CN105164956B - Polar码的速率匹配方法和设备、无线通信装置 - Google Patents

Polar码的速率匹配方法和设备、无线通信装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种Polar码的速率匹配方法和设备、无线通信装置，其中方法包括：针对编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个打孔位置集合指示的打孔位置互不完全相同；对于每种打孔位置集合，确定应用所述打孔位置集合时传输所述Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，所述错误概率之和称为所述打孔位置集合对应的误帧率上界；在所述多种待选的打孔位置集合中，选择对应的所述误帧率上界最小的所述打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。本发明提高了Polar码的HARQ传输性能。

Description

Polar码的速率匹配方法和设备、无线通信装置
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种Polar码的速率匹配方法和设备、无线通信装置。
背景技术
通信系统通常采用信道编码提高数据传输的可靠性，进而保证通信质量。近来Arikan提出的Polar码是第一个理论上证明可以取得香农容量且具有低编译码复杂度的好码。待传输的数据经过Polar码编码后，可以通过混合自动重传(Hybrid Automatic RepeatRequest，简称：HARQ)方式进行传输；在对Polar码编码的数据进行HARQ传输时，为了适应信道的传输特点和需求，需要进行打孔传输，即舍弃掉一部分Polar码数据，但不影响整体传输数据的接收。现有技术中，对于HARQ的打孔方式通常采用随机打孔，即对于需要打孔的位置随机产生，比如，Polar码的码长是16，需要的打孔数是6，则是在这16个位置随机的选择6个位置打孔。
但是实践发现，这种随机打孔的HARQ传输方案使得Polar码的传输性能较低，传输后的Polar码的误帧率较高，影响了Polar码的质量。
发明内容
本发明提供一种Polar码的速率匹配方法和设备、无线通信装置，以提高Polar码的HARQ传输性能。
第一方面，提供一种Polar码的速率匹配方法，所述方法包括：
针对编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个所述打孔位置集合指示的所述打孔位置互不完全相同；
对于每种所述打孔位置集合，确定应用所述打孔位置集合时传输所述Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，所述错误概率之和称为所述打孔位置集合对应的误帧率上界；
在所述多种待选的打孔位置集合中，选择对应的所述误帧率上界最小的所述打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述确定应用所述打孔位置集合时传输所述Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，包括：对所述Polar码中的每个码符号位置，进行所述码符号位置对应的对数似然比均值的初始化，得到对数似然比均值初始值；在所述对数似然比均值初始值的基础上，进行所述对数似然比均值的递归更新；根据更新后的所述对数似然比均值，得到传输所述Polar码的第i个比特信道的错误概率，所述i大于等于1小于等于n，所述n是所述Polar码的码长；将各比特信道的错误概率相加得到所述错误概率之和。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述进行所述对数似然函数的均值的递归更新，包括：
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述得到传输所述Polar码的第i个比特信道的错误概率，包括：
结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配，包括：高码率的打孔位置包含低码率的打孔位置。
结合第一方面至第一方面的第四种可能的实现方式中的任一种，在第五种可能的实现方式中，所述Polar码的码长为n，所述确定多种待选的打孔位置集合包括：每种所述打孔位置集合中指示的p个打孔位置是从所述n个码中任意选择得到，p小于n。
第二方面，提供一种Polar码的速率匹配设备，所述设备包括：
待选单元，用于针对编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个所述打孔位置集合指示的所述打孔位置互不完全相同；
处理单元，用于对于每种所述打孔位置集合，确定应用所述打孔位置集合时传输所述Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，所述错误概率之和称为所述打孔位置集合对应的误帧率上界；
选择单元，用于在所述多种待选的打孔位置集合中，选择对应的所述误帧率上界最小的所述打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述处理单元，包括：
初始化子单元，用于对所述Polar码中的每个码符号位置，进行所述码符号位置对应的对数似然比值的初始化，得到对数似然比均值初始值；
更新子单元，用于在所述对数似然比均值初始值的基础上，进行所述对数似然比均值的递归更新；
计算子单元，用于根据更新后的所述对数似然比均值，得到传输所述Polar码的第i个比特信道的错误概率，所述i大于等于1小于等于n，所述n是所述Polar码的码长；
相加子单元，用于将各比特信道的错误概率相加得到所述错误概率之和。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述更新子单元，具体用于按照如下公式进行更新：
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述相加子单元具体按照如下公式进行处理：
结合第二方面，在第四种可能的实现方式中，所述选择单元，具体用于在根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配时，高码率的打孔位置包含低码率的打孔位置。
结合第二方面至第二方面的第四种可能的实现方式中的任一种，在第五种可能的实现方式中，所述待选单元，在用于确定多种待选的打孔位置集合时，具体是每种所述打孔位置集合中指示的p个打孔位置是从n个码中任意选择得到，p小于n，所述n是所述Polar码的码长。
第三方面，提供一种无线通信装置，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于保存执行以下操作的指令：
针对编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个所述打孔位置集合指示的所述打孔位置互不完全相同；
对于每种所述打孔位置集合，确定应用所述打孔位置集合时传输所述Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，所述错误概率之和称为所述打孔位置集合对应的误帧率上界；
在所述多种待选的打孔位置集合中，选择对应的所述误帧率上界最小的所述打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配；
所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行在所述存储器中保存的指令。
本发明提供的Polar码的速率匹配方法和设备、无线通信装置的技术效果是：通过对于多种排列组合的打孔方案进行比较，从中选取误帧率上界最小的方案作为选定的打孔方案，相比于现有技术中的随机打孔的方式，能够降低误帧率，提高了Polar码的HARQ传输性能。
附图说明
图1为本发明Polar码的速率匹配方法实施例应用的无线通信系统一；
图2为本发明Polar码的速率匹配方法实施例的应用系统二；
图3为本发明Polar码的速率匹配方法一实施例的流程示意图；
图4为本发明Polar码的速率匹配方法另一实施例的流程示意图；
图5是本发明Polar码的速率匹配方法另一实施例的接入终端示意图；
图6为本发明Polar码的速率匹配方法实施例的应用系统三；
图7为本发明Polar码的速率匹配方法实施例的应用系统四；
图8为本发明Polar码的速率匹配设备一实施例的结构示意图；
图9为本发明Polar码的速率匹配设备另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在参照附图描述多个实施例，其中用相同的附图标记指示本文中的相同元件。在下面的描述中，为便于解释，给出了大量具体细节，以便提供对一个或多个实施例的全面理解。然而，很明显，也可以不用这些具体细节来实现所述实施例。在其它例子中，以方框图形式示出公知结构和设备，以便于描述一个或多个实施例。
在本说明书中使用的术语"部件"、"模块"、"系统"等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中，部件可位于一个计算机上和/或分布在2个或更多个计算机之间。此外，这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的二个部件的数据，例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。
此外，结合接入终端描述了各个实施例。接入终端也可以称为系统、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、用户装置或用户设备(田)。接入终端可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(SIP)电话、无线本地环路(WLL)站、个人数字处理(PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。此外，结合基站描述了各个实施例。基站可用于与移动设备通信，并且还可称为接入点、节点B、eNodeB或某些其它术语。
此外，本发明的各个方面或特征可以实现成方法、装置或使用标准编程和/或工程技术的制品。本申请中使用的术语"制品"涵盖可从任何计算机可读器件、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括，但不限于:磁存储器件(例如，硬盘、软盘、磁带等)，光盘(例如，压缩盘(CD)、数字通用盘(DVD)等)，智能卡和闪存器件(例如，EPROM、卡、棒、钥匙驱动器等〉。另外，本文描述的各种存储介质可代表用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语"机器可读介质"可包括但不限于，无线信道和能够存储、包含和/或承载指令和/或数据的各种其它介质。
现在，参照图1，图1为本发明Polar码的速率匹配方法实施例应用的无线通信系统一，其示出了根据本文所述的各个实施例的无线通信系统100。系统100包括基站102，后者可包括多个天线组。例如，一个天线组可包括天线104和106，另一个天线组可包括天线108和110，附加组可包括天线112和114。对于每个天线组示出2个天线，然而可对于每个组使用更多或更少的天线。基站102可附加地包括发射机链和接收机链，本领域普通技术人员可以理解，它们均可包括与信号发送和接收相关的多个部件(例如处理器、调制器、复用器、解调器、解复用器、天线等)。
基站102可以与一个或多个接入终端(例如接入终端116和接入终端122)通信；然而，可以理解，基站102可以与类似于接入终端116和122的基本上任意数目的接入终端通信。接入终端116和122可以是例如蜂窝电话、智能电话、便携式电脑、手持通信设备、手持计算设备、卫星无线电装置、全球定位系统、PDA和/或用于在无线通信系统100上通信的任意其它适合设备。如图1所示，接入终端116与天线112和114通信，其中天线112和114通过前向链路118向接入终端116发送信息，并通过反向链路120从接入终端116接收信息。此外，接入终端122与天线104和106通信，其中夭线104和106通过前向链路124向接入终端122发送信息，并通过反向链路126从接入终端122接收信息。在频分双工(FDD)系统中，例如，前向链路118可利用与反向链路120所使用的不同频带，前向链路124可利用与反向链路126所使用的不同频带。此外，在时分双工(TDD)系统中，前向链路118和反向链路120可使用共同频带，前向链路124和反向链路126可使用共同频带。
被设计用于通信的每组天线和/或区域称为基站102的扇区。例如，可将天线组设计为与基站102覆盖区域的扇区中的接入终端通信。在通过前向链路118和124的通信中，基站102的发射天线可利用波束成形来改善针对接入终端116和122的前向链路118和124的信噪比。此外，与基站通过单个天线向它所有的接入终端发送相比，在基站102利用波束成形向相关覆盖区域中随机分散的接入终端116和122发送时，相邻小区中的移动设备会受到较少的干扰。
在给定时间，基站102、接入终端116和/或接入终端122可以是发送无线通信装置和/或接收无线通信装置。当发送数据时，发送无线通信装置可对数据进行编码以用于传输。具体地，发送无线通信装置可具有(例如生成、获得、在存储器中保存等)要通过信道发送至接收无线通信装置的一定数目的信息比特。这种信息比特可包含在数据的传输块(或多个传输块)中，其可被分段以产生多个代码块。此外，发送无线通信装置可使用Polar码编码器(未示出)来对每个代码块编码。
本发明实施例为了提高Polar码的HARQ传输性能，提出了一种在HARQ传输的打孔位置计算方法。该的HARQ打孔，是指的在对Polar码编码的数据进行传输之前，为了适应传输信道的需求，舍弃一部分Polar码数据不进行传输的方式，该HARQ打孔的概念是常规技术，不再过多阐述；本发明实施例提供的是如何确定打孔位置，比如对待传输的数据编码后的Polar码的码长是n，根据传输信道的需求，所需要的打孔数量是p，那么如何从n种选择p个打孔位置，是以下的本发明实施例的说明重点。
现在转到图2，图2为本发明Polar码的速率匹配方法实施例的应用系统二，其示出了在无线通信环境中利用基于循环缓冲器的算法执行速率匹配的系统200。系统200包括无线通信装置202，该无线通信装置202被显示为经由信道发送数据。尽管示出为发送数据，但无线通信装置202还可经由信道接收数据(例如无线通信装置202可同时发送和接收数据，无线通信装置202可以在不同时刻发送和接收数据，或其组合等)。无线通信装置202例如可以是基站(例如图1的基站102等)、接入终端(例如图1的接入终端116、图1的接入终端122等)等。
无线通信装置202可包括Polar码编码器204，速率匹配装置205和发射机206。
其中，Polar码编码器204用于对要从无线通信装置202传送的数据进行编码。
速率匹配装置205，用于针对polar码编码器204输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个该打孔位置集合指示的该打孔位置互不完全相同；对于每种该打孔位置集合，确定应用该打孔位置集合时传输该Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，该错误概率之和称为该打孔位置集合对应的误帧率上界；在该多种待选的打孔位置集合中，选择对应的该误帧率上界最小的该打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据该选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
此外，发射机206可随后在信道上传送经过速率匹配装置205处理后的数据。例如，发射机206可以将相关数据发送到其它不同的无线通信装置(未示出)。
图3为本发明Polar码的速率匹配方法一实施例的流程示意图，该方法可以是位于数据发送端的Polar码的速率匹配设备所执行，也就是图2中示出的速率匹配装置205所执行；并且，本实施例假设是应用于数据编码后的Polar码的码长是n，需要的打孔数量是p(p小于n)的速率匹配场景。如图3所示，该方法可以包括：
301、针对码长为n的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，每种该打孔位置集合中指示的p个打孔位置是从该n个码中任意选择得到。
本文提到的打孔位置集合并不限制其记录的形式，可以是表格，可以是字符串等等的信息承载形式，还可以用打孔指示向量表示，如(11100000….0000)，其中0表示打孔，1表示不打孔。
其中，从n中任意选择p，可以有多种排列组合的方案，共有Cnp种方案；比如假设n等于5，p等于3，那么从5个位置任意选择3个位置也是有多种选择方案的。
对于任意两种方案，其选择的打孔位置是互不相同的，本发明实施例将每一种选择方案对应的打孔位置的组合称为打孔位置集合，每个打孔位置集合中包括该方案所选择的p个打孔位置，并且任意两个该打孔位置集合指示的该打孔位置互不完全相同。
302、对于每种该打孔位置集合，确定应用该打孔位置集合时传输该Polar码的信息比特的所有信息比特中各比特信道的错误概率之和。
其中，本实施例会将301中确定的多种待选的打孔位置集合对应的方案进行比较，比较的方式例如是确定每种方案的打孔位置集合对应的所有信息比特的比特信道的错误概率之和；并且本实施例将该错误概率之和称为误帧率上界，可以用FER_UpperBound表示。
举例如下，传输Polar码的信息比特的比特信道共有k个，那么本实施例对应每个打孔位置集合的方案，都会计算出按照这种方案进行打孔时，第i个比特信道的错误概率(第i个比特信道是k个比特信道中的其中任意一个)，并将所有的比特信道的错误概率相加，得到误帧率上界。
303、在该多种待选的打孔位置集合中，选择对应的该误帧率上界最小的该打孔位置集合，作为选定打孔位置集合。
其中，本实施例会选择对应的误帧率上界最小的打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，也就是说，在该选定打孔位置集合对应的打孔位置进行打孔，得到的HARQ性能是最高的。
304、在该选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
本实施例的Polar码的速率匹配方法，通过对于多种排列组合的打孔方案进行比较，从中选取误帧率上界最小的方案作为选定的打孔方案，相比于现有技术中的随机打孔的方式，能够降低误帧率，提高了Polar码的HARQ传输性能。
图4为本发明Polar码的速率匹配方法另一实施例的流程示意图，本实施例对Polar码的速率匹配方法进行更加详细的说明，如图4所示，该方法可以包括：
401、确定多种待选的打孔位置集合，每种该打孔位置集合中指示的打孔位置是从该n中任意选择p得到。
其中，从n中任意选择p，可以有多种排列组合的方案，共有种方案。
接着，对于每种该打孔位置集合，确定该打孔位置集合对应的传输该Polar码的所有信息比特的比特信道的错误概率之和，具体是执行如下的402～405；
402、对该Polar码中的每个码符号的位置(Polar码共有n个码符号位置)，进行该码符号的位置对应的对数似然比的均值的初始化，得到对数似然比均值初始值。
其中，可以按照如下方法进行初始化，得到对数似然比的均值初始化值
令：
其中，1<i<n；其中：E表示求平均，y为接收信号。
403、在该对数似然比均值初始值的基础上，进行该对数似然比均值的递归更新。
其中，本实施例在对概率密度均值进行更新时，是按照和串行取消SC译码相同的顺序和结构进行更新，是基于高斯近似的理论假设。具体的，可以采用SC译码的标准LLR更新公式进行更新：
可以用L域和G域的卷积重新描述如下：
其中:L域和G域可以参考书籍“Modern Coding Theory”作者：Tom Richardson,Ruediger Urbanke。
因为应用密度演化每个节点更新需要计算多维卷积，此维度等于量化的间隔数，通常对应码长比较高的情况下量化的间隔数比较高，因此整个复杂度比较高。而本实施例基于高斯近似，高斯近似假设上述过程中的概率密度的分布是高斯的，以此没有必要作多维的卷积，只需要做一维的卷积。
高斯近似的方法如下：
可以证明概率密度服从如下高斯分布：
利用高斯近似，对数似然比均值的递推规则如下：
基于上述的高斯近似理论，得到对数似然比的均值的更新规则如下：
404、根据更新后的该对数似然比均值，得到传输该Polar码的所有比特信道的第i个比特信道的错误概率。
其中，按照如下公式得到该第i个比特信道的错误概率：
其中Q为Q函数；
405、将所有的信息比特的比特信道的错误概率相加得到该错误概率之和。
其中，
这个公式就是第j种打孔位置集合(PuncMode(j)即表示该第j种打孔方案)对应的所有比特信道的错误概率之和，其中的对于每种方案的打孔位置集合，都通过执行上述402-405，得到对应的FER_UpperBound。
406、在该多种待选的打孔位置集合中，选择对应的该误帧率上界最小的该打孔位置集合，作为选定打孔位置集合。
其中，在对所有的打孔方案都计算出上述的FER_UpperBound之后，最终的打孔方案按照如下原则选择：
即选择的是误帧率上界最小的打孔位置集合。
407、在该选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
其中，在该选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配即打孔，包括：高码率的打孔位置包含低码率的打孔位置。
例如，假设Polar码的码长是n，信息比特数是k，码率是R1，打孔数量是p1，则该R1＝k/(n-p1)；若打孔数量是p2，则码率R2＝k/(n-p2)，其中的码率R2<R1，这种情况下，打孔数量p1对应的打孔位置包含打孔数量p2对应的打孔位置，即
图5是本发明Polar码的速率匹配方法另一实施例的接入终端示意图，其示出了在无线通信系统中有助于执行前述速率匹配方法的接入终端700的示图。接入终端700包括接收机702，接收机702用于从例如接收天线(未示出)接收信号，并对所接收的信号执行典型的动作(例如过滤、放大、下变频等)，并对调节后的信号进行数字化以获得采样。接收机702可以是例如MMSE接收机。接入终端700还可包括解调器704，解调器704可用于解调所接收的符号并将它们提供至处理器706用于信道估计。处理器706可以是专用于分析由接收机702接收的信息和/或生成由发射机716发送的信息的处理器、用于控制接入终端700的一个或多个部件的处理器、和/或用于分析由接收机702接收的信息、生成由发射机716发送的信息并控制接入终端700的一个或多个部件的控制器。
接入终端700可以另外包括存储器708，后者可操作地耦合至处理器706，并存储以下数据:要发送的数据、接收的数据以及与执行本文该的各种动作和功能相关的任意其它适合信息。存储器708可附加地存储速率匹配相关的协议和/或算法。
可以理解，本文描述的数据存储装置(例如存储器708)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。通过示例但不是限制性的，非易失性存储器可包括:只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括:随机存取存储器(RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率RAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、SynchlinkDRAM(SLDRAM)和直接内存总线RAM(DR RAM)。本文描述的系统和方法的存储器708旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
实际的应用中，接收机702还可以耦合至速率匹配设备710，它们可基本类似于图2的速率匹配装置205。此外，尽管没有示出，但是可理解，接入终端700可包括:polar码编码器，其基本类似于图2的polar码编码器204；速率匹配设备710，其基本类似于图2的速率匹配装置205。速率匹配设备710，可以用于针对polar码编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个该打孔位置集合指示的该打孔位置互不完全相同；对于每种该打孔位置集合，确定应用该打孔位置集合时传输该Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，该错误概率之和称为该打孔位置集合对应的误帧率上界；在该多种待选的打孔位置集合中，选择对应的该误帧率上界最小的该打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据该选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
接入终端700还包括调制器714和发射机716，该发射机716用于向例如基站、另一接入终端等发送信号。尽管示出与处理器706分离，但是可以理解，速率匹配设备710和/或调制器714可以是处理器706或多个处理器(未示出)的一部分。
图6为本发明Polar码的速率匹配方法实施例的应用系统三，其是在无线通信环境中有执行前述polar码速率匹配方法的系统800的示图。系统800包括基站802(例如接入点)，基站802具有通过多个接收天线806从一个或多个接入终端804接收信号的接收机810，以及通过发射天线808向一个或多个接入终端804发射信号的发射机824。接收机810可以从接收天线806接收信息，并且可操作地关联至对接收信息进行解调的解调器812。通过相对于图5描述的处理器类似的处理器814来分析所解调的符号，该处理器连接至存储器816，该存储器816用于存储要发送至接入终端804(或不同的基站(未示出))的数据或从接入终端804(或不同的基站(未示出))接收的数据和/或与执行本文该的各个动作和功能相关的任意其它适合信息。处理器814还可耦合至速率匹配装置820，该速率匹配装置820可以采用整体比特信道的误帧率最小的打孔位置进行速率匹配。例如，可以确定多种待选的打孔位置集合，对于每种该打孔位置集合，确定应用该打孔位置集合时传输该Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和；选择对应的该误帧率上界最小的该打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据该选定打孔位置集合中指示的打孔位置进行速率匹配。
此外，尽管没有示出，但是可理解，基站802可包括polar码编码器，其基本类似于图2的polar码编码器204。调制器822可以对帧进行复用以用于发射机826通过天线808发送到接入终端8040尽管示出为与处理器814分离，但是可以理解，速率匹配装置820和/或调制器822可以是处理器814或多个处理器(未示出)的一部分。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请该功能的其它电子单元或其组合中。
当在软件、固件、中间件或微码、程序代码或代码段中实现实施例时，它们可存储在例如存储部件的机器可读介质中。代码段可表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件分组、类、或指令、数据结构或程序语句的任意组合。代码段可通过传送和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容来稿合至另一代码段或硬件电路。可使用包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任意适合方式来传递、转发或发送信息、自变量、参数、数据等。
对于软件实现，可通过执行本文该功能的模块(例如过程、函数等〉来实现本文该的技术。软件代码可存储在存储器单元中并通过处理器执行。存储器单元可以在处理器中或在处理器外部实现，在后一种情况下存储器单元可经由本领域己知的各种手段以通信方式耦合至处理器。
参照图7，图7为本发明Polar码的速率匹配方法实施例的应用系统四，其示出在无线通信环境中能够使用速率匹配方法的系统1000。例如，系统1000可至少部分地驻留在基站中。根据另一示例，系统1000可至少部分地驻留在接入终端中。应理解的是，系统1000可表示为包括功能框，其可以是表示由处理器、软件或其组合(例如固件〉实现的功能的功能框。系统1000包括具有联合操作的电子部件的逻辑组1002。例如，逻辑组1002可包括待选单元81、处理单元82和选择单元83；其中，
待选单元81，用于针对编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个该打孔位置集合指示的该打孔位置互不完全相同；
处理单元82，用于对于每种该打孔位置集合，确定应用该打孔位置集合时传输该Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，该错误概率之和称为该打孔位置集合对应的误帧率上界；
选择单元83，用于在该多种待选的打孔位置集合中，选择对应的该误帧率上界最小的该打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据该选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
此外，系统1000可包括存储器1012，后者保存用于执行与电子部件待选单元81、处理单元82和选择单元83相关的功能的指令。尽管示出为在存储器1012的外部，但是可理解，电子部件待选单元81、处理单元82和选择单元83中的一个或多个可存在于存储器1012中。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述这些实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，这些实施例可以做进一步的结合和变换。因此，本申请中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和保护范围内的所有改变、修改和变形。此外，就说明书或权利要求书中使用的"包含"一词而言，该词的涵盖方式类似于"包括"一词，就如同"包括"一词在权利要求中用作衔接词所解释的那样。
图8为本发明Polar码的速率匹配设备一实施例的结构示意图，该设备应用于Polar码的码长是n，需要的打孔数量是p的打孔场景，p小于n；该设备可以执行本发明任意实施例的方法，如图9所示，该Polar码的速率匹配设备可以包括：待选单元81、处理单元82和选择单元83；其中，
待选单元81，用于针对编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个该打孔位置集合指示的该打孔位置互不完全相同；
处理单元82，用于对于每种该打孔位置集合，确定应用该打孔位置集合时传输该Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，该错误概率之和称为该打孔位置集合对应的误帧率上界；
选择单元83，用于在该多种待选的打孔位置集合中，选择对应的该误帧率上界最小的该打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据该选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
图9为本发明Polar码的速率匹配设备另一实施例的结构示意图，如图9所示，在图8所示结构的基础上，该设备中的处理单元82可以包括：初始化子单元821、更新子单元822、计算子单元823和相加子单元824；其中，
初始化子单元821，用于对该Polar码中的每个码符号位置，进行该码符号位置对应的对数似然比均值的初始化，得到对数似然比均值初始值；
更新子单元822，用于在该对数似然比均值初始值的基础上，对于从1至n的每个该比特信道，进行该对数似然比均值的递归更新；
计算子单元823，用于根据更新后的该对数似然比均值，得到传输该Polar码的第i个比特信道的错误概率，该i大于等于1小于等于n；
相加子单元824，用于将各比特信道的错误概率相加得到该错误概率之和。
进一步的，更新子单元822，具体用于按照如下公式进行更新：
进一步的，该相加子单元824具体按照如下公式进行处理：
进一步的，该选择单元83，具体用于在该选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行打孔时，高码率的打孔位置包含低码率的打孔位置。
进一步的，待选单元81，在用于确定多种待选的打孔位置集合时，具体是每种所述打孔位置集合中指示的p个打孔位置是从n个码中任意选择得到，p小于n，所述n是所述Polar码的码长。
本发明实施例的Polar码的速率匹配方法及相关装置，可以明显改善Polar码的HARQ的性能，以Polar码的码长n是16，信息比特数k是5，打孔数量p是6为例，Polar码的译码采用SC译码；如果以误码率(Bit Error Rate，简称：BER)来评价HARQ性能，采用本发明实施例的方案(即Proposed Bound-based punc)比随机打孔的方案(即rand punc)，在BER＝10-3的条件下改善了1.5dB。
同样以Polar码的码长n是16，信息比特数k是5，打孔数量p是6为例，Polar码的译码采用SC译码；如果以误帧率(Frame Error Rate，简称：FER)来评价HARQ性能，，采用本发明实施例的方案(即Proposed Bound-based punc)比随机打孔的方案(即rand punc)，在FER＝10-2的条件下改善了1dB。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本专利所提出的Polar码的速率匹配方法和设备可以应用于基站，终端，Wifi的AP，Wifi终端，Relay站等(但不限于)通信设备。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种Polar码的速率匹配方法，所述方法包括：
针对编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个所述打孔位置集合指示的所述打孔位置互不完全相同；
对于每种所述打孔位置集合，确定应用所述打孔位置集合时传输所述Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，所述错误概率之和称为所述打孔位置集合对应的误帧率上界；
在所述多种待选的打孔位置集合中，选择对应的所述误帧率上界最小的所述打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
2.根据权利要求1所述的方法，所述确定应用所述打孔位置集合时传输所述Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，包括：
对所述Polar码中的每个码符号位置，进行所述码符号位置对应的对数似然比的均值的初始化，得到对数似然比均值初始值；
在所述对数似然比均值初始值的基础上，进行所述对数似然比均值的递归更新；
根据更新后的所述对数似然比均值，得到传输所述Polar码的第i个比特信道的错误概率，所述i大于等于1小于等于n，所述n是所述Polar码的码长；
将各比特信道的错误概率相加得到所述错误概率之和。
3.根据权利要求2所述的方法，所述得到传输所述Polar码的第i个比特信道的错误概率pi，包括：
其中Q为Q函数，PuncMode(j)表示第j种打孔方案，
4.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配，包括：
高码率的打孔位置包含低码率的打孔位置。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，
所述Polar码的码长为n，所述确定多种待选的打孔位置集合包括：每种所述打孔位置集合中指示的p个打孔位置是从所述n个码中任意选择得到，p小于n。
6.一种Polar码的速率匹配设备，所述设备包括：
待选单元，用于针对编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个所述打孔位置集合指示的所述打孔位置互不完全相同；
处理单元，用于对于每种所述打孔位置集合，确定应用所述打孔位置集合时传输所述Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，所述错误概率之和称为所述打孔位置集合对应的误帧率上界；
选择单元，用于在所述多种待选的打孔位置集合中，选择对应的所述误帧率上界最小的所述打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配。
7.根据权利要求6所述的设备，所述处理单元，包括：
初始化子单元，用于对所述Polar码中的每个码符号位置，进行所述码符号位置对应的对数似然比均值的初始化，得到概率密度均值初始值；
更新子单元，用于在所述对数似然比均值初始值的基础上，进行所述对数似然比均值的递归更新；
计算子单元，用于根据更新后的所述对数似然比均值，得到传输所述Polar码的第i个比特信道的错误概率，所述i大于等于1小于等于n，所述n是所述Polar码的码长；
相加子单元，用于将各比特信道的错误概率相加得到所述错误概率之和。
8.根据权利要求7所述的设备，所述相加子单元具体按照如下公式进行处理：
其中pi为传输所述Polar码的第i个比特信道的错误概率，Q为Q函数，PuncMode(j)表示第j种打孔方案，
9.根据权利要求6所述的设备，所述选择单元，具体用于在根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配时，高码率的打孔位置包含低码率的打孔位置。
10.根据权利要求6-9任一所述的设备，
所述待选单元，在用于确定多种待选的打孔位置集合时，具体是每种所述打孔位置集合中指示的p个打孔位置是从n个码中任意选择得到，p小于n，所述n是所述Polar码的码长。
11.一种无线通信装置，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于保存执行以下操作的指令：
针对编码器输出的Polar码，确定多种待选的打孔位置集合，并且任意两个所述打孔位置集合指示的所述打孔位置互不完全相同；
对于每种所述打孔位置集合，确定应用所述打孔位置集合时传输所述Polar码的信息比特的所有比特信道中各比特信道的错误概率之和，所述错误概率之和称为所述打孔位置集合对应的误帧率上界；
在所述多种待选的打孔位置集合中，选择对应的所述误帧率上界最小的所述打孔位置集合，作为选定打孔位置集合，并根据所述选定打孔位置集合中指示的p个打孔位置进行速率匹配；
所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行在所述存储器中保存的指令。
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