Ploar编码方法和编码装置、译码方法和译码装置制造方法及图纸

本申请实施例提供Polar编码方法和编码装置。该编码方法在编码参数满足预设的分段条件时，将待编码的信息比特序列划分为多个片段；对多个个片段分别进行Polar编码和速率匹配，对得到的多个编码比特序列进行级联，得到最终的编码比特序列。分段编码方法在一定条件下能减少重复的速率匹配方案的使用次数，减少重复带来的性能损失。

【技术实现步骤摘要】
Ploar编码方法和编码装置、译码方法和译码装置
本专利技术实施例涉及通信领域，并且更具体地，Ploar编码方法和编码装置、译码方法和译码装置。
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A；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A的补集Ac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。uA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A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Ac的元素。集合A决定了信息比特的位置，集合Ac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。目前Polar码的速率匹配方案主要有三种，分别是打孔(Puncture)、缩短(Shorten)和重复(Repetition)。在前两种方案中，确定母码长度为大于等于目标码长M的2的整数次幂，根据预设的规则确定打孔或者缩短位置，在发送时删除对应位置的编码比特，实现速率匹配。译码前根据预定的规则将对应位置的对数似然比LLR恢复，实现解速率匹配。为了平衡编码性能和复杂度，通信系统中可能根据约定的规则确定采用重复的速率匹配方案。对以母码长度编码的Polar码进行重复，获得大于母码长度的目标码长，从而实现Polar码的速率匹配。与打孔或缩短不同的是，重复通过对已编码为母码长度的编码比特序列按照特定顺序重复发送，直到达到目标码长，实现速率匹配。在译码端，通过对重复位置的对数似然比(log-likelihoodrate，LLR)进行合并，从而实现解速率匹配，并以确定的母码长度进行译码。采用重复的方式进行速率匹配可以降低译码复杂度、减少时延，并能减小硬件实现面积。但是，在某些情况下重复对Polar码的性能会造成一定的损失。
技术实现思路
本申请实施例提供了编码方法及编码装置、译码方法及译码装置，能减少重复的速率匹配方案的使用次数，减少重复带来的性能损失。第一方面，提供了编码方法，包括：获取待编码的信息比特序列；若编码参数满足预设的分段条件，将所述待编码的信息比特序列划分为p个片段；对P个片段分别进行Polar编码，得到p个编码比特序列；其中，p为大于1的整数。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：对p个编码比特序列分别进行速率匹配，对速率匹配后的p个片段分别进行交织，将交织后的p片段进行级联。先对p个片段分别进行交织，可以复用现有的交织器，不需要对交织器进行改造。或者，所述方法还包括：对p个编码比特序列分别进行速率匹配，对速率匹配后的p个片段进行级联，将级联后的比特序列进行交织。先进行级联再交织，则只需要设计一个交织器即可。第二方面，提供一种编码装置，包括：获取单元，用于获取待编码的信息比特序列；分段单元，用于若编码参数满足预设的分段条件，将所述待编码的信息比特序列划分为p个片段，其中，p为大于1的整数；编码单元，用于对p个片段分别进行Polar编码，得到p个编码比特序列。在一种可能的实现方式中，所述编码装置还包括速率匹配单元，交织单元和级联单元；其中，所述速率匹配单元，用于对p个编码比特序列分别进行速率匹配；所述交织单元，用于对速率匹配后的p个片段分别进行交织；所述级联单元，用于将交织后的p片段进行级联；或者：所述速率匹配单元，用于对p个编码比特序列分别进行速率匹配；所述级联单元，用于对速率匹配后的p个片段进行级联；所述交织单元，用于将级联后的比特序列进行交织。第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括：用于获取待编码的信息比特序列的指令；用于若编码参数满足预设的分段条件，将所述待编码的信息比特序列划分为p个片段的指令；以及用于对P个片段分别进行Polar编码得到p个编码比特序列的指令；其中，p为大于1的整数。第四方面，提供一种译码方法，包括：获取待译码比特对应的对数似然比LLR序列；若编码参数满足预设的分段条件，将所述LLR序列进行解级联，得到p个片段的LLR序列，其中，p为大于1的整数；对p个片段的LLR序列分别进行SCL译码，得到p个片段的译码结果；合并译码p个片段的译码结果，输出译码比特序列。在一种可能的实现方式中，在解级联之后，SCL译码之前，所述方法还包括：对解级联后的p个片段分别进行解交织，对解交织后的p个片段进行解速率匹配。在一种可能的实现方式中，在解级联之前，所述方法还包括：对获取的LLR序列进行解交织；在SCL译码之前还包括：对解级联后的p个片段分别进行解速率匹配。第五方面，提供一种译码装置，包括：获取单元，用于获取待译码比特对应的对数似然比LLR序列；解级联单元，用于若编码参数满足预设的分段条件，将所述LLR序列进行解级联，得到p个片段的LLR序列，其中，p为大于1的整数；译码单元，用于对p个片段的LLR序列分别进行SCL译码，得到p个片段的译码结果；合并单元，用于合并译码单元1205得到的p个片段的译码结果，输出译码比特序列。在一种可能的实现方式中，译码装置还包括：解交织单元和解速率匹配单元；所述解交织单元用于对解级联后的p个片段的LLR序列分别进行解交织；所述解速率匹配单元用于对解交织后的p个片段的LLR序列进行解速率匹配；所述译码单元用于对解速率匹配后的P个片段的LLR序列分别进行SCL译码，得到p个片段的译码结果；或者，所述解交织单元用于对获取的LLR序列进行解交织，所述速率匹配单元用于对解级联后的p个片段分别进行解速率匹配，所述译码单元用于解速率匹配后的P个片段的LLR序列分别进行SCL译码，得到p个片段的译码结果。第六方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括：用于获取待译码比特对应的对数似然比LLR序列的指令；用于若编码参数满足预设的分段条件，将所述LLR序列进行解级联，得到p个片段的LLR序列的指令；用于对p个片段的LLR序列分别进行SCL译码，得到p个片段的译码结果的指令；以及用于合并译码p个片段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Polar码的编码方法，其特征在于，包括：获取待编码的信息比特序列；若编码参数满足预设的分段条件，将所述待编码的信息比特序列划分为p个片段；对P个片段分别进行Polar编码，得到p个编码比特序列；其中，p为大于1的整数。

【技术特征摘要】
1.一种Polar码的编码方法，其特征在于，包括：获取待编码的信息比特序列；若编码参数满足预设的分段条件，将所述待编码的信息比特序列划分为p个片段；对P个片段分别进行Polar编码，得到p个编码比特序列；其中，p为大于1的整数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分段条件为以下中的至少一个：所述编码参数为目标码长M，所述目标码长M大于第一阈值Msegthr或所述目标码长大于等于第一阈值Msegthr；或所述编码参数为待编码的信息比特序列长度K，所述待编码的信息比特序列长度K大于第二阈值Ksegthr或所述待编码的信息比特长度K大于等于第二阈值Ksegthr。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一阈值由码率R和待编码的信息比特序列长度K中的至少一个确定，所述第一阈值Msegthr通过以下任意一种方式确定：或或者所述第二阈值由码率R和目标码长K中的至少一个，确定第二阈值Ksegthr通过以下任意一种方式确定：Ksegthr＝E×R+F，Ksegthr＝G，或Ksegthr＝max((E×R+F),G)；或者所述分段条件为：且K≥G；其中，A，B，C，D，E和F为常数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，A＝160，B＝1000，C＝1000，D＝160，E＝1000，F＝160，G＝360；或A＝210，B＝750，C＝750，D＝210，E＝750，F＝210，G为区间[300,360]中的数值；或者A为区间[350,180]中的数值，B为区间[950,1000]中的数值，C为区间[950,1000]中的数值，D为区间[150,180]中的数值，E为区间[950,1000]中的数值，F为区间[150,180]中的数值，G为区间[300,360]中的数值。5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对p个编码比特序列分别进行速率匹配，对速率匹配后的p个片段分别进行交织，将交织后的p个片段进行级联；或对p个编码比特序列分别进行速率匹配，对速率匹配后的p个片段进行级联，将级联后的比特序列进行交织。6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述级联方式为顺序级联或交替级联。7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法，其特征在于，p＝2，所述待编码的信息比特序列被划分为基本均匀的两个片段。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，若待编码的信息比特序列的长度为奇数，分段后的长度分别为K1和K2，|K2-K1|＝1，对长度较小的片段填充0或1使得两个片段的长度相同。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，两个片段编码的目标码长分别为M1和M2，若Polar编码目标码长M为奇数时，M1＝ceil(M/2),M2＝M-M1，ceil表示向上取整；M为偶数时，M1＝M/2，M2＝M/2。10.一种编码装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取待编码的信息比特序列；分段单元，用于若编码参数满足预设的分段条件，将所述待编码的信息比特序列划分为p个片段，其中，p为大于1的整数；编码单元，用于对p个片段分别进行Polar编码，得到p个编码比特序列。11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述分段条件为以下中的至少一个：所述编码参数为目标码长M，所述目标码长M大于第一阈值或所述目标码长大于等于第一阈值；或所述编码参数为待编码的信息比特序列长度K，所述待编码的信息比特序列长度K大于第二阈值或所述待编码的信息比特长度K大于等于第二阈值。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一阈值由码率R和待编码的信息比特序列长度K中的至少一个确定，所述第一阈值Msegthr通过以下任意一种方式确定：或或者所述第二阈值由码率R和目标码长K中的至少一个，确定第二阈值Ksegthr通过以下任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晨，李榕，张公正，周悦，黄凌晨，乔云飞，卡梅拉·卡佐，葛屹群，
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