CN110024296A - 极化码的软输出解码 - Google Patents

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Abstract

根据某些实施例，提供一种用于为极化码的码位生成软信息的方法。该方法包括：通过接收器的解码器从接收器的第一模块接收与编码位相关联的软信息；以及利用极化码的树结构来生成更新的软信息。通过解码器输出更新的软信息以便供接收器的第二模块使用。

Description

极化码的软输出解码
技术领域
一般来说，本公开涉及无线通信，并且更具体来说，涉及用于极化码的码位的软输出生成的***和方法。
背景技术
在E.Arikan的“Channel polarization:A Method for Constructing Capacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels,”(IEEETransactions on Information Theory,55卷,3051-3073页,2009年7月)中论述了极化码。极化码是可证明在低复杂度连续抵消(SC)解码器下实现二进制-输入离散无记忆信道的对称容量的第一类构造编码方案。但是，与诸如低密度奇偶校验(LDPC)码和Trubo码的其它现代信道编码方案相比，SC下的极化码的有限长度性能并没有竞争力。随后，在例如I.Tal和A.Vardy的“List Decoding of polar codes,”(Proceedings ofIEEE Symp.Inf.Theory,1-5页,2011)中提出了SC列表(SCL)解码器，其可接近于最佳最大似然(ML)解码器的性能。通过级联简单的CRC编码，表明，级联极化码的性能可与良好优化的LDPC和Turbo码的性能竞争。因此，极化码被视为是未来5G无线通信***的候选。
极化编码的主要想法是将一对等同的二进制-输入信道变换为两个不同质量的截然不同信道，一个信道优于原始二进制-输入信道，而一个信道差于原始二进制-输入信道。通过在二进制-输入信道的2M次独立使用的集合上重复此类成对极化操作，可获得不同质量的2M个“位信道”的集合。这些位信道中的一些位信道几乎完美(即，没有错误)，而它们中的剩余位信道几乎无用(即，非常大噪声)。重点是利用几乎完美的信道来将数据传送到接收器，而将无用信道的输入设置成具有对于接收器已知的固定或冻结值(例如，0)。出于这个原因，通常将几乎无用和几乎完美的信道的那些输入位分别称为冻结位和非冻结(或信息)位。只利用非冻结位来在极化码中携带数据。
图1示出长度为八(N＝8)的极化码的结构，并且图2示出长度为八(N＝8)的极化码编码器。具体来说，图2示出在以长度为八(N＝8)的极化编解码器进行极化编码期间中间信息位sl，i的标记，其中l∈{0，1，…，n}，并且i∈{0，1，…，N-1}。通过以下等式将中间信息位相互关联：
对于
对于
其中s0，i≡ui是信息位，并且sn，i≡xi是码位，对于i∈{0，1，…，N-1}。
图3示出对于N＝8的情形基于蝶形的示例解码器。在解码器中传递的消息是表示为LI，i的对数似然比(LLR)值，其中l和i分别对应于图表阶段索引和行索引。另外，Ln，i是从信道输出yi直接演算的LLR。解码器的基本组成是由下式给定的两个函数：
如果B(l，i)＝0
如果B(l，i)＝1
其中l∈{0，1，…，n-1}，并且i∈{0，1，…，N-1}，其中B(l，i)表示i的二机制表示中的第l个有效位，并且其中表示中间信息位sl，i的估值。
图4示出对于N＝8的情形通常如何在基于蝶形的SC解码器中调度LLR值{LI，i}的计算，其中CC表示时钟循环。在不同时钟循环调用函数f(·，·)和g(·，·，·)。采用使得从一个CC生成的结果为随后CC中的计算提供必需的信息的方式进行调度。
现有极化解码器类型包括连续抵消(SC)、SC列表解码(SCL)等。现有极化解码器不生成在连续干扰抵消(SIC)接收器中使用的码位的软输出。SIC是用于在许多场景中改善接收器性能的重要技术。在例如MIMO的迭代解调制和解码中使用SIC，其中可利用软编码位来生成之前解码的(一个或多个)数据流的调制符号的软估计，其可在解码下一个数据流之前从接收的信号中去除或抵消。
发明内容
为了解决现有解决方案的上述问题，公开用于极化码的码位的软输出生成的***和方法。
根据某些实施例，提供一种用于为极化码的码位生成软信息的方法。该方法包括：通过接收器的解码器从接收器的第一模块接收与编码位相关联的软信息；以及利用极化码的树结构来生成更新的软信息。通过解码器输出更新的软信息以便供接收器的第二模块使用。
根据某些实施例，提供一种用于极化码的码位的软输出生成的接收器中的解码器。该解码器包括存储指令的存储器以及处理电路，处理电路可操作以执行指令，从而使得解码器从第一模块接收与编码位相关联的软信息并利用极化码的树结构来生成更新的软信息。通过接收器的解码器输出更新的软信息以便供接收器的第二模块使用。
本公开的某些实施例可提供一个或多个技术优点。例如，某些实施例可允许接收器的其它处理器、模块或组件利用极化编码位的软输出。另一个技术优点可以是，如果利用极化码作为传送器的编码过程的成分码，那么可通过解码器中的其它成分码利用极化编码位的软输出。又一个技术优点可以是，编码位的软输出对于MIMO连续干扰抵消(SIC)接收器是必需的。除了MIMO SIC接收器之外，还可在具有迭代解调制和解码的高级接收器中使用编码位的软输出，其中迭代地交换解调制器和信道解码器之间的软输出以便接近于联合解调制和解码的性能。例如，当解调制尝试通过重解调制接收的信号来提高它的检测性能时，可利用软编码位作为先验信息。
本领域技术人员可容易地明白其它优点。某些实施例可不具有叙述的优点，或者可具有叙述的优点中的一些或所有优点。
附图说明
为了更完整地了解公开的实施例及其特征和优点，现在结合附图参考以下描述，其中：
图1示出长度为八的极化码的结构；
图2示出长度为八的极化码的中间信息位的标记；
图3示出长度为八的基于蝶形的连续抵消(SC)解码器。
图4示出长度为八的基于蝶形的SC解码器的示例性调度。
图5示出根据某些实施例的用于为极化码的码位生成软信息的示例性无线网络；
图6示出根据某些实施例的用于为极化码的码位生成软信息的示例性网络节点；
图7示出根据某些实施例的用于为极化码的码位生成软信息的示例性无线装置；
图8示出根据某些实施例用于计算码位的对数似然比(LLR)的示例性重解码体系结构；
图9示出根据某些实施例的集成计算的示例更新CC操作；
图10示出根据某些实施例的用于处置串联级联的代码的传送器中的编码器；
图11示出根据某些实施例的用于处置串联级联的代码的接收器中的解码器；
图12示出根据某些实施例的由接收器进行以便为极化码的码位生成软信息的示例性方法；
图13示出根据某些实施例的由接收器进行以便利用极化码的树结构来生成更新的软信息的示例性方法；
图14示出根据某些实施例的由接收器进行以便利用极化码的树结构来生成更新的软信息的另一个示例性方法；
图15示出根据某些实施例用于为极化码的码位生成软信息的示例性虚拟计算装置；以及
图16示出根据某些实施例的示例性无线电网络控制器或核心网络节点。
具体实施方式
本文中描述的某些实施例包括用于生成极化码的码位对数似然比(LLR)的功能性。基本想法是，一旦在解码过程期间相关信息位LLR变成可用，便在解码器中在相反方向重利用LLR演算的多阶段结构以便生成码位LLR。在典型的SC或SCL解码器中，每个信息位的LLR的软值在它被生成并用于对该信息位做出硬决定之后便丢弃。
根据某些实施例，对这些软值加以存储，并采用与关于对应信息位所做的硬决定的传播类似的方式，在相反方向分阶段地传播这些软值。可在已经演算完所有信息位的LLR之后以批量模式执行LLR的此类反向传播。备选地，可将LLR的反向传播集成到解码过程中，以便减少时延。该反向LLR传播过程实际上实现了软信息位的软重编码。因此，在反向LLR传播结束时，获得码位的软输出。
在附图的图1-16中描述特定实施例，类似附图标记用于各种图的类似和对应部分。图5是根据某些实施例的示出用于为极化码的码位生成软信息的无线网络100的实施例的框图。网络100包括：一个或多个无线装置110A-C，其可以可互换地称为无线装置110或UE110；以及网络节点115A-C，其可以可互换地称为网络节点115或eNodeB115；无线电网络控制器120；以及核心网络节点130。无线装置110可在无线接口上与网络节点115通信。例如，无线装置110A可将无线信号传送给一个或多个网络节点115，和/或从一个或多个网络节点115接收无线信号。无线信号可包含语音业务、数据业务、控制信号和/或任何其它合适的信息。在一些实施例中，与网络节点115相关联的无线信号覆盖的区域可称为小区。在一些实施例中，无线装置110可具有D2D能力。因此，无线装置110可以能够直接从另一个无线装置110接收信号和/或直接向另一个无线装置110传送信号。例如，无线装置110A可以能够从无线装置110B接收信号和/或向无线装置110B传送信号。
在某些实施例中，网络节点115可与无线电网络控制器120接口连接。无线电网络控制器120可控制网络节点115，并且可提供某些无线电资源管理功能、移动性管理功能和/或其它合适的功能。在某些实施例中，无线电网络控制器120可经由互连网络125与核心网络节点130接口连接。互连网络125可以指能够传送音频、视频、信号、数据、消息或前述的任何组合的任何互连***。互连网络可包括以下中的全部或一部分：公共开关电话网络(PSTN)、公共或私有数据网络，局域网(LAN)，城域网(MAN)，广域网(WAN)，本地、区域或全球通信或计算机网络(诸如互联网)，有线或无线网络，企业内联网，或任何其它合适的通信链路，包括其组合。
核心网络节点130可管理通信会话的建立，并为无线通信装置110提供各种其它功能性。无线通信装置110利用非接入层的层与核心网络节点130交换某些信号。在非接入层(NAS)信令中，无线通信装置110和核心网络节点130之间的信号通过网络节点120透明地传递。
如上所述，网络100的示例实施例可包括一个或多个无线装置110以及能够与无线装置110(直接或间接)通信的一个或多个不同类型的网络节点。无线装置110可以指与蜂窝或移动通信***中的节点和/或另一个无线装置通信的任何类型的无线装置。无线装置110的示例包括移动电话、智能电话、PDA(个人数字助理)、便携式计算机(例如，膝上型计算机、平板)、传感器、调制解调器、机器型通信(MTC)装置/机器到机器(M2M)装置、膝上型嵌入式设备(LEE)、膝上型安装式设备(LME)、USB软件狗、D2D使能装置、或可提供无线通信的另一个装置。在一些实施例中，无线装置110又可称为UE、站(STA)、装置、或终端。同样地，在一些实施例中，使用一般术语“无线电网络节点”(或简称为“网络节点”)。它可以是任何种类的网络节点，其可包括Node B、基站(BS)、多标准无线电(MSR)无线电节点(诸如MSRBS)、eNodeB、网络控制器、无线电网络控制器(RNC)、基站控制器(BSC)、控制中继的中继施主节点、基站收发信台(BTS)、接入点(AP)、传输点、传输节点、RRU、RRH、分布式天线***(DAS)中的节点、核心网络节点(例如，MSC、MME等)、O&M、OSS、SON、定位节点(例如，E-SMLC)、MDT、或任何合适的网络节点。无线通信装置110、网络节点115、无线电网络控制器120和核心网络节点130中的每一个都包括硬件和/或软件的任何合适的组合。分别关于图6、图7和图13更详细地描述网络节点115、无线装置110和其它网络节点(诸如无线电网络控制器或核心网络节点)的示例实施例。
尽管图5示出网络100的特定布置，但是本公开设想，本文中描述的各种实施例可适用于具有任何合适配置的各种网络。例如，网络100可包括任何合适数量的无线装置110和网络节点115以及适于支持无线装置之间或无线装置和另一个通信装置(诸如固定电话)之间的通信的任何附加元件。在某些实施例中，无线通信装置110、网络节点120和核心网络节点130利用任何合适的无线电接入技术，诸如长期演进(LTE)、高级LTE、UMTS、HSPA、GSM、cdma2000、WiMax、WiFi、另一个合适的无线电接入技术、或一个或多个无线电接入技术的任何合适的组合。出于举例的目的，可在某些无线电接入技术的上下文中描述各种实施例。但是，本公开的范围不限于该示例，并且其它实施例可利用不同的无线电接入技术。
图6示出根据某些实施例的用于为极化码的码位生成软信息的示例网络节点115。如上所述，网络节点115可以是与无线装置和/或与另一个网络节点通信的任何类型的无线电网络节点或任何网络节点。上文提供了网络节点115的示例。
网络节点115可作为同构部署、异构部署或混合部署而部署在整个网络100中。同构部署一般可描述由相同(或类似)类型的网络节点115和/或类似覆盖和小区大小以及站点间距离组成的部署。异构部署一般可描述利用具有不同小区大小、传送功率、容量和站点间距离的各种类型的网络节点115的部署。例如，异构部署可包括设置在整个宏小区布局中的多个低功率节点。混合部署可包括同构部分和异构部分的混合。
网络节点115可包括收发器210、处理器220、存储器230和网络接口240中的一个或多个。在一些实施例中，收发器210有助于将无线信号传送给无线装置110以及从无线装置110接收无线信号(例如，经由天线)，处理器220执行指令以便提供上文描述为由网络节点115提供的一些或所有功能性，存储器230存储由处理器220执行的指令，并且网络接口240将信号传递给后端网络组件，诸如网关、交换机、路由器、互联网、公共开关电话网络(PSTN)、核心网络节点或无线电网络控制器等。
在某些实施例中，网络节点115可以能够利用多天线技术，并且可配备有多个天线且能够支持MIMO技术。所述一个或多个天线可具有可控极化。换句话说，每个元件可具有带有不同极化(例如，如同交叉极化中一样的90度间隔)的两个共置子元件，以使得波束形成权重的不同集合将给予发射波不同极化。
处理器220可包括在一个或多个模块中实现的硬件和软件的任何合适的组合，以便执行指令并操纵数据，从而执行网络节点115的一些或所有描述的功能。在一些实施例中，处理器220可包括例如一个或多个计算机、一个或多个中央处理单元(CPU)、一个或多个微处理器、一个或多个应用和/或其它逻辑。
存储器230一般可操作以存储指令，诸如计算机程序、软件、包括逻辑、规则、算法、代码、表格等中的一个或多个的应用、和/或能够由处理器执行的其它指令。存储器230的示例包括计算机存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM))、大容量存储介质(例如，硬盘)、可移动存储介质(例如，致密盘(CD)或数字视频盘(DVD))和/或存储信息的任何其它易失性或非易失性、非暂时性计算机可读和/或计算机可执行存储器装置。
在一些实施例中，网络接口240通信地耦合到处理器220，并且可以指可操作以接收网络节点115的输入、发送来自网络节点115的输出、对输入或输出或两者执行合适的处理、传递到其它装置、或前述的任何组合的任何合适的装置。网络接口240可包括适于通过网络通信的合适的硬件(例如，端口、调制解调器、网络接口卡等)和软件，包括协议转换和数据处理能力。
网络节点115的其它实施例可包括图6中示出的那些组件以外的附加组件，其可负责提供无线电网络节点的功能性的某些方面，包括上文描述的任何功能性和/或任何附加功能性(包括支持上文描述的解决方案所必需的任何功能性)。各种不同类型的网络节点可包括具有相同物理硬件但是配置成(例如，经由编程)支持不同无线电接入技术的组件，或者可表示部分或完全不同的物理组件。另外，提供术语“第一”和“第二”只是为了举例的目的，并且它们可互换。
图7示出根据某些实施例的用于为极化码的码位生成软信息的示例无线装置110。如所描绘的，无线装置110包括收发器310、处理器320和存储器330。在一些实施例中，收发器310有助于将无线信号传送给网络节点115以及从网络节点115接收无线信号(例如，经由天线)，处理器320执行指令以便提供上文描述为由无线装置110提供的一些或所有功能性，并且存储器330存储由处理器320执行的指令。上文提供了无线装置110的示例。
处理器320可包括在一个或多个模块中实现的硬件和软件的任何合适的组合，以便执行指令并操纵数据，从而执行无线装置110的一些或所有描述的功能。在一些实施例中，处理器320可包括例如一个或多个计算机、一个或多个中央处理单元(CPU)、一个或多个微处理器、一个或多个应用、和/或其它逻辑。
存储器330一般可操作以存储指令，诸如计算机程序、软件、包括逻辑、规则、算法、代码、表格等中的一个或多个的应用和/或能够由处理器执行的其它指令。存储器330的示例包括计算机存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM))、大容量存储介质(例如，硬盘)、可移动存储介质(例如，致密盘(CD)或数字视频盘(DVD))和/或存储信息的任何其它易失性或非易失性、非暂时性计算机可读和/或计算机可执行存储器装置。
无线装置110的其它实施例可包括图7中示出的那些组件以外的附加组件，其可负责提供无线装置的功能性的某些方面，包括上文描述的任何功能性和/或任何附加功能性(包括支持上文描述的解决方案所必需的任何功能性)。
根据某些实施例，无线网络100内的接收器可配置成为极化码的码位生成软信息。更具体来说，无线网络100的组件的接收器内的解码器可配置成利用解码器的结构来在相反方向从信息位的相关LLR生成码位的LLR。在特定实施例中，接收器可以是网络节点115的组件或模块。例如，用于为极化码的码位生成软信息的接收器可以是网络节点115的收发器210的组件或模块。在特定实施例中，如本文中所公开的，收发器210可包括配置成为极化码的码位生成软信息的解码器。在另一个实施例中，接收器可以是无线装置110的组件或模块。例如，用于为极化码的码位生成软信息的接收器可以是无线装置110的收发器310的组件或模块。在特定实施例中，如本文中所公开的，收发器310可包括配置成为极化码的码位生成软信息的解码器。
关于信息位的LLR的计算，在传统SC或SCL解码中，解码器从解调制器取得信道以作为输入，其中
并演算信息位其中
并且表示在{s0，s1，…，si-1}中的硬信息位(或冻结位)。演算可通过在图3中示出的类快速傅立叶变换结构内计算以下两个函数并从右(l＝n)到左(l＝0)传播LLR来实现：
如果B(l，i)＝0
如果B(l，i)＝1
其中B(l，i)表示i的二进制表示中的第l个有效位，并且其中表示阶段l中的第i个硬中间位，其通过每当它们变成可用时，根据下式从左(l＝0)到右(l＝n)开始编码硬信息位和冻结位来获得：
对于
对于
其中
关于如下定义的利用SC或SCL解码器为码位计算LLR：
将所有信息位的LLR以及对应于冻结位的预设值的LLR重编码到码位的LLR中，如下所述。
根据某些实施例，如果如通常所假设地那样，冻结位的预设值是0，那么可将冻结位的对应LLR设置成大的正数以便接近于无限大。例如，可将冻结位的LLR设置成10e5。通过在相反方向遍历SC解码器来实现将信息位和冻结位的LLR重编码到码位的LLR中与在SC解码期间信息位的硬决定值如何传播类似，不同之处在于，必须用f(·，·)函数的LLR演算来取代SC解码中的二进制加法(即，二进制值异或操作)的以下演算：
对于
对于
其中l∈{0，1，…，n-1}，以便将LLR从信息位传播到码位用实值演算来取代没有采取时钟循环(CC)的二进制值异或操作，以便评估f(·，·)函数。这要求实值处理单元，以及对于每个阶段的中间LLR的实值存储。实值演算为：
如果B(l，i)＝0
如果B(l，i)＝1
对于∈{0，1，…，N-1}，从左(l＝0)到右(l＝1)开始。因此，根据某些实施例，在深度为0(l＝0)的每个g(·，·，·)函数之后，即在达到信息位之后，在码位的方向从左到右传播信息位的LLR。
根据某些实施例，可以用至少两种方式来调度码位LLR的计算。第一种是解码后计算。第二种是集成计算。
利用解码后计算调度方案，在已经计算所有信息位的LLR之后，独立执行在以上等式中所描述的码位的LLR的计算。在此类场景中，可重利用用于生成信息位的LLR的相同解码硬件来生成码位的LLR。图8示出根据某些实施例的用于计算码位的LLR的示例性重解码体系结构400。如所示的，体系结构400包括极化解码器402，其可以是信息位LLR计算机。极化解码器402的输入是信道LLR 404。输出是信息位的LLR 406，其又可称为信息位LLR 406。接着，利用该输出以及冻结位的LLR作为位反向置换408中的输入以便生成信息位的置换LLR 410。然后，对信息位的置换LLR 410和冻结位进行处理，就像它们是信道LLR一样，并在相反方向将它们输入到极化解码器402中。因此，在对虚构信道LLR施加用于计算信息位的LLR的正常操作之后，将信息位的所得LLR 406变换为码位的LLR 412。
根据某些实施例，供极化解码器402使用的信息位LLR计算可采用SC或SCL解码方法。对于SCL解码的情形，信息位LLR的集合{L0，i}i∈{0，1，·，N-1}(即，图8中的信息位LLR 406)可对于幸存路径列表中的每个路径被存储，被位反向置换，并再次用作信息位LLR计算中的输入。可在第二遍信息位LLR计算期间通过维持L个幸存路径来利用SCL解码方法。对应于第二遍信息位LLR计算期间的最佳路径度量的信息位LLR的输出将视为是码位LLR 412的最终输出。
解码后计算的优点可以是简单。无需附加计算逻辑来演算码位的LLR。但是，利用附加逻辑，可将信息位LLR和码位LLR的计算管线化以便增加吞吐量。然而，解码后计算的缺点可能是高时延。由解码器招致的时延基本上加倍，因为码位LLR演算一直到为信息位和冻结位完全生成LLR才开始。
备选地，为了将由于码位LLR生成引起的时延最小化，可利用集成计算。图9示出根据某些实施例的集成计算的示例更新CC操作。具体来说，表格500总结了与上文关于图4论述的CC操作相比的更新的CC操作。再次，如本文中所使用，CC是指时钟循环。在图9的表格内，以下单元与基本SC中的g(·，·，·)操作相关联：L0，1，L0，3，L0，5，L0，7，L1，2，L1，3，L1，6，L1，7，L2，4，L2，5，L2，6和L2，7。因此，在图9中用较轻的对角阴影示出的单元表示信息位LLR生成。反之，以深色垂直阴影示出的单元表示添加到基本SC的码位LLR生成。如图9中所示，一旦已经生成信息位的必需LLR，在反向传播(即，在图3中从左到右)期间的码位LLR的一些演算便可开始。
该表格旨在显示生成中间结果的最快速版本。但是，它只是集成计算的可能CC操作的一个示例。取决于f(·，·)函数的可用处理器，一些LC操作可延迟到以后，以便减少电路要求。例如，可在CC 9或CC 10中执行CC 8中的操作
图9还证明：
·出于生成码位LLR的目的，应当增加额外处理单元；
·与根本不生成码位LLR的解码器相比，额外处理循环是必需的。因此，这可增加解码时延。
码位LLR生成中的可能简化是可能的。例如，根据某些实施例，可利用对称极化码。具体来说，可能只需对于奇偶校验位演算码位LLR，并且对于***位可省略。作为另一个示例，可利用删余码位简化。具体来说，可无需对于删余码位的码位LLR生成。但是，如果计算功率允许，此类简化可能是不期望的，因为删余码位的LLR可有益于随后的接收器处理。例如，在特定实施例中，删余码位的LLR可导致MIMO SIC接收器中的之前解码的数据流的信号的更佳软估计。
作为另一个可能的简化，在一些实施例中，可利用子树类型。例如，根据特定实施例，速率-0(Rate-0)节点可包括其叶节点全都对应于冻结位的子树。在某些实施例中，码位生成可简化为设置LLR＝无限大(或大的正值)。作为另一个示例，可利用重复节点。在重复节点中，所有叶节点可以是冻结位，其中最高有效位位置处的节点例外。码位生成可简化为将信息位LLR复制为是码位LLR。
以简单易懂的实现方式，在利用列表大小为L的列表解码的某些实施例中，由于码位LLR生成引起的附加复杂度也可能乘以L倍。备选地，在其它实施例中，如果可容许额外时延，那么码位LLR生成可等到选择了最佳码字为止。在这种情况下，只需生成根据最佳码字的码位LLR。
根据某些实施例，如果利用极化码作为传送器的编码过程的成分码，那么可通过解码器中的其它成分码来利用极化编码位的软输出。图10示出根据某些实施例的用于处置串联级联的代码的传送器中的编码器600。如所描绘的，编码器600包括第一成分码602、交织器604和第二成分码606。在特定实施例中，第一成分码602是极化编码器。极化码可与第二代码606串联级联，其中极化编码器的输出(c1)是第二代码606的输入。因此，第一成分码602可视为是外部码，而第二代码606视为是内部码。第二代码606可以是或者可以不是极化码。
图11示出根据某些实施例的用于处置串联级联的代码的接收器中的解码器700。如所描绘的，解码器700包括第二成分码702、解交织器704、第一成分码706和交织器708。再次，第一成分码706可视为是外部码，而第二成分码702视为是内部码。在该示例中，第一成分码包括极化解码器706，并且第二成分解码器702可以是或者可以不是极化解码器。
例如，根据特定实施例，LLRc in，2是对于它的信道位c从无线信道接收的信道LLR。LLRu out，2是由第二成分解码器702生成的信息位LLR。由第一成分解码器706取LLRu out，2作为信道位LLR输入LLRc in，1。第一成分解码器706生成信息位LLR输出LLRu out，1以及码位LLR输出LLRc out，1。在下一个迭代中，由第二成分解码器702取LLRc out，1作为信息位LLR输入LLRu in，2。
图12示出根据某些实施例由接收器进行以便为极化码的码位生成软信息的示例性方法800。在特定实施例中，接收器可以是诸如上文所论述的无线节点110的无线节点的组件或模块。在另一个实施例中，接收器可以是诸如上文所论述的网络节点115的网络节点的组件或模块。
在步骤802，接收器的解码器从接收器的第一模块接收与编码位相关联的软信息。在特定实施例中，软信息包括由解码器从接收器的第一模块接收的编码位的多个对数似然比(LLR)。
在步骤804，接收器的解码器利用极化码的树结构来生成更新的软信息。在特定实施例中，解码器可通过在第一方向在极化码的树结构中遍历编码位的LLR来生成信息位的多个LLR。可根据冻结位的多个相应预设值来将冻结位的LLR设置成大的正或负值。接着，可重编码信息位的LLR以及冻结位的LLR。在特定实施例中，其中重编码信息位的LLR包括将信息位的LLR以及冻结位的LLR反向传播到编码位的LLR中。该反向传播可包括在相对于第一方向相反的方向在解码器的树结构中遍历。在特定实施例中，可以用组合信息位的所述多个LLR和冻结位的所述多个LLR的实值演算来取代没有采取时钟循环的二进制-值异或操作。
在特定实施例中，将信息位的LLR和冻结位的LLR反向传播到编码位的LLR中可包括对信息位的LLR执行位反向重新排序以便生成信息位的多个重新排序的LLR。可利用信息位的重新排序的LLR作为解码器的输入，并且可在第一方向遍历解码器的树结构。
在特定实施例中，在从解码器接收所有软信息之后，利用极化码的树结构来生成更新的软信息。例如，可在生成信息位的所有LLR之后利用极化码的树结构来生成编码位的更新的软信息。在另一个实施例中，可在从解码器接收所有软信息之前利用极化码的树结构来开始生成更新的软信息。例如，编码位的更新的软信息的生成可在生成信息位的一些但非所有LLR时开始。
在步骤806，接收器的解码器输出更新的软信息以便供接收器的第二模块使用。
图13示出根据某些实施例由接收器进行以便利用极化码的树结构来生成更新的软信息的示例性方法820。该方法在步骤822在接收器的解码器通过关于树结构在第一方向传播编码位的软信息来生成所有信息位的软信息时开始。在特定实施例中，例如，解码器可通过在第一方向传播编码位的软信息来生成所有信息位的LLR。
在步骤824，解码器基于相应的预设值生成所有冻结位的软信息。在特定实施例中，例如，解码器可基于预设值生成所有冻结位的LLR。
在步骤826，解码器对信息位和冻结位执行位反向重新排序。接着，解码器可通过关于树结构在相对于第一方向相反的方向传播信息位和冻结位的软信息来生成所有编码位的软信息。在特定实施例中，例如，解码器可通过关于树结构在相对于第一方向相反的方向传播信息位和冻结位的软信息来生成所有编码位的LLR。
图14示出根据某些实施例由接收器进行以便利用极化码的树结构来生成更新的软信息的另一个示例性方法840。该方法在步骤842在接收器的解码器通过关于树结构在第一方向传播编码位的软信息来生成一些信息位的软信息时开始。在特定实施例中，软信息包括信息位的LLR。
在步骤844，接收器的解码器基于相应冻结位的预设值生成一些冻结位的软信息。在特定实施例中，解码器生成冻结位的LLR。
在步骤846，解码器通过关于树结构在相对于第一方向相反的方向传播信息位和/或冻结位的软信息来演算一些编码位的软信息。例如，在特定实施例中，解码器演算一些编码位的LLR。
在步骤848，关于是否已经生成所有编码位的软信息做出确定。在特定实施例中，例如，解码器可确定是否已经生成编码位的所有LLR。如果确定并未生成所有编码位或编码位的LLR，那么该方法返回到步骤842。否则，该方法结束。
在某些实施例中，可通过虚拟计算装置来执行如上所述的用于为极化码的码位生成软信息的方法。图15示出根据某些实施例用于为极化码的码位生成软信息的示例虚拟计算装置900。在某些实施例中，虚拟计算装置900可包括用于执行与上文关于图12中示出和描述的方法所描述的那些步骤类似的步骤的模块。例如，虚拟计算装置900可包括接收模块910、利用模块920、输出模块930以及用于为极化码的码位生成软信息的任何其它合适的模块。在一些实施例中，可利用图6的处理器或处理电路220来实现模块中的一个或多个。在其它实施例中，可利用图7的处理器或处理电路320来实现模块中的一个或多个。在某些实施例中，可将各种模块中的两个或更多个模块的功能组合到单个模块中。
接收模块910可执行虚拟计算装置900的接收功能。例如，在特定实施例中，接收模块910可从接收器的第一模块接收与编码位相关联的软信息。在特定实施例中，软信息可包括编码位的LLR。
利用模块920可执行虚拟计算装置900的利用功能。例如，在特定实施例中，利用模块920可利用极化码的树结构来生成更新的软信息。在特定实施例中，利用模块920可通过在第一方向在极化码的树结构中遍历编码位的LLR来生成信息位的多个LLR。可根据冻结位的多个相应预设值来将冻结位的LLR设置成大的正或负值。接着，可通过在相对于第一方向相反的方向遍历解码器的树结构来重编码信息位的LLR和冻结位的LLR。
输出模块930可执行虚拟计算装置900的输出功能。例如，在特定实施例中，输出模块930可输出更新的软信息以便供接收器的第二模块使用。
虚拟计算装置900的其它实施例可包括图15中示出的那些组件以外的附加组件，其可负责提供无线电节点的功能性的某些方面，包括上文描述的任何功能性和/或任何附加功能性(包括支持上文描述的解决方案所必需的任何功能性)。各种不同类型的无线电节点可包括具有相同物理硬件但是配置成(例如，经由编程)支持不同无线电接入技术的组件，或者可表示部分或完全不同的物理组件。
图16示出根据某些实施例的示例性无线电网络控制器或核心网络节点。网络节点的示例可包括移动交换中心(MSC)、服务GPRS支持节点(SGSN)、移动性管理实体(MME)、无线电网络控制器(RNC)、基站控制器(BSC)等。无线电网络控制器或核心网络节点1000包括处理器1020、存储器1030和网络接口1040。在一些实施例中，处理器1020执行指令以便提供上文描述为由网络节点提供的一些或所有功能性，存储器1030存储由处理器1020执行的指令，并且网络接口1040将信号传递给任何合适的节点，诸如网关、交换机、路由器、互联网、公共开关电话网络(PSTN)、网络节点115、无线电网络控制器或核心网络节点1000等。
处理器1020可包括在一个或多个模块中实现的硬件和软件的任何合适的组合，以便执行指令并操纵数据，从而执行无线电网络控制器或核心网络节点1000的一些或所有描述的功能，在一些实施例中，处理器1020可包括例如一个或多个计算机、一个或多个中央处理单元(CPU)、一个或多个微处理器、一个或多个应用和/或其它逻辑。
存储器1030一般可操作以存储指令，诸如计算机程序、软件、包括逻辑、规则、算法、代码、表格等中的一个或多个的应用和/或能够由处理器执行的其它指令。存储器1030的示例包括计算机存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM))、大容量存储介质(例如，硬盘)、可移动存储介质(例如，致密盘(CD)或数字视频盘(DVD))和/或存储信息的任何其它易失性或非易失性、非暂时性计算机可读和/或计算机可执行存储器装置。
在一些实施例中，网络接口1040通信地耦合到处理器1020，并且可以指可操作以接收网络节点的输入、发送来自网络节点的输出、对输入或输出或两者执行合适的处理、传递到其它装置、或前述的任何组合的任何合适的装置。网络接口1040可包括通过网络通信的合适的硬件(例如，端口、调制解调器、网络接口卡等)和软件，包括协议转换和数据处理能力。
网络节点的其它实施例可包括图14中示出的那些组件以外的附加组件，其可负责提供网络节点的功能性的某些方面，包括上文描述的任何功能性和/或任何附加功能性(包括支持上文描述的解决方案所必需的任何功能性)。
根据某些实施例，提供一种用于为极化码的码位生成软信息的方法。该方法包括：通过接收器的解码器从接收器的第一模块接收与编码位相关联的软信息；以及利用极化码的树结构来生成更新的软信息。通过解码器输出更新的软信息以便供接收器的第二模块使用。
根据某些实施例，提供一种用于对于极化码的码位的软输出生成的接收器中的解码器。该解码器包括存储指令的存储器和处理电路，处理电路可操作以执行指令，使得解码器从第一模块接收与编码位相关联的软信息并利用极化码的树结构来生成更新的软信息。通过接收器的解码器输出更新的软信息以便供接收器的第二模块使用。
根据某些其它实施例，提供一种用于对于极化码的码位的软输出生成的方法。该方法包括：从解码器接收信息位的LLR；以及将信息位的LLR反向传播到码位的LLR中。可选地，用实值演算来取代没有采取时钟循环的二进制值异或操作。可选地，存储实值演算。可选地，与冻结位的预设值一起反向传播信息位的LLR。可选地，重编码信息位的LLR和冻结位的预设值被重编码。
根据某些实施例，提供一种用于对于极化码的码位的软输出生成的设备。该设备包括存储指令的存储器和处理器，处理器可操作以执行指令，从而使得处理器从解码器接收信息位的LLR并将信息位的LLR反向传播到码位的LLR中。可选地，用实值演算来取代没有采取时钟循环的二进制值异或操作。可选地，存储实值演算。可选地，与冻结位的预设值一起反向传播信息位的LLR。可选地，重编码信息位的LLR和冻结位的预设值被重编码。
本公开的某些实施例可提供一个或多个技术优点。例如，某些实施例可允许接收器中的其它处理器利用极化编码位的软输出。另一个技术优点可以是，如果利用极化码作为传送器的编码过程的成分码，那么可通过解码器中的其它成分码来利用极化编码位的软输出。又一个技术优点可以是，编码位的软输出对于MIMO连续干扰抵消(SIC)接收器是必需的。除了MIMO SIC接收器之外，还可在具有迭代解调制和解码的高级接收器中使用编码位的软输出，其中迭代地交换解调制器和信道解码器之间的软输出以便接近于联合解调制和解码的性能。例如，当解调制尝试通过重解调制接收的信号来提高它的检测性能时，可利用软编码位来作为先验信息。
在不偏离本公开的范围的情况下，可对本文中描述的***和设备进行修改、增加或省略。***和设备的组件可集成或分离。此外，可通过更多、更少或其它组件来执行***和设备的操作。另外，可利用包括软件、硬件和/或其它逻辑的任何合适的逻辑来执行***和设备的操作。如本文档中所使用，“每个”指集合的每个成员或集合的子集的每个成员。
在不偏离本公开的范围的情况下，可对本文中描述的方法进行修改、增加或省略。所述方法可包括更多、更少或其它步骤。另外，可以按任何合适的顺序执行步骤。
尽管已经就某些实施例描述了本公开，但是实施例的变更和置换将对于本领域技术人员显而易见。因此，上文对实施例的描述并非约束本公开。在不偏离由随附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，其它改变、替换和变更都是可能的。

Claims (28)

1.一种在接收器中进行以用于为极化码的码位生成软信息的方法，所述方法包括：
通过所述接收器的解码器从所述接收器的第一模块接收与编码位相关联的软信息；
通过所述解码器利用所述极化码的树结构来生成更新的软信息；以及
通过所述接收器的所述解码器输出所述更新的软信息以便供所述接收器的第二模块使用。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述软信息包括由所述解码器从所述接收器的所述第一模块接收的编码位的多个对数似然比(LLR)。
3.如权利要求2所述的方法，其中利用所述极化码的所述树结构来生成所述更新的软信息包括：
通过在第一方向在所述极化码的所述树结构中遍历所述编码位的所述多个LLR来生成所述信息位的多个LLR；
根据冻结位的多个相应预设值来将所述冻结位的多个LLR设置成大的正或负值；
重编码所述信息位的所述多个LLR以及所述冻结位的所述多个LLR。
4.如权利要求3所述的方法，其中重编码所述信息位的所述多个LLR包括：
将所述信息位的所述多个LLR以及所述冻结位的所述多个LLR反向传播到所述编码位的所述多个LLR中。
5.如权利要求4所述的方法，其中将所述信息位的所述多个LLR以及所述冻结位的所述多个LLR反向传播到所述编码位的所述多个LLR中包括：
在相对于所述第一方向相反的方向遍历所述解码器的所述树结构。
6.如权利要求5所述的方法，其中重编码所述信息位的所述多个LLR包括：
用组合所述信息位的所述多个LLR和所述冻结位的所述多个LLR的实值演算来取代没有采取时钟循环的二进制-值异或操作。
7.如权利要求4所述的方法，其中将所述信息位的所述多个LLR以及所述冻结位的所述多个LLR反向传播到所述编码位的所述多个LLR中包括：
对所述信息位的所述多个LLR执行位反向重新排序生成所述信息位的多个重新排序的LLR；
利用所述信息位的所述多个重新排序的LLR作为所述解码器的输入；以及
在所述第一方向遍历所述解码器的所述树结构。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的方法，其中在从所述解码器接收所有所述软信息之后，利用所述极化码的所述树结构来生成所述更新的软信息。
9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的方法，其中在从所述解码器接收所有所述软信息之前，利用所述极化码的所述树结构来开始生成所述更新的软信息。
10.如权利要求1至8中任一权利要求所述的方法，其中在生成信息位的所有所述LLR之后，利用所述极化码的所述树结构来生成编码位的所述更新的软信息。
11.如权利要求1至8中任一权利要求所述的方法，其中在生成所述信息位的所述多个LLR中的一些但非所有LLR时，利用所述极化码的所述树结构来开始生成编码位的所述更新的软信息。
12.如权利要求1至6以及10至11中任一权利要求所述的方法，其中当生成对应于所述极化码的所述树结构中的子树的多个相应叶节点的所述信息位的所述多个LLR时，开始反向传播所述信息位的所述多个LLR。
13.如权利要求1至12中任一权利要求所述的方法，其中所述接收器包括网络节点。
14.如权利要求1至12中任一权利要求所述的方法，其中所述接收器包括无线装置。
15.一种接收器中的用于极化码的码位的软输出生成的解码器，所述解码器包括：
存储指令的存储器；以及
处理电路，所述处理电路可操作以执行所述指令，从而使得所述解码器：
从所述接收器的第一模块接收与编码位相关联的软信息；
利用所述极化码的树结构来生成更新的软信息；以及
输出所述更新的软信息以便供所述接收器的第二模块使用。
16.如权利要求15所述的解码器，其中所述软信息包括由所述解码器从所述接收器的所述第一模块接收的编码位的多个对数似然比(LLR)。
17.如权利要求16所述的解码器，其中当利用所述极化码的所述树结构来生成所述更新的软信息时，所述解码器可操作以：
通过在第一方向在所述极化码的所述树结构中遍历所述编码位的所述多个LLR来生成所述信息位的多个LLR；
根据冻结位的多个相应预设值来将所述冻结位的多个LLR设置成大的正或负值；以及
重编码所述信息位的所述多个LLR以及所述冻结位的所述多个LLR。
18.如权利要求17所述的解码器，其中当重编码所述信息位的所述多个LLR时，所述解码器可操作以：
将所述信息位的所述多个LLR以及所述冻结位的所述多个LLR反向传播到所述编码位的所述多个LLR中。
19.如权利要求18所述的解码器，其中当将所述信息位的所述多个LLR以及所述冻结位的所述多个LLR反向传播到所述编码位的所述多个LLR中时，所述解码器可操作以：
在相对于所述第一方向相反的方向遍历所述解码器的所述树结构。
20.如权利要求19所述的解码器，其中当重编码所述信息位的所述多个LLR时，所述解码器可操作以：
用组合所述信息位的所述多个LLR和所述冻结位的所述多个LLR的实值演算来取代没有采取时钟循环的二进制-值异或操作。
21.如权利要求18所述的解码器，其中当将所述信息位的所述多个LLR以及所述冻结位的所述多个LLR反向传播到所述编码位的所述多个LLR中时，所述解码器可操作以：
对所述信息位的所述多个LLR执行位反向重新排序以便生成所述信息位的多个重新排序的LLR；
利用所述信息位的所述多个重新排序的LLR作为所述解码器的输入；以及
在所述第一方向遍历所述解码器的所述树结构。
22.如权利要求15至21中任一权利要求所述的解码器，其中在从所述解码器接收所有所述软信息之后，利用所述极化码的所述树结构来生成所述更新的软信息。
23.如权利要求15至22中任一权利要求所述的解码器，其中在从所述解码器接收所有所述软信息之前，利用所述极化码的所述树结构来开始生成所述更新的软信息。
24.如权利要求15至22中任一权利要求所述的解码器，其中在生成信息位的所有所述LLR之后，利用所述极化码的所述树结构来生成编码位的所述更新的软信息。
25.如权利要求15至22中任一权利要求所述的解码器，其中当生成所述信息位的所述多个LLR中的一些但非所有LLR时，利用所述极化码的所述树结构来开始生成编码位的所述更新的软信息。
26.如权利要求15至20以及24至25中任一权利要求所述的解码器，其中当生成对应于所述极化码的所述树结构中的子树的多个相应叶节点的所述信息位的所述多个LLR时，开始反向传播所述信息位的所述多个LLR。
27.如权利要求15至26中任一权利要求所述的解码器，其中所述接收器包括网络节点。
28.如权利要求15至26中任一权利要求所述的解码器，其中所述接收器包括无线装置。
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