混合極性碼的生成方法和生成裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種混合Polar碼的生成方法和生成裝置。該方法包括：獲取N×N的第一矩陣和含N個(gè)比特的序列，其中N為混合Polar碼的碼長，第一矩陣的N個(gè)行對(duì)應(yīng)于該序列中的N個(gè)比特，N為正整數(shù)；確定N個(gè)比特的可靠性并確定第一矩陣的N個(gè)行的重量；根據(jù)N個(gè)比特的可靠性和第一矩陣的N個(gè)行的重量，選擇N個(gè)比特中的K個(gè)比特作為信息比特或選擇第一矩陣的K個(gè)行構(gòu)成用于編碼的K×N的第二矩陣，以按照信息比特的位置或者按照第二矩陣對(duì)信息比特序列進(jìn)行編碼生成混合Polar碼；K為待編碼的信息比特序列的長度并且不大于N。本發(fā)明實(shí)施例不僅考慮可靠性，還考慮比特對(duì)應(yīng)的第一矩陣的行的重量，從而能夠改善Polar碼的性能。
【專利說明】混合極性碼的生成方法和生成裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及編解碼領(lǐng)域，并且更具體地，涉及混合Polar碼(極性碼)的生成方法和生成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通信系統(tǒng)通常采用信道編碼提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，保證通信的質(zhì)量。Polar碼(極性碼)是可以取得香農(nóng)容量且具有低編譯碼復(fù)雜度的編碼方式。Polar碼是一種線性塊碼。其生成矩陣為GN.，其編碼過程為< =I^Gn.,這里0& =BfiFen ,碼長Ν=2η，η≤O。
[0003]這里F= I Y，Bn是轉(zhuǎn)置矩陣，例如比特反轉(zhuǎn)(bit reversal)矩陣。
[0004]F?n是 F 的克羅內(nèi)克冪(Kronecker power)，定義為F0n 二 F? F?(n—U。Polar 碼用陪
集碼可以表示為扣,反，人1^)，其編碼過程為:xr=uAGN(A)?uACGN.(Ac)，這里A為信息
(information)比特索引的集合,Gn.⑷是Gn.中由集合A中的索引對(duì)應(yīng)的行得到的子矩陣，Gn.(Ac)是6,.中由集合Ae中的索引對(duì)應(yīng)的行得到的子矩陣。uAc是凍結(jié)(frozen)比特，其數(shù)量為(N-K)，是已知比特。為了簡(jiǎn)單，這些凍結(jié)比特可以設(shè)為O。
[0005]Polar碼的譯碼可以用SC (successive-cancellation,連續(xù)消除)譯碼,其過程如下:
[0006]考慮一種Polar 碼,其參數(shù)為(N，K, A，u、,.)。
[0007]SC譯碼中，依次計(jì)算如下條件似然函數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種混合極性Polar碼的生成方法，其特征在于，包括: 獲取NXN的第一矩陣以及含N個(gè)比特的序列，其中N為要生成的混合Polar碼的碼長，所述第一矩陣的N個(gè)行一一對(duì)應(yīng)于所述序列中的所述N個(gè)比特，N為正整數(shù)； 確定所述N個(gè)比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量； 根據(jù)所述N個(gè)比特的可靠性和所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量，選擇所述N個(gè)比特中的K個(gè)比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中的K個(gè)行構(gòu)成用于編碼的KXN的第二矩陣，以按照所述信息比特的位置或者按照所述第二矩陣對(duì)待編碼的信息比特序列進(jìn)行編碼生成混合Polar碼；K為所述待編碼的信息比特序列的長度并且為不大于N的正整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述N個(gè)比特的可靠性和所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量，選擇所述N個(gè)比特中的K個(gè)比特作為信息比特，包括: 選擇所述N個(gè)比特中可靠性高且對(duì)應(yīng)的所述第一矩陣的行的重量大于第一閾值的K個(gè)比特作為所述信息比特。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述選擇所述N個(gè)比特中可靠性高且對(duì)應(yīng)的所述第一矩陣的行的重量大于第一閾值的K個(gè)比特作為信息比特，包括: 按照所述可靠性的高低對(duì)所述N個(gè)比特進(jìn)行排序； 在排序后的N個(gè)比特中，按照可靠性從高到低的順序選擇對(duì)應(yīng)的第一矩陣的行的重量大于所述第一閾值的K個(gè)比特作為所述信息比特。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述選擇所述N個(gè)比特中可靠性高且對(duì)應(yīng)的所述第一矩陣的行的重量大于第一閾值的K個(gè)比特作為信息比特，包括: 去除所述N個(gè)比特中對(duì)應(yīng)的第一矩陣的行的重量小于或等于所述第一閾值的比特，得到剩余比特； 按照所述剩余比特的可靠性的高低對(duì)所述剩余比特進(jìn)行排序； 在排序后的剩余比特中，按照可靠性從高到低的順序選擇K個(gè)比特作為所述信息比特。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述N個(gè)比特的可靠性和所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量，選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中的K個(gè)行構(gòu)成用于編碼的KXN的第二矩陣，包括: 選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中對(duì)應(yīng)的比特可靠性高且行的重量大于第一閾值的K個(gè)行構(gòu)成所述第二矩陣。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中對(duì)應(yīng)的比特可靠性高且行的重量大于第一閾值的K個(gè)行構(gòu)成所述第二矩陣，包括: 按照對(duì)應(yīng)的比特的可靠性的高低對(duì)所述第一矩陣的N個(gè)行進(jìn)行排序； 在排序后的N個(gè)行中，按照對(duì)應(yīng)的比特的可靠性從高到低的順序選擇行的重量大于所述第一閾值的K個(gè)行構(gòu)成所述第二矩陣。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中對(duì)應(yīng)的比特可靠性高且行的重量大于第一閾值的K個(gè)行構(gòu)成所述第二矩陣，包括: 去除行的重量小于或等于所述第一閾值的行，得到剩余行； 按照所述剩余行對(duì)應(yīng)的比特的可靠性的高低對(duì)所述剩余行進(jìn)行排序；在排序后的剩余行中，按照對(duì)應(yīng)的比特的可靠性從高到低的順序選擇K個(gè)行構(gòu)成所述第二矩陣。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述確定所述N個(gè)比特的可靠性，包括: 確定所述N個(gè)比特中每個(gè)比特的容量，其中容量大的比特的可靠性高；或者， 確定所述N個(gè)比特中每個(gè)比特的Bhattacharyya參數(shù),其中Bhattacharyya參數(shù)小的比特的可靠性高；或者， 確定所述N個(gè)比特中每個(gè)比特的錯(cuò)誤概率，其中錯(cuò)誤概率小的比特的可靠性高。
9.如權(quán)利要求2-8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)所述混合Polar碼的最小碼距要求，確定所述第一閾值。
10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述獲取NXN的第一矩陣，包括: 根據(jù)N的值生成所述第一矩陣；或者， 讀取預(yù)先存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)于N的值的第一矩陣。
11.如權(quán)利要求1 -9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述獲取含N個(gè)比特的序列，包括: 生成IXN的所述序列；或者， 讀取預(yù)先存儲(chǔ)的IXN的所述序列。
12.—種編碼方法，其特征在于，包括: 接收待編碼的信息比特序列，所述信息比特序列的長度為K，K為正整數(shù)； 獲取NXN的第一矩陣以及含N個(gè)比特的序列，其中N為要生成的混合Polar碼的碼長，所述第一矩陣的N個(gè)行一一對(duì)應(yīng)于所述序列中的所述N個(gè)比特，N為大于或等于K的正整數(shù)； 確定所述N個(gè)比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量； 根據(jù)所述N個(gè)比特的可靠性和所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量，選擇所述N個(gè)比特中的K個(gè)比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中的K個(gè)行構(gòu)成用于編碼的KXN的第二矩陣； 按照所述信息比特的位置或者按照所述第二矩陣對(duì)所述待編碼的信息比特序列進(jìn)行編碼，得到碼長為N的編碼比特序列。
13.—種譯碼方法，其特征在于，包括: 獲取長度為N的解調(diào)后的信號(hào)； 獲取NXN的第一矩陣以及含N個(gè)比特的序列，其中所述第一矩陣的N個(gè)行一一對(duì)應(yīng)于所述序列中的所述N個(gè)比特，N為正整數(shù)； 確定所述N個(gè)比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量； 根據(jù)所述N個(gè)比特的可靠性和所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量，選擇所述N個(gè)比特中的K個(gè)比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中的K個(gè)行構(gòu)成用于編碼的KXN的第二矩陣，K為不大于N的正整數(shù)； 按照所述信息比特的位置或者按照所述第二矩陣對(duì)所述解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
14.一種混合極性Polar碼的生成裝置，其特征在于，包括:獲取單元，用于獲取NXN的第一矩陣以及含N個(gè)比特的序列，其中N為Polar碼的碼長，所述第一矩陣的N個(gè)行一一對(duì)應(yīng)于所述序列中的所述N個(gè)比特，N為正整數(shù)； 確定單元，用于確定所述N個(gè)比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量; 選擇單元，用于根據(jù)所述N個(gè)比特的可靠性和所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量，選擇所述N個(gè)比特中的K個(gè)比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中的K個(gè)行構(gòu)成用于編碼的KXN的第二矩陣，以按照所述信息比特的位置或者按照所述第二矩陣對(duì)待編碼的信息比特序列進(jìn)行編碼生成混合Polar碼；K為待編碼的信息比特序列的長度并且為不大于N的正整數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述選擇單元具體用于選擇所述N個(gè)比特中可靠性高且對(duì)應(yīng)的所述第一矩陣的行的重量大于第一閾值的K個(gè)比特作為所述信息比特。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述選擇單元具體用于按照所述可靠性的高低對(duì)所述N個(gè)比特進(jìn)行排序；在排序后的N個(gè)比特中，按照可靠性從高到低的順序選擇對(duì)應(yīng)的第一矩陣的行的重量大于所述第一閾值的K個(gè)比特作為所述信息比特；或者， 所述選擇單元具體用于去除所述N個(gè)比特中對(duì)應(yīng)的第一矩陣的行的重量小于或等于所述第一閾值的比特，得到剩余比特；按照所述剩余比特的可靠性的高低對(duì)所述剩余比特進(jìn)行排序；在排序后的剩余比特中，按照可靠性從高到低的順序選擇K個(gè)比特作為所述信息比特。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述選擇單元具體用于選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中對(duì)應(yīng)的比特可靠性高且行的重量大于第一閾值的K個(gè)行構(gòu)成所述第二矩陣。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述選擇單元具體用于按照對(duì)應(yīng)的比特的可靠性的高低對(duì)所述第一矩陣的N個(gè)行進(jìn)行排序；在排序后的N個(gè)行中，按照對(duì)應(yīng)的比特的可靠性從高到低的順序選擇行的重量大于所述第一閾值的K個(gè)行構(gòu)成所述第二矩陣；或者， 所述選擇單元具體用于去除行的重量小于或等于所述第一閾值的行，得到剩余行；按照所述剩余行對(duì)應(yīng)的比特的可靠性的高低對(duì)所述剩余行進(jìn)行排序；在排序后的剩余行中，按照對(duì)應(yīng)的比特的可靠性從高到低的順序選擇K個(gè)行構(gòu)成所述第二矩陣。
19.如權(quán)利要求15-18任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述確定單元還用于根據(jù)所述混合Polar碼的最小碼距要求，確定所述第一閾值。
20.如權(quán)利要求14-19任一項(xiàng)所述的裝置,所述確定單元具體用于確定所述N個(gè)比特中每個(gè)比特的容量，其中容量大的比特的可靠性高；或者，確定所述N個(gè)比特中每個(gè)比特的Bhattacharyya參數(shù),其中Bhattacharyya參數(shù)小的比特的可靠性高；或者，確定所述N個(gè)比特中每個(gè)比特的錯(cuò)誤概率，其中錯(cuò)誤概率小的比特的可靠性高。
21.一種編碼裝置，其特征在于，包括: 接收單元，用于接收待編碼的信息比特序列，所述信息比特序列的長度為K，K為正整數(shù)； 獲取單元，用于獲取NXN的第一矩陣以及含N個(gè)比特的序列，其中N為碼長，所述第一矩陣的N個(gè)行一一對(duì)應(yīng)于所述序列中的所述N個(gè)比特，N為正整數(shù)；確定單元，用于確定所述N個(gè)比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量; 選擇單元，用于根據(jù)所述N個(gè)比特的可靠性和所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量，選擇所述N個(gè)比特中的K個(gè)比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中的K個(gè)行構(gòu)成用于編碼的KXN的第二矩陣；K為待編碼的信息比特序列的碼長并且為不大于N的正整數(shù)； 編碼單元，用于按照所述信息比特的位置或者按照所述第二矩陣對(duì)所述信息比特序列進(jìn)行編碼，得到碼長為N的編碼比特序列。
22.—種發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括: 如權(quán)利要求21所述的編碼裝置； 發(fā)射單元，用于發(fā)射所述編碼裝置產(chǎn)生的編碼比特序列。
23.—種譯碼裝置，其特征在于，包括: 接收單元，用于接收長度為N的解調(diào)后的信號(hào)； 獲取單元，用于獲取NXN的第一矩陣以及含N個(gè)比特的序列，其中所述第一矩陣的N個(gè)行一一對(duì)應(yīng)于所述序列中的所述N個(gè)比特，N為正整數(shù)； 確定單元，用于確定 所述N個(gè)比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量; 選擇單元，用于根據(jù)所述N個(gè)比特的可靠性和所述第一矩陣的N個(gè)行中每一行的重量，選擇所述N個(gè)比特中的K個(gè)比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個(gè)行中的K個(gè)行構(gòu)成用于編碼的KXN的第二矩陣；Κ為不大于N的正整數(shù)； 譯碼單元，用于按照所述信息比特的位置或者按照所述第二矩陣對(duì)所述解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行譯碼，得到譯碼后的信息比特序列。
24.一種接收機(jī)，其特征在于，包括: 如權(quán)利要求23所述的譯碼裝置； 解調(diào)單元，用于產(chǎn)生對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)以產(chǎn)生長度為N的解調(diào)后的信號(hào)，并將所述解調(diào)后的信號(hào)輸出至所述譯碼裝置，N為正整數(shù)。
25.—種通信系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求22所述的發(fā)射機(jī)或如權(quán)利要求24所述的接收機(jī)。
【文檔編號(hào)】H03M13/15GK103684477SQ201210356670
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月24日
【發(fā)明者】李斌, 沈暉 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司