CN108429599B - 用于通信系统中的数据处理的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了在通信系统中的数据处理方法和设备。在此描述的方法包括将待编码的多个信息比特划分为至少第一分段和第二分段。该方法还包括利用第一校验码对该第一分段进行编码以生成第一编码序列，以及利用第二校验码对该第二分段进行编码以生成第二编码序列。该方法还包括将该第一编码序列和该第二编码序列进行级联，以形成级联的序列。该方法还包括对该级联的序列进行极化码编码。

Description

用于通信系统中的数据处理的方法和设备

技术领域

本公开的实施例一般涉及通信系统，并且具体地涉及在通信系统的发送设备和接收设备处进行数据处理的方法和设备。

背景技术

已经提出极化码(polar code)用于增强移动宽带(eMBB)控制信道。极化码还是机器类型通信(mMTC)的信道编码的候选。和其它信道编码方案相比，极化码具有例如复杂度低和能够逼近容量的优势。由此，例如在第5代(5G)移动通信系统中，极化码编码将发挥重要作用。

针对极化码，经常使用的解码方案是基于列表(list)的方案或者基于循环冗余校验(CRC)辅助的列表的方案。列表是解码路径的表征。即，对于列表大小为L的方案，在解码时要保留L条分支。通常为了获得满意的性能，需要使用大的列表大小，例如L＝32(尽管基线为8，但是使用大的列表大小可能存在实现问题)。然而极化码的复杂度可以被建模为L的函数，即L*log₂N，其中N为编码后的未打孔的码字大小并且L为列表大小。从该复杂度建模可以发现，极化码的复杂度随列表大小成比例地增加。此外，解码过程中所消耗的存储空间大小也由列表大小确定。

因此，尽管大的列表大小能够提供好的解码性能，例如低误块率(BLER)，其同时也消耗更多的存储空间并且增加解码的复杂度，导致更高的功耗和更长的解码时延。这对于某些接收设备，尤其是mMTC终端来说是不利的。对于下行控制信道而言，盲解码被使用，因此解码时延和复杂度都成为问题。

发明内容

下面给出了对各实施例的简要概述，以提供对各种实施例的一些方面的基本理解。注意，发明内容部分并非旨在标识关键元素的要点或描述各种实施例的范围。其唯一目的在于以简化形式呈现一些概念，作为对后述更具体描述的前序。

在本公开的第一方面，提供一种在通信系统中进行数据处理的方法。该方法包括：将待编码的多个信息比特划分为至少第一分段和第二分段；利用第一校验码对该第一分段进行编码以生成第一编码序列；利用第二校验码对该第二分段进行编码以生成第二编码序列；以及将该第一编码序列和该第二编码序列进行级联，以形成级联的序列；对该级联的序列进行极化码编码。

在一些实施例中，该第二分段的长度与该第一分段的长度之间的第一比例大于或等于1，并且该第一校验码的长度与该第二校验码的长度之间的第二比例等于该第一比例。

在一些实施例中，该第二分段的长度与该第一分段的长度之间的比例大于1，并且该第一校验码的长度与该第二校验码的长度相等。

在一些实施例中，将该第一编码序列和该第二编码序列进行级联包括：通过改变该第一编码序列的比特顺序来生成第三编码序列，该第一校验码的校验比特在该第三编码序列中邻近与该第一校验码的校验比特相关联的信息比特；通过改变该第二编码序列的比特顺序来生成第四编码序列，该第二校验码的校验比特在该第四编码序列中邻近与该第二校验码的校验比特相关联的信息比特；以及通过将该第三编码序列和该第四编码序列进行级联，形成该级联的序列。

在一些实施例中，该第一校验码和该第二校验码中的至少一个校验码的校验比特紧邻与该至少一个校验码的校验比特相关联的信息比特。

在一些实施例中，在该第一校验码和该第二校验码中的至少一个校验码的校验比特以及与该至少一个校验码的校验比特相关联的信息比特之间分布有冻结比特。

在一些实施例中，将该第一编码序列和该第二编码序列进行级联包括：通过改变该第一编码序列的比特顺序来生成第三编码序列，该第一校验码在该第三编码序列中邻近与该第一校验码相关联的信息比特；以及通过将该第三编码序列和该第二编码序列进行级联，形成该级联的序列。

在一些实施例中，第一校验码的校验比特在该第三编码序列中紧邻与第一校验码的校验比特相关联的信息比特。

在一些实施例中，在该第三编码序列中，在该第一校验码的校验比特以及与该第一校验码的校验比特相关联的信息比特之间分布有冻结比特。

在本公开的第二方面，提供一种在通信系统中进行数据处理的方法。该方法包括：对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码，以获得输出比特；通过对该输出比特进行比特分解来获得第一比特序列和第二比特序列，该第一比特序列和该第二比特序列分别利用第一校验码和第二校验码对多个信息比特的第一分段和第二分段进行编码而生成；通过对该第一比特序列和该第二比特序列进行校验码解码，获得该第一分段和该第二分段；以及将该第一分段和该第二分段进行级联，以获得该多个信息比特。

本公开的第三方面，提供一种通信设备。该通信设备包括：处理器，以及存储器，该存储器存储有指令，该指令在被该处理器执行时使该通信设备：将待编码的多个信息比特划分为至少第一分段和第二分段；利用第一校验码对该第一分段进行编码以生成第一编码序列；利用第二校验码对该第二分段进行编码以生成第二编码序列；以及将该第一编码序列和该第二编码序列进行级联，以形成级联的序列；对该级联的序列进行极化码编码。

本公开的第四方面，提供一种通信设备。该通信设备包括：处理器，以及存储器，该存储器存储有指令，该指令在被该处理器执行时使该通信设备：对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码，以获得输出比特；通过对该输出比特进行比特分解来获得第一比特序列和第二比特序列，该第一比特序列和该第二比特序列分别利用第一校验码和第二校验码对多个信息比特的第一分段和第二分段进行编码而生成；通过对该第一比特序列和该第二比特序列进行校验码解码，获得该第一分段和该第二分段；以及将该第一分段和该第二分段进行级联，以获得该多个信息比特。

通过下文描述将会理解，根据本公开的实施例，通信设备能够以更低的复杂度获得期望的解码性能，同时能够提供更好的错误检验能力。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了能够在其中实施本公开的实施例的方法的示例通信系统的示意图；

图2示出根据本公开的实施例在充当发送设备的通信设备处实施的方法的流程图；

图3示出根据本公开的实施例的CRC生成矩阵的校验部分的示例；

图4示出根据本公开的实施例的CRC生成矩阵的经变换的校验部分的示例；

图5示出根据本公开的实施例在充当接收设备的通信设备处实施的方法的流程图；

图6示出了根据本公开的实施例的在充当发送设备的通信设备处实施的装置的框图；

图7示出了根据本公开的实施例的在充当接收设备的通信设备处实施的装置的框图；

图8示出了根据本公开的实施例的通信设备的框图；

图9图示了根据本公开的实施例的误块率的评估结果；

图10图示了根据本公开的实施例的出现早期终止的百分比的示意图；以及

图11图示了根据本公开的实施例的因早期终止而节省的解码的示意图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

在以下描述中，出于说明的目的而阐述许多细节。然而，本领域普通技术人员将认识到可以在不使用这些具体细节的情况下实现本发明。因此，本发明不旨在于受限于所示实施例、而是将被赋予与本文描述的原理和特征一致的最宽的范围。

应当理解，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来。而实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。另外还应当理解“包括”，“包含”仅被用来说明所陈述的特征、元素、功能或者部件的存在，然而并不排除存在一个或者多个其他的特征、元素、功能或者部件。

为了便于解释，本文中将无线通信，例如蜂窝通信为背景来介绍本发明的一些实施例，并且采用例如3GPP制定的长期演进/长期演进-高级(LTE/LTE-A)或者5G中的术语。然而，如本领域技术人员可以理解的，本发明的实施例绝不限于遵循3GPP制定的无线通信协议的无线通信系统，而是可以被应用于任何存在类似问题的通信系统中，例如WLAN，有线通信系统、或者未来研制的其他通信系统等。

同样，本公开中的终端设备可以是用户设备(UE)，也可以是具有有线或者无线通信功能的任何终端，包括但不限于，手机、计算机、个人数字助理、游戏机、可穿戴设备、车载通信设备、机器类型通信(MTC)设备、设备到设备(D2D)通信设备、以及传感器等。该术语终端设备能够和UE、移动站、订户站、移动终端、用户终端或无线设备互换使用。另外，网络设备可以是网络节点，例如节点B(Node B，或者NB)、基本收发器站(BTS)、基站(BS)、或者基站子系统(BSS)、中继、远程无线头端(RRF)、接入节点(AN)、接入点(AP)等。

在图1A中示出了能够在其中实施本公开的实施例的方法的示例无线通信系统100的示意图。无线通信系统100可以包括一个或者多个网络设备101。例如，在无线通信系统100中，网络设备101可以体现为基站，例如演进的节点B(eNodeB或eNB)。应当理解的是，该网络设备101也可以体现为其它形式，例如节点B、基本收发器站(BTS)、基站(BS)、或者基站子系统(BSS)，中继器等。网络设备101为处于其覆盖范围之内的多个终端设备111-112提供无线连接。终端设备111、112可以经由无线传输信道131或者132与网络设备通信以及/或者经由传输信道133彼此通信。

在图1B中示出在通信的发送设备120和接收设备130处执行的处理的简化示意图。图1A中的网络设备101或者终端设备111、112均可充当图1B中所示的发送设备120和/或接收设备130。

如图1B所示，为了保证数据(包括控制信令)的可靠传送，发送设备要将待发送的数据进行信道编码(140)以引入冗余，以对抗在传输信道(例如图1A中的131、132、133)中可能引入的失真。可选地，经信道编码的数据在被发送前可以进一步地进行信道交织(未示出)以及/或者被调制(150)。在接收设备处，执行与发送设备相反的过程，即，接收的信号被解调(160)、解交织(未示出)和解码(170)以恢复被发送的数据。在一些实施例中，在发送设备处还可以包括其它的或者不同的处理，并且相应地，接收设备可以执行相反的操作。

在本公开的实施例中，在图1B中的信道编码处理140中使用极化码。对于码长为N(例如N＝2ⁿ，n为自然数)的极化码，假定其码率为K/N，则其中有K＝[1,N]个信息比特能够被传输。该K个信息比特之外的N-K个比特为冗余比特，该冗余比特被配置成固定的值(例如，0或者任何其他适当的数值)，并且被称为冻结比特。冻结比特的值被认为是已知的，并且因此在解码时被设置成该已知的值或者与该已知的值对应的概率表示(例如，对数似然比(LLR)的特定值)。

极化码通过信道组合和信道分裂这两步来实现的信道的极化。注意，这里所说的信道为编码信道，即编码比特在编码过程中从输入到输出所经历的信道，而并非图1A中的传输信道131-133。每个编码比特经历的信道又可以称为子信道。不同的分裂子信道具有不同的信道转移概率。由于存在信道转移特性，对于极化码来说，如果之前被解码的某个比特有误，则其将影响后来的比特的解码，从而造成错误传播。

在图1B的调制处理150处，可以使用任何已知的或者以后开发的调制技术，例如BPSK，QPSK，64QAM等。本公开的实施例不受限于任何特定的调制方式。将会理解，在接收设备130的解调160中，将根据调制方式的不同而采取相应的解调方式。如本领域技术人员能够理解的，根据发送设备采用的不同处理，接收设备还可以替代地或者附加地采取解调之外的其它处理。

在本公开的实施例中，对于图1B所示的解码170，可以采用，例如但不限于，基于列表的解码方法，或者基于序列消除(SC)的方法，或者任何已知的或者以后开发的解码方法。

极化码的一个重要特征是可以采用连续解码。因此，如果能够实现解码的及早终止，则可以降低解码的复杂度。然而，在传统的极化码解码方案中，校验比特被附接于所有信息比特之后，因而只有当信息比特和校验比特全部被解码后，才能执行循环冗余校验(CRC)，因此及早终止解码是不可能的。

本公开的实施例提供了用于改进编码和解码的方案。现在参考图2至图4来描述根据本公开的实施例的示例方法。为讨论方便，对图2至图4的描述将参考图1A示出的环境展开。

图2示出根据本公开的实施例的方法200的流程图。该方法200在通信网络100中充当发送设备的通信设备处实施。例如，通信设备是图1中的终端设备111、112，或者是网络设备101。为描述方便，下面结合图1的网络设备101对方法200进行描述。应当理解的是，方法200还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤，本公开的范围在此方面不受限制。

如图2所示，在210，网络设备101将待编码的多个信息比特划分为至少第一分段和第二分段。换言之，待编码的多个信息比特被划分为至少两个分段，即s₁,s₂,…,s_s，其中s_i表示信息比特的第i个分段，i∈[1,s]，s为大于或等于2的整数。在一些实施例中，s个分段的长度之间存在如下关系：

其中a为大于或等于1的实数，

表示向下取整。

出于简化说明的目的，在下文中以多个信息比特被划分为两个分段(即，第一分段和第二分段)为例进行描述。然而，应当理解，多个信息比特也可以被划分为多于两个的分段，本公开的范围在此方面不受限制。

在220，网络设备101利用第一校验码对第一分段进行编码以生成第一编码序列。在230，网络设备101利用第二校验码对第二分段进行编码以生成第二编码序列。

在本公开的实施例中，术语“校验码”与“校验比特序列”能够互换使用。在一些实施例中，校验码可以包括线性分组码，例如循环冗余校验(CRC)码、BCH码、汉明码或格雷码。出于说明的目的，在以下描述中以CRC码作为校验码的示例。然而应当理解，其他类型的校验码也可以被应用，例如奇偶校验码、基于哈希函数生成的校验码等。本公开的范围在此方面不受限制

在传统的校验码编码中，利用一个校验比特序列对多个信息比特的整体进行编码。然而，在本公开的实施例中，由于待编码的多个信息比特被划分为至少两个分段，因此校验比特序列也相应地被划分为多个分段。在多个信息比特被划分为s个分段的实施例中，校验比特序列也相应地被划分为s个分段，即c₁,c₂,…,c_s。在一些实施例中，校验比特序列的s个分段的长度之间存在如下关系：

在另一些实施例中，校验比特序列的s个分段的长度均相等。由此，可以采用同一个校验码编码器对信息比特的s个分段进行编码，从而简化了实现。

可以理解，为了实现UE标识符的隐式传输，通常利用UE标识符对校验比特序列进行加扰。就此而言，在本公开的实施例中，为了利用UE标识符对第一校验码和第二校验码进行加扰，网络设备101将UE标识符也进行相应地划分。例如，在长度为16比特的校验比特序列被划分成长度为8比特的第一校验码和长度为8比特的第二校验码的情况下，长度为16比特的UE标识符也被划分成长度为8比特的第一部分和长度为8比特的第二部分。随后，可以利用UE标识符的第一部分对第一校验码进行加扰，并且利用UE标识符的第二部分对第二校验码进行加扰。

继续参考图2，在240，网络设备101将第一编码序列和第二编码序列进行级联，以形成级联的序列。在250，网络设备101对级联的序列进行极化码编码。

在本公开的实施例中，待编码的信息比特被划分成多个分段，多个分段分别进行校验码编码，随后经校验码编码的分段被级联，进而进行极化码编码。在接收设备处进行极化码解码时，将经校验码编码的分段解码后便可利用该分段中的校验码对该分段进行检验。相比于校验比特被附接于所有信息比特之后的传统方案，由于每个分段中的信息比特变少并且用于每个分段的校验比特的数目也变少，因此能够更早地检测出分段中的错误，从而终止解码。

为了使得接收设备能够进一步更早地检测出分段中的错误以终止解码，在一些实施例中，网络设备101可以通过改变第一编码序列和第二编码序列中的至少一个的比特顺序，使得第一校验码和第二校验码中的至少一个在比特顺序改变后的序列中邻近与其相关联的信息比特。

在一些实施例中，网络设备101可以通过改变第一编码序列的比特顺序来生成第三编码序列，第一校验码在第三编码序列中邻近与第一校验码相关联的信息比特。网络设备101进而可以通过将第三编码序列和第二编码序列进行级联来形成级联的序列。

在另一些实施例中，网络设备101可以通过改变第一编码序列的比特顺序来生成第三编码序列，第一校验码在第三编码序列中邻近与第一校验码相关联的信息比特。网络设备101还可以通过改变第二编码序列的比特顺序来生成第四编码序列，第二校验码在第四编码序列中邻近与第二校验码相关联的信息比特。进一步，网络设备101可以通过将第三编码序列和第四编码序列进行级联，形成级联的序列。

在一些实施例中，网络设备101可以通过对与第一校验码相对应的CRC生成矩阵的校验部分进行变换来改变第一编码序列的比特顺序。类似地，网络设备101可以通过对与第二校验码相对应的CRC生成矩阵的校验部分进行变换来改变第二编码序列的比特顺序。

具体地，CRC码是一种线性分组码，基于CRC生成多项式可以获得对应的CRC生成矩阵。CRC生成矩阵可以具有如下形式：

其中G表示CRC生成矩阵。CRC生成矩阵G的左半部分为单位矩阵，右半部分为校验部分。CRC生成矩阵G的校验部分包括k列，分别对应于k个CRC比特，其中k为自然数。

网络设备101可以对CRC生成矩阵G的校验部分的行和/或列进行交换，使得CRC生成矩阵G的校验部分变化为类似于如下的上三角矩阵：

其中G’表示CRC生成矩阵G的经变换的校验部分。

对于G’的第一列而言，g′_0,0＝g′_1,0＝…＝g′_d(0),0＝1，g′_d(0)+1,0＝g′_d(0)+2,0＝…＝g′_d(n-1),0＝0。对于第i列而言，d(i)为所述行列变换后值为1的行的编号(即，索引)的最大值。在一个实施例中，行列变换基于依次使得d(i)的值最小化。对于索引大于或等于2的列而言，存在g′_d(l-1)+1,l＝g′_d(l-1)+2,l＝…＝g′_d(l),l＝1，其中d(i)>d(i-1)+1，d(i)表示值为1的特定列的最大行数。

由此，CRC比特可以通过下式计算出：

其中mod表示求模运算。

以下将参考图3和图4的具体示例来说明对CRC生成矩阵G的校验部分的变换。

图3示出了根据本公开的实施例的CRC生成矩阵G的校验部分300的示例。在图3所示的示例中，假定待编码的信息比特的长度为16，CRC比特序列的长度为8。因此，校验部分300包含16个行(即，行311至326)以及8个列(即，列331至338)。

在对校验部分300进行变换时，首先进行列的交换，然后再进行行的交换。对于列的交换，首先从列331至338中选择元素1的数目最少的一列，即列336，并且将列336与第一列331交换。然后，针对列336进行行的交换，使得列336中的所有的元素0都被交换到元素1的下面。随后，对除了列336之外的其他列执行类似操作。应当注意，在针对第i列进行行变化时，如果第i-1列包含d(i-1)个元素1，则仅针对第i列的第d(i)行进行行变换，其中i≥2。

图4示出了根据本公开的实施例对校验部分300进行上述变换后得到的校验部分400。从图4可以看出，校验部分400类似于上三角矩阵。应当注意，为了便于说明对校验部分300所进行的变换，在对校验部分300进行列和行的交换之前将校验部分300的每一行与该行的索引相乘。例如，将校验部分300的每一行与1、2……16相乘。

如图4所示，对校验部分300进行上述变换后得到的校验部分400包含16个行(即，行411至426)以及8个列(即，列431至438)。

从图4的列431可以看出，CRC比特序列中的第1个CRC比特c1与待编码的多个信息比特中的第1个、第15个、第3个、第11个、第8个以及第7个信息比特相关联。因此，可以将第1个CRC比特c1分布为紧邻第1个、第15个、第3个、第11个、第8个以及第7个信息比特中的任一个。例如，可以按照[1 15 3 11 8 7 c1]的形式将第1个CRC比特c1分布在第7个信息比特之后，或者按照[c1 1 15 3 11 8 7]的形式将第1个CRC比特c1分布在第1个信息比特之前，或者将第1个CRC比特c1分布在相关联的信息比特之间(例如按照[1 15 c1 3 11 8 7]的形式)。

由此，在接收设备处进行极化码解码时，当解出第1个、第15个、第3个、第11个、第8个以及第7个信息比特之后，可以利用第1个CRC比特c1来校验这些信息比特，从而实现解码过程的及早终止以提高解码性能。与解码过程的及早终止有关的细节将在以下作进一步的详细描述。

可替换地，在第1个CRC比特c1以及与其相关联的信息比特之间可以分布有冻结比特(即，被配置为固定值的比特)。

应当理解，尽管方法200的动作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求这些动作以示出的特定顺序或以相继顺序完成。例如，动作220和230可以被并行执行，或者动作230先于动作230被执行。

图5示出根据本公开的实施例的方法500的流程图。该方法500在通信网络100中充当接收设备的通信设备处实施。例如，通信设备是图1中的终端设备111、112，或者是网络设备101。为描述方便，下面结合图1的终端设备111对方法500进行描述。应当理解的是，方法500还可以包括未示出的附加步骤和/或可以省略所示出的步骤，本公开的范围在此方面不受限制。

如图5所示，在510，终端设备111对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码，以获得输出比特。应当理解，此处的“输出比特”是指终端设备111的极化码解码器的输出比特。有关解码操作的示例实现，将在以下作进一步的详细描述。

在520，终端设备111通过对输出比特进行比特分解来获得第一比特序列和第二比特序列。第一比特序列和第二比特序列分别利用第一校验码和第二校验码对多个信息比特的第一分段和第二分段进行编码而生成。容易理解，框520处的操作与上文关于图2描述的框240处的操作对应，因此在此不再作进一步的详细描述。

在530，终端设备111通过对第一比特序列和第二比特序列进行校验码解码来获得信息比特的第一分段和第二分段。可以理解，框530处的操作与以上关于图2描述的框230处的操作对应，因此在此不再作进一步的详细描述。

在540，终端设备111将第一分段和第二分段进行级联，以获得多个信息比特。

在一些实施例中，框510可以利用极化码解码器来完成。在这样的实施例中，可以预先设置极化码解码器每次解码所保留的最大解码路径的数目，例如列表大小L。在进行极化码解码时，对于一个待解码的非冻结比特，终端设备111假定其为0或1，将其添加到已有的所有解码路径之后，构成临时的2*L条解码路径。

在一些实施例中，终端设备111可以确定2*L条解码路径的对数似然比(LLR)，按照降序对2*L条解码路径的LLR进行排序，从2*L条解码路径中去除具有低LLR的L条解码路径而保留具有高LLR的L条解码路径。

在一些实施例中，在对第一校验码以及与第一校验码相关联的信息比特解码后，利用第一校验码来针对保留的L条解码路径校验这些信息比特。如果针对保留的L条解码路径全部校验失败，终端设备111则终止对该信息比特的极化码解码。如果针对保留的L条解码路径中的部分或全部路径校验通过，终端设备111则继续对下一个比特进行解码。

例如，在按照[1 15 3 11 8 7 c1]的形式将第1个CRC比特c1分布在第7个信息比特之后的实施例中，在将第1个、第15个、第3个、第11个、第8个以及第7个信息比特以及第1个CRC比特c1解码后，终端设备111可以利用第1个CRC比特c1对第1个、第15个、第3个、第11个、第8个以及第7个信息比特进行校验。如果针对保留的L条解码路径全部校验失败，终端设备111则可以在第7个信息比特处终止极化码解码，从而减少了极化码解码器中的迭代的LLR计算，由此降低了解码的复杂度，提高了解码性能。

此外，在利用终端设备111的标识符对校验码进行加扰的情况下，终端设备111可以先对经极化码解码后的校验码进行解扰，再针对保留的L条解码路径对相关联的信息比特进行校验。例如，在第1个CRC比特c1被加扰为c1’的情况下，终端设备111可以向将c1’解扰为c1，再利用c1对第1个、第15个、第3个、第11个、第8个以及第7个信息比特进行校验。

图6示出了根据本公开的某些实施例的装置600的框图。该装置600可以实施在充当发送设备的通信设备处，例如图1所示的终端设备111或者112侧或者网络设备101处。装置600可以是基于软件模块的系统，也可以是发送器之类的硬件组件。特别地，在一些实施例中，装置600也可以被视为发送设备本身的一种示例实现。

如图6所示，装置600可以包括：分段单元610，被配置为将待编码的多个信息比特划分为至少第一分段和第二分段；第一校验码编码单元620，被配置为利用第一校验码对该第一分段进行编码以生成第一编码序列；第二校验码编码单元630，被配置为利用第二校验码对该第二分段进行编码以生成第二编码序列；级联单元640，被配置为将该第一编码序列和该第二编码序列进行级联，以形成级联的序列；极化码编码单元650，被配置为对该级联的序列进行极化码编码。

在一些实施例中，该第二分段的长度与该第一分段的长度之间的第一比例大于或等于1，并且该第一校验码的长度与该第二校验码的长度之间的第二比例等于该第一比例。

在一些实施例中，该第二分段的长度与该第一分段的长度之间的比例大于1，并且该第一校验码的长度与该第二校验码的长度相等。

在一些实施例中，装置600进一步包括第一比特重排单元，被配置为：通过改变该第一编码序列的比特顺序来生成第三编码序列，该第一校验码在该第三编码序列中邻近与该第一校验码相关联的信息比特；通过改变该第二编码序列的比特顺序来生成第四编码序列，该第二校验码在该第四编码序列中邻近与该第二校验码相关联的信息比特。级联单元640被进一步配置为通过将该第三编码序列和该第四编码序列进行级联，形成该级联的序列。

在一些实施例中，该第一校验码和该第二校验码中的至少一个校验码紧邻与该至少一个校验码相关联的信息比特。

在一些实施例中，在该第一校验码和该第二校验码中的至少一个校验码以及与该至少一个校验码相关联的信息比特之间分布有冻结比特。

在一些实施例中，装置600进一步包括第二比特重排单元，其被配置为通过改变该第一编码序列的比特顺序来生成第三编码序列，该第一校验码在该第三编码序列中邻近与该第一校验码相关联的信息比特。级联单元640被进一步配置为通过将该第三编码序列和该第二编码序列进行级联，形成该级联的序列。

在一些实施例中，该第一校验码在该第三编码序列中紧邻与该第一校验码相关联的信息比特。

在一些实施例中，在该第三编码序列中，在该第一校验码以及与该第一校验码相关联的信息比特之间分布有冻结比特。

图7示出了根据本公开的某些实施例的装置700的框图。该装置700可以实施在充当接收设备的通信设备，例如图1所示的终端设备111或者112侧或者网络设备101处。装置700可以是基于软件模块的系统，也可以是接收器之类的硬件组件。特别地，在一些实施例中，装置700也可以被视为接收设备本身的一种示例实现。

如图7所示，装置700可以包括：极化码解码单元710，被配置为对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码，以获得输出比特；比特分解单元720，被配置为通过对该输出比特进行比特分解来获得第一比特序列和第二比特序列，该第一比特序列和该第二比特序列分别利用第一校验码和第二校验码对多个信息比特的第一分段和第二分段进行编码而生成；校验码解码730，被配置为通过对该第一比特序列和该第二比特序列进行校验码解码，获得该第一分段和该第二分段；以及级联单元740，被配置为将该第一分段和该第二分段进行级联，以获得该多个信息比特。

在一些实施例中，该第二分段的长度与该第一分段的长度之间的第一比例大于或等于1；并且该第一校验码的长度与该第二校验码的长度之间的第二比例等于该第一比例。

在一些实施例中，该第二分段的长度与该第一分段的长度之间的比例大于1；并且该第一校验码的长度与该第二校验码的长度相等。

在一些实施例中，该第一校验码在该第一比特序列中邻近与该第一校验码相关联的第一信息比特，该第二校验码在该第二比特序列中邻近与该第二校验码相关联的第二信息比特。

在一些实施例中，装置700进一步包括逆比特重排单元，被配置为：通过改变该第一比特序列的比特顺序来获得第三比特序列，该第一校验码位于该第三比特序列的尾部；通过改变该第二比特序列的比特顺序来获得第四比特序列，该第二校验码位于该第四比特序列的尾部；并且其中比特分解单元720被进一步配置为：从该第三比特序列中提取除了该第一校验码以外的比特，以获得该第一分段；以及从该第四比特序列中提取除了该第二校验码以外的比特，以获得该第二分段。

在一些实施例中，极化码解码单元710包括路径调整单元，其被配置为：确定第一数目的解码路径的对数似然比(LLR)；按照降序对该LLR进行排序；以及从该解码路径中去除具有低LLR的第二数目的解码路径，该第一数目为该第二数目的两倍。

在一些实施例中，极化码解码单元710包括校验单元，其被配置为：响应于该第一校验码以及与该第一校验码相关联的该第一信息比特被解码，利用该第一校验码来针对保留的该解码路径校验该第一信息比特；以及响应于针对保留的该解码路径全部校验失败，终止该极化码解码。

出于清楚的目的，在图6和图7中没有示出装置600和700的某些可选单元。然而，应当理解，上文参考图1-4所描述的各个特征同样适用于装置600；类似地，上文参考图5所描述的各个特征同样适用于装置700。而且，装置600和/或700的各个单元可以是硬件模块，也可以是软件模块。例如，在某些实施例中，装置700可以部分或者全部利用软件和/或固件来实现，例如被实现为包含在计算机可读介质上的计算机程序产品。备选地或附加地，装置600和/或700可以部分或者全部基于硬件来实现，例如被实现为集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SOC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。本公开的范围在此方面不受限制。

图8示出了适合实现本公开的实施例的通信设备800的框图。设备800可以用来实现本公开的实施例中的发送设备或者接收设备，例如图1所示的网络设备101或者终端设备，例如图1所示的第一终端设备111或者112。

如图8中的示例所示，设备800包括处理器810。处理器810控制设备800的操作和功能。例如，在某些实施例中，处理器810可以借助于与其耦合的存储器820中所存储的指令830来执行各种操作。存储器820可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。尽管图8中仅仅示出了一个存储器单元，但是在设备800中可以有多个物理不同的存储器单元。

处理器810可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(DSP)以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个多个。设备800也可以包括多个处理器810。处理器810还可以与收发器840耦合，收发器840可以借助于一个或多个天线850和/或其他部件来实现信息的接收和发送。

根据本公开的实施例，处理器810和存储器820可以配合操作，以实现上文参考图2-5描述的方法200、400和/或500。具体来说，当通信设备800充当发送设备时，当存储器820中的指令830被处理器810执行时，可使通信设备800执行方法200。当通信设备800充当接收设备时，当存储器820中的指令830被处理器810执行时，可使通信设备800执行方法400和/或500。将会理解，上文描述的所有特征均适用于设备800，在此不再赘述。

图9图示了根据本公开的实施例的误块率(BLER)的评估结果的示例。在该示例中，针对极化码(128,64)和(256,128)对根据本公开的实施例的方法进行了评估，其中对于极化码(128,64)而言，CRC比特为16比特，信息比特为48比特；而对于极化码(256,128)而言，CRC比特为16比特，信息比特为112比特。在该示例中采用的CRC生成多项式为[1 0 0 0 1 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1]，其与LTE CRC₁₆相同。

CRC比特紧随相关联的信息比特和新的信息比特之后被传输。图9的评估结果表明，平均而言，极化码解码器能够在第32个信息比特处(即在全部信息比特的一半处)终止解码。应当注意，对于极化码(128,64)而言，极化码解码器将要解码的比特的总数为64，因为信息比特和CRC比特均需要被解码。还应当注意，根据本公开的实施例的方法并不影响BLER性能，因为该方法仅改变了信息比特和CRC比特的传输顺序。而且，当存在错误时，无论是信息比特还是CRC比特，现有方案或本公开的实施例都认为信息块是错误的，因此BLER是相同的。

图10图示了根据本公开的实施例的出现早期终止的百分比的示意图。从图10可以看出，对于不同数目的块大小而言，在两种情况下均针对约20％解码出现早期终止。这并不依赖于块大小。

图11图示了根据本公开的实施例的因早期终止而节省的解码的示意图。通过未解码的比特与待解码的比特的总数之间的比例来计算因早期终止而节省的解码。例如，如果有64个比特将要被解码，则平均而言，早期终止出现在第32个比特处，因而可以节省50％的解码。从图11可以看出，块大小越小，从早期终止获益越多。此外，对于下行控制信令而言，控制信息约为几十到几百个比特。该评估结果覆盖了48到112个信息比特，因此评估结果是非常有说服力的。

一般而言，本公开的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。

作为示例，本公开的实施例也可以在机器可执行指令的上下文中被描述，机器可执行指令诸如包括在目标的真实或者虚拟处理器上的器件中执行的程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等，其执行特定的任务或者实现特定的抽象数据结构。在各实施例中，程序模块的功能可以在所描述的程序模块之间合并或者分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或者分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质二者中。

用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。机器可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。

另外，尽管操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何发明或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定发明的特定实施例的描述。本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或在任意合适的子组合中实施。

尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开的。

Claims (32)

1.一种在通信系统中的数据处理方法，包括：

将待编码的多个信息比特划分为至少第一分段和第二分段；

利用第一校验码对所述第一分段进行编码以生成第一编码序列；

利用第二校验码对所述第二分段进行编码以生成第二编码序列；

通过对与所述第一校验码相对应的生成矩阵的校验部分进行变换，来确定比特顺序；

基于所述第一编码序列和所确定的比特顺序，生成第三编码序列，所述第一校验码在所述第三编码序列中邻近与所述第一校验码相关联的信息比特；

基于所述第三编码序列和所述第二编码序列形成级联的序列；以及

对所述级联的序列进行极化码编码。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二分段的长度与所述第一分段的长度之间的第一比例大于或等于1；并且

其中所述第一校验码的长度与所述第二校验码的长度之间的第二比例等于所述第一比例。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二分段的长度与所述第一分段的长度之间的比例大于1；并且

其中所述第一校验码的长度与所述第二校验码的长度相等。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中基于所述第三编码序列和所述第二编码序列形成所述级联的序列包括：

通过对与所述第二校验码相对应的生成矩阵的校验部分进行变换，来确定比特顺序；

基于所述第二编码序列和所确定的比特顺序，生成第四编码序列，所述第二校验码在所述第四编码序列中邻近与所述第二校验码相关联的信息比特；以及

通过将所述第三编码序列和所述第四编码序列进行级联，形成所述级联的序列。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一校验码和所述第二校验码中的至少一个校验码紧邻与所述至少一个校验码相关联的信息比特。

6.根据权利要求4所述的方法，其中在所述第一校验码和所述第二校验码中的至少一个校验码以及与所述至少一个校验码相关联的信息比特之间分布有冻结比特。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中基于所述第三编码序列和所述第二编码序列形成所述级联的序列包括：

通过将所述第三编码序列和所述第二编码序列进行级联，形成所述级联的序列。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第一校验码在所述第三编码序列中紧邻与所述第一校验码相关联的信息比特。

9.根据权利要求7所述的方法，其中在所述第三编码序列中，在所述第一校验码以及与所述第一校验码相关联的信息比特之间分布有冻结比特。

10.一种在通信系统中的数据处理方法，包括：

对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码，以获得输出比特；

通过对所述输出比特进行比特分解来获得第一比特序列和第二比特序列，所述第一比特序列和所述第二比特序列分别利用第一校验码和第二校验码对多个信息比特的第一分段和第二分段进行编码而生成，其中所述第一校验码在所述第一比特序列中邻近与所述第一校验码相关联的信息比特；

通过对所述第一比特序列进行校验码解码，获得所述第一分段，包括：

通过改变所述第一比特序列的比特顺序来获得第三比特序列，所述第一校验码位于所述第三比特序列的尾部；以及

从所述第三比特序列中提取除了所述第一校验码以外的比特，以获得所述第一分段；

通过对所述第二比特序列进行校验码解码，获得所述第二分段；以及

将所述第一分段和所述第二分段进行级联，以获得所述多个信息比特。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二分段的长度与所述第一分段的长度之间的第一比例大于或等于1；并且

其中所述第一校验码的长度与所述第二校验码的长度之间的第二比例等于所述第一比例。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二分段的长度与所述第一分段的长度之间的比例大于1；并且

其中所述第一校验码的长度与所述第二校验码的长度相等。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中所述第一校验码在所述第一比特序列中邻近与所述第一校验码相关联的第一信息比特，所述第二校验码在所述第二比特序列中邻近与所述第二校验码相关联的第二信息比特。

14.根据权利要求13所述的方法，其中获得所述第二分段包括：

通过改变所述第二比特序列的比特顺序来获得第四比特序列，所述第二校验码位于所述第四比特序列的尾部；以及

从所述第四比特序列中提取除了所述第二校验码以外的比特，以获得所述第二分段。

15.根据权利要求10所述的方法，其中对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码包括：

确定第一数目的解码路径的对数似然比(LLR)；

按照降序对所述LLR进行排序；以及

从所述解码路径中去除具有低LLR的第二数目的解码路径，所述第一数目为所述第二数目的两倍。

16.根据权利要求15所述的方法，其中对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码进一步包括：

响应于所述第一校验码以及与所述第一校验码相关联的第一信息比特被解码，利用所述第一校验码来针对保留的所述解码路径校验所述第一信息比特；以及

响应于针对保留的所述解码路径全部校验失败，终止所述极化码解码。

17.一种通信设备，包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器存储有指令，所述指令在被所述处理器执行时使所述通信设备：

将待编码的多个信息比特划分为至少第一分段和第二分段；

利用第一校验码对所述第一分段进行编码以生成第一编码序列；

利用第二校验码对所述第二分段进行编码以生成第二编码序列；

通过对与所述第一校验码相对应的生成矩阵的校验部分进行变换，来确定比特顺序；

基于所述第一编码序列和所确定的比特顺序，生成第三编码序列，所述第一校验码在所述第三编码序列中邻近与所述第一校验码相关联的信息比特；

基于所述第三编码序列和所述第二编码序列形成级联的序列；以及

对所述级联的序列进行极化码编码。

18.根据权利要求17所述的通信设备，其中所述第二分段的长度与所述第一分段的长度之间的第一比例大于或等于1；并且

其中所述第一校验码的长度与所述第二校验码的长度之间的第二比例等于所述第一比例。

19.根据权利要求17所述的通信设备，其中所述第二分段的长度与所述第一分段的长度之间的比例大于1；并且

其中所述第一校验码的长度与所述第二校验码的长度相等。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的通信设备，其中所述指令在被所述处理器执行时使所述通信设备通过以下操作来基于所述第三编码序列和所述第二编码序列形成所述级联的序列：

通过对与所述第二校验码相对应的生成矩阵的校验部分进行变换，来确定比特顺序；

基于所述第二编码序列和所确定的比特顺序，生成第四编码序列，所述第二校验码在所述第四编码序列中邻近与所述第二校验码相关联的信息比特；以及

通过将所述第三编码序列和所述第四编码序列进行级联，形成所述级联的序列。

21.根据权利要求20所述的通信设备，其中所述第一校验码和所述第二校验码中的至少一个校验码紧邻与所述至少一个校验码相关联的信息比特。

22.根据权利要求20所述的通信设备，其中在所述第一校验码和所述第二校验码中的至少一个校验码以及与所述至少一个校验码相关联的信息比特之间分布有冻结比特。

23.根据权利要求17至19中任一项所述的通信设备，其中所述指令在被所述处理器执行时使所述通信设备通过以下操作来基于所述第三编码序列和所述第二编码序列形成所述级联的序列：

通过将所述第三编码序列和所述第二编码序列进行级联，形成所述级联的序列。

24.根据权利要求23所述的通信设备，其中所述第一校验码在所述第三编码序列中紧邻与所述第一校验码相关联的信息比特。

25.根据权利要求23所述的通信设备，其中在所述第三编码序列中，在所述第一校验码以及与所述第一校验码相关联的信息比特之间分布有冻结比特。

26.一种通信设备，包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器存储有指令，所述指令在被所述处理器执行时使所述通信设备：

对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码，以获得输出比特；

通过对所述输出比特进行比特分解来获得第一比特序列和第二比特序列，所述第一比特序列和所述第二比特序列分别利用第一校验码和第二校验码对多个信息比特的第一分段和第二分段进行编码而生成，其中所述第一校验码在所述第一比特序列中邻近与所述第一校验码相关联的信息比特；

通过对所述第一比特序列进行校验码解码，获得所述第一分段，包括：

通过改变所述第一比特序列的比特顺序来获得第三比特序列，所述第一校验码位于所述第三比特序列的尾部；以及

从所述第三比特序列中提取除了所述第一校验码以外的比特，以获得所述第一分段；

通过对所述第二比特序列进行校验码解码，获得所述第二分段；以及

将所述第一分段和所述第二分段进行级联，以获得所述多个信息比特。

27.根据权利要求26所述的通信设备，其中所述第二分段的长度与所述第一分段的长度之间的第一比例大于或等于1；并且

其中所述第一校验码的长度与所述第二校验码的长度之间的第二比例等于所述第一比例。

28.根据权利要求26所述的通信设备，其中所述第二分段的长度与所述第一分段的长度之间的比例大于1；并且

其中所述第一校验码的长度与所述第二校验码的长度相等。

29.根据权利要求26至28中任一项所述的通信设备，其中所述第一校验码在所述第一比特序列中邻近与所述第一校验码相关联的第一信息比特，所述第二校验码在所述第二比特序列中邻近与所述第二校验码相关联的第二信息比特。

30.根据权利要求29所述的通信设备，其中所述指令在被所述处理器执行时使所述通信设备通过以下操作获得所述第二分段：

通过改变所述第二比特序列的比特顺序来获得第四比特序列，所述第二校验码位于所述第四比特序列的尾部；以及

从所述第四比特序列中提取除了所述第二校验码以外的比特，以获得所述第二分段。

31.根据权利要求26所述的通信设备，其中所述指令在被所述处理器执行时使所述通信设备通过以下操作对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码：

确定第一数目的解码路径的对数似然比(LLR)；

按照降序对所述LLR进行排序；以及

从所述解码路径中去除具有低LLR的第二数目的解码路径，所述第一数目为所述第二数目的两倍。

32.根据权利要求31所述的通信设备，其中所述指令在被所述处理器执行时使所述通信设备通过以下操作对接收到的经极化码编码的数据进行极化码解码：

响应于所述第一校验码以及与所述第一校验码相关联的第一信息比特被解码，利用所述第一校验码来针对保留的所述解码路径校验所述第一信息比特；以及

响应于针对保留的所述解码路径全部校验失败，终止所述极化码解码。

Images