一种基于极化码的参数捷变编码方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于极化码的码长可变或不变的参数捷变编码方法及系统。该码长不变的参数捷变编码方法包括：获取待生成的极化码码长；根据极化码码长选取预设的配置文件；获取用户信息比特个数；生成信息比特信道接口序号集合和固定比特信道接口序号集合；根据信息比特信道接口序号和固定比特信道接口序号生成第一集合；对第一集合中的元素进行重排列，得到第二集合；生成用户信息比特序号集合和系统校验比特序号集合；获取用户信息比特序列；由异或运算模块生成信息比特和系统校验比特；最终生成编码后的极化码。采用本发明专利技术的方法及系统，利用一套编译码器，仅通过读取配置文件就能够实现编译码参数在线捷变，有简单、易实现、快速灵活的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于极化码的参数捷变编码方法及系统
本专利技术涉及信息传输
，特别是涉及一种基于极化码的参数捷变编码方法及系统。
技术介绍
极化码(PolarCodes)是一种基于信道极化现象(ChannelPolarization)构造的码，且是目前唯一可理论证明能够达到二元输入离散无记忆信道(Binary-inputDiscreteMemorylessChannel,B-DMC)容量的信道编码方案。随着通信系统的迅猛发展以及互联网在国民生活中的普及，人们对通信的需求正在发生变化，从最初的语音通信逐渐向综合业务方向发展，如视频点播、互动直播等多媒体业务，同时参与者的通信需求、通信时间、通信位置均变得越来越随机。在这种随机的情况下为了实现可靠通信，发送方需要根据其与接收方之间的实际通信环境与业务需求实时改变数据传输速率。因此在设计通信系统时就需要在物理层中采用不同码率的纠错编码。一般地，k比特信息经编码器得到码长为n的码字，其码率r为k/n。在通信系统的发送端与接收端均需要有多种码率类型的基码编译码器。在编译码领域将能够快速灵活的改变编译码参数(码率/码长)的策略称为参数捷变编译码技术。改变编译码参数一般的做法是制定几种常用码率，当需要其他码率时可通过一些方法(如打孔、添加已知序列等)在常用码率的基础上进行变化得到，但是这种方法仅能够获得较窄的码率范围且译码性能也会有所损失，若要获得范围较宽的码率仍需要由低、中、高码率的基码经变化得到。码率类型越多通信系统的有效性也就越高。然而，众多的码率类型在提高通信系统有效性的同时也无疑增加了系统的复杂度，进而降低整体的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用一套编译码器快速灵活的改变编码参数的基于极化码的码长不变的参数捷变编码方法及系统。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于极化码的码长不变的参数捷变编码方法，包括：获取待生成的极化码码长n；根据所述极化码码长选取预设的配置文件；所述配置文件包括n个输入信道接口、n个输出信道接口和异或运算模块；所述输入信道接口与所述异或运算模块的输入端连接，所述异或运算模块的输出端与所述输出信道接口连接；所述输入信道接口包括固定比特信道接口和信息比特信道接口，所述固定比特信道接口用于加载固定比特，所述信息比特信道接口用于加载信息比特；所述输出信道接口包括系统校验接口和系统信息接口，所述系统校验接口用于承载系统校验比特，所述系统信息接口用于承载用户信息比特；所述用户信息比特为待传输的用户信息；获取用户信息比特个数k；对所述输入信道接口按照输入信道容量的大小生成包含k个信息比特信道接口序号的集合L和包含n-k个固定比特信道接口序号的集合L’；所述集合L中信息比特信道容量大于或等于所述集合L’中固定比特信道容量；所述集合L中元素为信息比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；所述集合L’中元素为固定比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；根据所述信息比特信道接口序号和所述固定比特信道接口序号生成第一集合；所述第一集合元素个数为n，所述第一集合元素取值为1或0；若第一集合中元素序号与所述信息比特信道接口序号一致，元素取值为1；若第一集合中元素序号与所述固定比特信道接口序号一致，元素取值为0；对所述第一集合中的元素进行重排列，得到第二集合；将所述第二集合取值为1的元素在所述第二集合中的序号生成用户信息比特序号集合C，将所述第二集合取值为0的元素在所述第二集合中的序号生成系统校验比特序号集合C’；获取用户信息比特序列；所述用户信息比特序列包括k个所述用户信息比特；将所述用户信息比特按照所述用户信息比特序号集合C加载至与所述输出信道接口序号对应的接口中；将所述固定比特按照所述固定比特信道接口集合L’加载至与所述输入信道接口序号对应的接口中，由所述异或运算模块生成所述信息比特和所述系统校验比特；由所述系统校验比特、所述用户信息比特、所述用户信息比特序号集合C以及所述系统校验比特序号集合C’生成编码后的极化码。可选的，所述对所述第一集合中的元素进行重排列得到第二集合，具体包括：根据所述第一集合生成第一矩阵；所述第一矩阵为1行n列矩阵，所述第一矩阵的元素与所述第一集合的元素相同，所述第一矩阵中元素的位置与该元素在所述第一集合中的位置相同；将所述第一矩阵中元素的序号转换为二进制，得到二进制序号；将所述二进制序号倒序后，生成倒序二进制序号；将所述倒序二进制序号转换为十进制，得到倒序十进制序号；将所述第一矩阵中元素按照所述倒序十进制序号重排列，得到第二矩阵；根据所述第二矩阵生成所述第二集合；所述第二集合包括n个与所述第二矩阵元素相同的元素，所述第二集合中元素的位置与所述第二矩阵中元素的位置相同。可选的，所述极化码码长n＝2m，其中，m为正整数。本专利技术还提供一种基于极化码的码长不变的参数捷变编码系统，包括：极化码码长获取模块，用于获取待生成的极化码码长n；配置文件选取模块，用于根据所述极化码码长选取预设的配置文件；所述配置文件包括n个输入信道接口、n个输出信道接口和异或运算模块；所述输入信道接口与所述异或运算模块的输入端连接，所述异或运算模块的输出端与所述输出信道接口连接；所述输入信道接口包括固定比特信道接口和信息比特信道接口，所述固定比特信道接口用于加载固定比特，所述信息比特信道接口用于加载信息比特；所述输出信道接口包括系统校验接口和系统信息接口，所述系统校验接口用于承载系统校验比特，所述系统信息接口用于承载用户信息比特；所述用户信息比特为待传输的用户信息；用户信息比特个数获取模块，用于获取用户信息比特个数k；第一序号集合生成模块，用于对所述输入信道接口按照输入信道容量的大小生成包含k个信息比特信道接口序号的集合L和包含n-k个固定比特信道接口序号的集合L’；所述集合L中信息比特信道容量大于或等于所述集合L’中固定比特信道容量；所述集合L中元素为信息比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；所述集合L’中元素为固定比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；第一集合生成模块，用于根据所述信息比特信道接口序号和所述固定比特信道接口序号生成第一集合；所述第一集合元素个数为n，所述第一集合元素取值为1或0；若第一集合中元素序号与所述信息比特信道接口序号一致，元素取值为1；若第一集合中元素序号与所述固定比特信道接口序号一致，元素取值为0；第二集合生成模块，用于对所述第一集合中的元素进行重排列，得到第二集合；第二序号集合生成模块，用于将所述第二集合取值为1的元素在所述第二集合中的序号生成用户信息比特序号集合C，将所述第二集合取值为0的元素在所述第二集合中的序号生成系统校验比特序号集合C’；用户信息比特序列获取模块，用于获取用户信息比特序列；所述用户信息比特序列包括k个所述用户信息比特；异或运算处理模块，用于将所述用户信息比特按照所述用户信息比特序号集合C加载至与所述输出信道接口序号对应的接口中；将所述固定比特按照所述固定比特信道接口集合L’加载至与所述输入信道接口序号对应的接口中，由所述异或运算模块生成所述信息比特和所述系统校验比特；极化码生成模块，用于由所述系统校验比特、所述用户信息比特、所述用户信息比特序号集合C以及所述系统校验比特序号集合C’生成编本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于极化码的码长不变的参数捷变编码方法，其特征在于，包括：获取待生成的极化码码长n；根据所述极化码码长选取预设的配置文件；所述配置文件包括n个输入信道接口、n个输出信道接口和异或运算模块；所述输入信道接口与所述异或运算模块的输入端连接，所述异或运算模块的输出端与所述输出信道接口连接；所述输入信道接口包括固定比特信道接口和信息比特信道接口，所述固定比特信道接口用于加载固定比特，所述信息比特信道接口用于加载信息比特；所述输出信道接口包括系统校验接口和系统信息接口，所述系统校验接口用于承载系统校验比特，所述系统信息接口用于承载用户信息比特；所述用户信息比特为待传输的用户信息；获取用户信息比特个数k；对所述输入信道接口按照输入信道容量的大小生成包含k个信息比特信道接口序号的集合L和包含n‑k个固定比特信道接口序号的集合L’；所述集合L中信息比特信道容量大于或等于所述集合L’中固定比特信道容量；所述集合L中元素为信息比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；所述集合L’中元素为固定比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；根据所述信息比特信道接口序号和所述固定比特信道接口序号生成第一集合；所述第一集合元素个数为n，所述第一集合元素取值为1或0；若第一集合中元素序号与所述信息比特信道接口序号一致，元素取值为1；若第一集合中元素序号与所述固定比特信道接口序号一致，元素取值为0；对所述第一集合中的元素进行重排列，得到第二集合；将所述第二集合取值为1的元素在所述第二集合中的序号生成用户信息比特序号集合C，将所述第二集合取值为0的元素在所述第二集合中的序号生成系统校验比特序号集合C’；获取用户信息比特序列；所述用户信息比特序列包括k个所述用户信息比特；将所述用户信息比特按照所述用户信息比特序号集合C加载至与所述输出信道接口序号对应的接口中；将所述固定比特按照所述固定比特信道接口集合L’加载至与所述输入信道接口序号对应的接口中，由所述异或运算模块生成所述信息比特和所述系统校验比特；由所述系统校验比特、所述用户信息比特、所述用户信息比特序号集合C以及所述系统校验比特序号集合C’生成编码后的极化码。...

【技术特征摘要】
1.一种基于极化码的码长不变的参数捷变编码方法，其特征在于，包括：获取待生成的极化码码长n；根据所述极化码码长选取预设的配置文件；所述配置文件包括n个输入信道接口、n个输出信道接口和异或运算模块；所述输入信道接口与所述异或运算模块的输入端连接，所述异或运算模块的输出端与所述输出信道接口连接；所述输入信道接口包括固定比特信道接口和信息比特信道接口，所述固定比特信道接口用于加载固定比特，所述信息比特信道接口用于加载信息比特；所述输出信道接口包括系统校验接口和系统信息接口，所述系统校验接口用于承载系统校验比特，所述系统信息接口用于承载用户信息比特；所述用户信息比特为待传输的用户信息；获取用户信息比特个数k；对所述输入信道接口按照输入信道容量的大小生成包含k个信息比特信道接口序号的集合L和包含n-k个固定比特信道接口序号的集合L’；所述集合L中信息比特信道容量大于或等于所述集合L’中固定比特信道容量；所述集合L中元素为信息比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；所述集合L’中元素为固定比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；根据所述信息比特信道接口序号和所述固定比特信道接口序号生成第一集合；所述第一集合元素个数为n，所述第一集合元素取值为1或0；若第一集合中元素序号与所述信息比特信道接口序号一致，元素取值为1；若第一集合中元素序号与所述固定比特信道接口序号一致，元素取值为0；对所述第一集合中的元素进行重排列，得到第二集合；将所述第二集合取值为1的元素在所述第二集合中的序号生成用户信息比特序号集合C，将所述第二集合取值为0的元素在所述第二集合中的序号生成系统校验比特序号集合C’；获取用户信息比特序列；所述用户信息比特序列包括k个所述用户信息比特；将所述用户信息比特按照所述用户信息比特序号集合C加载至与所述输出信道接口序号对应的接口中；将所述固定比特按照所述固定比特信道接口集合L’加载至与所述输入信道接口序号对应的接口中，由所述异或运算模块生成所述信息比特和所述系统校验比特；由所述系统校验比特、所述用户信息比特、所述用户信息比特序号集合C以及所述系统校验比特序号集合C’生成编码后的极化码。2.根据权利要求1所述的基于极化码的码长不变的参数捷变编码方法，其特征在于，所述对所述第一集合中的元素进行重排列得到第二集合，具体包括：根据所述第一集合生成第一矩阵；所述第一矩阵为1行n列矩阵，所述第一矩阵的元素与所述第一集合的元素相同，所述第一矩阵中元素的位置与该元素在所述第一集合中的位置相同；将所述第一矩阵中元素的序号转换为二进制，得到二进制序号；将所述二进制序号倒序后，生成倒序二进制序号；将所述倒序二进制序号转换为十进制，得到倒序十进制序号；将所述第一矩阵中元素按照所述倒序十进制序号重排列，得到第二矩阵；根据所述第二矩阵生成所述第二集合；所述第二集合包括n个与所述第二矩阵元素相同的元素，所述第二集合中元素的位置与所述第二矩阵中元素的位置相同。3.根据权利要求1所述的基于极化码的码长不变的参数捷变编码方法，其特征在于，所述极化码码长n＝2m，其中，m为正整数。4.一种基于极化码的码长不变的参数捷变编码系统，其特征在于，包括：极化码码长获取模块，用于获取待生成的极化码码长n；配置文件选取模块，用于根据所述极化码码长选取预设的配置文件；所述配置文件包括n个输入信道接口、n个输出信道接口和异或运算模块；所述输入信道接口与所述异或运算模块的输入端连接，所述异或运算模块的输出端与所述输出信道接口连接；所述输入信道接口包括固定比特信道接口和信息比特信道接口，所述固定比特信道接口用于加载固定比特，所述信息比特信道接口用于加载信息比特；所述输出信道接口包括系统校验接口和系统信息接口，所述系统校验接口用于承载系统校验比特，所述系统信息接口用于承载用户信息比特；所述用户信息比特为待传输的用户信息；用户信息比特个数获取模块，用于获取用户信息比特个数k；第一序号集合生成模块，用于对所述输入信道接口按照输入信道容量的大小生成包含k个信息比特信道接口序号的集合L和包含n-k个固定比特信道接口序号的集合L’；所述集合L中信息比特信道容量大于或等于所述集合L’中固定比特信道容量；所述集合L中元素为信息比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；所述集合L’中元素为固定比特信道接口在所述输入信道接口中的序号；第一集合生成模块，用于根据所述信息比特信道接口序号和所述固定比特信道接口序号生成第一集合；所述第一集合元素个数为n，所述第一集合元素取值为1或0；若第一集合中元素序号与所述信息比特信道接口序号一致，元素取值为1；若第一集合中元素序号与所述固定比特信道接口序号一致，元素取值为0；第二集合生成模块，用于对所述第一集合中的元素进行重排列，得到第二集合；第二序号集合生成模块，用于将所述第二集合取值为1的元素在所述第二集合中的序号生成用户信息比特序号集合C，将所述第二集合取值为0的元素在所述第二集合中的序号生成系统校验比特序号集合C’；用户信息比特序列获取模块，用于获取用户信息比特序列；所述用户信息比特序列包括k个所述用户信息比特；异或运算处理模块，用于将所述用户信息比特按照所述用户信息比特序号集合C加载至与所述输出信道接口序号对应的接口中；将所述固定比特按照所述固定比特信道接口集合L’加载至与所述输入信道接口序号对应的接口中，由所述异或运算模块生成所述信息比特和所述系统校验比特；极化码生成模块，用于由所述系统校验比特、所述用户信息比特、所述用户信息比特序号集合C以及所述系统校验比特序号集合C’生成编码后的极化码。5.根据权利要求4所述的基于极化码的码长不变的参数捷变编码系统，其特征在于，所述第二集合生成模块，具体包括：第一矩阵生成单元，用于根据所述第一集合生成第一矩阵；所述第一矩阵为1行n列矩阵，所述第一矩阵的元素与所述第一集合的元素相同，所述第一矩阵中元素的位置与该元素在所述第一集合中的位置相同；二进制序号生成单元，用于将所述第一矩阵中元素的序号转换为二进制，得到二进制序号；倒序二进制序号生成单元，用于将所述二进制序号倒序后，生成倒序二进制序号；倒序十进制序号生成单元，用于将所述倒序二进制序号转换为十进制，得到倒序十进制序号；第二矩阵生成单元，用于将所述第一矩阵中元素按照所述倒序十进制序号重排列，得到第二矩阵；第二集合生成单元，用于根据所述第二矩阵生成所述第二集合；所述第二集合包括n个与所述第二矩阵元素相同的元素，所述第二集合中元素的位置与所述第二矩阵中元素的位置相同。6.一种基于极化码的码长可变的参数捷变编码方法，其特征在于，包括：获取待生成的极化码码长l；根据所述极化码码长l选取码长为n的极化码的配置文件；所述配置文件包括n个输入信道接口、n个输出信道接口和异或运算模块；所述输入信道接口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐霞，张彩霞，张建忠，张运生，徐景轩，
申请(专利权)人：西安宝珑电气有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61