CN110061803B - 一种低复杂度的极化码比特交织编码调制方法 - Google Patents

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CN110061803B CN201810054454.5A CN201810054454A CN110061803B CN 110061803 B CN110061803 B CN 110061803B CN 201810054454 A CN201810054454 A CN 201810054454A CN 110061803 B CN110061803 B CN 110061803B
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Abstract

本发明提出了一种低复杂度极化码比特交织编码调制方法，包括：计算调制星座点集合中各个比特层的巴特查理亚系数；计算巴特查理亚系数在极化码中的递归式；根据调制阶数，求解优化问题，得到用于进行比特交织的最优置换；进行极化码构造；构造完成后进行调制；对信道接收信号进行解调和译码。本发明主要依靠巴特查理亚系数在极化码中的递归式来进行计算降低了针对比特交织编码调制的极化码的构造复杂度，优于现有方法。

Description

一种低复杂度的极化码比特交织编码调制方法
技术领域
本发明属于无线通信中的信道编码技术领域，涉及极化码比特交织编码调制方法。
背景技术
极化码是一种新型信道编码技术，它是第一类可以被严格证明达到二进制对称输入离散无记忆信道的对称容量的信道编码技术，已经被确定为第五代移动通信***中的控制信道编码机制。为实现高频谱效率，必须把极化码和高阶调制相结合。
比特交织编码调制(Bit-interleaved Coded Modulation,BICM)是一种重要的高阶调制方式，BICM方式先对二进制编码序列进行交织，再对交织后的二进制编码序列进行调制。解调时，BICM方式忽略一个星座符号中各个比特的相关性，将一个星座符号中的各个比特视为彼此独立的比特，以此计算软判决度量，然后将软判决度量输入译码器进行译码。尽管BICM方式忽略了一个星座符号中各个比特的相关性，从解调的角度来讲并不是最优的，即BICM方式不能达到编码调制的信道容量，但是BICM方式损失的信道容量很小，并且解调速度快，因此BICM方式广泛应用于实际***中，例如***移动通信***。
极化码的构造取决于传输编码比特的信道的特性，如果使用二进制调制方式，则传输编码比特的信道是相同的信道，此时极化码构造相对容易。但是，当使用BICM高阶调制方式时，传输各个编码比特的信道不同，这给极化码的构造带来困难。虽然已有一些针对BICM的极化码构造方法，但是这些方法大多基于蒙特卡洛仿真或密度演进，复杂度较高。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种低复杂度极化码比特交织编码调制方法，主要依靠巴特查理亚系数(Bhattacharyya parameter)在极化码中的递归式来进行计算，与已有的针对BICM的极化码构造方法相比，降低了极化码构造的复杂度。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低复杂度的极化码比特交织编码调制方法，包括如下步骤：
步骤一，计算调制星座点集合
Figure BDA0001553334750000011
中各个比特层的巴特查理亚系数
BICM方式在解调时忽略星座点对应比特之间的相关性，因此传输信道W(Y|C)视为m个独立的比特信道：
W(Y|C)→{W(Y|B1),...,W(Y|Bm)} (2)其中，
Figure BDA00015533347500000221
是
Figure BDA00015533347500000222
中的一个元素，Bi∈{0,1}是第i比特层上的比特，W(Y|Bi)称为第i个等效比特信道，W(Y|Bi)对应的巴特查理亚系数为：
Figure BDA0001553334750000021
其中，集合
Figure BDA0001553334750000022
表示
Figure BDA0001553334750000023
中所有第i比特层上对应比特为0星座点，集合
Figure BDA0001553334750000024
表示
Figure BDA0001553334750000025
中所有第i比特层上对应比特为1的星座点，m为调制阶数，y∈Y，Y为输出符号集合；
步骤二，计算巴特查理亚系数在极化码中的递归式
巴特查理亚系数在极化码中的递归关系，由极化码的核矩阵决定，当核矩阵为
Figure BDA0001553334750000026
时，巴特查理亚系数的递归式如下：
Figure BDA0001553334750000027
其中，W1(y1|x1)和W2(y2|x2)是传输编码比特的信道，
Figure BDA0001553334750000028
和
Figure BDA0001553334750000029
是极化操作后得到的等效比特信道，
Figure BDA00015533347500000210
为极化码编码序列，
Figure BDA00015533347500000211
是待编码序列，GN是极化码的生成矩阵，N是极化码的长度，Z(W1)、Z(W2)、
Figure BDA00015533347500000212
和
Figure BDA00015533347500000213
分别是相应信道的巴特查理亚系数；
当核矩阵为
Figure BDA00015533347500000214
时，巴特查理亚系数的递归式如下：
Figure BDA00015533347500000215
其中，W1(y1|x1)、W2(y2|x2)和W2(y3|x3)是传输编码比特的信道，
Figure BDA00015533347500000216
Figure BDA00015533347500000217
和
Figure BDA00015533347500000218
是极化操作后得到的等效比特信道，Z(W1)、Z(W2)、Z(W3)、
Figure BDA00015533347500000219
和
Figure BDA00015533347500000220
分别是相应信道的的巴特查理亚系数；
步骤三，根据调制阶数m，求解如下优化问题，得到用于进行比特交织的最优置换π：
Figure BDA0001553334750000031
其中，π{1,...,m}表示长度为m的置换，
Figure BDA0001553334750000032
表示长度为m的极化码的第i个等效比特信道，
Figure BDA0001553334750000033
是等效比特信道
Figure BDA0001553334750000034
的巴特查理亚系数，根据极化码所使用的核矩阵，
Figure BDA0001553334750000035
使用与核矩阵相匹配的式(5)或式(7)进行递归计算；
步骤四：经步骤三求得最优置换π后，进行极化码构造
使用巴特查理亚系数进行码构造，根据极化码使用核矩阵的情况，使用式(5)或式(7)来递归计算N个等效比特信道的巴特查理亚系数
Figure BDA0001553334750000036
其中
Figure BDA0001553334750000037
是等效比特信道
Figure BDA0001553334750000038
的巴特查理系数，记号
Figure BDA0001553334750000039
表示集合{a1,...,aN}；
完成巴特查理亚系数序列
Figure BDA00015533347500000310
的计算后，对
Figure BDA00015533347500000311
进行排序，选择最小的K个
Figure BDA00015533347500000312
所对应的K个索引位置存放信息比特，其余N-K个索引位置存放冻结比特，完成极化码构造；
步骤五，极化码构造完成后，进行调制
把N个极化码编码比特
Figure BDA00015533347500000313
等分为N/m组，每组包含m个比特，记为
Figure BDA00015533347500000314
其中上标p表示第p组，1≤p≤N/m；每组m个比特按π-1进行置换，π-1表示在步骤三中求得最优置换π的逆置换，置换后的m个比特记为
Figure BDA00015533347500000315
根据星座点和比特标签的映射规则，
Figure BDA00015533347500000316
对应一个星座符号，选择该星座符号作为调制信号；
步骤六，对信道接收信号进行解调和译码
设信道接收信号为
Figure BDA00015533347500000317
则译码所需的第i个对数似然比为：
Figure BDA00015533347500000318
其中，σ2是加性高斯白噪声过程的方差，C0和C1分别是集合
Figure BDA00015533347500000319
和
Figure BDA00015533347500000320
中的元素；通过(9)计算得到对数似然比序列
Figure BDA00015533347500000321
将
Figure BDA00015533347500000322
等分为N/m组，每组包含m个对数似然比，记为
Figure BDA0001553334750000041
p表示第p组，1≤p≤N/m；每组m个对数似然比按π进行置换，置换后的m个对数似然比记为
Figure BDA0001553334750000042
N/m组置换完毕后，将获得的对数似然比序列
Figure BDA0001553334750000043
作为极化码译码器输入，然后进行译码。
进一步的，步骤三中m为正整数，m≦8。
进一步的，步骤四中在极化码的递归结构中，式(5)或式(7)的递归计算逐层进行，在每一层中，极化码核矩阵是F2或F3中的一种，当核矩阵是F2时，使用(5)式计算；当核矩阵是F3时，使用(7)式计算，递归计算终止于最大层数L，L＝log2N1+log3N2，其中N1和N2是极化码长度N的因子，且满足N＝N1N2，
Figure BDA0001553334750000044
进一步的，步骤五中映射规则为格雷映射。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明计算了两种巴特查理亚系数：调制星座图中比特层的巴特查理亚系数和极化码等效比特信道的巴特查理亚系数，对调制星座图中比特层的巴特查理亚系数进行置换后，根据巴特查理亚系数在基本极化模块中的递归关系，完成极化码的构造，降低了针对比特交织编码调制的极化码的构造复杂度。本发明方法的时间复杂度近似为O(NlogN)，低于已有的基于蒙特卡洛或密度演进的方法。
附图说明
图1为16-ASK调制下4个比特层对应的巴特查理亚系数曲线。
图2为F2对应的基本极化模块。
图3为F3对应的基本极化模块。
图4为优化问题(8)的求解示意图，m＝4。
图5为极化码构造过程示意图，极化码长度N＝8。
图6为本发明提供的低复杂度的极化码比特交织编码调制方法步骤流程图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
为便于阐述，将后文中常用数学符号及其含义解释如下：
设W是二进制输入对称无记忆信道，输入符号集合为X＝{0,1}，输出符号集合为Y,转移概率为W(y|x)，其中x∈X,y∈Y。定义W的巴特查理亚系数为：
Figure BDA0001553334750000051
设
Figure BDA0001553334750000052
是待编码序列，极化码编码序列为
Figure BDA0001553334750000053
其中GN是极化码的生成矩阵，N是极化码的长度。
Figure BDA0001553334750000054
中包含K个信息比特和N-K个冻结比特，其中冻结比特的值固定为比特0。极化码通过信道合并和信道***操作，对信道W进行N次复用，形成等效比特信道
Figure BDA0001553334750000055
其中
Figure BDA0001553334750000056
表示接收信号，
Figure BDA0001553334750000057
表示ui之前的i-1个比特。
符号
Figure BDA00015533347500000526
代表调制星座点集合，且
Figure BDA0001553334750000058
其中
Figure BDA0001553334750000059
代表星座点集合
Figure BDA00015533347500000510
中星座点的数量，m是正整数，称为调制阶数。
Figure BDA00015533347500000511
是
Figure BDA00015533347500000512
中的一个元素，即一个星座点。对于每一个
Figure BDA00015533347500000513
均有一个比特标签与之一一对应，即
Figure BDA00015533347500000527
其中bi∈{0,1}，1≤i≤m。在一个比特标签(b1,...,bm)中，称下角标i为比特层，星座
Figure BDA00015533347500000514
共有m个比特层。集合
Figure BDA00015533347500000515
是
Figure BDA00015533347500000516
的子集，
Figure BDA00015533347500000517
包含
Figure BDA00015533347500000518
中所有第i比特层上对应比特为b的星座点，其中b∈{0,1}。
以在AWGN信道中，使用16-ASK调制(m＝4)，极化码码长N＝1024，信息比特数K＝512为例来说明本发明提供的低复杂度的极化码比特交织编码调制方法，本发明流程如图6所示，包括如下步骤：
第一步：计算调制星座点集合
Figure BDA00015533347500000528
中各个比特层的巴特查理亚系数。BICM方式在解调时忽略星座点对应比特之间的相关性，因此传输信道W(Y|C)可视为m个独立的比特信道：
W(Y|C)→{W(Y|B1),...,W(Y|Bm)} (2)其中
Figure BDA00015533347500000519
是
Figure BDA00015533347500000520
中的一个元素，Bi∈{0,1}是第i比特层上的比特，W(Y|Bi)称为第i个等效比特信道。W(Y|Bi)对应的巴特查理亚系数为：
Figure BDA00015533347500000521
其中集合
Figure BDA00015533347500000522
表示
Figure BDA00015533347500000523
中所有第i比特层上对应比特为0星座点，集合
Figure BDA00015533347500000524
表示
Figure BDA00015533347500000525
中所有第i比特层上对应比特为1的星座点。以16-ASK(Amplitude ShiftKeying)调制为例，图1描绘了16-ASK星座图中4个比特层对应的巴特查理亚系数随信噪比Es/N0的变化曲线，Es/N0的单位是分贝(dB)，其中Es表示星座点符号的平均能量，N0表示加性高斯白噪声的单边功率谱密度。
第二步：计算巴特查理亚系数在极化码中的递归式。巴特查理亚系数在极化码中的递归关系，由极化码的核矩阵决定。当核矩阵为
Figure BDA0001553334750000061
时，对应的基本极化模块如图2所示，巴特查理亚系数的递归式如下：
Figure BDA0001553334750000062
其中W1(y1|x1)和W2(y2|x2)是传输编码比特的信道，
Figure BDA0001553334750000063
和
Figure BDA0001553334750000064
是极化操作后得到的等效比特信道。Z(W1)、Z(W2)、
Figure BDA0001553334750000065
和
Figure BDA0001553334750000066
分别是相应信道的巴特查理亚系数。
当核矩阵为
Figure BDA0001553334750000067
时，对应的基本极化模块如图3所示，巴特查理亚系数的递归式如下：
Figure BDA0001553334750000068
其中W1(y1|x1)、W2(y2|x2)和W2(y3|x3)是传输编码比特的信道，
Figure BDA0001553334750000069
和
Figure BDA00015533347500000610
是极化操作后得到的等效比特信道。Z(W1)、Z(W2)、Z(W3)、
Figure BDA00015533347500000611
Figure BDA00015533347500000612
和
Figure BDA00015533347500000613
分别是相应信道的的巴特查理亚系数。
第三步：根据调制阶数m，求解如下优化问题，得到最优置换π，该最优置换用来进行比特交织。
Figure BDA00015533347500000614
其中π{1,...,m}表示长度为m的置换，
Figure BDA00015533347500000615
表示长度为m的极化码的第i个等效比特信道，
Figure BDA00015533347500000616
是等效比特信道
Figure BDA00015533347500000617
的巴特查理亚系数，根据极化码所使用核矩阵，
Figure BDA00015533347500000618
使用(5)或(7)进行递归计算。以m＝4为例，图4描绘了该优化问题的计算过程，此式应使用递归计算式(5)。
实际应用中m的数值很小，m一般不超过8，则m！一般不超过8！＝40320，其中n！表示n的阶乘，n！＝1×2×3×...×(n-1)×n。因此搜索空间有不超过40320个元素，可以用穷举法来搜素最优解。求解该问题的时间复杂度为O(αmlogm)，其中O是渐进复杂度记号，α表示m！的上界，例如，α可以取值40320。
第四步：求得最优置换π后，进行极化码构造。本方法使用巴特查理亚系数进行码构造，根据极化码使用核矩阵的情况，使用(5)或(7)来递归计算N个等效比特信道的巴特查理亚系数
Figure BDA0001553334750000071
其中
Figure BDA0001553334750000072
是等效比特信道
Figure BDA0001553334750000073
的巴特查理系数，记号
Figure BDA0001553334750000074
表示集合{a1,...,aN}。
在极化码的递归结构中，(5)或(7)的递归计算是逐层进行的，在每一层中，极化码核矩阵是F2或F3中的一种。当核矩阵是F2时，使用(5)式计算；当核矩阵是F3时，使用(7)式计算。递归计算终止于最大层数L，L＝log2N1+log3N2，其中N1和N2是极化码长度N的因子，且满足N＝N1N2，
Figure BDA0001553334750000075
完成巴特查理亚系数序列
Figure BDA0001553334750000076
的计算后，对
Figure BDA0001553334750000077
进行排序，选择最小的K个
Figure BDA0001553334750000078
所对应的K个索引位置存放信息比特，其余N-K个索引位置存放冻结比特，完成极化码构造。
以N＝8为例，图5展示了求得最优置换π后，极化码构造的过程。
第五步：极化码构造完成后，进行调制。调制过程把N个极化码编码比特
Figure BDA0001553334750000079
等分为N/m组，每组包含m个比特，记为
Figure BDA00015533347500000710
其中上标p表示第p组，1≤p≤N/m，m是调制阶数。每组m个比特按π-1进行置换，π-1表示在第三步中求得最优置换π的逆置换，置换后的m个比特记为
Figure BDA00015533347500000711
根据星座点和比特标签的映射规则(在BICM下一般是格雷映射)，
Figure BDA00015533347500000712
对应一个星座符号，选择该星座符号作为调制信号。
第六步：对信道接收信号进行解调和译码。设信道接收信号为
Figure BDA00015533347500000713
则译码所需的第i个对数似然比为：
Figure BDA00015533347500000714
其中σ2是加性高斯白噪声过程的方差，集合
Figure BDA00015533347500000715
表示
Figure BDA00015533347500000716
中所有第i比特层上对应比特为0星座点，集合
Figure BDA0001553334750000081
表示
Figure BDA0001553334750000082
中所有第i比特层上对应比特为1的星座点，C0和C1分别是
Figure BDA0001553334750000083
和
Figure BDA0001553334750000084
中的元素。通过(9)计算得到对数似然比序列
Figure BDA0001553334750000085
将
Figure BDA0001553334750000086
等分为N/m组，每组包含m个对数似然比，记为
Figure BDA0001553334750000087
其中上标p表示第p组，1≤p≤N/m，m是调制阶数。每组m个对数似然比按π进行置换，置换后的m个对数似然比记为
Figure BDA0001553334750000088
N/m组置换完毕后，将获得的对数似然比序列
Figure BDA0001553334750000089
作为极化码译码器输入，然后进行译码。
本发明计算了两种巴特查理亚系数：调制星座图中比特层的巴特查理亚系数和极化码等效比特信道的巴特查理亚系数。通过求解优化问题(8)，获得最优置换π，对调制星座图中比特层的巴特查理亚系数进行置换后，根据巴特查理亚系数在基本极化模块中的递归关系，完成极化码的构造(参看图5)。本发明中的低复杂度极化码比特交织编码调制方法的时间复杂度为O(N log N+αmlogm)，实际应用中m数值一般不超过8，与N的常用数值(1024或2048)相比，m很小，可以忽略，则本发明中的方法的时间复杂度近似为O(N log N)，低于已有的基于蒙特卡洛或密度演进的方法。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种低复杂度的极化码比特交织编码调制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，计算调制星座点集合c中各个比特层的巴特查理亚系数
BICM方式在解调时忽略星座点对应比特之间的相关性，因此传输信道W(Y|C)视为m个独立的比特信道：
W(Y|C)→{W(Y|B1),...,W(Y|Bm)} (2)
其中，
Figure FDA00032636666100000113
是
Figure FDA00032636666100000114
中的一个元素，Bi∈{0,1}是第i比特层上的比特，W(Y|Bi)称为第i个等效比特信道，W(Y|Bi)对应的巴特查理亚系数为：
Figure FDA0003263666610000011
其中，集合
Figure FDA0003263666610000012
表示
Figure FDA00032636666100000115
中所有第i比特层上对应比特为0星座点，集合
Figure FDA0003263666610000013
表示
Figure FDA00032636666100000116
中所有第i比特层上对应比特为1的星座点，m为调制阶数，y∈Y，Y为输出符号集合；
步骤二，计算巴特查理亚系数在极化码中的递归式
巴特查理亚系数在极化码中的递归关系，由极化码的核矩阵决定，当核矩阵为
Figure FDA0003263666610000014
时，巴特查理亚系数的递归式如下：
Figure FDA0003263666610000015
其中，W1(y1|x1)和W2(y2|x2)是传输编码比特的信道，
Figure FDA0003263666610000016
和
Figure FDA0003263666610000017
是极化操作后得到的等效比特信道，
Figure FDA0003263666610000018
为极化码编码序列，
Figure FDA0003263666610000019
是待编码序列，GN是极化码的生成矩阵，N是极化码的长度，Z(W1)、Z(W2)、
Figure FDA00032636666100000110
和
Figure FDA00032636666100000111
分别是相应信道的巴特查理亚系数；
当核矩阵为
Figure FDA00032636666100000112
时，巴特查理亚系数的递归式如下：
Figure FDA0003263666610000021
其中，W1(y1|x1)、W2(y2|x2)和W2(y3|x3)是传输编码比特的信道，
Figure FDA0003263666610000022
Figure FDA0003263666610000023
和
Figure FDA0003263666610000024
是极化操作后得到的等效比特信道，Z(W1)、Z(W2)、Z(W3)、
Figure FDA0003263666610000025
和
Figure FDA0003263666610000026
分别是相应信道的的巴特查理亚系数；
步骤三，根据调制阶数m，求解如下优化问题，得到用于进行比特交织的最优置换π：
Figure FDA0003263666610000027
其中，π{1,...,m}表示长度为m的置换，
Figure FDA0003263666610000028
表示长度为m的极化码的第i个等效比特信道，
Figure FDA0003263666610000029
是等效比特信道
Figure FDA00032636666100000210
的巴特查理亚系数，根据极化码所使用的核矩阵，
Figure FDA00032636666100000211
使用与核矩阵相匹配的式(5)或式(7)进行递归计算；
步骤四：经步骤三求得最优置换π后，进行极化码构造
使用巴特查理亚系数进行码构造，根据极化码使用核矩阵的情况，使用式(5)或式(7)来递归计算N个等效比特信道的巴特查理亚系数
Figure FDA00032636666100000212
其中
Figure FDA00032636666100000213
是等效比特信道
Figure FDA00032636666100000214
的巴特查理亚系数，记号
Figure FDA00032636666100000215
表示集合{a1,...,aN}；
完成巴特查理亚系数序列
Figure FDA00032636666100000216
的计算后，对
Figure FDA00032636666100000217
进行排序，选择最小的K个
Figure FDA00032636666100000218
所对应的K个索引位置存放信息比特，其余N-K个索引位置存放冻结比特，完成极化码构造；
步骤五，极化码构造完成后，进行调制
把N个极化码编码比特
Figure FDA00032636666100000219
等分为N/m组，每组包含m个比特，记为
Figure FDA00032636666100000220
其中上标p表示第p组，1≤p≤N/m；每组m个比特按π-1进行置换，π-1表示在步骤三中求得最优置换π的逆置换，置换后的m个比特记为
Figure FDA00032636666100000221
根据星座点和比特标签的映射规则，
Figure FDA00032636666100000222
对应一个星座符号，选择该星座符号作为调制信号；
步骤六，对信道接收信号进行解调和译码
设信道接收信号为
Figure FDA0003263666610000031
则译码所需的第i个对数似然比为：
Figure FDA0003263666610000032
其中，σ2是加性高斯白噪声过程的方差，C0和C1分别是集合
Figure FDA0003263666610000033
和
Figure FDA0003263666610000034
中的元素；通过(9)计算得到对数似然比序列
Figure FDA0003263666610000035
将
Figure FDA0003263666610000036
等分为N/m组，每组包含m个对数似然比，记为
Figure FDA0003263666610000037
p表示第p组，1≤p≤N/m；每组m个对数似然比按π进行置换，置换后的m个对数似然比记为
Figure FDA0003263666610000038
N/m组置换完毕后，将获得的对数似然比序列
Figure FDA0003263666610000039
作为极化码译码器输入，然后进行译码。
2.根据权利要求1所述的低复杂度的极化码比特交织编码调制方法，其特征在于：所述步骤三中m为正整数，m≦8。
3.根据权利要求1所述的低复杂度的极化码比特交织编码调制方法，其特征在于：所述步骤四中在极化码的递归结构中，式(5)或式(7)的递归计算逐层进行，在每一层中，极化码核矩阵是F2或F3中的一种，当核矩阵是F2时，使用(5)式计算；当核矩阵是F3时，使用(7)式计算，递归计算终止于最大层数L，L＝log2N1+log3N2，其中N1和N2是极化码长度N的因子，且满足N＝N1N2，
Figure FDA00032636666100000310
4.根据权利要求1所述的低复杂度的极化码比特交织编码调制方法，其特征在于：所述步骤五中映射规则为格雷映射。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3813278B1 (en) * 2019-10-22 2023-03-01 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Multilevel polar-coded modulation transmitting and receiving methods and devices
CN111030708B (zh) * 2019-12-27 2023-05-12 哈尔滨工业大学（深圳） 极化码的迭代可调软串行抵消列表译码方法和装置
CN115412198A (zh) * 2021-05-27 2022-11-29 ***通信有限公司研究院 Bipcm的映射关系生成方法、信息位集合确定方法及设备
CN113556211B (zh) * 2021-07-23 2022-06-21 东南大学 一种基于极化码的异步多级比特交织编码调制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106416083A (zh) * 2014-05-30 2017-02-15 华为技术有限公司 一种打孔的极化码的构造方法和装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010011965A2 (en) * 2008-07-24 2010-01-28 The Regents Of The University Of California Identifying high risk clinically isolated syndrome patients

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106416083A (zh) * 2014-05-30 2017-02-15 华为技术有限公司 一种打孔的极化码的构造方法和装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"A method for constructing capacity-achieving codes for symmetric binary-input memoryless channels";Arikan E;《IEEE Transactions on Information Theory》;20091231;3051-3073 *
"Low-Complexity Adaptive Successive Cancellation List Polar Decoder Based on Relaxed Sorting";Yang Junmei，Zhang Chuan，Xu Shugong;《7th IEEE International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (WCSP) 》;20151031;全文 *
"信道极化与Polar码构造";唐嘉麒;《重庆电力高等专科学校学报》;20160430;49-52 *

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