构造删余极化码制造技术

公开的解决方案一般涉及通信系统中的数据编码技术和数据解码技术。根据一些方面，提供了用于构造极化码的设备和方法、以及对应的计算机程序产品。公开的解决方案建议对比特信道序列和删余模式使用特殊校正，以便在保持容量属性的同时更高效地构造任意长度的极化码。量属性的同时更高效地构造任意长度的极化码。量属性的同时更高效地构造任意长度的极化码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】构造删余极化码


[0001]本公开一般涉及通信系统中的数据编码技术和数据解码技术，尤其涉及用于构造上述技术中使用的极化码的设备和方法、以及对应的计算机程序产品。

技术介绍

[0002]目前正在使用不同的通信信道来在通信系统中接收数据和发送数据。这些通信信道通常是有噪声的，因此，在一侧(即，发送侧)进入通信信道的信息会在其通过通信信道传播期间产生失真，并且在到达另一侧(即，接收侧)时与误差“混合”。最近已经开发了许多方法来最小化此类误差，即，提高通信信道的传输质量。其中一个方法就是使用所谓的极化码。
[0003]极化码被用于将物理通信信道变成多个比特信道，每个比特信道具有低或高的固有可靠性(以下简称可靠性)。在该背景下，高可靠性是指接近“1”的可靠性，意味着一个信息比特被正确地传输或无错误地传输，而低可靠性是指接近“0”的可靠性，意味着该信息比特不能被正确地传输或根本不能被传输。此外，对多个比特信道进行初始排序，使得每个比特信道也具有其自己的信道位置。具有高可靠性的比特信道只用于发送信息比特。这样的比特信道称为“信息比特信道”。至于具有低可靠性的比特信道，这些比特信道称为“冻结比特信道(frozen bit channel)”，意味着发送侧和接收侧都已知的预定义比特或“冻结”比特只通过该冻结比特信道发送。因此，极化码允许通过使用高可靠的(信息)比特信道来传送所需的信息比特，从而最小化误差的发生。还值得注意的是，在比特信道中发送的一组信息比特和冻结比特构成了编码器和解码器分别在数据编码过程和数据解码过程中使用的码字。
[0004]虽然极化码通过改变F允许表示为R＝K/N(其中，N＝K+F是该极化码的长度，K是信息比特的数量，F是冻结比特的数量)的任何码率，但是，这些极化码的主要缺点为N总是2的幂，即，N＝2
m
(其中，m为正整数)。换言之，通过使用极化码而生成的上述比特信道的数量限于2
m
。对于一些需要其他长度的极化码的实际应用，需要克服这一限制。为此，使用公知的删余极化码和缩短极化码的方法来获得任意长度为N
*
的极化码，使得N
*
<。上述删余方法和缩短方法允许通过剪切极化码的原始长度2
m
来实现极化码的其他长度，使得一些冻结比特不被发送，即，这些冻结比特被擦除。
[0005]因此，需要一种允许在保持容量属性的同时更高效地构造任意长度的极化码的解决方案。

技术实现思路

[0006]提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式来介绍各种概念，这些概念在下面的具体实施方式中进一步描述。该
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在被用于限制所要求保护的主题的范围。
[0007]本专利技术的一个目的是提供一种解决方案，该解决方案用于构造任意长度的极化
码，同时保持或甚至改善比特信道的极化，即，上述将比特信道划分为信息比特信道和冻结比特信道。
[0008]上述目的通过所附权利要求中的独立权利要求的特征来实现。其他的实施例和示例在从属权利要求、具体实施方式、以及附图中是显而易见的。
[0009]根据第一方面，提供了一种用于构造极化码的装置。该设备包括至少一个处理器和至少一个存储器，该至少一个存储器耦合到该至少一个处理器并且存储指令，当被执行时，该指令使至少一个处理器执行以下操作：a)通过将删余模式应用于长度为N＝2
m
的母极化码(mother polar code)来获得所需长度N
*
的极化码，其中，m是正整数。所需长度N
*
代表比特信道序列，每个比特信道具有信道位置和不同的固有可靠性。比特信道包括信息比特信道和冻结比特信道，每个信息比特信道用于K个信息比特中的一个信息比特，每个冻结比特信道用于F个冻结比特中的一个冻结比特，其中，F＝N
*-K。上述删余模式定义P个连续的删余比特的集合，使得P＝N-N
*
。上述指令还使上述至少一个处理器执行以下操作：b)在比特信道中找到具有最低信道位置的信息比特信道I
low
和具有最高固有可靠性的冻结比特信道F
high
；c)获得信息比特信道I
low
的计算可靠性和冻结比特信道F
high
的计算可靠性；以及d)比较信息比特信道I
low
的计算可靠性和冻结比特信道F
high
的计算靠性。还使上述至少一个处理器执行以下操作：e)当信息比特信道I
low
的计算可靠性小于冻结比特信道F
high
的计算可靠性时，将冻结比特信道F
high
标记为新的信息比特信道，将信息比特信道I
low
标记为新的冻结比特信道。使上述至少一个处理器执行以下操作：f)对其他类似的成对的信息比特信道和冻结比特信道重复上述操作b)至操作e)，直到不满足条件Calculated_Reliability(I
low
)＜Calculated_Reliability(F
high
)，从而获得更新的比特信道序列。上述指令还使上述至少一个处理器执行以下操作：g)在更新的比特信道序列中，在信道位置小于或等于N/2的比特信道中找到具有最低固有可靠性的信息比特信道I
1low
，并且在信道位置高于N/2的比特信道中找到具有最低固有可靠性的信息比特信道I
2low
；h)获得信息比特信道I
1low
的计算可靠性和信息比特信道I
2low
的计算可靠性；以及i)比较信息比特信道I
1low
的计算可靠性和信息比特信道I
2low
的计算可靠性。上述指令还指示上述至少一个处理器执行以下操作：j)当条件Calculated_Reliability(I
1low
)＜Calculated_Reliability(I
2low
)为真时，通过改变删余比特的集合中的删余比特的位置来校正删余模式，并且当上述条件为假时，停止上述校正。最后，使上述至少一个处理器执行以下操作：k)输出包括更新的比特信道序列和校正的删余模式的极化码。通过这样做，可以以资源节约的方式构造所需长度N
*
的极化码。此外，这样获得的极化码表现出比现有技术解决方案更高的可靠性和稳定性。
[0010]在第一方面的实施方式中，上述设备包括编码器，该编码器用于使用包括更新的比特信道序列和校正的删余模式的上述极化码进行编码操作。
[0011]在第一方面的其他实施方式中，上述设备包括解码器，该解码器用于使用包括更新的比特信道序列和校正的删余模式的上述极化码进行解码操作。
[0012]因此，可以在编码器和解码器中同等地使用上述设备，从而在不需要开发用于编码操作和解码操作的设备的不同配置的意义上提供了使用上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于构造极化码的设备(100)，包括：至少一个处理器(114)，以及至少一个存储器(116)，所述至少一个存储器(116)耦合到所述至少一个处理器(114)并且存储指令，当由所述至少一个处理器(114)执行时，所述指令使所述至少一个处理器(114)：a)通过将删余模式应用于长度为N＝2
m
的母极化码来获得(S702)所需长度N
*
的极化码，其中，m是正整数，所述所需长度N
*
代表比特信道序列，每个所述比特信道具有信道位置和不同的固有可靠性，所述比特信道序列包括信息比特信道和冻结比特信道，每个所述信息比特信道用于K个信息比特中的一个信息比特，每个所述冻结比特信道用于F个冻结比特中的一个冻结比特，其中，F＝N
*-K，并且所述删余模式定义P个连续的删余比特的集合，使得P＝N-N
*
；b)在所述比特信道中找到(S704)具有最低信道位置的信息比特信道I
low
和具有最高固有可靠性的冻结比特信道F
high
；c)获得(S706)所述信息比特信道I
low
的计算可靠性和所述冻结比特信道F
high
的计算可靠性；d)比较(S708)所述信息比特信道I
low
的所述计算可靠性和所述冻结比特信道F
high
的所述计算可靠性；e)当所述信息比特信道I
low
的所述计算可靠性小于所述冻结比特信道F
high
的所述计算可靠性时，将所述冻结比特信道F
high
标记(S712)为新的信息比特信道，将所述信息比特信道I
low
标记(S712)为新的冻结比特信道；f)对其他类似的成对的所述信息比特信道和所述冻结比特信道重复操作b)至e)，直到不满足在操作e)检查的条件，从而获得更新的比特信道序列；g)在所述更新的比特信道序列中，在所述信道位置小于或等于N/2的所述比特信道中找到(S714)具有最低固有可靠性的信息比特信道I
1low
，并且在所述信道位置高于N/2的所述比特信道中找到(S714)具有所述最低固有可靠性的信息比特信道I
2low
；h)获得(S716)所述信息比特信道I
1low
的计算可靠性和所述信息比特信道I
2low
的计算可靠性；i)比较(S718)所述信息比特信道I
1low
的所述计算可靠性和所述信息比特信道I
2low
的所述计算可靠性；j)当所述信息比特信道I
2low
的所述计算可靠性大于所述信息比特信道I
1low
的所述计算可靠性时，通过改变所述删余比特的集合中的所述删余比特的位置来校正(S722)所述删余模式，并且在当所述信息比特信道I
2low
的所述计算可靠性小于所述信息比特信道I
1low
的所述计算可靠性时，停止所述校正；以及k)输出(S724)包括所述更新的比特信道序列和所述校正的删余模式的所述极化码。2.根据权利要求1所述的设备(100)，所述设备(100)还包括编码器，所述编码器用于使用包括所述更新的比特信道序列和所述校正的删余模式的所述极化码进行编码操作。3.根据权利要求1或2所述的设备(100)，所述设备(100)还包括解码器，所述解码器用于使用包括所述更新的比特信道序列和所述校正的删余模式的所述极化码进行解码操作。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个存储器(116)还
存储指令，当由所述至少一个处理器(114)执行时，所述指令使所述至少一个处理器(114)通过使用包括所述更新的比特信道序列和所述校正的删余模式的所述极化码在发送侧生成码字，以及通过物理通信信道向接收侧提供所述码字，在所述接收侧，要从所述码字中提取所述信息比特。5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个存储器(116)还存储指令，当由所述至少一个处理器(114)执行时，所述指令使所述至少一个处理器(114)在操作c)和操作h)中通过使用以下技术之一来获得所述计算可靠性：密度演化互信息(DE-MI)、密度演化高斯近似(DE-GA)、以及Bhattacharyya参数。6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备(100)，其中，所述至少一个存储器(116)还存储指令，当由所述至少一个处理器(114)执行时，所述指令使所述至少一个处理器(114)根据以下迭代过程执行操作g)至操作j)：在第一次迭代中：-定义参数P1＝0；-在所述更新的比特信道序列中找到所述信息比特信道I
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和所述信息比特信道I
2low
；-获得所述信息比特信道I
1low
的所述计算可靠性和所述信息比特信道I
2low
的所述计算可靠性；-检查所述信息比特信道I
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的所述计算可靠性是否大于所述信息比特信道I
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的所述计算可靠性；-如果所述检查的结果为肯定，则对所述删余模式进行以下校正：如果所述检查的结果为肯定，则对所述删余模式进行以下校正：如果所述检查的结果为肯定，则对所述删余模式进行以下校正：其中P是从1到P的连续的删余比特的总数，P
′
是所述校正的删余模式，N是所述母极化码的长度，K是所述信息比特的总数，R是码率，以及∪是用于分组的数学符号；-根据所述校正的删余模式改变所述删余比特的所述位置；并且在随后的每次迭代中：-重新检查所述信息比特信道I
2low
的所述计算可靠性是否大于所述信息比特信道I
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的所述计算可靠性；...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿列克谢，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：