一种基于极化谱的码率兼容极化码编码器及编码方法技术

本发明专利技术公开了一种基于极化谱的码率兼容极化码编码器及编码方法。本发明专利技术包括：用于确定极化码母码码长、码率、打孔个数的极化码母码参数设置模块；采用极化谱构造极化码母码的极化码母码构造模块，包括初始极化谱模块，极化谱生成模块，极化信道可靠度估计模块；用于计算生成矩阵每列的重量，确定部分打孔图样的生成矩阵最小列重计算模块；用于确定最终打孔图样的码率兼容极化码编码模块，包括极化码最终打孔模块，编码模块。本发明专利技术利用生成矩阵的列重确定打孔位置，可以降低打孔对极化码性能的影响，基于极化谱估计极化子信道的可靠度，在生成矩阵列重相同时，选择可靠度低的子信道打孔，有效减少了打孔导致的性能损失。有效减少了打孔导致的性能损失。有效减少了打孔导致的性能损失。

【技术实现步骤摘要】
一种基于极化谱的码率兼容极化码编码器及编码方法


[0001]本专利技术属于信道编码
，涉及一种基于极化谱的码率兼容极化码编码器及编码方法。

技术介绍

[0002]极化码是一种具有确定性编码方式的信道编码，在理论上被严格证明能够达到二进制输入离散无记忆信道(binary
‑
input discrete memoryless channel,B
‑
DMC)的信道容量，被选为5G增强移动宽带场景下控制信道的编码方案。由于极化码是基于信道极化的思想进行信道合并和信道分裂，通常将极化码的码长固定为2的幂次，而在实际通信系统中，需要设计码率兼容的极化码来满足不同应用场景下的编码需求。为了设计码率可变的极化码，可以进行打孔操作。
[0003]在不改变极化码构造的前提下，可以采用随机打孔或者运用比特反转重排操作设计准均匀打孔方法。准均匀打孔方法将打孔位置均匀分布在信道位置中，可以降低打孔对极化码在译码时造成的性能损失。但是，在打孔数量增大时，会在信道可靠度高的子信道位置上打孔，从而造成性能损失。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于极化谱的码率兼容极化码编码器，其特征在于，包括：极化码母码参数设置模块，极化码母码构造模块，生成矩阵最小列重计算模块，基于极化谱的码率兼容极化码编码模块；所述的极化码母码参数设置模块，用于确定极化码母码的码长、码率以及打孔个数；所述的极化码母码构造模块，采用极化谱构造极化码母码，包括：初始极化谱模块、极化谱生成模块、极化信道可靠度估计模块；其中：所述的初始极化谱模块，用于获取初始极化码短码的极化谱；所述的极化谱生成模块，用于调用极化码短码的初始极化谱，递归操作得到极化码长码的极化谱；所述的极化信道可靠度估计模块，用于简化得到的极化谱，估计极化子信道的可靠度；所述的生成矩阵最小列重计算模块，用于计算生成矩阵每列的重量，基于生成矩阵的列重对应的极化子信道，确定部分打孔图样；所述的码率兼容极化码编码模块，用于确定极化码母码最终的打孔图样，包括：基于极化谱的极化码最终打孔模块、编码模块；其中：所述的极化码最终打孔模块，利用极化谱估计极化子信道的可靠度，根据极化子信道的可靠度辅助极化码，确定最终的打孔信道位置，然后对极化码母码进行打孔；所述的编码模块用于对打孔后的极化码进行编码。2.如权利要求1所述基于极化谱的码率兼容极化码编码器的编码方法，其特征在于：步骤(1)将给定的极化码参数信息(N',R,S)输入极化码母码参数设置模块，确定极化码母码的码长N'，码率R以及打孔个数S,将参数信息存储到极化码母码参数设置模块的信息存储单元，供后续读取；步骤(2)极化码母码构造模块读取极化码母码参数设置模块存储的参数信息，采用极化谱构造极化码母码，利用极化谱估计极化子信道的可靠度；具体是：(2
‑
1)初始极化码的极化谱输入初始极化谱模块；初始极化码在信道极化后，得到N个极化子信道，第i个极化子信道对应的比特向量u前i
‑
1位固定为0，其余位置取0或1，则第i个极化子信道的比特向量个数为2
N
‑
i+1
，码字向量x的个数也为2
N
‑
i+1
；生成矩阵由克罗内克积表示，码长为N的初始极化码和码长为2N的极化码生成矩阵之间的递归关系为：其中，码字向量x＝uF
N
，极化子信道码字向量的汉明重量的个数分布为该极化子信道的重量分布，即为重量谱i表示极化子信道，d表示码字重量；极化谱不包括下一个极化子信道对应的码字，且不包括全0码字，即其中，(2
‑
2)设定初始极化码的码长N＝4，由初始极化谱模块得到初始极化码的极化谱；然后递归求解码长N＝8的极化码的极化谱，再递归求解码长为N＝16的极化码的极...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭锐，刘道富，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：