CN108631936B - 极化码编译的方法及装置 - Google Patents
极化码编译的方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108631936B CN108631936B CN201710185923.2A CN201710185923A CN108631936B CN 108631936 B CN108631936 B CN 108631936B CN 201710185923 A CN201710185923 A CN 201710185923A CN 108631936 B CN108631936 B CN 108631936B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bit
- check
- sequence
- positions
- information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0057—Block codes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
Abstract
一种极化码编译的方法及装置,所述方法包括:分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置;生成每个校验比特的校验方程;其中:每个检验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系;按照所述校验方程产生校验比特;生成极化码输入比特序列;对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字;将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输;解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息;采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。采用上述方案,可以降低极化码编译的误帧率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信领域,尤其涉及一种极化码编译的方法及装置。
背景技术
目前,存在两种极化码的编译方法,分别为奇偶校验码辅助的极化码(Parity-Check Polar Code,PC-polar)的编译方法及循环冗余校验辅助的极化码(CyclicRedundancy CheckPolar Code,CRC-polar)的编译方法。
PC-polar的编译方法的流程为:首先将信息序列放在比特信道容量较大的位置,再根据信息比特的位置分布计算校验比特值,将信息序列和校验比特送入极化码编码器,译码时,采用奇偶校验辅助的连续抵消列表(Successive Cancellation List,SCL)译码算法来译码,并通过对已译出的信息比特进行相同的校验计算得到校验比特的译码。
CRC-polar的编译方法的流程为:首先将信息序列进行CRC编码,再将信息序列和CRC编码生成的CRC校验比特一起送入极化码编码器,译码时采用CRC辅助的SCL译码算法,在译码最后挑选列表中的码字时,先将所有候选码字还原成含有CRC的候选信息序列,对所有候选信息序列做CRC处理,将通过CRC处理并且可靠度最高的候选信息序列作为最终的译码结果。
但是,现有的极化码编译方法中,但这两种编译方法均存在误帧率过高的问题。
发明内容
本发明实施例解决的问题是如何降低极化码编译的误帧率。
为解决上述问题,本发明实施例提供了一种极化码编译的方法,所述方法包括:分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置;生成每个校验比特的校验方程;其中:每个校验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系;按照所述校验方程产生校验比特;将所述校验比特配置于所述校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列;对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字;将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输;解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息;采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。
可选地,所述分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置,包括:获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N;将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q;确定打孔位置T;根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K;确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个;确定所述校验比特位置的个数Fp;判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置;当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置;在所述序列Q上,按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置;将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
可选地,所述生成每个校验比特的校验方程,包括:将所述校验比特位置上的校验比特所构成的序列分为s段;其中:s为非零自然数;对任意一段的每一个校验比特位置所对应的校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的校验比特。
可选地,在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,还包括:设置信息比特位置间隔为间隔p;其中,所述间隔p为质数;对任意一个校验比特,选取在所述校验比特所在的校验比特位置之前且与所述校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置;将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述校验比特的校验方程。
可选地,在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,还包括:统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize;其中:0<i<(q+1);配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
可选地,所述根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程,包括:当所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a自加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
本发明实施例提供了一种极化码编译的方法,所述方法包括:分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置;将所述校验比特位置按照可靠度排序,从最小的可靠度开始,挑选出x个校验比特位置,将挑选出的所述x个校验比特位置之外的校验比特位置标记为第一校验比特,所述x个校验比特位置标记为第二校验比特;其中:所述第一校验比特适于译码,所述第二校验比特适于挑选译码路径,且0<x≤(所述校验比特位置的数量);生成所述第一校验比特及第二校验比特的校验方程;其中:所述信息比特位置上的信息比特以随机概率加入至所述第二校验比特的校验方程;按照所述第一校验比特的校验方程产生所述第一校验比特;将所述第二校验比特配置于所述x个校验比特位置,将所述第一校验比特配置于所述x个校验比特位置之外的校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列;对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字;将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输;解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息;采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。
可选地,生成所述第二校验比特的校验方程,包括:对任意一个第二校验比特,设置一个对应的随机概率P(0<P<1);所述信息比特位置以所述概率P加入所述第二校验比特的校验方程。
可选地,任意一个所述第一校验比特的校验方程包含前一个第一校验比特的校验关系。
可选地,生成所述第一校验比特的校验方程,包括:将所述第一校验比特所构成的序列分为s段;其中:s为非零自然数;对任意一段的每一个校验比特位置所对应的第一校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特。
可选地,在所述加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特之后,还包括:设置信息比特位置间隔为间隔p;其中,所述间隔p为质数;对任意一个第一校验比特,选取在所述第一校验比特所在的校验比特位置之前的,且与所述第一校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置;将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述第一校验比特的校验方程。
可选地,在所述加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特之后,还包括:统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置;将所述信息比特位置按照位置序号从小到大排列,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize;其中:0<i<(q+1);配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
可选地,所述根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程,包括:当所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a自加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
可选地,所述分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置,包括:获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N;将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q;确定打孔位置T;根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K;确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个;确定所述校验比特位置的个数Fp;判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置,当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置;在所述序列Q上,按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置;将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
可选地,所述采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果,包括:根据每个比特位置的位置属性与比特值的映射关系,确定所述每个位置的比特值,形成多个候选码字,构成候选码字列表;当第二校验比特数不为0时,采用第二校验比特对每个所述候选码字进行奇偶校验,且计算所述候选码字列表中所有候选码字的可靠性;挑选出可靠性最大且能通过第二校验比特校验的候选码字,作为译码结果;当第二校验比特数为0时,挑选出可靠性最大的候选码字,作为译码结果。
可选地,所述根据每个比特位置的位置属性与比特值的映射关系,确定所述每个位置的比特值,包括:在当前的比特位置是冻结比特位置时,确定所述位置上的比特值为0,当当前的比特位置是信息比特位置或所述第二校验比特所对应的位置时,将所述位置上的比特值均分化为0及1两个,在当前的比特位置是所述第一校验比特所对应的位置时,根据所述第一校验比特的校验方程计算得到所述第一校验比特的值,作为所述位置上的比特值。
本发明实施例提供了一种极化码编译的装置,所述装置包括:第一确定单元,适于分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置;第一生成单元,适于生成每个校验比特的校验方程;其中:每个校验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系;第一产生单元,适于按照所述校验方程产生校验比特;第二生成单元,适于将所述校验比特配置于所述校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列;第一编码单元,适于对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字;第一调制单元,适于将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输;第一解调单元,适于解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息;第一译码单元,适于采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。
可选地,所述第一确定单元,适于获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N;将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q;确定打孔位置T;根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K;确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个;确定所述校验比特位置的个数Fp;判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置;当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置;在所述序列Q上,按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置;将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
可选地,所述第一生成单元,适于将所述校验比特位置上的校验比特所构成的序列分为s段;其中:s为非零自然数;对任意一段的每一个校验比特位置所对应的校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的校验比特。
可选地,所述第一生成单元,还适于在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,设置信息比特位置间隔为间隔p;其中,所述间隔p为质数;对任意一个校验比特,选取在所述校验比特所在的校验比特位置之前且与所述校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置;将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述校验比特的校验方程。
可选地,所述第一生成单元,还适于在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize;其中:0<i<(q+1);配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
可选地,所述第一生成单元,适于当所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a自加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
本发明实施例提供了一种极化码编译的装置,所述装置包括:第二确定单元,适于分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置;标记单元,适于将所述校验比特位置按照可靠度排序,从最小的可靠度开始,挑选出x个校验比特位置,将挑选出的所述x个校验比特位置之外的校验比特位置标记为第一校验比特,所述x个校验比特位置标记为第二校验比特;其中:所述第一校验比特适于译码,所述第二校验比特适于挑选译码路径,且0<x≤(所述校验比特位置的数量);第三生成单元,适于生成所述第一校验比特的校验方程;第四生成单元,适于生成所述第二校验比特的校验方程;其中:所述信息比特位置上的信息比特以随机概率加入至所述第二校验比特的校验方程;第二产生单元,适于按照所述第一校验比特的校验方程产生所述第一校验比特;第五生成单元,适于将所述第二校验比特配置于所述x个校验比特位置,将所述第一校验比特配置于所述x个校验比特位置之外的校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列;第二编码单元,适于对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字;第二调制单元,适于将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输;第二解调单元,适于解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息;第二译码单元,适于采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。
可选地,所述第四生成单元,适于对任意一个第二校验比特,设置一个对应的随机概率P(0<P<1);所述信息比特位置以所述概率P加入所述第二校验比特的校验方程。
可选地,任意一个所述第一校验比特的校验方程包含前一个第一校验比特的校验关系。
可选地,所述第三生成单元,适于将所述第一校验比特所构成的序列分为s段;其中:s为非零自然数;对任意一段的每一个校验比特位置所对应的第一校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特。
可选地,所述第三生成单元,适于在所述加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特之后,设置信息比特位置间隔为间隔p;其中,所述间隔p为质数;对任意一个第一校验比特,选取在所述第一校验比特所在的校验比特位置之前的,且与所述第一校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置;将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述第一校验比特的校验方程。
可选地,所述第三生成单元,还适于统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置;将所述信息比特位置按照位置序号从小到大排列,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize;其中:0<i<(q+1);配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
可选地,所述第三生成单元,适于当所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a自加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
可选地,所述第二确定单元,适于获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N;将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q;确定打孔位置T;根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K;确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个;确定所述校验比特位置的个数Fp;判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置,当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置;在所述序列Q上,按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置;将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
可选地,所述第二译码单元,适于根据每个比特位置的位置属性与比特值的映射关系,确定所述每个位置的比特值,形成多个候选码字,构成候选码字列表;当第二校验比特数不为0时,采用第二校验比特对每个所述候选码字进行奇偶校验,且计算所述候选码字列表中所有候选码字的可靠性;挑选出可靠性最大且能通过第二校验比特校验的候选码字,作为译码结果;当第二校验比特数为0时,挑选出可靠性最大的候选码字,作为译码结果。
可选地,所述第二译码单元,适于在当前的比特位置是冻结比特位置时,确定所述位置上的比特值为0,当当前的比特位置是信息比特位置或所述第二校验比特所对应的位置时,将所述位置上的比特值均分化为0及1两个,在当前的比特位置是所述第一校验比特所对应的位置时,根据所述第一校验比特的校验方程计算得到所述第一校验比特的值,作为所述位置上的比特值。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
上述的方案,由于每个校验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系,故可对信息比特进行多重校验,校验比特间也可以相互校验及补充,因此可以降低极化码编译的误帧率。
上述的方案,由于将校验比特分为用于译码的第一校验比特及用于挑选译码路径的第二校验比特,且所有信息比特,均已随机概率参与到所述第二校验比特的生成中,故可以增大校验比特保护的信息比特范围,因此可以降低极化码编译的错误平层。
进一步,由于每个校验比特的校验方程还包含前一个校验比特的校验关系,因此可以降低极化码编译的虚警率。
另外,由于对于每个校验比特设置不同长度的校验间隔取值,可以增加校验关系的随机性,因此可以进一步地降低极化码编译的误码率。
附图说明
图1是现有技术中CRC-polar的编译方法的流程示意图;
图2是现有技术中PC-polar的编译方法的流程示意图;
图3是本发明实施例中的一种极化码编译的方法的流程示意图;
图4是本发明实施例中的一种校验比特和信息比特的关系示意图;
图5是采用本发明实施例中极化码的编译方法得到的误帧率性能的示意图;
图6是本发明实施例中的另一种极化码编译的方法的流程示意图;
图7是采用本发明实施例中极化码的编译方法得到的误帧率性能的示意图;
图8是采用本发明实施例中极化码的编译方法得到的虚警率性能的示意图;
图9是本发明实施例中的另一种极化码的编译方法的流程示意图;
图10是本发明实施例中的一种母码序列的示意图;
图11是本发明实施例中的一种校验比特彼此间的关系示意图;
图12是本发明实施例中的另一种校验比特彼此间的关系示意图;
图13是本发明实施例中的一种极化码编译的装置的结构示意图;
图14是本发明实施例中的另一种极化码编译的装置的结构示意图。
具体实施方式
目前,存在两种极化码的编译方法,分别为奇偶校验码辅助的极化码(Parity-Check Polar Code,PC-polar)的编译方法及循环冗余校验辅助的极化码(CyclicRedundancy Check Polar Code,CRC-polar)的编译方法。
图1示出了CRC-polar的编译方法的流程,如图1所示,CRC-polar的编译方法的流程为:
首先CRC编码器将输入的信息序列进行CRC编码,再将信息序列和CRC编码生成的CRC校验比特一起送入Polar编码器;Polar编码器生成极化码码字并输出至调制器。
调制器将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输至解调器;解调器解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息,输入至Polar-CRC联合译码器进行译码。Polar-CRC联合译码器译码时采用CRC辅助的SCL译码算法,在译码最后挑选列表中的码字时,先将所有候选码字还原成含有CRC的候选信息序列,对所有候选信息序列做CRC处理,将通过CRC处理并且可靠度最高的候选信息序列作为最终的译码结果。
图2示出了PC-polar的编译方法的流程,如图2所示,PC-polar的编译方法的流程为:
PC编码器将信息序列放在比特信道容量较大的位置,再根据信息比特的位置分布计算校验比特值,将信息序列和校验比特送入Polar编码器,由Polar编码器生成极化码码字并输出至调制器。
调制器将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输,解调器解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息,输入至Polar-CRC联合译码器进行译码,Polar-CRC联合译码器译码时,采用奇偶校验辅助的SCL译码算法来译码,并通过对已译出的信息比特进行相同的校验计算得到校验比特的译码。
但是,现有的极化码编译方法中,但这两种编译方法均存在误帧率过高的问题。
为解决上述问题,本发明实施例中的每个校验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系,故可对于信息比特进行多重校验,校验比特间也可以相互校验及补充,因此可以降低极化码编译的误帧率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图3示出了本发明实施例中的一种极化码编译的方法的流程示意图,下面参考图3对所述方法进行分步骤详细介绍,如图3所示,所述方法可以包括如下流程:
步骤S31:分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置。
在具体实施中,关于如何分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置,可以首先获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N,进而将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q,接着确定打孔位置T,然后根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K。
接着,在拆分得到第三子序列后,可以确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个,确定所述校验比特位置的个数Fp,判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小。
具体而言,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置;当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置。
在所述序列Q上,可以按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置,将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
步骤S32:生成每个校验比特的校验方程。
在具体实施中,每个校验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系。
在具体实施中,可以将所述校验比特位置上的校验比特所构成的序列分为s段,s为非零自然数。对任意一段的每一个校验比特位置所对应的校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的校验比特,以此来生成每个校验比特的校验方程。
在本发明一实施例中,在生成每个校验比特的校验方程的过程中,当加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,还可以设置信息比特位置间隔为间隔p,接着对任意一个校验比特,选取在所述校验比特所在的校验比特位置之前且与所述校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置,然后将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述校验比特的校验方程。
换言之,可以通过对所对应的信息比特值进行异或运算得到当前比特位置上的校验比特的值。需要说明的是,所述间隔p为质数。因此,可以降低编译的复杂度及计算量。
为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明,图4示出了本发明实施例中的一种校验比特和信息比特的关系示意图,p=5,P1、P2、P3及P4表征校验比特。如图4所示,填充白色的格子表示冻结比特位置,填充黑色的格子表示信息比特位置,填充灰色条纹的格子表示校验比特位置,与填充灰色条纹的格子以带箭头的曲线相连的填充黑色的格子,即为参与该校验比特生成的信息比特,也即填充黑色的格子可以加入至填充灰色条纹的格子所表示的校验比特的校验方程。
为了增加校验关系的随机性,以进一步地降低极化码编译的误码率,在本发明另一实施例中,可以对于每个校验比特设置不同长度的校验间隔取值。
具体而言,可以在生成每个校验比特的校验方程的过程中,当加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,还可以统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize,其中:0<i<(q+1)。接着配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系,然后根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
在具体实施中,关于如何根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。详细地说,可以在所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系。如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
比如,当q=4,i=1,Isize=0,在所述位置序号1>0,将i递增1。
当q=4,i=2,Isize=7,在所述位置序号2≤7,且所述序列Iindex中的第2个信息比特位置上的信息比特未被标记,将所述序列Iindex中的第2个信息比特加入至第2个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号2加3,且重复所述进行判断位置序号5与所述长度7的大小关系。在所述位置序号5≤7,且所述序列Iindex中的第5个信息比特位置上的信息比特未被标记,将所述序列Iindex中的第5个信息比特加入至第2个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号5加3,且重复所述进行判断位置序号8与所述长度7的大小关系。在所述位置序号8,所述位置序号8大于所述长度7,将i递增1。
当q=4,i=3,Isize=7,在所述位置序号3≤7,且所述序列Iindex中的第3个信息比特位置上的信息比特未被标记,将所述序列Iindex中的第3个信息比特加入至第3个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号3加2,且重复所述进行判断位置序号5与所述长度7的大小关系。
在所述位置序号5≤7,且所述序列Iindex中的第5个信息比特位置上的信息比特已被标记,将所述位置序号5加2,且重复所述进行判断位置序号7与所述长度7的大小关系。在所述位置序号7≤7,且所述序列Iindex中的第7个信息比特位置上的信息比特未被标记,将所述序列Iindex中的第7个信息比特加入至第3个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号7加2,且重复所述进行判断位置序号9与所述长度7的大小关系。在所述位置序号9,所述位置序号9大于所述长度7,将i递增1。
当q=4,i=4,Isize=8,在所述位置序号4≤8,且所述序列Iindex中的第4个信息比特位置上的信息比特未被标记,将所述序列Iindex中的第4个信息比特加入至第4个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号4加1,且重复所述进行判断位置序号5与所述长度8的大小关系。
在所述位置序号5≤8,且所述序列Iindex中的第5个信息比特位置上的信息比特已被标记,将所述位置序号5加1,且重复所述进行判断位置序号6与所述长度8的大小关系。在所述位置序号6≤8,且所述序列Iindex中的第6个信息比特位置上的信息比特未被标记,将所述序列Iindex中的第6个信息比特加入至第4个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号6加1,且重复所述进行判断位置序号7与所述长度8的大小关系。
在所述位置序号7≤8,且所述序列Iindex中的第7个信息比特位置上的信息比特已被标记,将所述位置序号7加1,且重复所述进行判断位置序号8与所述长度8的大小关系。在所述位置序号8≤8,且所述序列Iindex中的第8个信息比特位置上的信息比特未被标记,将所述序列Iindex中的第8个信息比特加入至第4个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号8加1,且重复所述进行判断位置序号9与所述长度8的大小关系。在所述位置序号9>8,所述位置序号9大于所述长度8,且i=q,停止实施。
步骤S33:按照所述校验方程产生校验比特。
步骤S34:将所述校验比特配置于所述校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列。
步骤S35:对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字。
步骤S36:将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输。
步骤S37:解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息。
步骤S38:采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。
为了对比本发明实施例的误帧率性能,以使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明,图5示出了采用本发明实施例中极化码的编译方法的得出的一种校验比特的误帧率性能,横坐标Eb/N0,表示信噪比,纵轴FER表示误帧率。需要说明的是,此处并未配置用于挑选译码路径的校验比特个数,并且同时给出了现有的CRC-polar和现有的PC-polar的编译码方法的得出的信号的误帧率性能,极化码码长2000,母码长度2048,信息位长度1000,码率0.5,列表长度32。采用准均匀打孔(Quasi-uniform puncturing,QUP)方法,信道为AWGN信道,调制采用正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)方式。CRC采用16位,生成多项式为0x18005。极化码的构造方法是高斯近似构造,构造的信噪比Eb/N0=1.75dB。
如图5所示,上三角曲线52表示现有的CRC16辅助的Polar码的误帧率性能,下三角曲线51表示现有的PC-polar码的误帧率性能,方形曲线53表示本实施例的PC-polar码误帧率性能。可以看出,在信噪比1.8dB之后,采用本发明实施例中极化码的编译方法得出的一种信号具有更低的误帧率性能,因此也可以有效降低原有的PC-polar码的错误平层。
目前,采用PC-polar的编译方法及CRC-polar的编译方法,存在误帧率过高的问题。
而本发明实施例中的每个校验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系,故可对信息比特进行多重校验,校验比特间也可以相互校验及补充,因此可以降低极化码编译的误帧率。
为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明,图6示出了本发明实施例中的一种极化码编译的方法的流程示意图,下面参考图6对所述方法进行分步骤详细介绍,所述方法可以包括如下步骤:
S61:分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置。
在具体实施中,所述分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置,包括:获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N;将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q;确定打孔位置T;根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K。
在具体实施中,在得到第三子序列之后,可以确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个;确定所述校验比特位置的个数Fp;判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置,当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置。
在具体实施中,可以在所述序列Q上,按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置;将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
S62:将所述校验比特位置按照可靠度排序,从最小的可靠度开始,挑选出x个校验比特位置,将挑选出的所述x个校验比特位置之外的校验比特位置标记为第一校验比特,所述x个校验比特位置标记为第二校验比特。
在具体实施中,可以将所述校验比特位置按照可靠度排序,挑选出可靠度最小的x个校验比特位置,用以标记为第二校验比特,将挑选出的所述x个校验比特位置之外的校验比特位置标记为第一校验比特。其中:所述第一校验比特适于译码,所述第二校验比特适于挑选译码路径,且0<x≤(所述校验比特位置的数量)。
需要说明的是,为便于描述,可以将第一校验比特称为PC,将第二校验比特称为PCselect。
S63:生成所述第一校验比特及第二校验比特的校验方程;其中:所述信息比特位置上的信息比特以随机概率加入至所述第二校验比特的校验方程。
在具体实施中,关于生成所述第二校验比特的校验方程的过程,详细地说,可以对任意一个第二校验比特,设置一个对应的随机概率P(0<P<1),然后所述信息比特位置以所述概率P加入所述第二校验比特的校验方程。
S64:按照所述第一校验比特的校验方程产生所述第一校验比特。
S65:将所述第二校验比特配置于所述x个校验比特位置,将所述第一校验比特配置于所述x个校验比特位置之外的校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列。
S66:对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字。
S67:将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输。
S68:解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息。
S69:采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。
在具体实施中,可以采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。具体而言,可以根据每个比特位置的位置属性与比特值的映射关系,确定所述每个位置的比特值,形成多个候选码字,构成候选码字列表,当第二校验比特数不为0时,采用第二校验比特对每个所述候选码字进行奇偶校验,且计算所述候选码字列表中所有候选码字的可靠性;挑选出可靠性最大且能通过第二校验比特校验的候选码字,作为译码结果;当第二校验比特数为0时,挑选出可靠性最大的候选码字,作为译码结果。
在本发明一实施例中,根据每个比特位置的位置属性与比特值的映射关系,可以在当前的比特位置是冻结比特位置时,确定所述位置上的比特值为0,当当前的比特位置是信息比特位置或所述第二校验比特所对应的位置时,将所述位置上的比特值均分化为0及1两个,在当前的比特位置是所述第一校验比特所对应的位置时,根据所述第一校验比特的校验方程计算得到所述第一校验比特的值,作为所述位置上的比特值。
为了对比本发明实施例的错误平层性能,以使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明,图7示出了采用本发明实施例中极化码的编译方法的得出的一种信号的误帧率性能,并且同时给出了现有的PC-polar的编译码方法的得出的信号的误帧率性能。
如图7所示,横坐标Eb/N0,表示信噪比,纵轴FER表示误帧率。极化码码长128,信息位长度64,码率0.5,列表长度32。信道为AWGN信道,调制采用QPSK。极化码采用高斯近似构造,构造的信噪比Eb/N0=-1.59dB。而且设置PCselect的个数x设置为5,挑选可靠度最小的5个校验比特位置来设置PCselect,给定一个随机概率P=0.5,每一个信息位以概率0.5加入PCselect的奇偶校验方程,并且,此处的第一校验比特可以为按照目前的PC-Polar码的生成方式生成。按此规则生成所有PCselect的奇偶校验方程。
在图7中,上三角曲线72表示x=0时现有的PC-polar码的误帧率性能,方形曲线71表示采用本发明实施例的编译码方法的误帧率性能,从图7可见,高信噪比下采用本发明实施例进行编译码可以具有较好的误帧率性能及错误平层性能。
目前,存在两种极化码的编译方法,分别为PC-polar的编译方法及CRC-polar的编译方法,但这两种编译方法均存在误帧率过高的问题。
而本发明实施例将校验比特分为用于译码的第一校验比特及用于挑选译码路径的第二校验比特,且所有信息比特,均已随机概率P参与到所述第二校验比特的生成中,故可以增大校验比特保护的信息比特范围,因此可以降低极化码编译的错误平层。
在具体实施中,任意一个所述第一校验比特的校验方程可以包含前一个第一校验比特的校验关系,因此可以进行多重校验,故可以降低极化码编译的误帧率。并且,可以降低编译的虚警率。
在具体实施中,可以采用如下步骤,来生成所述第一校验比特的校验方程。具体可以为将所述第一校验比特所构成的序列分为s段;其中:s为非零自然数;对任意一段的每一个校验比特位置所对应的第一校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特。
在具体实施中,在所述加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特之后,还可以设置信息比特位置间隔为间隔p;其中,所述间隔p为质数,进而对任意一个第一校验比特,选取在所述第一校验比特所在的校验比特位置之前的,且与所述第一校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置,最后将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述第一校验比特的校验方程,因此可以降低编码过程的计算量。
为了增加校验关系的随机性,以进一步降低编译的误帧率,在具体实施中,在所述加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特之后,还可以对每个校验比特设置不同长度的校验间隔取值。
详细地说,可以统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置,接着将所述信息比特位置按照位置序号从小到大排列,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize;其中:0<i<(q+1),然后配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系,进而根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
在具体实施中,所述根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程,可以按照如下步骤实施:可以在所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a自加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系。如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
为了对比本发明实施例的虚警率性能,以使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明,图8示出了采用本发明实施例中极化码的编译方法的得出的一种信号的虚警率性能,并且同时给出了现有的用额外4比特CRC挑选译码路径的CRC4-polar方案性能,以及现有的PC-polar方案,也就是无挑选路径的PCselsect的性能。
如图8所示,上三角曲线81表示现有的CRC4-Polar码的虚警率性能,下三角曲线82表示现有的PC-polar码的虚警率性能,方形曲线83表示本实施例的PC-polar虚警率性能。极化码码长64,信息位长度32,码率0.5,列表长度8。信道为AWGN信道,调制采用QPSK。极化码采用高斯近似构造,构造的Eb/N0=1.25dB。三条曲线中,用于统计虚警率所用CRC长度均为16,生成多项式为0x18005。
并且为了获取到虚警率,可以将部分校验比特配置为用于统计虚警率,具体可以确定Polar码的信息比特位置,用于统计虚警率的CRC位置、校验比特位置和冻结比特位置,且CRC位置的可靠度仅次于信息位的可靠度。而且在产生每个校验比特的校验方程的过程中,将CRC比特也视做信息位加入校验方程。并将PCselect的个数x设置为3,挑选可靠度最小的3个PC作为PCselect,给定一个随机概率P=0.5,每一个信息位以概率0.5加入PCselect的奇偶校验方程,按此规则生成所有PCselect的奇偶校验方程。接收端解调后,将接收序列的软信息送入SCL译码器,CRC不参与译码仅用于译码后统计虚警率。将通过校验但译码错误的码字个数记为FAerror,总的错误码字个数为frameError。
统计虚警率False alarm rate公式如下:
False alarm rate=FAerror/frameError;虚警率为通过校验但译码错误的码字个数与总的错误码字个数的比值。
在图8中,上三角曲线表示现有的CRC4辅助的Polar码的性能,下三角曲线表示现有的PC-polar码的性能,方形曲线表示本实施例的PC-polar码的性能,从图8中可以看到,采用本发明实施例中的极化码编译方法,可以具有更好的虚警率性能。
为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明,图9示出了本发明实施例中的另一种极化码的编译方法的流程示意图,如图9所示,所述方法可以按照如下步骤实施:
步骤S901:确定极化码的信息比特位置,校验比特位置和冻结比特位置。
需要说明的是,信息比特长度为K,码长为M,母码长度为N=2^m,其中m为正整数。在具体实施中,可以采用如下步骤,确定极化码的信息比特位置,校验比特位置和冻结比特位置。详细地说,即先用高斯近似计算N个比特信道的可靠度,得到比特信道的可靠度由低到高的排序Q,采用QUP打孔方案确定打孔位置T。然后将序列Q分成三部分,最高可靠度的序列长度为K,为便于描述,可以将长度为k的序列成为序列Q,具体可以参考图10,序列Q即图10中最右边的一部分序列。
在具体实施中,序列Q的每个元素可以对应极化码的生成矩阵中相应元素的行,每行中1的个数为该行的行重。可以从最右边K长度的序列中找到最小行重,记做dmin,最右边K长度的序列中共有n个位置具有最小行重dmin。
在具体实施中,可以根据下式计算预先置为PC位置的个数Fp:
Fp=ceil(log2(N*K)/2);
并且,可以判断n与Fp的大小,并根据二者的大小关系标记校验比特位置。详细地说,可以在n大于Fp时,标记序列Q中的行重为dmin的,且可靠度最好的Fp个位置作为PC;否则就标记(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置作为PC。
参考图10,在具体实施中,可以按照可靠度从高到低的顺序,也即按照从右往左的顺序,标记K个信息位,并在在标记过程中跳过打孔位置T和上一步标记为PC的位置。
在具体实施中,可以先将剩余位置都标记冻结比特位置,然后从冻结比特位置中选择和PC比特位置具有相同行重的位置,标记成PC比特,为便于描述及说明,可以将总共标记的校验比特位置长度称为q。
步骤S902:产生用于挑选译码路径的校验比特及用于译码的校验比特的校验方程。
需要说明的,在步骤S901中所总共标记的校验比特位置长度为q,校验比特位置要不用于配置用于挑选译码路径的校验比特,要不用于译码的校验比特,故在进行产生用于挑选译码路径的校验比特及用于译码的校验比特的校验方程之前,可以首先挑选出一部分校验比特位置用以标记为用于挑选译码路径的校验比特。为便于描述,可以将用于挑选译码路径的校验比特记录为PCselect。
在具体实施中,可以对所有长度为q的校验比特位置的可靠度进行排序,挑选出可靠度最小的x个PC位置,以用于标记为PCselect并且,x>0,且x≤q。
为了降低极化码编译的虚警率,在具体实施中,可以设置信息比特随机地参与到校验比特的产生中,以增大校验比特保护的信息比特范围。详细地说,可以采用高密度的奇偶校验方程配置PCselect的校验关系。高密度的PCselect奇偶校验方程生成流程可以为先对某一个PCselect,给定一个随机概率P(0<P<1),每一个信息位以概率P加入该PCselect的奇偶校验方程。而且,对于不同的PCselect,还可以设定不同的随机概率P,故可以进一步提高了随机性,进而可以降低误帧率。
在具体实施中,当产生用于译码的校验比特的校验方程时,可以按照如下流程实施,即首先将q长的校验位位置序列分为s段(s>0),将每段中的每一个校验位加入该段中紧邻其后的一个校验位的校验方程中,但是这种关系只适用于同一段的校验位,而每段的最后一个校验位并不参与下一段的首个校验位的校验方程。
具体可以参考图11,如图11所示,整个q长度的序列分为s段,分别为第1段、第2段…及第s段,第1段包括的校验比特为P1、P2…及Pi,第2段包括的校验比特为P(i+1)…,第s段包括的校验比特为…P(q-1)及Pq。而以段为单位,每段中的后一校验比特的校验方程包含前一位校验比特,且在图11中采用连线的箭头加以表征。比如P2的校验方程包含P1的校验方程,Pq的校验方程包括P(q-1)的校验方程。但是P(i+1)的校验方程并不包括Pi的校验方程,因为二者并不属于同一段。
为了增加校验关系的随机性,以进一步降低虚警率,在具体实施中,可以对每个校验比特设置不同长度的校验间隔取值。详细地说,可以执行第(a)步:统计第i(0<i<q+1)个校验位之前的信息位,将信息位的位置序号由小到大排列,为便于描述,可以将得到信息位的位置序列记为Iindex,长度记为Isize。
第(b)步:设置一个初始值a=i。
第(c)步:进而判断初始值与信息位的位置序列的长度的大小关系,当a<Isize,且若Iindex中的第a个信息位未加入过校验方程时,可以将Iindex中的第a个信息位加入到第i个校验位的校验方程中,并对其进行标记,然后执行第(d)步。具体而言,即增加a的值,a=a+(q-i+1),并重复执行步骤第(c)步。也就是重复判断增加后的初始值与信息位的位置序列的长度的大小关系,当增加后的初始值a<Isize,且若Iindex中的第a个信息位未加入过校验方程时,可以将Iindex中的第a个信息位加入到第i个校验位的校验方程中,并对其进行标记,然后增加a的值,a=a+(q-i+1),直至i=q。
若Iindex中的第a个信息位被标记加入过之前的校验方程,则增加a的值,a=a+(q-i+1),则可以直接执行第(c)步。
第(d)步:增加a的值,a=a+(q-i+1),重复第(c)步。
在具体实施中,当a>Isize时,i=i+1,重复进行第(a)步,直至i=q,也就是对于所有的信息比特位置均进行第(a)步~第(d)步。
在具体实施中,若校验比特位置的的校验方程中没有信息比特位置参与,则可以将其当成冻结比特位置来进行编译码。
在具体实施中,通过第(a)步至第(d)步得到的比特位置的校验关系可以参考图12。如图12所示,填充白色的格子表示冻结比特位置,填充黑色的格子表示信息比特位置,填充灰色的格子表示校验比特位置,与填充黑色的格子相连的填充灰色的格子即参与该校验方程的信息比特。不同校验位的校验关系用不同粗细的线条及线条的虚实加以区分,具有相同虚实及粗细的箭头连线的比特位置之间的校验方程具有包含的校验关系。
如图12所示,I1,I2,…表示信息比特,P1,P2,…表示PC比特,且PC比特总数为q=10,由于P1-P5前没有信息位,因此当做冻结位处理,相应的,在译码时P1-P5也当作冻结位进行译码。当i=6时,初始值a=6,a的递增间隔为q-i+1=5,参与到P6校验比特计算的比特有P5,I6,I11和I16。当i=7时,初始值a=7,a的递增间隔为q-i+1=4,故参与到P7校验比特计算的比特有P6,I7和I15。
步骤S903:将信息比特放置在信息比特位置,根据校验方程生成奇偶校验比特,放在相应的校验比特位置中,其他位置放0。
在具体实施中,所述的其他位置,即指冻结比特位置,放置为0。
步骤S904:将信源序列送入极化码编码器,生成极化码码字。
步骤S905:根据打孔图样T,将极化码码字进行打孔处理,将打孔后的码字映射成调制符号发送至信道。
由于母码序列的长度为2的幂次方,母码不一定直接可以为所需的码字序列的长度,故在具体实施中,可以根据打孔图样T,将极化码码字进行打孔处理。比如母码序列长度为8,所需的码字序列长度为7,则可以通过打孔,删除一个码字比特。
步骤S906:发送的调制符号经过信道,产生加噪的调制符号。
步骤S907:接收端将加噪的调制符号进行解调,将解调后的软信息送入PC辅助的SCL译码器。
步骤S908:PC辅助的SCL译码。
在具体实施中,PC辅助的SCL译码方式可以包括如下流程:首先可以按照SCL译码算法依次计算信源序列的软信息,进而当该比特是冻结位,直接将其判为0。而当该比特是信息位或者是PCselect位置时,将分化出两条译码路径,分别将该信息比特判为0和1。当该比特是非PCselect的PC位置时,根据它的校验方程计算出校验比特的值。需要说明的是,PCselect位置是否存在与上述的x的大小有关,当x为零时,PCselect位置不存在,直接均是用以译码的校验比特。当x不为零时,方可以判断PCselect位置,并以相应的方式进行译码。
在具体实施中,由于判断比特位置的具体内容时,有多种判断结果,比如上述的当该比特是信息位或者是PCselect位置时,将分化出两条译码路径,故可以相应地产生多种判断结果的组合,可以形成候选码字列表,即所有可能的判断结果的组合。接着可以在候选码字列表中,对每个候选码字的x个PCselect位置进行奇偶校验,即对参与PCselect的校验方程中的所有位置计算模二和,若模二和等于这一位PCselect的值,则校验通过,否则校验不通过。
在具体实施中,可以挑选出可靠性最大的,并且通过所有PCselect校验的候选码字作为最终译码结果。而如果没有候选码字通过所有PCselect的校验,则挑选出可靠性最大的候选码字作为最终译码结果。
综上,本发明实施例在PC-polar的基础上,通过改变校验比特的产生方式,在保证误帧率性能的情况下改善了PC-polar和CRC-polar的错误平层和虚警概率性能。
为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明,图13示出了本发明实施例中的一种极化码编译的装置的结构示意图,如图13所示,所述装置可以包括:第一确定单元131、第一生成单元132、第一产生单元133、第二生成单元134、第一编码单元135、第一调制单元136、第一解调单元137及第一译码单元138,其中:
第一确定单元131,适于分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置;
第一生成单元132,适于生成每个校验比特的校验方程;其中:每个校验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系;
第一产生单元133,适于按照所述校验方程产生校验比特;
第二生成单元134,适于将所述校验比特配置于所述校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列;
第一编码单元135,适于对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字;
第一调制单元136,适于将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输;
第一解调单元137,适于解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息;
第一译码单元138,适于采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。
综上,本发明实施例中的第一生成单元132所生成的每个校验比特的校验方程中均包含前一个校验比特的校验关系,故可对于每个校验比特进行多重校验,则校验比特间可以相互校验及补充,因此可以降低极化码编译的误帧率。
在具体实施中,所述第一确定单元131,适于获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N;将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q;确定打孔位置T;根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K。
在具体实施中,所述第一确定单元131,适于确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个;确定所述校验比特位置的个数Fp;判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置。
在具体实施中,所述第一确定单元131,适于当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置;在所述序列Q上,按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置;将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
在具体实施中,所述第一生成单元132,适于将所述校验比特位置上的校验比特所构成的序列分为s段;其中:s为非零自然数;对任意一段的每一个校验比特位置所对应的校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的校验比特。
在具体实施中,所述第一生成单元132,还适于在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,设置信息比特位置间隔为间隔p;其中,所述间隔p为质数;对任意一个校验比特,选取在所述校验比特所在的校验比特位置之前且与所述校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置;将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述校验比特的校验方程。
在具体实施中,所述第一生成单元132,还适于在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize;其中:0<i<(q+1);配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
在具体实施中,所述第一生成单元132,适于当所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a自加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系。如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
为使得本领域技术人员更好地理解和实现本发明,图14示出了本发明实施例中的另一种极化码编译的装置的结构示意图,如图14所示,所述装置可以包括:第二确定单元141、标记单元142、第三生成单元143、第四生成单元144、第二产生单元145、第五生成单元146、第二编码单元147、第二调制单元148、第二解调单元149及第二译码单元150,其中:
第二确定单元141,适于分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置;
标记单元142,适于将所述校验比特位置按照可靠度排序,从最小的可靠度开始,挑选出x个校验比特位置,将挑选出的所述x个校验比特位置之外的校验比特位置标记为第一校验比特,所述x个校验比特位置标记为第二校验比特;其中:所述第一校验比特适于译码,所述第二校验比特适于挑选译码路径,且0<x≤(所述校验比特位置的数量);
第三生成单元143,适于生成所述第一校验比特的校验方程;
第四生成单元144,适于生成所述第二校验比特的校验方程;其中:所述信息比特位置上的信息比特以随机概率加入至所述第二校验比特的校验方程;
第二产生单元145,适于按照所述第一校验比特的校验方程产生所述第一校验比特;
第五生成单元146,适于将所述第二校验比特配置于所述x个校验比特位置,将所述第一校验比特配置于所述x个校验比特位置之外的校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列;
第二编码单元147,适于对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字;
第二调制单元148,适于将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输;
第二解调单元149,适于解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息;
第二译码单元150,适于采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果。
综上,本发明实施例中将校验比特分为用于译码的第一校验比特及用于挑选译码路径的第二校验比特,且第四生成单元144在生成第二校验比特的校验方程时,将所有信息比特,均以随机概率参与到所述第二校验比特的校验方程的生成中,故可以增大校验比特保护的信息比特范围,因此可以降低极化码编译的错误平层。
在具体实施中,所述第四生成单元144,适于对任意一个第二校验比特,设置一个对应的随机概率P(0<P<1);所述信息比特位置以所述概率P加入所述第二校验比特的校验方程。
为了提高极化码编译码的虚警率,在具体实施中,任意一个所述第一校验比特的校验方程包含前一个第一校验比特的校验关系。
在具体实施中,所述第三生成单元143,适于将所述第一校验比特所构成的序列分为s段;其中:s为非零自然数;对任意一段的每一个校验比特位置所对应的第一校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特。
在具体实施中,所述第三生成单元143,适于在所述加入前一校验比特位置所对应的第一校验比特之后,设置信息比特位置间隔为间隔p;其中,所述间隔p为质数;对任意一个第一校验比特,选取在所述第一校验比特所在的校验比特位置之前的,且与所述第一校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置;将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述第一校验比特的校验方程。
在具体实施中,所述第三生成单元143,还适于统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置;将所述信息比特位置按照位置序号从小到大排列,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize;其中:0<i<(q+1);配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
在具体实施中,所述第三生成单元143,适于当所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a自加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系。
在具体实施中,所述第三生成单元143,适于如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
在具体实施中,所述第二确定单元141,适于获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N;将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q;确定打孔位置T;根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K。
在具体实施中,所述第二确定单元141,适于可以确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个;确定所述校验比特位置的个数Fp;判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置,当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置。
在具体实施中,所述第二确定单元141,适于在所述序列Q上,按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置;将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
在具体实施中,所述第二译码单元150,适于根据每个比特位置的位置属性与比特值的映射关系,确定所述每个位置的比特值,形成多个候选码字,构成候选码字列表;当第二校验比特数不为0时,采用第二校验比特对每个所述候选码字进行奇偶校验,且计算所述候选码字列表中所有候选码字的可靠性;挑选出可靠性最大且能通过第二校验比特校验的候选码字,作为译码结果;当第二校验比特数为0时,挑选出可靠性最大的候选码字,作为译码结果。
在具体实施中,所述第二译码单元150,适于在当前的比特位置是冻结比特位置时,确定所述位置上的比特值为0,当当前的比特位置是信息比特位置或所述第二校验比特所对应的位置时,将所述位置上的比特值均分化为0及1两个,在当前的比特位置是所述第一校验比特所对应的位置时,根据所述第一校验比特的校验方程计算得到所述第一校验比特的值,作为所述位置上的比特值。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于以计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (8)
1.一种极化码编译的方法,其特征在于,包括:
分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置;
生成每个校验比特的校验方程;其中:每个校验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系;
按照所述校验方程产生校验比特;
将所述校验比特配置于所述校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列;
对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字;
将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输;
解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息;
采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果;
所述生成每个校验比特的校验方程,包括:
将所述校验比特位置上的校验比特所构成的序列分为s段;其中:s为非零自然数;
对任意一段的每一个校验比特位置所对应的校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的校验比特;
在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,还包括:
统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize;其中:0<i<(q+1);
配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;
根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
2.如权利要求1所述的极化码编译的方法,其特征在于,所述分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置,包括:
获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N;
将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q;
确定打孔位置T;
根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K;
确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个;
确定所述校验比特位置的个数Fp;
判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置;当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置;
在所述序列Q上,按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置;
将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
3.如权利要求1所述的极化码编译的方法,其特征在于,在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,还包括:
设置信息比特位置间隔为间隔p;其中,所述间隔p为质数;
对任意一个校验比特,选取在所述校验比特所在的校验比特位置之前且与所述校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置;
将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述校验比特的校验方程。
4.如权利要求1所述的极化码编译的方法,其特征在于,所述根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程,包括:
当所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a自加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
5.一种极化码编译的装置,其特征在于,包括:
第一确定单元,适于分别确定信息比特位置、校验比特位置及冻结比特位置;
第一生成单元,适于生成每个校验比特的校验方程;其中:每个校验比特的校验方程包含前一个校验比特的校验关系;
第一产生单元,适于按照所述校验方程产生校验比特;
第二生成单元,适于将所述校验比特配置于所述校验比特位置,并获取信源序列,将所述信源序列中的信息比特配置于所述信息比特位置,且配置所述冻结比特位置,生成极化码输入比特序列;
第一编码单元,适于对所述极化码输入比特序列进行极化码编码,得到极化码码字;
第一调制单元,适于将所述极化码码字映射成调制信号,并通过信道进行传输;
第一解调单元,适于解调经过传输的调制信号,得到所述经过传输的所述极化码码字的比特的软信息;
第一译码单元,适于采用连续抵消列表译码算法处理所述极化码码字的比特的软信息,得到译码结果;
所述第一生成单元,适于将所述校验比特位置上的校验比特所构成的序列分为s段;其中:s为非零自然数;对任意一段的每一个校验比特位置所对应的校验比特的校验方程,加入前一校验比特位置所对应的校验比特;
所述第一生成单元,还适于在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,统计第i个校验比特位置之前的信息比特位置,得到信息比特所构成的序列Iindex,且所述序列Iindex的长度为Isize;其中:0<i<(q+1);
配置位置序号初值a为i,判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;根据所述位置序号a与所述长度Isize的大小关系,相应地将所述位置序号a上的信息比特加入至校验方程。
6.如权利要求5所述的极化码编译的装置,其特征在于,所述第一确定单元,适于获取所需的信息比特的长度K、所需的极化码码长M及对应的极化码母码的长度N;将N个比特信道按照可靠度从低到高排序,得到序列Q;确定打孔位置T;根据所述打孔位置T,将所述序列Q拆分为第一子序列、第二子序列及第三子序列;其中:所述第一子序列的长度为:(N-M),所述第二子序列的长度为:(M-K),所述第三子序列的长度为:K;确定所述第三子序列所对应的生成矩阵的行重的最小值dmin,且在所述第三子序列中所对应的生成矩阵具有最小行重dmin的位置有n个;确定所述校验比特位置的个数Fp;判断具有所述最小行重dmin的位置个数n与个数Fp的大小,当n>Fp时,将所述第三子序列中所对应的生成矩阵的行重为dmin且可靠度最好的Fp个位置确定作为所述校验比特位置;当n≤Fp时,将所述第三子序列中的(Fp+n)/2个行重为dmin的位置和所述第三子序列中的(Fp-n)/2个行重为2dmin的位置确定作为所述校验比特位置;在所述序列Q上,按照可靠度从高到低的顺序,且略过所述打孔位置T和已经确定为所述校验比特位置的位置,标记K个信息比特位置;将所述序列Q中的剩余位置均标记为所述冻结比特位置,且从所述冻结比特位置中选择和所述校验比特位置具有相同行重的位置,标记成所述校验比特位置,所有的所述校验比特位置所构成的序列长度为q。
7.如权利要求5所述的极化码编译的装置,其特征在于,所述第一生成单元,还适于在所述加入前一校验比特位置所对应的校验比特之后,设置信息比特位置间隔为间隔p;其中,所述间隔p为质数;对任意一个校验比特,选取在所述校验比特所在的校验比特位置之前且与所述校验比特的校验间隔为所述间隔p的倍数的信息比特位置;将所述信息比特位置所对应的信息比特加入至所述校验比特的校验方程。
8.如权利要求5所述的极化码编译的装置,其特征在于,所述第一生成单元,适于当所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特未被标记时,将所述序列Iindex中的第a个信息比特加入至第i个校验比特的校验方程,并标记,且将所述位置序号a自加(q-i+1),且重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;如果所述位置序号a≤Isize,且所述序列Iindex中的第a个信息比特位置上的信息比特已被标记时,将所述位置序号a叠加(q-i+1),继续重复所述进行判断位置序号a与所述长度Isize的大小关系;当所述位置序号a大于Isize,将i递增1;直至i=q。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910811366.XA CN110519012B (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 极化码编译的方法及装置 |
CN201710185923.2A CN108631936B (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 极化码编译的方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710185923.2A CN108631936B (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 极化码编译的方法及装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910811366.XA Division CN110519012B (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 极化码编译的方法及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108631936A CN108631936A (zh) | 2018-10-09 |
CN108631936B true CN108631936B (zh) | 2020-09-25 |
Family
ID=63707881
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710185923.2A Active CN108631936B (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 极化码编译的方法及装置 |
CN201910811366.XA Active CN110519012B (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 极化码编译的方法及装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910811366.XA Active CN110519012B (zh) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | 极化码编译的方法及装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN108631936B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113810059A (zh) * | 2020-06-12 | 2021-12-17 | 华为技术有限公司 | 一种用于卫星通信的极化编码译码方法及装置 |
CN113067584A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-02 | 重庆邮电大学 | 一种crc码与pc码共同辅助极化码的编码方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103516476A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 华为技术有限公司 | 编码方法和设备 |
CN105680883A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-06-15 | 华中科技大学 | 一种极化码和多比特偶校验码级联的纠错编码方法 |
WO2016168962A1 (zh) * | 2015-04-20 | 2016-10-27 | 华为技术有限公司 | 极化码的译码方法和译码装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106899311B (zh) * | 2012-09-24 | 2023-11-03 | 华为技术有限公司 | 混合极性码的生成方法和生成装置 |
CN108650057B (zh) * | 2012-10-17 | 2023-10-13 | 华为技术有限公司 | 一种编译码的方法、装置及*** |
CN103281166B (zh) * | 2013-05-15 | 2016-05-25 | 北京邮电大学 | 一种基于极化码的混合自动重传请求传输方法 |
CN109361402B (zh) * | 2013-05-31 | 2019-09-20 | 华为技术有限公司 | 编码方法及编码设备 |
US9007241B2 (en) * | 2013-09-16 | 2015-04-14 | Seagate Technology Llc | Reduced polar codes |
EP3142257B1 (en) * | 2014-05-30 | 2020-08-26 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and apparatus for constructing punctured polar code |
CN105227189B (zh) * | 2015-09-24 | 2019-01-01 | 电子科技大学 | 分段crc辅助的极化码编译码方法 |
CN105811998B (zh) * | 2016-03-04 | 2019-01-18 | 深圳大学 | 一种基于密度演进的极化码构造方法及极化码编译码*** |
CN106230555B (zh) * | 2016-07-29 | 2019-02-19 | 西安电子科技大学 | 极化码的分段循环冗余校验方法 |
-
2017
- 2017-03-24 CN CN201710185923.2A patent/CN108631936B/zh active Active
- 2017-03-24 CN CN201910811366.XA patent/CN110519012B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103516476A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 华为技术有限公司 | 编码方法和设备 |
WO2016168962A1 (zh) * | 2015-04-20 | 2016-10-27 | 华为技术有限公司 | 极化码的译码方法和译码装置 |
CN105680883A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-06-15 | 华中科技大学 | 一种极化码和多比特偶校验码级联的纠错编码方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
AWGN信道下基于Kite码的QC-LDPC码和DVB-S2标准LDPC码的***率编码技术研究;王风永;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(信息科技辑)》;20170315;第2.3节,第4.3节,图2.6,图4.3 * |
Parity-Check-Concatenated Polar Codes;Tao Wang, Daiming Qu, ET.AL;《IEEE Communications Letters 》;20160908;全文 * |
Summary of polar code design for control channels;Huawei, HiSilicon;《3GPP TSG RAN WG1 Ad-Hoc Meeting》;20170109;第3节,附录A-C * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110519012B (zh) | 2022-03-04 |
CN108631936A (zh) | 2018-10-09 |
CN110519012A (zh) | 2019-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100984289B1 (ko) | 통신 시스템에서 가변 부호화율을 지원하는 신호 송수신장치 및 방법 | |
US10666391B2 (en) | Method for encoding information bit sequence in communication network | |
KR100929079B1 (ko) | 저밀도 패리티 검사 부호를 사용하는 통신 시스템의 복호 장치 및 방법 | |
US20050216821A1 (en) | Mapping method for encoded bits using LDPC code, transmitting and receiving apparatuses employing this method, and program for executing this method | |
CN104539393A (zh) | 一种基于极化码的信源编码方法 | |
JP4253332B2 (ja) | 復号装置、方法およびプログラム | |
KR20110055410A (ko) | 통신 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 장치 | |
KR102289928B1 (ko) | 데이터 프로세싱 방법 및 디바이스 | |
CN109768846B (zh) | 基于二核三核混合极化码的凿孔方法、***、装置及介质 | |
CN106464421B (zh) | 一种数据发送方法和装置 | |
CN108631936B (zh) | 极化码编译的方法及装置 | |
CN103444113A (zh) | 发射分开的信令数据的信令数据发射 | |
CN110535805B (zh) | 一种基于星座旋转的额外信息传输方法 | |
CN116232340B (zh) | 一种卫星通信信号的稀疏校验矩阵参数估计方法及装置 | |
KR20090063922A (ko) | 통신 시스템에서 신호 수신 장치 및 방법 | |
CN107196733B (zh) | 一种调制方法和装置 | |
KR20080050957A (ko) | 통신 시스템에서 블록 저밀도 패리티 검사 부호부호화/복호 장치 및 방법 | |
KR101276845B1 (ko) | 복수의 레이어들을 이용하여 ldpc 복호화를 수행하는방법 | |
JP5586504B2 (ja) | 復号装置 | |
KR101187070B1 (ko) | 패리티 검사 행렬을 이용하여 부호화하는 방법 | |
Jensen | Polar Codes and LDPC Codes in 5G New Radio | |
CN117118562A (zh) | 编码方法及装置 | |
JP4788680B2 (ja) | 復号器 | |
KR101221897B1 (ko) | Ldpc 부호화 장치 | |
KR20230156883A (ko) | 통신 시스템 또는 방송 시스템에서 미래 제약을 이용한 극부호의 복호화를 위한 장치 및 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |