基于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极化码的编码方法和编码装置，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。该方法包括：获取信源比特序列；通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的，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；对第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。得到压缩后的比特序列。得到压缩后的比特序列。

【技术实现步骤摘要】
基于极化码的编码方法和编码装置


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

技术介绍

[0002]通信系统通常采用极化码(Polar)对信道进行编码来提高数据传输的可靠性，保证通信质量。经研究表明，通信系统也可以采用极化码对信源进行编码以实现信源压缩。
[0003]在采用极化码对信源进行编码的情况下，从理论上可以证明，当信源序列的长度趋于无穷时，信源压缩可以达到压缩极限，即实现无损压缩。但是在实际的应用场景中，信源序列的长度是有限的，这种情况下，采用极化码对信源进行编码实现的信源压缩无法做到无损压缩，压缩性能较差。
[0004]因此，亟需一种基于极化码的编码方法以提高长度有限的信源序列的压缩性能。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种基于极化码的编码方法和编码装置，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。
[0006]第一方面，提供了一种基于极化码的编码方法，该方法包括：获取信源比特序列；通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的，变换矩阵可以达到对所述第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果；对第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。
[0007]基于子块列变换的极化码生成矩阵可以指：极化码生成矩阵中存在子矩阵进行了列变换，列变换后的极化码生成矩阵为基于子块列变换的极化码生成矩阵。
[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]本申请提供的基于极化码的编码方法，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，通过基于子块列变换的极化码生成矩阵进行编码可以使原始极化码中最小码距码字的个数减少，改善码谱，有利于得到更好的压缩性能，同时，此方式对信源比特序列的长度不作限定，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。
[0010]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，包括：根据第一极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第二比特序列；根据变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第一比特序列。
[0011]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述变换矩阵P通过下列公式表
示：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。
[0012]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述变换矩阵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通过下列公式表示：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。
[0013]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述变换矩阵包括第一变换矩阵和第二变换矩阵；根据变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第一比特序列，包括：根据第一变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第三比特序列；根据第二变换矩阵对第三比特序列进行变换，得到第一比特序列；其中，第一变换矩阵和第二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。
[0014]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一变换矩阵P1通过下列公式表示：其中，G
N/4
为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4
×
N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/4
)
permute1
为G
N/4
经过第二预设列变换后的矩阵，(G
N/4
)
permute2
为G
N/4
经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4
×
N/4的单位阵。
[0015]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第二变换矩阵P2通过下列公式表示：其中，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用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4
×
N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N
×
N，(G
N/4
)
permute1
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/2
×
N/2的单位阵。
[0016]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一变换矩阵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，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S1通过下列公式表示：其中，G
N/4
为第三极化码生成矩阵，N/4用于
表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4
×
N/4，N用于表示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；矩阵S2通过下列公式表示：其中，其中，(G
N/4
)
permute2
为G
N/4
经过第三预设列变换后的矩阵。
[0017]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，包括：根据变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第四比特序列；根据第一极化码生成矩阵对第四比特序列进行编码，得到第一比特序列。
[0018]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述变换矩阵S通过下列公式表示：其中，G
N/2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于极化码的编码方法，其特征在于，包括：获取信源比特序列；通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对所述信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，所述基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的；对所述第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，包括：根据所述第一极化码生成矩阵对所述信源比特序列进行编码，得到第二比特序列；根据所述变换矩阵对所述第二比特序列进行变换，得到所述第一比特序列。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通过下列公式表示：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。4.根据权利要求2或3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通过下列公式表示：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2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；所述根据所述变换矩阵对所述第二比特序列进行变换，得到所述第一比特序列，包括：根据所述第一变换矩阵对所述第二比特序列进行变换，得到第三比特序列；根据所述第二变换矩阵对所述第三比特序列进行变换，得到所述第一比特序列。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一变换矩阵P1通过下列公式表示：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
)
permute1
为G
N/4
经过第二预设列变换后的矩阵，(G
N/4
)
permute2
为G
N/4
经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4
×
N/4的单位阵。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第二变换矩阵P2通过下列公式表
示：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，(G
N/4
)
permute1
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/2
×
N/2的单位阵。8.根据权利要求5至7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通过下列公式表示：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通过下列公式表示：其中，其中，(G
N/4
)
permute2
为G
N/4
经过第三预设列变换后的矩阵。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，包括：根据所述变换矩阵对所述信源比特序列进行变换，得到第四比特序列；根据所述第一极化码生成矩阵对所述第四比特序列进行编码，得到所述第一比特序列。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵S通过下列公式表示：
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的矩阵，0为N/2
×
N/2的零矩阵，I为N/2
×
N/2的单位阵。11.根据权利要求9或10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通过下列公式表示：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。12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵包括第三变换矩阵和第四变换矩阵；所述根据所述变换矩阵对所述信源比特序列进行变换，得到第四比特序列，包括：根据所述第三变换矩阵对所述信源比特序列进行变换，得到第五比特序列；根据所述第四变换矩阵对所述第五比特序列进行变换，得到所述第四比特序列。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第三变换矩阵S1通过下列公式表示：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N/2
×
N/2的单位阵。14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述第四变换矩阵S2通过下列公式表示：其中，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
)
permute1
为G
N/4
经过第二预设列变换后的矩阵，(G
N/4
)
permute2
为G
N/4
经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4
×
N/4的单位阵。15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述第三变换矩阵S1和第四变换矩阵S2通过矩阵P1和矩阵P2得到，S1·
S2＝G
·
P1·
P2·
G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵P1通过下列公式表示：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
)
permute1
为G
N/4
经过第二预设列变换后的矩阵，(G
N/4
)
permute2
为G
N/4
经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；所述矩阵P2通过下列公式表示：其中，为经过第四预设列变换后的矩阵。16.一种基于极化码的编码装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取信源比特序列；编码单元，用于通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对所述信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，所述基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的；压缩单元，用于对所述第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。1...

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