基于系统极化码的编码方法和编码装置制造方法及图纸

本申请提供了一种基于系统极化码的编码方法和编码装置，可以减少最小码距的码字个数，提升码谱的性能。该方法包括：获取输入信息比特序列，根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵，确定目标矩阵；根据第一矩阵的逆矩阵对输入信息比特序列进行编码，得到第一比特序列，输入信息比特序列为信息位对应的比特序列，第一矩阵为目标矩阵中信息位对应的行和信息位对应的列组成的子矩阵；根据第二矩阵对第一比特序列进行编码，得到第二比特序列，第二矩阵为目标矩阵中信息位对应的行和冻结位对应的列组成的子矩阵；其中，变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。

【技术实现步骤摘要】
基于系统极化码的编码方法和编码装置


[0001]本申请涉及数据编码
，尤其涉及一种基于系统极化码的编码方法和编码装置。

技术介绍

[0002]极化码(Polar)可以分为系统极化码和非系统极化码，系统极化码相比于非系统极化码具有更好的误码性能，因此，在通信系统中通常采用系统极化码进行信道编码来提高数据传输的可靠性，保证通信质量。
[0003]但是，当编码的比特序列的长度较短时，采用系统极化码进行信道编码，得到的码字的码距较短，码谱性能较差。
[0004]因此，亟需一种基于系统极化码的编码方法以提高码谱的性能。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种基于系统极化码的编码方法和编码装置，可以减少最小码距的码字个数，提升码谱的性能。
[0006]第一方面，提供了一种于系统极化码的编码方法，该方法包括：获取输入信息比特序列；根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵，确定目标矩阵；根据第一矩阵的逆矩阵对输入信息比特序列进行编码，得到第一比特序列，输入信息比特序列为信息位对应的比特序列，第一矩阵为目标矩阵中信息位对应的行和信息位对应的列组成的子矩阵；根据第二矩阵对第一比特序列进行编码，得到第二比特序列，第二矩阵为目标矩阵中信息位对应的行和冻结位对应的列组成的子矩阵；其中，变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
[0007]第一极化码生成矩阵为现有技术中的极化码生成矩阵，本申请对第一极化码生成矩阵的维度不作限定。
[0008]子块列变换可以理解为子矩阵发生列变换，即变换矩阵可以使第一极化码生成矩阵中的子矩阵发生列变换，得到基于子块列变换的极化码生成矩阵，发送设备可以通过基于子块列变换的极化码生成矩阵进行编码。
[0009]发送设备根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵，可以确定目标矩阵。其中，发送设备可以使用多种实现方式确定目标矩阵。
[0010]在一种可能的实现方式中，目标矩阵是第一极化码生成矩阵和变换矩阵相乘的结果。
[0011]在另一种可能的实现方式中，目标矩阵是变换矩阵和第一极化码生成矩阵相乘的结果。
[0012]发送设备确定目标矩阵后，可以将目标矩阵中信息位对应的行和信息位对应的列组成子矩阵，得到第一矩阵，并根据第一矩阵的逆矩阵对输入信息比特序列进行编码，得到第一比特序列。
[0013]发送设备确定目标矩阵后，可以将信息位对应的行和冻结位对应的列组成子矩阵，得到第二矩阵，并根据第二矩阵对第一比特序列进行编码，得到第二比特序列。
[0014]可选地，输入信息比特序列可以为分布概率为P的伯努利分布，发送设备向接收设备发送第二比特序列时，还可以向接收设备发送伯努利分布的分布概率P，接收设备可以根据接收的伯努利分布的分布概率P对第二比特序列进行译码。
[0015]本申请提供的基于系统极化码的编码方法，通过变换矩阵对第一极化码生成矩阵的子矩阵进行列变换，得到目标矩阵，通过目标矩阵的子矩阵，即第一矩阵和第二矩阵对输入比特序列进行编码可以减少最小码距的码字个数，提升码谱的性能，进而可以得到更好误码率性能。
[0016]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，目标矩阵为P
·
G，其中，G为第一极化码生成矩阵，P为变换矩阵，第一矩阵为(P
·
G)
AA
，第二矩阵为其中，A用于表示信息位，A
C
用于表示冻结位。
[0017]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，变换矩阵P表示为：
[0018][0019]其中，G
N/2
为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2
×
N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/2
)
premute
为G
N/2
经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2
×
N/2的零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。
[0020]应理解，第二极化码生成矩阵的维度和第一极化码生成矩阵的维度仅仅为一个示例，本申请对此不作限定。
[0021]第一预设列变换可以是随机列变换，例如，第一预设列变换可以是将第二极化码生成矩阵中的子矩阵的第三列和第一列互换等等，本申请对此不作限定。
[0022]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，变换矩阵P通过矩阵S得到，P＝G
·
S
·
G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S表示为：
[0023][0024]其中，G
N/2
为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2
×
N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/2
)
permute
为G
N/2
经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2
×
N/2的零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。
[0025]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，目标矩阵为G
·
S，其中，G为第一极化码生成矩阵，S为变换矩阵，第一矩阵为(G
·
S)
AA
，第二矩阵为其中，A用于表示信息位，A
C
用于表示冻结位。
[0026]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，变换矩阵S表示为：
[0027][0028]其中，G
N/2
为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2
×
N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/2
)
premute
为G
N/2
经过第一预设列变换的矩阵，0为N/2
×
N/2的零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。
[0029]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，变换矩阵S通过矩阵P得到，S＝G
·
P
·
G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵P表示为：
[0030][0031]其中，G
N/2
为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2
×
N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/2
)
permute
为G
N/2
经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2
×
N/2的零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。
[0032]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，变换矩阵包括第一变换矩阵和第二变换矩阵，第一变换矩阵和第二变换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于系统极化码的编码方法，其特征在于，包括：获取输入信息比特序列；根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵，确定目标矩阵；根据第一矩阵的逆矩阵对所述输入信息比特序列进行编码，得到第一比特序列，所述输入信息比特序列为信息位对应的比特序列，所述第一矩阵为所述目标矩阵中信息位对应的行和信息位对应的列组成的子矩阵；根据第二矩阵对所述第一比特序列进行编码，得到第二比特序列，所述第二矩阵为所述目标矩阵中信息位对应的行和冻结位对应的列组成的子矩阵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标矩阵为P
·
G，其中，G为所述第一极化码生成矩阵，P为所述变换矩阵，所述第一矩阵为(P
·
G)
AA
，所述第二矩阵为其中，A用于表示信息位，A
C
用于表示冻结位。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵P表示为：其中，G
N/2
为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2
×
N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/2
)
premute
为G
N/2
经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2
×
N/2的零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵P通过矩阵S得到，P＝G
·
S
·
G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵S表示为：其中，G
N/2
为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2
×
N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/2
)
permute
为G
N/2
经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2
×
N/2的零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标矩阵为G
·
S，其中，G为所述第一极化码生成矩阵，S为所述变换矩阵，所述第一矩阵为(G
·
S)
AA
，所述第二矩阵为其中，A用于表示信息位，A
C
用于表示冻结位。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵S表示为：其中，G
N/2
为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2
×
N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/2
)
premute
为G
N/2
经过第一预设列变换的矩阵，0为N/2
×
N/2的零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵S通过矩阵P得到，S＝G
·
P
·
G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵P表示为：
其中，G
N/2
为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2
×
N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/2
)
permute
为G
N/2
经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2
×
N/2的零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵包括第一变换矩阵和第二变换矩阵。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述目标矩阵为P2·
P1·
G，其中，G为所述第一极化码生成矩阵，P1为所述第一变换矩阵，P2为所述第二变换矩阵，所述第一矩阵为(P2·
P1·
G)
AA
，所述第二矩阵为其中，A用于表示信息位，A
C
用于表示冻结位。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一变换矩阵P1表示为：其中，G
N/4
为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4
×
N/4，N用于表示所述第一系统极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/4
)
premute1
为G
N/4
经过第二预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4
×
N/4的单位阵，(G
N/4
)
premute2
为G
N/4
经过第三预设列变换后的矩阵。11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述第二变换矩阵P2表示为：其中，为经过第四预设列变换后的矩阵，G
N/4
为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4
×
N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，0为零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一变换矩阵P1和第二变换矩阵P2通过矩阵S1和矩阵S2得到，P1·
P2＝G
·
S1·
S2·
G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵S1表示为：其中，G
N/4
为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4
×
N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/4
)
premute1
为G
N/4
经过第二预设列变换后的矩阵，
为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；所述矩阵S2表示为：其中，其中，(G
N/4
)
permute2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾佳琦，李佳徽，马梦瑶，唐子涵，林伟，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：