一种编码器生成矩阵的产生方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种编码器生成矩阵的产生方法和系统，包括：步骤A1，获取母码长度，根据母码长度确定要生成的目标生成矩阵的维数；步骤A2，根据目标生成矩阵的维数与基础矩阵的维数获取扩展系数；步骤A3，根据扩展系数和预存的参考矩阵形成扩展标记矩阵；步骤A4，在扩展标记矩阵中的第一矩阵元素对应的位置填充基础矩阵，在扩展标记矩阵中的第二矩阵元素对应的位置填充全零矩阵，形成目标生成矩阵。能够以极小的存储代价，快速产生Polar编码生成矩阵，从而提高Polar编码器的编码速度，为加速器提供更好的时序。供更好的时序。供更好的时序。

【技术实现步骤摘要】
一种编码器生成矩阵的产生方法和装置


[0001]本专利技术涉及编码
，尤其涉及一种编码器生成矩阵的产生方法和装置。

技术介绍

[0002]Polar码产生的核心是信道极化。通过信道极化，将一组独立的二元输入信道变换成容量接近于1和0的两类极端信道：无噪信道或无用信道。信道容量接近于1的无噪信道用来传输信息，而信道容量接近于0的无用信道可以传输双方约定的已知比特(即冻结比特)。
[0003]Polar编码的过程可以由下式描述：
[0004][0005]其中，N＝2
n
为母码长度，为编码输出的码字，为待编码比特序列，G
N
为生成矩阵。
[0006]G
N
是一个维度为N
×
N的方阵，可由一个二维核矩阵G
2 G2经过n次Kronecker积递归计算得到。根据Kronecker积的性质：
[0007][0008]从而有
[0009][0010]其中，表示Kronecker积。
[0011]二维核矩阵为
[0012][0013]这里有必要解释下Kronecker积。
[0014]Kronecker积是张量积的一种，在数学上表示两个任意大小的矩阵运算。一般而言，给定任意矩阵X∈R
m
×
n
和Y∈R
p
×
q
，则矩阵X和矩阵Y的Kronecker积为：
[0015][0016]最终得到一个mp
×
nq的矩阵。
[0017]举例：假设矩阵则
[0018][0019]NR中，Poalr母码长度N∈[32,1024]，并且为2的n次幂。对于较大码长的编码，采用Kronecker积的计算方法需要多次递归运算，对于硬件实现来说不太友好，所需执行时间比较长。

技术实现思路

[0020]基于
技术介绍
中的问题，本专利技术提供一种编码器生成矩阵的产生方法和装置，旨在提高编码效率。
[0021]本专利技术提供一种编码器生成矩阵的产生方法，包括：
[0022]步骤A1，获取母码长度，根据母码长度确定要生成的目标生成矩阵的维数；
[0023]步骤A2，根据目标生成矩阵的维数与一基础矩阵的维数获取扩展系数；
[0024]步骤A3，根据扩展系数和预存的参考矩阵形成扩展标记矩阵；
[0025]步骤A4，在扩展标记矩阵中的第一矩阵元素对应的位置填充基础矩阵，在扩展标记矩阵中的第二矩阵元素对应的位置填充全零矩阵，形成目标生成矩阵；
[0026]其中，全零矩阵的行数和列数均与基础矩阵相同；
[0027]其中，第一矩阵元素为1，第二矩阵元素为0；
[0028]其中，全零矩阵的矩阵元素均为0。
[0029]进一步的，步骤A1中，母码长度如下表示：
[0030]N＝2
n
；
[0031]其中，
[0032]N为母码长度；
[0033]n为母码长度对应的幂指数；
[0034]目标生成矩阵的维数如下所示：
[0035]N2＝2
n2
；
[0036]其中，
[0037]N2为目标生成矩阵的维数；
[0038]n2为目标生成矩阵对应的幂指数；
[0039]其中，N＝N2。
[0040]进一步的，基础矩阵的维数如下表示：
[0041]N0＝2
n0
；
[0042]其中，
[0043]N0为基础矩阵的维数；
[0044]n2为基础矩阵对应的幂指数；
[0045]在步骤A2中，扩展系数对应的幂指数如下表示：
[0046]Δn＝n2
‑
n0；
[0047]其中，Δn为扩展系数对应的幂指数；
[0048]扩展系数如下表示：
[0049]Nk＝2Δn；
[0050]其中，N
k
为扩展系数。
[0051]进一步的，选取参考矩阵中前N
k
行和前N
k
列的矩阵元素组成扩展标记矩阵。
[0052]进一步的，目标生成矩阵、基础矩阵和参考矩阵均为方阵。
[0053]进一步的，基础矩阵的维数和参考矩阵的维数均为32。
[0054]进一步的，预先设置多个不同维数的基础矩阵以及多个不同维数的参考矩阵；
[0055]在步骤A2中，根据目标生成矩阵的维数调用相应的基础矩阵；
[0056]在步骤A3中，根据目标生成矩阵的维数调用相应的参考矩阵。
[0057]本专利技术还提供一种编码器生成矩阵的产生装置，使用前述的一种编码器生成矩阵的产生方法，包括：
[0058]确定模块，获取母码长度，根据母码长度确定要生成的目标生成矩阵的维数；
[0059]计算模块，连接确定模块，根据目标生成矩阵的维数与一基础矩阵的维数获取扩展系数；
[0060]形成模块，连接计算模块，根据扩展系数和预存的参考矩阵形成扩展标记矩阵；
[0061]填充模块，连接形成模块，在扩展标记矩阵中的第一矩阵元素对应的位置填充基础矩阵，在第二矩阵元素对应的位置填充全零矩阵，形成目标生成矩阵；
[0062]其中，全零矩阵的行数和列数均与基础矩阵相同；
[0063]其中，第一矩阵元素为1，第二矩阵元素为0；
[0064]其中，全零矩阵的矩阵元素均为0。
[0065][0066]进一步的，母码长度如下表示：
[0067]N＝2
n
；
[0068]其中，
[0069]N为母码长度；
[0070]n为母码长度对应的幂指数；
[0071]目标生成矩阵的维数如下所示：
[0072]N2＝2
n2
；
[0073]其中，
[0074]N2为目标生成矩阵的维数；
[0075]n2为目标生成矩阵对应的幂指数；
[0076]其中，N＝N2。
[0077]进一步的，基础矩阵的维数如下表示：
[0078]N0＝2
n0
；
[0079]其中，
[0080]N0为基础矩阵的维数；
[0081]n2为基础矩阵对应的幂指数；
[0082]扩展系数对应的幂指数如下表示：
[0083]Δn＝n2
‑
n0；
[0084]其中，Δn为扩展系数对应的幂指数；
[0085]扩展系数如下表示：
[0086]Nk＝2Δn；
[0087]其中，N
k
为扩展系数。
[0088]本专利技术的有益技术效果在于：本专利技术提出了一种矩阵扩展的方法，能够以极小的存储代价，快速产生Polar编码生成矩阵，从而提高Polar编码器的编码速度，为加速器提供更好的时序。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编码器生成矩阵的产生方法，其特征在于，包括：步骤A1，获取母码长度，根据所述母码长度确定要生成的目标生成矩阵的维数；步骤A2，根据所述目标生成矩阵的维数与基础矩阵的维数获取扩展系数；步骤A3，根据所述扩展系数和所述预存的参考矩阵形成扩展标记矩阵；步骤A4，在所述扩展标记矩阵中的第一矩阵元素对应的位置填充所述基础矩阵，在所述扩展标记矩阵中的第二矩阵元素对应的位置填充全零矩阵，形成所述目标生成矩阵；其中，所述全零矩阵的行数和列数均与所述基础矩阵相同；其中，所述第一矩阵元素为1，所述第二矩阵元素为0；其中，所述全零矩阵的矩阵元素均为0。2.如权利要求1所述的一种编码器生成矩阵的产生方法，其特征在于，所述步骤A1中，所述母码长度如下表示：N＝2
n
；其中，N为所述母码长度；n为所述母码长度对应的幂指数；所述目标生成矩阵的维数如下所示：N2＝2
n2
；其中，N2为所述目标生成矩阵的维数；n2为所述目标生成矩阵对应的幂指数；其中，N＝N2。3.如权利要求2所述的一种编码器生成矩阵的产生方法，其特征在于，所述基础矩阵的维数如下表示：N0＝2
n0
；其中，N0为所述基础矩阵的维数；n2为所述基础矩阵对应的幂指数；在所述步骤A2中，所述扩展系数对应的幂指数如下表示：Δn＝n2
‑
n0；其中，Δn为所述扩展系数对应的幂指数；所述扩展系数如下表示：Nk＝2Δn；其中，N
k
为所述扩展系数。4.如权利要求3所述的一种编码器生成矩阵的产生方法，其特征在于，选取所述参考矩阵中前N
k
行和前N
k
列的矩阵元素组成所述扩展标记矩阵。5.如权利要求4所述的一种编码器生成矩阵的产生方法，其特征在于，所述目标生成矩阵、所述基础矩阵和所述参考矩阵均为方阵。6.如权利要求5所述的一种编码器生成矩阵的产生方法，其特征在于，所述基础矩阵的维数和所述参考矩阵的维数均...

【专利技术属性】
技术研发人员：周彬，程健，徐鑫昌，
申请(专利权)人：南京新基讯通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：