设其生成矩阵(或编码矩阵)为GN,其编码过程为其中是长度为N的待编码比特，N大于1的正整数。GN是一个N×N的矩阵，且其中，BN是一个N×N的转置矩阵，例如比特翻转(英文：BitReversal)矩阵；是log2N个F2的克罗内克(英文：Kronecker)乘积；以上涉及的加法、乘法操作均为二进制伽罗华域(英文：GaloisField)上的加法、乘法操作。极化码最基本的译码方法是连续消除(英文：SuccessiveCancellation；简称：SC)译码，后续提出的SC-List译码算法通过横向路径扩展以及循环冗余校验(英文：CyclicRedundancyCheck；简称：CRC)选择的方法提高了短码的译码性能。从极化码的编码原理可以看出极化码的一个特点是其码长为2的整数次幂，而实际通信中要求码长可以根据实际要求(如调制编码方案的要求)灵活配置。因此，需要通过速率匹配技术实现码长的灵活可变。极化码的一类速率匹配方案是将极化码与另外一种线性分组码进行级联，并将极化码作为内码实现任意码长的编码。该类方案在编译码的时候需要两种不同的编码器和译码器增加了实现的复杂度和成本。极化码的另一类速率匹配方案是通过穷举或者贪婪算法找到最优或者次优的打孔方式，以减少速率匹配对极化码性能的影响。穷举法需要遍历每一种可能的打孔方式，计算其对应的信息比特的可靠度，根据可靠度的高低确定打孔比特。这类方案最大的缺点是复杂度太大。如果用贪婪算法，可以只选出对信息比特可靠度影响最小的打孔方式。用贪婪算法虽然可以减少一定的计算量但其复杂度仍然较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种极化码的编码和速率匹配方法、装置及设备，以实现联合的编码和速率匹配，从而可以大大降低计算复杂度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种极化码的编码和速率匹配方法，包括：确定生成矩阵的一个或多个待删除行，其中，所述生成矩阵由预设的母码码长确定，所述一个或多个待删除行的1所在的列中包含至少一个列重为1的列；删除所述一个或多个待删除行中可靠度最低的极化信道对应的行，以及删除该行的1所在的列中的一个列重为1的列，得到删除后的生成矩阵；将所述删除后的生成矩阵重新作为生成矩阵重复上述步骤，直到最终的生成矩阵的阶数等于目标码长为止；根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配。在本专利技术实施例提供的极化码的编码和速率匹配方法中，同一母码下不同目标码长的极化码无需再进行可靠度计算来确定信息比特与固定比特的位置。从而无需重复计算可靠度排序，因此也可以大大降低计算复杂度。具体地，所述一个或多个待删除行的可靠度通过查询可靠度排序表获得，其中，所述可靠度排序表指示不同母码码长和不同传输块大小下的待传输向量不同位置的可靠度顺序，所述待传输向量为长度等于所述母码码长的向量。不同目标码长的极化码可以根据同一个母码码长的可靠度排序进行编码。在这种情况下，同一个母码码长下的不同目标码长的可靠度排序可以查表获得或只需计算一次即可获得。从而可以大大减少存表数量以及计算复杂度。具体地，所述待编码比特由根据可靠度排序在所述待编码向量中放置信息比特和固定比特得到，其中，所述最终的生成矩阵相对于初始的生成矩阵的所有删除列对应的位置为打孔位置，所述最终的生成矩阵相对于初始的生成矩阵的所有删除行对应的位置所述打孔位置放置固定比特。在一种可能的实现方式中，所述根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配包括：将待编码比特中所述所有删除行对应的固定比特删除；根据由所述母码码长确定的生成矩阵根据所述最终的生成矩阵，对打孔删除后的待编码比特进行编码，得到编码和速率匹配后的比特。在另一种可能的实现方式中，所述根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配包括：根据由所述母码码长确定的生成矩阵，对待编码比特进行编码；根据所述打孔位置，对编码后的比特进行打孔，得到编码和速率匹配后的比特。本专利技术实施例提供的方法可以同时实现编码和速率匹配，简化了计算复杂度，同时也减小了存表量。第二方面，本专利技术实施例提供了一种极化码的编码和速率匹配装置，包括：确定模块，用于确定生成矩阵的一个或多个待删除行，其中，所述生成矩阵由预设的母码码长确定，所述一个或多个待删除行的1所在的列中包含至少一个列重为1的列；删除模块，用于删除所述一个或多个待删除行中可靠度最低的极化信道对应的行，以及删除该行的1所在的列中的一个列重为1的列，得到删除后的生成矩阵；控制模块，用于将所述删除后的生成矩阵重新作为生成矩阵送入所述确定模块，直到最终的生成矩阵的阶数等于目标码长为止；编码和速率匹配模块，用于根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配。在本专利技术实施例提供的极化码的编码和速率匹配方法中，同一母码下不同目标码长的极化码无需再进行可靠度计算来确定信息比特与固定比特的位置。从而无需重复计算可靠度排序，因此也可以大大降低计算复杂度。具体地，所述一个或多个待删除行的可靠度通过查询可靠度排序表获得，其中，所述可靠度排序表指示不同母码码长和不同传输块大小下的待传输向量不同位置的可靠度顺序，所述待传输向量为长度等于所述母码码长的向量。不同目标码长的极化码可以根据同一个母码码长的可靠度排序进行编码。在这种情况下，同一个母码码长下的不同目标码长的可靠度排序可以查表获得或只需计算一次即可获得。从而可以大大减少存表数量以及计算复杂度。具体地，所述待编码比特由根据可靠度排序在所述待编码向量中放置信息比特和固定比特得到，其中，所述最终的生成矩阵相对于初始的生成矩阵的所有删除列对应的位置为打孔位置，所述最终的生成矩阵相对于初始的生成矩阵的所有删除行对应的位置放置固定比特。在一种可能的实现方式中，所述编码和速率匹配模块包括编码子模块和速率匹配子模块；所述速率匹配子模块，用于将待编码比特中所述所有删除行对应的固定比特删除；根据所述最终的生成矩阵，对删除后的待编码比特进行编码，得到编码和速率匹配后的比特。在另一种可能的实现方式中，所述编码和速率匹配模块包括编码子模块和速率匹配子模块；所述编码子模块，用于根据由所述母码码长确定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极化码的编码和速率匹配方法，其特征在于，包括：确定生成矩阵的一个或多个待删除行，其中，所述生成矩阵由预设的母码码长确定，所述一个或多个待删除行的1所在的列中包含至少一个列重为1的列；删除所述一个或多个待删除行中可靠度最低的极化信道对应的行，以及删除该行的1所在的列中的一个列重为1的列，得到删除后的生成矩阵；将所述删除后的生成矩阵重新作为生成矩阵重复上述步骤，直到最终的生成矩阵的阶数等于目标码长为止；根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配。

【技术特征摘要】
1.一种极化码的编码和速率匹配方法，其特征在于，包括：确定生成矩阵的一个或多个待删除行，其中，所述生成矩阵由预设的母码码长确定，所述一个或多个待删除行的1所在的列中包含至少一个列重为1的列；删除所述一个或多个待删除行中可靠度最低的极化信道对应的行，以及删除该行的1所在的列中的一个列重为1的列，得到删除后的生成矩阵；将所述删除后的生成矩阵重新作为生成矩阵重复上述步骤，直到最终的生成矩阵的阶数等于目标码长为止；根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个待删除行的可靠度通过查询可靠度排序表获得，其中，所述可靠度排序表指示不同母码码长和不同传输块大小下的待传输向量不同位置的可靠度顺序，所述待传输向量为长度等于所述母码码长的向量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待编码比特由根据可靠度排序在所述待编码向量中放置信息比特和固定比特得到，其中，所述最终的生成矩阵相对于初始的生成矩阵的所有删除列对应的位置为打孔位置，所述最终的生成矩阵相对于初始的生成矩阵的所有删除行对应的位置放置固定比特。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配包括：将待编码比特中所述所有删除行对应的固定比特删除；根据所述最终的生成矩阵，对删除后的待编码比特进行编码，得到编码和速率匹配后的比特。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配包括：根据由所述母码码长确定的生成矩阵，对待编码比特进行编码；根据所述打孔位置，对编码后的比特进行打孔，得到编码和速率匹配后的比特。6.一种极化码的编码和速率匹配装置，其特征在于，包括：确定模块，用于确定生成矩阵的一个或多个待删除行，其中，所述生成矩阵由预设的母码码长确定，所述一个或多个待删除行的1所在的列中包含至少一个列重为1的列；删除模块，用于删除所述一个或多个待删除行中可靠度最低的极化信道对应的行，以及删除该行的1所在的列中的一个列重为1的列，得到删除后的生成矩阵；控制模块，用于将所述删除后的生成矩阵重新作为生成矩阵送入所述确定模块，直到最终的生成矩阵的阶数等于目标码长为止；编码和速率匹配模块，用于根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述一个或多个待删除行的可靠度通过查询可靠度排序表获得，其中，所述可靠度排序表指示不同母码码长和不同传输块大小下的待传输向量不同位置的可靠度顺序，所述待传输向量为长度等于所述母码码长的向量。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述待编码比特由根据可靠度排序在所述待编码向量中放...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈莹，罗禾佳，李榕，李斌，
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