混合極性碼的生成方法和生成裝置制造方法
【專利摘要】本發明實施例提供一種混合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個比特的序列，其中N為混合Polar碼的碼長，第一矩陣的N個行對應于該序列中的N個比特，N為正整數；確定N個比特的可靠性并確定第一矩陣的N個行的重量；根據N個比特的可靠性和第一矩陣的N個行的重量，選擇N個比特中的K個比特作為信息比特或選擇第一矩陣的K個行構成用于編碼的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信息比特序列進行編碼生成混合Polar碼；K為待編碼的信息比特序列的長度并且不大于N。本發明實施例不僅考慮可靠性，還考慮比特對應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
【技術領域】
[0001]本發明實施例涉及編解碼領域，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】
[0002]通信系統通常采用信道編碼提高數據傳輸的可靠性，保證通信的質量。Polar碼(極性碼)是可以取得香農容量且具有低編譯碼復雜度的編碼方式。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是轉置矩陣，例如比特反轉(bit reversal)矩陣。
[0004]F?n是 F 的克羅內克冪(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中的索引對應的行得到的子矩陣，Gn.(Ac)是6,.中由集合Ae中的索引對應的行得到的子矩陣。uAc是凍結(frozen)比特，其數量為(N-K)，是已知比特。為了簡單，這些凍結比特可以設為O。
[0005]Polar碼的譯碼可以用SC (successive-cancellation,連續消除)譯碼,其過程如下:
[0006]考慮一種Polar 碼,其參數為(N，K, A，u、,.)。
[0007]SC譯碼中，依次計算如下條件似然函數:
【權利要求】
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個行一一對應于所述序列中的所述N個比特，N為正整數； 確定所述N個比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個行中每一行的重量； 根據所述N個比特的可靠性和所述第一矩陣的N個行中每一行的重量，選擇所述N個比特中的K個比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個行中的K個行構成用于編碼的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待編碼的信息比特序列進行編碼生成混合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。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述N個比特的可靠性和所述第一矩陣的N個行中每一行的重量，選擇所述N個比特中的K個比特作為信息比特，包括: 選擇所述N個比特中可靠性高且對應的所述第一矩陣的行的重量大于第一閾值的K個比特作為所述信息比特。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述選擇所述N個比特中可靠性高且對應的所述第一矩陣的行的重量大于第一閾值的K個比特作為信息比特，包括: 按照所述可靠性的高低對所述N個比特進行排序； 在排序后的N個比特中，按照可靠性從高到低的順序選擇對應的第一矩陣的行的重量大于所述第一閾值的K個比特作為所述信息比特。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述選擇所述N個比特中可靠性高且對應的所述第一矩陣的行的重量大于第一閾值的K個比特作為信息比特，包括: 去除所述N個比特中對應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所述剩余比特進行排序； 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個比特作為所述信息比特。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述N個比特的可靠性和所述第一矩陣的N個行中每一行的重量，選擇所述第一矩陣的N個行中的K個行構成用于編碼的KXN的第二矩陣，包括: 選擇所述第一矩陣的N個行中對應的比特可靠性高且行的重量大于第一閾值的K個行構成所述第二矩陣。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述選擇所述第一矩陣的N個行中對應的比特可靠性高且行的重量大于第一閾值的K個行構成所述第二矩陣，包括: 按照對應的比特的可靠性的高低對所述第一矩陣的N個行進行排序； 在排序后的N個行中，按照對應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個行構成所述第二矩陣。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述選擇所述第一矩陣的N個行中對應的比特可靠性高且行的重量大于第一閾值的K個行構成所述第二矩陣，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； 按照所述剩余行對應的比特的可靠性的高低對所述剩余行進行排序；在排序后的剩余行中，按照對應的比特的可靠性從高到低的順序選擇K個行構成所述第二矩陣。
8.如權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述確定所述N個比特的可靠性，包括: 確定所述N個比特中每個比特的容量，其中容量大的比特的可靠性高；或者， 確定所述N個比特中每個比特的Bhattacharyya參數,其中Bhattacharyya參數小的比特的可靠性高；或者， 確定所述N個比特中每個比特的錯誤概率，其中錯誤概率小的比特的可靠性高。
9.如權利要求2-8任一項所述的方法，其特征在于，還包括: 根據所述混合Polar碼的最小碼距要求，確定所述第一閾值。
10.如權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，所述獲取NXN的第一矩陣，包括: 根據N的值生成所述第一矩陣；或者， 讀取預先存儲的對應于N的值的第一矩陣。
11.如權利要求1 -9任一項所述的方法，其特征在于，所述獲取含N個比特的序列，包括: 生成IXN的所述序列；或者， 讀取預先存儲的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； 獲取NXN的第一矩陣以及含N個比特的序列，其中N為要生成的混合Polar碼的碼長，所述第一矩陣的N個行一一對應于所述序列中的所述N個比特，N為大于或等于K的正整數； 確定所述N個比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個行中每一行的重量； 根據所述N個比特的可靠性和所述第一矩陣的N個行中每一行的重量，選擇所述N個比特中的K個比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個行中的K個行構成用于編碼的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所述待編碼的信息比特序列進行編碼，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的解調后的信號； 獲取NXN的第一矩陣以及含N個比特的序列，其中所述第一矩陣的N個行一一對應于所述序列中的所述N個比特，N為正整數； 確定所述N個比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個行中每一行的重量； 根據所述N個比特的可靠性和所述第一矩陣的N個行中每一行的重量，選擇所述N個比特中的K個比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個行中的K個行構成用于編碼的KXN的第二矩陣，K為不大于N的正整數； 按照所述信息比特的位置或者按照所述第二矩陣對所述解調后的信號進行譯碼。
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個比特的序列，其中N為Polar碼的碼長，所述第一矩陣的N個行一一對應于所述序列中的所述N個比特，N為正整數； 確定單元，用于確定所述N個比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個行中每一行的重量; 選擇單元，用于根據所述N個比特的可靠性和所述第一矩陣的N個行中每一行的重量，選擇所述N個比特中的K個比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個行中的K個行構成用于編碼的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待編碼的信息比特序列進行編碼生成混合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。
15.如權利要求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個比特中可靠性高且對應的所述第一矩陣的行的重量大于第一閾值的K個比特作為所述信息比特。
16.如權利要求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所述N個比特進行排序；在排序后的N個比特中，按照可靠性從高到低的順序選擇對應的第一矩陣的行的重量大于所述第一閾值的K個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個比特中對應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所述剩余比特進行排序；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個比特作為所述信息比特。
17.如權利要求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個行中對應的比特可靠性高且行的重量大于第一閾值的K個行構成所述第二矩陣。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述選擇單元具體用于按照對應的比特的可靠性的高低對所述第一矩陣的N個行進行排序；在排序后的N個行中，按照對應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個行構成所述第二矩陣；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；按照所述剩余行對應的比特的可靠性的高低對所述剩余行進行排序；在排序后的剩余行中，按照對應的比特的可靠性從高到低的順序選擇K個行構成所述第二矩陣。
19.如權利要求15-18任一項所述的裝置，其特征在于，所述確定單元還用于根據所述混合Polar碼的最小碼距要求，確定所述第一閾值。
20.如權利要求14-19任一項所述的裝置,所述確定單元具體用于確定所述N個比特中每個比特的容量，其中容量大的比特的可靠性高；或者，確定所述N個比特中每個比特的Bhattacharyya參數,其中Bhattacharyya參數小的比特的可靠性高；或者，確定所述N個比特中每個比特的錯誤概率，其中錯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； 獲取單元，用于獲取NXN的第一矩陣以及含N個比特的序列，其中N為碼長，所述第一矩陣的N個行一一對應于所述序列中的所述N個比特，N為正整數；確定單元，用于確定所述N個比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個行中每一行的重量; 選擇單元，用于根據所述N個比特的可靠性和所述第一矩陣的N個行中每一行的重量，選擇所述N個比特中的K個比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個行中的K個行構成用于編碼的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； 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所述信息比特序列進行編碼，得到碼長為N的編碼比特序列。
22.—種發射機，其特征在于，包括: 如權利要求21所述的編碼裝置； 發射單元，用于發射所述編碼裝置產生的編碼比特序列。
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的解調后的信號； 獲取單元，用于獲取NXN的第一矩陣以及含N個比特的序列，其中所述第一矩陣的N個行一一對應于所述序列中的所述N個比特，N為正整數； 確定單元，用于確定 所述N個比特的可靠性，并確定所述第一矩陣的N個行中每一行的重量; 選擇單元，用于根據所述N個比特的可靠性和所述第一矩陣的N個行中每一行的重量，選擇所述N個比特中的K個比特作為信息比特，或者選擇所述第一矩陣的N個行中的K個行構成用于編碼的KXN的第二矩陣；Κ為不大于N的正整數； 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所述解調后的信號進行譯碼，得到譯碼后的信息比特序列。
24.一種接收機，其特征在于，包括: 如權利要求23所述的譯碼裝置； 解調單元，用于產生對所接收的信號進行解調以產生長度為N的解調后的信號，并將所述解調后的信號輸出至所述譯碼裝置，N為正整數。
25.—種通信系統，其特征在于，包括如權利要求22所述的發射機或如權利要求24所述的接收機。
【文檔編號】H03M13/15GK103684477SQ201210356670
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月24日 優先權日:2012年9月24日
【發明者】李斌, 沈暉 申請人:華為技術有限公司