CN108696333A

CN108696333A - Polar码编解码的方法、装置和设备

Info

Publication number: CN108696333A
Application number: CN201710218791.9A
Authority: CN
Inventors: 马耶夫斯基·阿列克谢; 格里岑·弗拉基米尔; 王坚; 罗禾佳; 张公正; 金杰
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2018-10-23
Anticipated expiration: 2037-04-05
Also published as: EP3595209A4; US20200028619A1; EP3595209A1; CN108696333B; WO2018184480A1; US11239945B2

Abstract

一种通信系统中Polar码编解码的方法，根据交织操作或者相应的解交织操作确定Polar码的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合；基于所述确定的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合进行Polar码编码或者解码。

Description

Polar码编解码的方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及通信系统中信道编解码领域，并且更具体地，涉及一种用于极化编码或者解码的方法、装置和设备。

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，保证通信的质量。极化(Polar)码是理论上证明可以取得香农容量，且具有简单的编码和解码方法的编码方式。Polar码是一种线性块码。其生成矩阵为G_N，其编码过程为其中，是一个二进制的行矢量，码长N＝2ⁿ，其中，n为正整数。是F₂的克罗内克乘积，定义为

Polar码的编码过程中，中的一部分比特用来携带信息，称为信息比特，这些信息比特的序号的集合记作A。另外的一部分比特置为收发端预先约定的固定值，称之为固定比特，其序号的集合用A的补集A^c表示。不失一般性，这些固定比特通常被设为0。实际上，只需要收发端预先约定，固定比特序列可以被任意设置。从而，Polar码的编码比特序列可通过如下方法得到：这里为中的信息比特集合，为长度K的行矢量，即表示集合中元素的数目，即K表示集合A中元素的数目，是矩阵G_N中由集合A中的索引对应的那些行得到的子矩阵。是一个K×N的矩阵。

Polar码编码的关键取决于码长N和信息比特集合A的确定。已有的Polar码编码方案中，信息比特集合A的确定都不能通过简单的计算得到，也有可能包含校验比特或者其他有助于解码的比特。现有技术中大多采用离线计算存储的方式来确定，即，编码器和解码器预先存储多个母码序列与码长、码率的对应关系表。在进行Polar码编码时，根据所需的码率、码长从中选择对应的母码序列。

现有技术中，Polar码的构造过程即集合的选取过程，决定了Polar码的性能。常见的构造方法，即计算极化信道可靠度的方法有密度进化(density evolution,DE)、高斯近似(Gaussian approximation,GA)等。

Polar码基于串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法，即从第1个比特开始顺序译码。串行抵消列表(SC List,SCL)译码算法是对SC译码算法的改进，在每个比特保留多个候选译码结果，完成全部比特的译码后根据一定准则对列表中所有译码结果进行选择，得到最终译码结果。所述准则可以是根据各列表的路径惩罚值进行排序，选择路径惩罚值最小的列表；也可以是CRC校验通过的列表作为最终输出。

现有技术中过Polar编解码的通信性能需要进一步提高。

发明内容

本申请提供一种用于极化编码的方法、装置和设备，能够进一步提高Polar编解码的通信性能。在一些情况下，还可以通过Polar编解码的的过程，例如其中的交织操作隐式的携带信息。

第一方面，一种通信系统中Polar码编解码的方法，根据交织操作或者相应的解交织操作确定Polar码的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合；基于所述确定的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合进行Polar码编码或者解码。。

另一方面，还提供了通信系统中Polar码编解码的装置。具体地，该装置包括用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的单元。

第二方面，一种通信系统中Polar码编解码的装置，包括Polar码结构确定模块(201)，和，Polar码编解码模块(202)，其中，

所述Polar码结构确定模块(201)用于根据交织操作或者相应的解交织操作确定Polar码的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合；

所述Polar码编解码模块(202)，用于基于所述Polar码结构确定模块(201)确定的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合进行Polar码编码或者解码。

第三方面，本申请实施方式提供了一种通信系统中Polar码编解码的装置。具体地，该装置包括：存储器、处理器，其中，存储器、处理器通过总线系统相互连接。该存储器用于存储指令，该处理器用于执行该存储器存储的指令，当该指令被执行时，该处理器执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的指令。

在本发明实施例中，系统根据Polar码的交织操作构造Polar码，以便于进行Polar码编码或者Polar码解码，以及其基础上的交织操作或者解交织操作。能够在通过Polar码提高通信系统传输性能的同时，隐式的携带信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种无线通信系统结构示意图。

图2a以及图2b所示为一种无线通信系统中物理层的处理流程的简单示意图。

图3简单的示出了一种通信系统中Polar码的构造方法以及基于该构造方法的编解码的方法的流程图。

图4a-4d从编码侧的装置和相应的方法或者工作原理的简单示意图。

图5示出了根据本发明实施例的在译码侧的装置结构和工作原理的示意图。

图6示出了Polar码的构造方法一个实例；

图7是根据本发明实施例的用于极化编码的设备的示意性结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例可应用于各种通信系统，例如，全球移动通讯(Global System ofMobile communication，GSM)系统、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)系统、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)系统、通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)、长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统、LTE频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)系统、LTE时分双工(Time DivisionDuplex，TDD)、通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)，或者下一代无线通信系统等。在上述的系统中的基站或者终端使用传统Turbo码、LDPC码编码处理的信息或者数据都可以使用本实施例中的Polar码编码。

图1为一种无线通信系统结构示意图。本申请实施例可以应用于无线通信系统，如图1所示，无线通信系统，可选的由小区组成，每个小区包含一个网络侧设备，例如基站。网络侧设备向一个或者多个终端或者移动台(英文：Mobile Station，简称：MS)提供通信服务，其中网络侧设备可以连接到核心网设备。

基站可以是用于与终端设备进行通信的设备。例如，可以是GSM系统或CDMA中的基站(Base Transceiver Station，BTS)，也可以是WCDMA系统中的基站(NodeB，NB)，还可以是LTE系统中的演进型基站(Evolved Node B，eNB或eNodeB)。或者该基站可以为中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备以及未来5G网络中的网络侧设备等。基站还可以为终端对终端(Device to Device，D2D)通信中担任基站功能的终端。

终端可以是经无线接入网(Radio Access Network，RAN)与一个或多个核心网进行通信。终端可以指用户设备(User Equipment，UE)、接入终端、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、无线通信设备、用户代理或用户装置。接入终端可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(Session Initiation Protocol，SIP)电话、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字处理(Personal DigitalAssistant，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、车载设备、可穿戴设备，未来5G网络中的终端设备等。

为了便于理解，以下结合图2至图5，对本发明实施例的用于极化编码的方法100进行详细说明。

图2a以及图2b所示为一种无线通信系统中物理层的处理流程过程，在发送端，信源通过信源编码再经过信道编码，或者速率匹配，经过数字调制，经过信道发送到接收端。在接收端，通过信道接收的信号经过数字解调，解速率匹配，信道解码，信源解码，从而得到信宿。其中，本发明实施方式中，采用了具有累进式交织特性的交织方法(或称累进交织)。参考图2a该交织的过程可以在信道编码后，速率匹配前，交织时的待交织序列长度为Polar码长度N；参考图2b也可以在速率匹配之后进行，交织时的待交织序列长度为速率匹配后的目标长度M。

本发明实施方式涉及信道编码和信道解码，其中，信道编码：用于增加冗余，提高信息流在信道传输中的鲁棒性。一般可以是Turbo码，极化(或称Polar)码或者低密度奇偶校验码(Low-density Parity-check Code，简称LDPC码)。本发明实施方式主要是关注采用Polar码的信道编码方法以及相应的解码方法与装置，但也不限于可以应用于各种通信系统中，包括能支持两种以上编解码方式的通信系统中，此处不赘述。

为方便理解，现将前述以及后续可能用到的符号的定义说明如下：

K:非固定比特的长度，其中非固定比特包括信息比特，可选的还包括校验比特，辅助译码的比特等；

N:目标量化序列，或称Polar码母码长度(为2的整数次幂)

M:目标码长(在编码侧M是后续发送时的序列的码长，如果polar编码后需要速率匹配，指从Polar码母码长度N经过速率匹配后得到的码长；在译码侧M是原始接收到的码长，经过解速率匹配后得到目标量化序列长度N)。

参考图3，简单的示出了一种通信系统中Polar码的构造方法以及基于该构造方法的编解码的方法的流程图。在该方法中，采用具有累进式交织特性的交织方法，根据该交织方法构造Polar码。按此方法构造的Polar码具有累进式交织特性，即给定待编码序列Q1，对其进行Polar码编码得到编码后码字C1，对C1进行累进式交织得到序列C2，对C2可直接进行Polar码译码，得到译码后比特序列Q2，若译码过程正确，则对Q2做累进式解交织即可得到原待编码序列Q1。所述过程等效于先对序列C2进行解交织得到C1，再译码得到Q1。本发明所述方法构造的Polar码具有可控的冗余版本数量，即可以控制累进式交织的最小次数，以便携带足够多的隐式信息。更具体的，采用上述构造方法构造的Polar码可以应用于PBCH等等需要隐式的传输信息的场景。

上述累进式交织指的是对于待交织序列，采用特定的交织操作进行多次累进的交织操作。后续将举例说明。冗余版本数量即累进的交织操作的次数。其中，循环交织是累进式交织的一个特例，指在进行多次累进的交织操作后，得到的序列与原待交织序列相同。

在一些例子中，基于交织操作，获得一个或者多个互斥的Polar码子信道位置的子集，其中，每个所述子集中的子信道位置经过任何次数的前述交织操作，仍然属于所述子集中，不属于其他子集中。基于前述子集，构造Polar码。例如，选择第一部分子集为信息比特位置集合；或者，选择第二部分子集为冻结比特位置集合，所述第一部分子集中的任意一个与所述第二部分子集中的任意一个不同。在需要速率匹配时，选择第三部分子集为打孔位置集合；其中所述第三部分子集中的子集不同于所述第一部分子集和第二部分子集中的任意一个。

上述通过进行多次交织操作得到的多个交织后的序列的冗余版本可以用于隐式的携带部分信息，例如PBCH等中的隐式传输的信息。

采用本发明实施方式的Polar码具有可控的冗余版本数量。具体的，可以根据应用场景需求确定冗余版本数量，例如某场景需要Polar码通过至少8个冗余版本携带3比特隐式信息，则初始构造Polar码时，我们就选择一个周期r大于等于8的交织序列，基于该交织序列构造Polar码。这里面“周期r”是指交织r次之后变回原序列。

具体的，具有上述交织特性的Polar码构造方法包括：

101、根据当前传输的需要，确定Polar码编码参数，包括母码长度N,目标码长M,信息比特长度K等。

其中，对于Polar码的母码长度N，则Polar码的生成矩阵G_N为NxN矩阵，矩阵中包含n＝log₂(N)个基序列，G_N中除了全1行外，其他的行都是由部分或者全部基序列所在的行互相之间进行与操作得到的。具体可以参考后续的举例说明，例如以传输PBCH为场景，此处不赘述。

102、根据需要隐式传输的比特数量，确定Polar码交织操作的冗余版本数量r，具体的，log₂(r)不小于所需隐式传输比特数量。

103、确定冗余版本数量为r的基序列的交织操作π和长为N＝2ⁿ的序列的交织操作ρ。

其中，一个例子中，相应的，根据基序列的交织操作π得到对长为N＝2ⁿ的序列的交织操作ρ；

其中(i_m-1，i_m-2，...，i₀)₂是i的二进制表示。

其中，可以理解的是如下对编码后的比特序列c的交织操作

等同于如下对编码前比特序列u的交织操作

104、根据交织操作π或者ρ得到对子信道位置集合的划分，得到t个互斥子集(orbit)o₁,o₂,o₃,…,o_t。

其中，根据该交织处理，将子信道位置(或称序号)集合分为互斥的多个子集(也可以称为轨迹orbit)。每个子集中的元素(序号)无论经过多少次交织操作处理，仍然落在该子集中。该交织操作例如前述针对n长基序列的交织操作π或者针对N长序列的交织操作ρ。简而言之，任意两个互斥的集合是指这两个集合不包含任意一个相同的元素。

105、根据K在前述子集(orbit)o₁,o₂,o₃,…,o_t中选择信息比特位置集合。

具体的，在前述多个互斥的子集中，选择某些互斥子集，使被选择的一个或多个互斥子集的并集中包含K个元素，所述被选择的一个或多个互斥子集的并集即为信息比特位置集合，集合中的K个元素即为信息比特位置。具体的，在这些子集的元素加起来等于K以外，选择哪个或哪几个子集作为信息比特位置集合，本实施方式没有特殊的限定。

当然，信息比特位置集合的选择会影响码的性能(例如BLER性能)，本发明实施方式也可以结合其他可能的选择信息比特集合的实施方式，本文不做赘述。

可选的，106、如果目标码长M和根据母码长度N不同，即需要速率匹配时，根据母码长度N,目标码长M选择打孔位置集合。

本领域技术人员知道，107、在信息比特位置集合和打孔位置集合之外的剩余子集为冻结比特位置集合。

可替换的，本领域技术人员也知道，上述104、105、106也可以替换为：该交织处理将序号集合分为多个子集后先选择部分子集的并集作为冻结比特位置集合，这样，除冻结比特位置集合和可能的打孔位置集合之外的剩余子集，为信息比特位置集合。

相应的，本发明实施方式还提供了在前述Polar码的构造方式基础上进行编解码的方法，或者传输信息的方法：

108、根据上述构造的Polar码进行编解码以及后续的处理。例如108a、在发送端在不同的时序i进行r_i次累进的交织、针对各个交织的结果分别进行速率匹配、调制或者资源映射并发送等处理；或者，108b、在接收端，进行相应的逆操作，其中，通过盲检测获得前述i的信息，该信息为通过Polar码隐式传输的信息，通过一般的逆操作或者其他正式传输的信息比特。

需要说明的是，本发明各实施方式的发送端可以是终端，此时接收端为网络侧设备，例如基站等。如果发送端为基站等网络测设备，则接收端为终端。在特定场景下，例如针对PBCH，发送端是基站等网络测设备，接收端是终端。

参考图4a-4c，从编码侧介绍了装置和相应的方法或者工作原理。参考图4a一个实施方式中的一种Polar码的发送方法，在发送端：

401a、获得待编码序列。

例如，在PBCH的通信场景下，针对待发送的主信息块MIB，通过添加CRC比特，得到待编码序列。当然，本发明实施方式可以应用于其他通信的场景。另外本发明实施方式也不限定获得待编码序列的其他方式。

402a、Polar编码得到编码后的序列x₁ ^N。

根据前述图3所示的实施方式构造出的Polar码，将前述待编码序列作为非固定比特位置集合(信息比特位置集合)的输入，进行编码，得到编码后的序列x₁ ^N。

403a、在每个时序对前一个时序交织的结果，进行累进式交织。即在第i个时序，对x₁ ^N进行针对上一次交织结果的再一次交织(记为第Ti次交织)，其中1<＝i<＝r，r为总时序个数，也是总的冗余版本个数。

累进式交织在具体实现时，可以采取多种方案，本实施方式不不限于此，可以参考图4c等其他方案。

404a、对每个时序交织后的序列进行速率匹配。

405a、对速率匹配后的序列进行调制与资源映射并发送。

可以替换的，针对图4b，与图4a中方法不同的是，先进行可选的速率匹配，再进行累进式交织操作，当然，本实施方式中的交织操作是针对速率匹配后的序列x₁ ^M.，因而交织操作本身也会进行适应性的调整，例如，将被打孔子信道位置从交织序列中删除，此处不再赘述。

可以替换的，在具体的实现过程中，也可以通过别的安排实现前述的方案，例如如图4c所示，图4a的方案可以等同的替换为：在不同的时序，进行不同次数的多次累进交织。在时序i，针对编码后的序列x₁ ^N进行i次累进交织(即第T₁，T₂…到T_i次交织)。相对于图4a的方案，其缓存了多个编码后的序列x₁ ^N，以便于针对该多个编码后的序列x₁ ^N分别进行i次累进交织。

同理，图4b的方案也可以替换为图4d的技术方案，本文不再赘述。

参考图2a的下半部分，针对接收侧收到的信号，在接收侧，经过数字解调，可选的解速率匹配，得到对数似然比(Log Likelihood Ratio，LLR)。

图5示出了根据本发明实施例的在译码侧的装置结构和工作原理的示意图。在接收端的一个实施方式中的一种Polar码的接收方法：接收到一份信号，经过解资源映射、数字解调，以及可选的解速率匹配等操作，得到一份LLR，尝试译码，若译码失败，则进一步接收多份信号，得到多份LLR，进行软合并，并对软合并后的LLR进行尝试译码。该方法包括：

501、不需要软合并时，P＝1，表示仅收到一份LLR。若需要软合并，接收到连续P(P<＝r)份的LLR，对接收到的第i份LLR解交织Si次，其中1<＝i<＝P，Si为差值为Δ等差序列。然后对解交织后的每份LLR进行软合并。实施方式中以PBCH为信息比特的举例，但本实施方式不限于此。

502、将LLR(需要软合并时为软合并后的LLR)进行Polar码译码，得到译码比特序列；

503、对译码比特序列解交织Si次，其中1＜＝i＜＝r-P+1，并对每次解交织得到的比特序列进行CRC校验；

504、通过上述CRC校验的解交织序列对应的解交织次数Si，得到当前时序i。该当前时序i隐含的指示了某些信息，此处不再赘述。

前述实施方式过程中，提到了针对Polar码的交织方法及相应的构造Polar码的方法，下面以具体举例进行介绍。

对于Polar码的母码长度N，则Polar码的生成矩阵G_N为NxN矩阵，矩阵中包含n＝log₂(N)个基序列，G_N中除了全1行外，其他行都是由基序列所在的行互相之间进行与操作得到的。

以N＝8为例，如图6所示，第4，6，7行为基序列，分别记为x₂，x₁和x₀，其他行，除了全1的第8行外，都是基序列之间进行与操作得到的。例如第2行，是x₂和x₁与操作得到的，记为x₂x₁，第3行为x₂x₀。将生产矩阵的所有行从下到上从0开始标号，得到[76543210]，其二进制表示为[111110101100011010001000]，行号的二进制表示[x₂x₁x₀]正好指示了该行是由哪个或哪几个基序列做“与”操作得到的。例如行号为6，二进制表示为[110]，是x₂和x₁与操作得到的。

记编码前的待编码序列为u＝[u₀ u₁ u₂ u₃ u₄ u₅ u₆ u7]，定义

f_u(x₂，x₁，x₀)＝u₀·x₂x₁x₀+u₁·x₂x₁+u₂·x₂x₀+u₃·x₂+u₄·x₁x₀+u₅·x₁+u₆·x₀+u₇·1

则polar码的编码过程可以写作

uG₈＝c＝(c₀，c₁，c₂，c₃，c₄，c₅，c₆，c₇)

＝(f_u(7)，f_u(6)，f_u(5)，f_u(4)，f_u(3)，f_u(2)，f_u(1)，f_u(0))

以u＝[0 0 0 1 0 0 1 0]，则编码后结果为

u·G8＝(f_u(1，1，1)，f_u(1，1，0)，f_u(1，0，1)，f_u(1，0，0)，f_u(0，1，1)，f_u(0，1，0)，f_u(0，0，1)，f_u(0，0，0))

＝(0，1，0，1，1，0，1，0)

下面，如果对基序列做交织π，交织方法例如π(x₀)＝x₁，π(x₁)＝x₂，π(x₂)＝x₀。记

针对编码后的比特序列c(或称码字c)的交织记为：

对编码前比特序列的交织记为：

其中，

π_u(u_0，u₁，u₂，u₃，u₄，u₅，u₆，u₇)＝(u_0，u₂，u₄，u₆，u₁，u₃，u₅，u₇)

可以看到，π_c对编码后的比特序列c的交织和π_u对编码前比特u的交织的结果是相同的。

π_c和π_u对码字c和编码前比特u所做的交织相同，它具有一个特点：记交织前序列中比特的序号集合为{0，1，2，…，N-1}，则该交织处理将序号集合分为互斥的多个子集(称为orbit)，子集中序号无论经过多少次交织处理，仍然落在该子集中。继续用以上例子为例，序号集合{0，1，2，3，4，5，6，7}被分为{0}，{1，2，4}，{3，5，6}，{7}四个子集(orbit)。即对于编码前比特序列u而言，无论经过多少次交织，u₂只会被交织到第1，2，4号位置(位置序号从0开始)。编码后的比特序列c亦是如此。

若对n长序列进行r次交织操作π后得到原序列，则上述方法得到π_c，对N＝2ⁿ长序列进行r次交织操作π_c也可以得到原序列。π_u亦是如此。则可以说，由此方法得到的交织操作可以得到编码前序列u或者编码后序列c的r个冗余版本。由此可知，按此方法，可以控制冗余版本数量r。

若使得Polar码编码后的序列的交织后序列无需解交织就可以译码，则需要Polar码中信息比特位置在交织后仍然在信息比特的位置，冻结比特位置交织后仍然在冻结比特的位置。考虑到上述交织操作π_c和π_u，将序号集合(即比特位置集合)分为多个子集，子集中序号经过交织后仍落在集合内。这样，参考前述图2b，可以对于上述交织方法π_c或者π_u，选择某些子集中的比特位置为信息比特位，另外一些子集中的比特位置为冻结比特位。由上述分析可知，这样构造的Polar码符合交织后的码字无需解交织，可直接译码的要求。仍以N＝8为例，K＝4，则可以选择{0}，{1,2,4}为冻结比特位，{3,5,6}{7}为信息比特位。

通过本实施方式中的方法，Polar码编码后码字的交织后序列仍然可以直接译码。通过不同次数的交织操作得到的不同的冗余版本可以携带不同的隐式信息。还可以在译码侧对多个冗余版本进行软合并，获得能量叠加带来的增益。

在另一个例子中，以符合LTE-PBCH配置的需求为例，给出一种Polar的交织及相应的构造方法。其中，目标码长M＝480，Polar母码长度为N＝512，信息比特长度为K＝40，基序列数量为log₂(512)＝9。

对基序列的交织为：

π(x₀)＝x_1，π(x₁)＝x₂，π(x₂)＝x₃，π(x₃)＝x₄，π(x₅)＝x₆，π(x₆)＝x₇，π(x₇)＝x₀，π(x₈)

＝x₈

可以得到对应对编码后的序列的交织操作π_c和对编码前的序列的交织操作π_u，由上述描述可知π_c和π_u相同，可由交织序列ρ表示，本实施例中ρ如下，其中，ρ(i)＝j表示，交织后序列的第i位为交织前序列的第j位。

{1 129 2 130 3 131 4 132 5 133 6 134 7 135 8 136 9 137 10 138 11 13912 140 13 141 14 142 15 143 16 144 17 145 18 146 19 147 20 148 21 149 22 15023 151 24 152 25 153 26 154 27 155 28 156 29 157 30 158 31 159 32 160 33 16134 162 35 163 36 164 37 165 38 166 39 167 40 168 41 169 42 170 43 171 44 17245 173 46 174 47 175 48 176 49 177 50 178 51 179 52 180 53 181 54 182 55 18356 184 57 185 58 186 59 187 60 188 61 189 62 190 63 191 64 192 65 193 66 19467 195 68 196 69 197 70 198 71 199 72 200 73 201 74 202 75 203 76 204 77 20578 206 79 207 80 208 81 209 82 210 83 211 84 212 85 213 86 214 87 215 88 21689 217 90 218 91 219 92 220 93 221 94 222 95 223 96 224 97 225 98 226 99 227100 228 101 229 102 230 103 231 104 232 105 233 106 234 107 235 108 236 109237 110 238 111 239 112 240 113 241 114 242 115 243 116 244 117 245 118 246119 247 120 248 121 249 122 250 123 251 124 252 125 253 126 254 127 255 128256 257 385 258 386 259 387 260 388 261 389 262 390 263 391 264 392 265 393266 394 267 395 268 396 269 397 270 398 271 399 272 400 273 401 274 402 275403 276 404 277 405 278 406 279 407 280 408 281 409 282 410 283 411 284 412285 413 286 414 287 415 288 416 289 417 290 418 291 419 292 420 293 421 294422 295 423 296 424 297 425 298 426 299 427 300 428 301 429 302 430 303 431304 432 305 433 306 434 307 435 308 436 309 437 310 438 311 439 312 440 313441 314 442 315 443 316 444 317 445 318 446 319 447 320 448 321 449 322 450323 451 324 452 325 453 326 454 327 455 328 456 329 457 330 458 331 459 332460 333 461 334 462 335 463 336 464 337 465 338 466 339 467 340 468 341 469342 470 343 471 344 472 345 473 346 474 347 475 348 476 349 477 350 478 351479 352 480 353 481 354 482 355 483 356 484 357 485 358 486 359 487 360 488361 489 362 490 363 491 364 492 365 493 366 494 367 495 368 496 369 497 370498 371 499 372 500 373 501 374 502 375 503 376 504 377 505 378 506 379 507380 508 381 509 382 510 383 511 384 512}

以及根据前述交织操作，对子信道位置(序号)集合的划分，列出其中的一部分集合如下：

{511}，{510，509，507，503，495，479，447，383}，{255}，{508，505，499，487，463，415，319，382}，{506，501，491，471，431，351，446，381}，{502，493，475，439，367，478，445，379}，

{494，477，443，375}，

{254，253，251，247，239，223,191,127}，

……

{0}，

{1，2，4，8，16，32，64，128}，

{256}，

{3，6，12，24，48，96，192，129}，

{5，10，20，40，80，160，65，130}，

{9，18，36，72，144，33，66，132}，

{17，34，68，136}，

{257，258，260，264，272，228，320，384}，

对于K＝40，选择{510，509，507，503，495，479，447，383}∪{508，505，499，487，463，415，319，382}∪{506，501，491，471，431，351，446，381}∪{502，493,475，439，367，478，445，379}∪{254，253，251，247，239，223，191，127}等5个子集，每个子集中有8个元素，共40个元素所对应的序号即为信息比特位置。

在本实施方式中，需要速率匹配去掉N-M＝32个子信道，可以将{0}∪{1，2，4，8，16，32，64，128}∪{256}∪{17，34，68，136}∪{3，6，12，24，48，96，192，129}∪{5，10，20，40，80，160，65，130}∪{9，18，36，72，144，33，66，132}所包含的32个子信道打孔。最后得到K＝40，M＝480的polar码构造。

具体的，为了描述方便，前述序列可以简单的记为集合o：O(u₅₁₁)＝{511}，

O(u₅₁₀)＝{510，509，507，503，495，479，447，383}，

O(u₂₅₅)＝{255}，

O(u₅₀₈)＝{508,505,499,487，463，415，319，382}，

O(u₅₀₆)＝{506，501，491，471，431，351，446，381}，

O(u₅₀₂)＝{502，493，475，439，367，478，445，379}，

O(u₄₉₄)＝{494，477，443，375}，

O(u₂₅₄)＝{254，253，251，247，239，223，191，127}，

……

O(c₀)＝{0}，

O(c₁)＝{1，2，4，8，16，32，64，128}，

O(c₂₅₆)＝{256}，

O(c₃)＝{3，6，12，24，48，96，192，129}，

O(c₅)＝{5，10，20，40，80，160，65，130}，

O(c₉)＝{9，18，36，72，144,33,66,132}，

O(c₁₇)＝{17,34,68,136}，

O(c₂₅₇)＝{257,258,260,264,272,228,320，384}

前述的方案也可以采用前述的集合符号表示为：对于K＝40，选择O(u₅₁₀)∪O(u₅₀₈)∪O(u₅₀₆)∪O(u₅₀₂)∪O(u₂₅₄)等5个子集，每个子集中有8个元素，共40个元素所对应的序号即为信息比特位置。同时需要速率匹配去掉N-M＝32个子信道，可以将O(c₀)∪O(c₁)∪O(c₂₅₆)∪O(c₁₇)∪O(c₃)∪O(c₅)∪O(c₉)所包含的32个子信道打孔。最后得到K＝40，M＝480的polar码构造。此处不再赘述。

具体的，无论是编码侧还是解码侧，都可以通过本发明实施方式提供的方法或者工作原理及装置，得到Polar码的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合，以应用于编码或者解码的过程。

以上结合图1至图6，详细说明了根据本发明实施例的确定Polar码结构的方法，在polar编码或者解码中的应用，以及通过交织携带隐式信息的方法。其中，图2a、图2b也分别提供了Polar码编解码的装置的结构，图4a-图4c从编码侧描述了该装置的工作原理，图5从解码侧描述了该装置的工作原理。各模块的工作原理或者功能可以参考前述方法流程，此处不再赘述。

参考图2a，图2b，图4a-图4c或者图5，在另一方面，本发明实施方式相应的提供了一种通信系统中Polar码编解码的装置，包括Polar码结构确定模块(201)，和，Polar码编解码模块(202)，其中，

可选的，Polar码结构确定模块(201)还用于根据传输的需要确定所述交织操作。

具体的例子中，Polar码结构确定模块(201)用于：获得一个或者多个互斥的Polar码子信道位置的子集，其中，每个所述子集中的子信道位置经过任何次数的前述交织操作，仍然属于所述子集中，且不属于其他子集中；选择第一部分子集为信息比特位置集合；或者，选择第二部分子集为冻结比特位置集合，所述第一部分子集中的任意一个与所述第二部分子集中的任意一个不同。

可选的，所述Polar码结构确定模块(201)还用于：在需要速率匹配时，选择第三部分子集为打孔位置集合；其中所述第三部分子集中的子集不同于所述第一部分子集和第二部分子集中的任意一个。

具体的例子中，所述装置还包括：

交织模块(203)，用于在所述Polar码编码后进行交织操作，所述交织操作隐式的携带特定信息。

在接收侧，参考图5，还包括：解交织模块，用于在所述Polar码解码后进行所述解交织操作，获得隐式携带的特定信息。

可选的，前述装置用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输。

本领域技术人员可以理解，上述Polar码编解码器可以硬件或者软硬件结合的方式实现。以下结合图7，对根据本发明实施例的用于Polar码结构确定装置，以及相应的可用于编码、解码的通信装置600进行说明。

可以替换的，通信装置600可配置成通用处理系统，例如通称为芯片，该通用处理系统包括:提供处理器功能的一个或多个微处理器；以及提供存储介质603的至少一部分的外部存储器，所有这些都通过外部总线体系结构与其它支持电路连接在一起。

可替换的，通信装置600可以使用下述来实现:具有处理器602、总线接口604、用户接口606的ASIC(专用集成电路)；以及集成在单个芯片中的存储介质603的至少一部分，或者，通信装置600可以使用下述来实现：一个或多个FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑器件)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件部件、任何其它适合的电路、或者能够执行本发明通篇所描述的各种功能的电路的任意组合。

图7为本发明实施例所提供的通信装置600的结构示意图(例如接入点或基站、站点或者终端等通信装置，或者前述通信装置中的芯片等)。

在一种实施方式中，如图6所示，通信装置600，可以由总线601作一般性的总线体系结构来实现。根据通信装置600的具体应用和整体设计约束条件，总线601可以包括任意数量的互连总线和桥接。总线601将各种电路连接在一起，这些电路包括处理器602、存储介质603和总线接口604。可选的，通信装置600使用总线接口604将网络适配器605等经由总线601连接。网络适配器605可用于实现无线通信网络中物理层的信号处理功能，并通过天线607实现射频信号的发送和接收。用户接口606可以连接用户终端，例如：键盘、显示器、鼠标或者操纵杆等。总线601还可以连接各种其它电路，如定时源、外围设备、电压调节器或者功率管理电路等，这些电路是本领域所熟知的，因此不再详述。

其中，处理器602负责管理总线和一般处理(包括执行存储在存储介质1203上的软件)。处理器602可以使用一个或多个通用处理器和/或专用处理器来实现。处理器的例子包括微处理器、微控制器、DSP处理器和能够执行软件的其它电路。应当将软件广义地解释为表示指令、数据或其任意组合，而不论是将其称作为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它。

在下图中存储介质603被示为与处理器602分离，然而，本领域技术人员很容易明白，存储介质603或其任意部分可位于通信装置600之外。举例来说，存储介质603可以包括传输线、用数据调制的载波波形、和/或与无线节点分离开的计算机制品，这些介质均可以由处理器602通过总线接口604来访问。可替换地，存储介质603或其任意部分可以集成到处理器602中，例如，可以是高速缓存和/或通用寄存器。

处理器602可执行上述实施例中，例如，图2a，图2b，图4a-图4c或者图5及相应的实施方式中的方法，在此不再对处理器602的执行过程进行赘述。

本申请实施例所说的通信装置，可以是接入点、站点、基站或者用户终端等无线通信设备。

本申请实施例所说的的Polar码，包括但不限于Arikan Polar码，还可以是CA-Polar码或者PC-Polar码。Arikan Polar是指原始的Polar码，没有与其它码级联，只有信息比特和冻结比特。CA-Polar码是Polar码级联了循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，简称CRC)的Polar码，PC-Polar码是Polar码级联了奇偶校验(Parity Check，简称PC)的码。PC-Polar和CA-Polar是通过级联不同的码来提高Polar码的性能。

本申请实施例所说的“信息比特序列”，也可以叫做“待编码比特序列”或者“信息比特集合”，相应的，“信息比特个数”可以是待编码比特序列中待编码比特的个数，或者信息比特集合中的元素个数。

本申请实施例描述的各示例的单元及方法过程，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些步骤可以忽略，或不执行。此外，各个单元相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口实现，这些可以是电性、机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

Claims

1.一种通信系统中Polar码编解码的方法，其特征在于，

根据交织操作或者相应的解交织操作确定Polar码的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合；

基于所述确定的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合进行Polar码编码或者解码。

2.根据权利要求1所述的编解码的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据传输的需要确定所述交织操作。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

根据所述交织操作确定Polar码的信息比特位置集合或者冻结比特位置集合包括：

获得一个或者多个互斥的Polar码子信道位置的子集，其中，每个所述子集中的子信道位置经过任何次数的前述交织操作，仍然属于所述子集中，且不属于其他子集中；

选择第一部分子集为信息比特位置集合；或者，选择第二部分子集为冻结比特位置集合，所述第一部分子集中的任意一个与所述第二部分子集中的任意一个不同。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在需要速率匹配时，选择第三部分子集为打孔位置集合；其中所述第三部分子集中的子集不同于所述第一部分子集和第二部分子集中的任意一个。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述Polar码编码后进行所述交织操作，所述交织操作隐式的携带特定信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述Polar码解码后进行所述解交织操作，得到所述交织操作隐式携带的特定信息。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述Polar码编解码的方法应用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输。

8.一种通信系统中Polar码编解码的装置，其特征在于，包括Polar码结构确定模块(201)，和，Polar码编解码模块(202)，其中，

9.根据权利要求8中Polar码编解码的装置，其特征在于，包括Polar码结构确定模块(201，502)还用于根据传输的需要确定所述交织操作。

10.根据权利要求9中Polar码编解码的装置，其特征在于，

所述Polar码结构确定模块(201，502)用于：获得一个或者多个互斥的Polar码子信道位置的子集，其中，每个所述子集中的子信道位置经过任何次数的前述交织操作，仍然属于所述子集中，且不属于其他子集中；选择第一部分子集为信息比特位置集合；或者，选择第二部分子集为冻结比特位置集合，所述第一部分子集中的任意一个与所述第二部分子集中的任意一个不同。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

所述Polar码结构确定模块(201，502)还用于：在需要速率匹配时，选择第三部分子集为打孔位置集合；其中所述第三部分子集中的子集不同于所述第一部分子集和第二部分子集中的任意一个。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

交织模块，用于在所述Polar码编码后进行交织操作，所述交织操作隐式的携带特定信息。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

解交织模块，用于在所述Polar码解码后进行所述解交织操作，获得隐式携带的特定信息。

14.根据权利要求8-12任一所述的装置，其特征在于，所述装置用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输。