使用极化编码数据传输的通信系统中的错误检测技术方案

一种解码极化编码信号的方法包括：确定数据通信系统中的多个极化编码比特信道的信道可靠性，所述多个极化编码比特信道包括多个冻结比特信道和非冻结比特信道；选择冻结比特信道；计算与冻结比特信道相关联的比特估计的似然值；响应于似然值生成比特估计的硬判决值；将比特估计的硬判决值与在冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值进行比较；响应于确定比特估计的硬判决值与在冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值不同，更新累积的不确定度；将累积的不确定度与阈值进行比较；以及响应于该比较来确定已发生解码错误。

Error Detection in Communication System Using Polarization Coded Data Transmission

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用极化编码数据传输的通信系统中的错误检测
所公开的主题一般涉及电信。某些实施例更具体地涉及在使用极化码发送的数据中执行错误检测的电信系统/方法。
技术介绍
由E.Arikan在“ChannelPolarization：AMethodforConstructingCapacity-AchievingCodesforSymmetricBinary-InputMemorylessChannels”(IEEETransactionsonInformationTheory，Vol.55，Issue7，第3051-3073页，200年7月)中提出的极化码是第一类构造编码方案，其可证明其在低复杂度连续消除(SC)解码器下实现二进制输入离散无记忆信道的对称容量。然而，与诸如低密度奇偶校验(LDPC)码和Turbo码之类的其他现代信道编码方案相比，SC下的极化码的有限长度性能没有竞争力。后来，在I.Tal等人的“ListDecodingofPolarCodes”(2011IEEEInternationalSymposiumonInformationTheoryProceedings，第1-5页，2011年7月31日-8月5日)中提出了SC列表(SCL)解码器，其可以接近最佳最大似然(ML)解码器的性能。通过将简单的CRC编码级联，示出了级联的极化码的性能与优化良好的LDPC和Turbo码的性能相当。结果是，极化码被认为是未来无线通信系统(例如，第5代或5G系统)的候选方案。在Leroux等人的“ASemi-ParallelSuccessive-CancellationDecoderforPolarCodes”(IEEETRANSACTIONSONSIGNALPROCESSING，VOL.61，NO.2，2013年1月15日)中描述了半并行连续消除解码器。极化编码通常涉及将一对相同的二进制输入信道重复地变换成两个不同质量的不同信道，一个比原始二进制输入信道质量更好，一个比原始二进制输入信道质量更差。通过针对二进制输入信道的独立使用重复这种成对极化操作M次，可以获得不同质量的N＝2M个“比特信道”的组。作为应用于发送比特的编码的结果，一些比特信道几乎是完美的(即没有错误)，而其余的比特信道几乎是无用的(即完全是噪声)。极化编码使用几乎完美的信道将数据发送给接收器，同时将无用信道的输入设置为具有接收器已知的固定值或冻结值(例如0)。由于这个原因，几乎无用的信道的输入比特通常被称为冻结比特，而几乎完美的信道的输入比特被称为非冻结(或信息)比特。只有非冻结比特用于携带极化码中的数据。
技术实现思路
根据一些实施例的解码极化编码信号的方法包括：确定数据通信系统中的多个极化编码比特信道的信道可靠性，所述多个极化编码比特信道包括多个冻结比特信道和非冻结比特信道；选择所述多个冻结比特信道中的冻结比特信道；计算与冻结比特信道相关联的比特估计的似然值；响应于似然值生成比特估计的硬判决值；将比特估计的硬判决值与在冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值进行比较；响应于确定比特估计的硬判决值与在冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值不同，更新累积的不确定度；将累积的不确定度与阈值进行比较；以及响应于累积的不确定度与阈值的比较来确定已发生解码错误。似然值可以包括对数似然值LLR。所述方法还可以包括：针对多个候选解码路径中的每个候选解码路径重复以下步骤：(a)选择多个冻结比特信道中的冻结比特信道，(b)计算与所述冻结比特信道相关联的比特估计的似然值，(c)响应于所述似然值生成比特估计的硬判决值，(d)比较比特估计的硬判决值与在冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值，以及(e)响应于确定比特估计的硬判决值与在冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值不同，更新累积的不确定度。所述方法还可以包括：丢弃累积的不确定度超过预定阈值的任何候选解码路径。所述方法还可以包括：确定在丢弃候选解码路径之后剩余的任何候选解码路径，以及响应于确定没有剩余的候选解码路径而中止解码过程。更新累积的不确定度包括：根据下式，基于所选择的冻结比特信道的可靠性和所述比特估计的似然值来更新所述累积的不确定度：Zp＝Zp+f(Ii，|LLRp，i|)，其中，Zp可以是累积的不确定度，Ii可以是所选择的冻结比特信道的可靠性，LLRp，i可以是比特估计的似然值。f(Ii，|LLRp，i|)的值可以由下式给出：f(Ii，|LLRp，i|)＝Ii·|LLRp，i|。f(Ii，|LLRp，i|)的值可以由下式给出：f(Ii，|LLRp，i|)＝|LLRp，i|。在一些实施例中，f(Ii，|LLRp，i|)的值可以等于Ii。在一些实施例中，f(Ii，|LLRp，i|)的值可以等于常数。在一些实施例中，f(Ii，|LLRp，i|)的值可以等于1。所述方法还可以包括：响应于确定已发生解码错误而中止解码过程。所述方法还可以包括：响应于确定已发生解码错误，使用更强大的解码算法重新开始解码过程。冻结比特可以是奇偶校验比特，以及所述方法还包括：基于先前解码的比特估计生成冻结比特的期望奇偶校验值，以及如果冻结比特的估计值不对应于冻结比特的期望奇偶校验值，则确定已发生解码错误。所述方法还可以包括：响应于确定冻结比特的估计值不对应于冻结比特的期望奇偶校验值而丢弃当前解码路径。一些实施例提供了一种通信设备，可操作以执行如上所述的方法。一些实施例提供了一种通信设备，包括用于执行如上所述的方法的解码模块。一些实施例提供了一种用于通信设备的计算机程序，该计算机程序包括计算机程序代码，当该计算机程序代码在通信设备中运行时，使通信设备执行如上所述的方法。根据一些实施例的用于在极化编码器中编码多个信息比特以在多个极化编码比特信道上传输的方法包括：接收多个信息比特；确定多个比特信道中的多个冻结比特的信道索引；生成奇偶校验比特；以及将奇偶校验比特分配给与多个冻结比特相对应的比特信道之一。可以基于分配给比特信道的一个或多个信息比特的值来确定奇偶校验比特的值，所述比特信道具有比可以分配有所述奇偶校验比特的比特信道更低的信道索引。生成奇偶校验比特可以包括：生成多个奇偶校验比特；以及将奇偶校验比特分配给比特信道之一可以包括：将多个奇偶校验比特分配给与多个冻结比特相对应的多个比特信道。一些实施例提供了一种极化解码器中的解码在多个极化编码比特信道上接收的多个信息比特的方法，所述方法包括：生成与冻结比特相对应的软值；确定冻结比特是否可以是奇偶校验冻结比特；生成奇偶校验冻结比特的硬判决值；计算奇偶校验冻结比特的期望值；比较奇偶校验冻结比特的硬判决值；以及基于确定奇偶校验冻结比特的硬判决值可以与奇偶校验冻结比特的期望值不同，确定已发生解码错误。所述方法还可以包括：响应于确定奇偶校验冻结比特的硬判决值可以与奇偶校验冻结比特的期望值不同，丢弃针对其检测到冻结比特的候选解码路径。根据一些实施例的在极化解码器中的解码在多个极化编码比特信道上接收的多个信息比特的方法包括：生成所接收的信息比特和冻结比特的估计矢量u和与所接收的信息比特和冻结比特的估计矢量u相对应的似然值；基于估计的信息比特似然值生成信道比特似然值；通过根据信道比特似然值获取硬判决值来生成第一码字；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种解码极化编码信号的方法，包括：确定(402)数据通信系统中的多个极化编码比特信道的信道可靠性，所述多个极化编码比特信道包括多个冻结比特信道和非冻结比特信道；选择所述多个冻结比特信道中的冻结比特信道(403)；计算(404)与所述冻结比特信道相关联的比特估计的似然值；响应于所述似然值，生成(406)所述比特估计的硬判决值；将所述比特估计的硬判决值与在所述冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值进行比较(408)；响应于确定所述比特估计的硬判决值与在所述冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值不同，更新(410)累积的不确定度；将所述累积的不确定度与阈值进行比较(412)；以及响应于所述累积的不确定度与阈值的比较来确定已发生解码错误。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.11 US 62/421,1901.一种解码极化编码信号的方法，包括：确定(402)数据通信系统中的多个极化编码比特信道的信道可靠性，所述多个极化编码比特信道包括多个冻结比特信道和非冻结比特信道；选择所述多个冻结比特信道中的冻结比特信道(403)；计算(404)与所述冻结比特信道相关联的比特估计的似然值；响应于所述似然值，生成(406)所述比特估计的硬判决值；将所述比特估计的硬判决值与在所述冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值进行比较(408)；响应于确定所述比特估计的硬判决值与在所述冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值不同，更新(410)累积的不确定度；将所述累积的不确定度与阈值进行比较(412)；以及响应于所述累积的不确定度与阈值的比较来确定已发生解码错误。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述似然值包括对数似然值LLR。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：针对多个候选解码路径中的每个候选解码路径，重复以下步骤：(a)选择所述多个冻结比特信道中的冻结比特信道(403)；(b)计算(404)与所述冻结比特信道相关联的比特估计的似然值；(c)响应于所述似然值，生成(406)所述比特估计的硬判决值；(d)将所述比特估计的硬判决值与在所述冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值进行比较(408)；以及(e)响应于确定所述比特估计的硬判决值与在所述冻结比特信道上发送的冻结比特的已知值不同，更新(410)累积的不确定度。4.根据权利要求3所述的方法，还包括：丢弃所述累积的不确定度超过预定阈值的任何候选解码路径。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：确定在丢弃所述候选解码路径之后剩余的任何候选解码路径；以及响应于确定没有剩余的候选解码路径，中止解码过程。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，更新所述累积的不确定度包括：根据下式，基于所选择的冻结比特信道的可靠性和所述比特估计的似然值来更新所述累积的不确定度：Zp＝Zp+f(Ii，|LLRp，i|)，其中，Zp是累积的不确定度，Ii是所选择的冻结比特信道的可靠性，以及LLRp，i是所述比特估计的似然值。7.根据权利要求6所述的方法，其中，f(Ii，|LLRp，i|)由下式给出：f(Ii，|LLRp，i|)＝Ii·|LLRp，i|。8.根据权利要求6所述的方法，其中，f(Ii，|LLRp，i|)由下式给出：f(Ii，|LLRp，i|)＝|LLRp，i|。9.根据权利要求6所述的方法，其中，f(Ii，|LLRp，i|)等于Ii。10.根据权利要求6所述的方法，其中，f(Ii，|LLRp，i|)等于常数。11.根据权利要求6所述的方法，其中，f(Ii，|LLRp，i|)等于1。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，还包括响应于确定已发生解码错误而中止解码过程。13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，还包括：响应于确定已发生解码错误，使用更强大的解码算法重新开始解码过程。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述冻结比特是奇偶比特，所述方法还包括：基于先前解码的比特估计生成所述冻结比特的期望奇偶值(518)；以及如果所述冻结比特的估计值不对应于所述冻结比特的期望奇偶值，则确定已发生解码错误(522)。15.根据权利要求14所述的方法，还包括：响应于确定所述冻结比特的估计值不对应于所述冻结比特的期望奇偶值而丢弃当前解码路径。16.一种通信设备(200，300)，操作为执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法。17.一种通信设备(200，300)，包括用于执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法的解码模块。18.一种用于通信设备(200，300)的计算机程序，所述计算机程序包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在所述通信设备(200，300)中运行时，使所述通信设备(200，300)执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法。19.一种在极化编码器中编码多个信息比特以在多个极化编码比特信道上传输的方法，所述方法包括：接收多个信息比特(502)；确定多个比特信道中的多个冻结比特的信道索引(504)；生成奇偶校验比特(506)；以及将所述奇偶校验比特分配给与所述多个冻结比特相对应的比特信道之一(508)。20.根据权利要求19所述的方法，其中，基于分配给具有比分配有所述奇偶校验比特的比特信道更低的信道索引的比特信道的一个或多个信...

【专利技术属性】
技术研发人员：清汉·许，余飞·布兰肯斯珀，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE