CN108809500B - 编码方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种编码方法、装置和设备,该方法包括:发送设备根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,其中,每个所述子集内的子信道位置经过任何次数的所述交织操作后,仍然属于所述子集中,且不属于其他子集;所述发送设备根据所述至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合;所述发送设备根据所述信息比特位置集合和所述冻结比特位置集合,对所述待编码的polar码进行编码。本申请提供的编码方法、装置和设备能够提高Polar编码的通信性能。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术,尤其涉及一种编码方法、装置和设备。
背景技术
长期演进(英文:Long Term Evolution,缩写:LTE)系统中,物理广播信道(英文:Physical Broadcast Channel,缩写:PBCH)承载主信息块(英文:Master InformationBlock,缩写:MIB)。其中,MIB的长度为24比特,MIB包含下行链路系统带宽,PHICH(英文:Physical Hybrid ARQ Indicator Channel,中文:物理混合自动重传请求指示信道)大小,以及系统帧号(英文:System Frequency Number,简称:SFN)的高八位等内容。发送端PBCH的处理过程如图1所示。基站首先对要发送的MIB进行循环冗余校验(英文:CyclicalRedundancy Check,缩写:CRC)编码,得到16位 CRC序列,然后基站将40比特长的序列(包含24bits的MIB和16bits的CRC)进行信道编码以及速率匹配后得到编码序列,将该编码序列分段得到4个大小相等的 PBCH独立单元,将4个PBCH独立单元采用4个扰码序列进行分别加扰,基站完成加扰后续的调制、映射和发送流程。
其中,PBCH的信道编码采用TBCC(英文:Tailing bit convolution coding,中文:咬尾卷积编码),4个扰码序列采用不同的相位。4个PBCH独立单元携带相同的编码比特,4个PBCH独立单元执行加扰、调制以及映射等流程后在40ms(4个无线帧的传输时间,每个无线帧10ms)的时间窗口内发送。
接收端PBCH的处理过程如图2所示。由发送端描述可知,4个PBCH独立单元携带相同的编码比特,因此信道质量足够好的情况下,接收端只接收40ms内的一个 PBCH独立单元就成功完成解扰、译码以及CRC校验的操作。由于接收端通过解扰成功的扰码序列,得到发送端是在40ms内的第几个无线帧发送MIB,即知道了SFN的低2位。
对于信道质量较差的情况,接收端如果只接收一个PBCH独立单元不能成功解扰译码,就与下一个10ms发送的PBCH独立单元进行软合并再进行译码,直到成功解码。
在第五代(5th Generation,5G)通信系统以及后续更多可能的通信系统中定义了三大类场景,分别为增强移动宽带(英文:enhanced Mobile Broadband,简称:eMBB),超可靠低延时通信(英文:Ultra Reliable Low Latency Communications,简称:URLLC) 和大规模物联网通信(英文:massive Machine Type Communications,缩写:mMTC)。其中,eMBB业务主要包含超高清视频、增强现实AR、虚拟现实VR等等,主要特点是传输数据量大、传输速率很高。URLLC业务主要是用于物联网中的工业控制、无人驾驶等,主要特点是超高可靠性、低延时,传输数据量较少以及具有突发性。mMTC 业务主要是用于物联网中的智能电网、智慧城市等,主要特点是海量设备连接、传输数据量小、容忍较长时间的延时。
在3GPP(英文:3rd Generation Partnership Project,中文:第三代合作伙伴计划) RAN1(英文:Radio Access Network,中文:无线接入网)87次会议上,极性Polar 码正式接收为5G eMBB(英文:enhanced Mobile Broadband)场景的上下行控制信道的信道编码方案。
将极化polar码应用于PBCH的信道编码,还存在改进的空间。
发明内容
本申请提供一种编码方法、装置和设备,用于改善Polar码编码的通信性能。
本申请第一方面提供一种编码方法,包括:
发送设备根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,其中,每个所述子集内的子信道位置经过任何次数的所述交织操作后,仍然属于所述子集中,且不属于其他子集;
所述发送设备根据所述至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合;
所述发送设备根据所述信息比特位置集合和所述冻结比特位置集合,对所述待编码的 polar码进行编码。
在本方案中,由于发送设备根据交织操作,得到的每个子集内的子信道位置经过任何次数的交织操作后,仍然属于该子集中,而且信息比特位置集合和冻结比特位置集合是从上述子集中进行选择,这样,将Polar码应用在PBCH中后,能够进一步提高Polar编码的通信性能,而且,在对极化Polar码进行交织操作后,得到的冗余版本数量较多,可以隐式携带更多信息。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合和冻结比特位置集合为根据所述至少两个互斥的子集的可靠度确定的。
一种具体的实现方式中,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道可靠度的最小值或所述子集内各子信道可靠度的平均值。
在本方案中,需要先根据母码长度,利用某种规则,计算各子信道可靠度向量,其中,某种规则例如可以是高斯近似(Gaussian approximation;GA)/密度进化 (densityevolution;DE)方法、也可以是极化权重(polarity weight;PW)方法等。在计算出各个子信道的可靠度向量后,可以将子集内各子信道可靠度的最小值作为子集的可靠度,或者,可以将子集内各子信道可靠度的平均值作为子集的可靠度。
一种具体的实现方式中,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值,其中,所述第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列。
在本方案中,不需要计算各个子信道可靠度的具体值,而是仅根据某个按照预设规则排序后的构造序列确定子集的可靠度,如将子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值作为子集的可靠度值。
一种具体的实现方式中,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第二构造序列中对应的最大的位置序号,其中,所述第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列。
在本方案中,将子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号作为子集的可靠度值。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的a 个子集中子信道的位置序号的集合,所述a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述a为正整数。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
在上述方案中,发送设备在确定出子集的可靠度之后,将根据子集的可靠度选择出a 个子集,这a个子集中子信道的位置序号的集合即为信息比特位置集合。在实际应用中,通常可以选择可靠度最高的a个子集。其中,选择出的a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,这样,即可保证选择出的信息比特位置集合中的子信道为可靠度较高的子信道。在发送设备确定出信息比特位置集合之后,将从划分出的至少两个互斥的子集中除去信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合,确定为冻结比特位置集合。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括奇偶校验PC比特集合,则所述PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度选择出b个子集,再从所述b个子集中选择c个子集后,从所述c个子集中分别选择出的子信道的序号最大的c个序号,其中,所述b个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特集合的数量之和,且所述b个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特加PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,c个子集中子信道序号的二进制展开中1 的数量不大于其他b-c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,c为所述PC比特的个数,b、c均为正整数,且c不大于b。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为在所述b个子集中除所述PC比特集合的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
在上述方案中,待编码的polar码包括PC比特集合,因此,可以先从多个互斥的子集中确定信息比特位置集合和PC比特集合的位置集合,再确定冻结比特位置集合。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括PC比特集合,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的r个子集中子信道的位置序号的集合,所述r个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述r个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度,在所述至少两个互斥的子集中,除所述r个子集之外的其他m个子集中,选择出的y个子集中子信道的位置序号的集合,所述y个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,且所述y个子集中各子信道的可靠度之和大于所述m个子集中,任意包含PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,r、m、y为正整数。
在上述方案中,待编码的polar码包括PC比特集合,发送设备可以先从多个互斥的子集中确定信息比特位置集合,再从剩余的子集中确定出PC比特集合的位置集合,将剩余的子集中子信道的位置序号集合作为冻结比特位置集合。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为根据所述子集的可靠度,选择出的 e个子集中子信道的位置序号的集合,所述e个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且所述e个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述e为正整数。
在上述方案中,发送设备可以先确定冻结比特位置集合,再将剩余的子集中子信道的位置序号集合作为信息比特位置集合和PC比特集合位置集合。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,所述g个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述f和g均为正整数。
在上述方案中,发送设备可以将包含第一构造序列或第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,作为信息比特位置集合。在实际应用中,由于第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第一构造序列中前f个子信道序号的g个子集,而第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第二构造序列中后f个子信道序号的 g个子集。当然,还可以按照其他的规则进行选择,如不连续的选择包含第一构造序列或第二构造序列中f个子信道序号的g个子集等。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括PC比特,则所述PC比特的位置集合为确定出包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,再从i个子集中选择j个子集后,从所述j个子集中分别选择出的子信道的序号最大的j个序号,其中,所述i个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特的数量之和,j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他i-j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,j为所述PC比特的个数,h、 i、j均为正整数,且j不大于i。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为i个子集中除所述PC比特的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;所述冻结比特的位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
在上述方案中,发送设备根据第一构造序列或第二构造序列,先选择出包含第一构造序列或第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,作为信息比特位置集合和PC比特位置集合。确定出PC比特的位置集合后,将i个子集中除PC比特的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合,作为信息比特位置集合,并将最后剩余的子信道的位置序号的集合作为冻结比特位置集合。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括PC比特,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,所述n个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述PC比特的位置集合为在所述至少两个互斥的子集中,除所述n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,所述C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等;所述冻结比特为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述 PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,p、n、A、B、C为正整数。
在上述方案中,发送设备将分别确定信息比特位置集合和PC比特位置集合。其中,发送设备根据第一构造序列或第二构造序列,先选择出包含第一构造序列或第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,作为信息比特位置集合。选择出n个子集之后,将从除n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含第一构造序列或第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,以使C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,其中,B个子信道序号和p个子信道序号无重叠。最后,将剩余的子信道的位置序号的集合作为冻结比特位置集合。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中s个子信道序号的t个子集中子信道的位置序号的集合,所述t个子集中子信道的总数与冻结比特的数量相等,s和t均为正整数。
在上述方案中,发送设备也可以从多个互斥的子集中先选择冻结比特位置集合,再确定信息比特位置集合和PC比特位置集合。
一种具体的实现方式中,所述方法还包括:
在需要速率匹配时,确定打孔比特的位置集合;所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的w个子集中子信道的位置序号的集合,所述w个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等,或者,所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合以及所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的x个子集中子信道的位置序号的集合,所述x个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等。
在本方案中,当待编码的极化polar码的码长M不等于母码长度N时,需要打孔N-M个比特。另外,预设规则可以为从子集中任选一个或多个子集,也可以为按照子信道序号的顺序选择一个或多个子集,还可以为按照子集的可靠度从低到高的顺序选择一个或多个子集。
一种具体的实现方式中,所述方法还包括:
所述编码方法应用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输中。
本申请第二方面提供一种编码装置,包括:
划分模块,用于根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,其中,每个所述子集内的子信道位置经过任何次数的所述交织操作后,仍然属于所述子集中,且不属于其他子集;
确定模块,用于根据所述至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合;
编码模块,用于根据所述信息比特位置集合和所述冻结比特位置集合,对所述待编码的polar码进行编码。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合和冻结比特位置集合为根据所述至少两个互斥的子集的可靠度确定的。
一种具体的实现方式中,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道可靠度的最小值或所述子集内各子信道可靠度的平均值。
一种具体的实现方式中,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值,其中,所述第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列。
一种具体的实现方式中,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第二构造序列中对应的最大的位置序号,其中,所述第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的a 个子集中子信道的位置序号的集合,所述a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述a为正整数。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括奇偶校验PC比特集合,则所述PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度选择出b个子集,再从所述b个子集中选择c个子集后,从所述c个子集中分别选择出的子信道的序号最大的c个序号,其中,所述b个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特集合的数量之和,且所述b个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特加PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,c个子集中子信道序号的二进制展开中1 的数量不大于其他b-c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,c为所述PC比特的个数,b、c均为正整数,且c不大于b。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为在所述b个子集中除所述PC比特集合的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括PC比特集合,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的r个子集中子信道的位置序号的集合,所述r个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述r个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度,在所述至少两个互斥的子集中,除所述r个子集之外的其他m个子集中,选择出的y个子集中子信道的位置序号的集合,所述y个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,且所述y个子集中各子信道的可靠度之和大于所述m个子集中,任意包含PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,r、m、y为正整数。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为根据所述子集的可靠度,选择出的 e个子集中子信道的位置序号的集合,所述e个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且所述e个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述e为正整数。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,所述g个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述f和g均为正整数。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括PC比特,则所述PC比特的位置集合为确定出包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,再从i个子集中选择j个子集后,从所述j个子集中分别选择出的子信道的序号最大的j个序号,其中,所述i个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特的数量之和,j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他i-j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,j为所述PC比特的个数,h、 i、j均为正整数,且j不大于i。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为i个子集中除所述PC比特的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;所述冻结比特的位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括PC比特,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,所述n个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述PC比特的位置集合为在所述至少两个互斥的子集中,除所述n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,所述C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等;所述冻结比特为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述 PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,p、n、A、B、C为正整数。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中s个子信道序号的t个子集中子信道的位置序号的集合,所述t个子集中子信道的总数与冻结比特的数量相等,s和t均为正整数。
一种具体的实现方式中,所述确定模块,还用于在需要速率匹配时,确定打孔比特的位置集合;所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的w个子集中子信道的位置序号的集合,所述w个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等,或者,所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合以及所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的x个子集中子信道的位置序号的集合,所述x个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等。
一种具体的实现方式中,所述编码装置应用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输中。
应理解,在上述编码装置的实现中,划分模块、确定模块和编码模块可以被具体实现为处理器。
本申请第三方面提供一种发送设备,包括:
存储器,用于存储程序;
处理器,用于执行所述存储器存储的所述程序,当所述程序被执行时,所述处理器根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,其中,每个所述子集内的子信道位置经过任何次数的所述交织操作后,仍然属于所述子集中,且不属于其他子集;根据所述至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合;根据所述信息比特位置集合和所述冻结比特位置集合,对所述待编码的polar码进行编码。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合和冻结比特位置集合为根据所述至少两个互斥的子集的可靠度确定的。
一种具体的实现方式中,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道可靠度的最小值或所述子集内各子信道可靠度的平均值。
一种具体的实现方式中,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值,其中,所述第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列。
一种具体的实现方式中,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第二构造序列中对应的最大的位置序号,其中,所述第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的a 个子集中子信道的位置序号的集合,所述a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述a为正整数。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括奇偶校验PC比特集合,则所述PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度选择出b个子集,再从所述b个子集中选择c个子集后,从所述c个子集中分别选择出的子信道的序号最大的c个序号,其中,所述b个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特集合的数量之和,且所述b个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特加PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,c个子集中子信道序号的二进制展开中1 的数量不大于其他b-c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,c为所述PC比特的个数,b、c均为正整数,且c不大于b。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为在所述b个子集中除所述PC比特集合的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括PC比特集合,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的r个子集中子信道的位置序号的集合,所述r个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述r个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度,在所述至少两个互斥的子集中,除所述r个子集之外的其他m个子集中,选择出的y个子集中子信道的位置序号的集合,所述y个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,且所述y个子集中各子信道的可靠度之和大于所述m个子集中,任意包含PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,r、m、y为正整数。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为根据所述子集的可靠度,选择出的 e个子集中子信道的位置序号的集合,所述e个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且所述e个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述e为正整数。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,所述g个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述f和g均为正整数。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括PC比特,则所述PC比特的位置集合为确定出包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,再从i个子集中选择j个子集后,从所述j个子集中分别选择出的子信道的序号最大的j个序号,其中,所述i个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特的数量之和,j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他i-j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,j为所述PC比特的个数,h、 i、j均为正整数,且j不大于i。
一种具体的实现方式中,所述信息比特位置集合为i个子集中除所述PC比特的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;所述冻结比特的位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
一种具体的实现方式中,若所述待编码的polar码包括PC比特,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,所述n个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述PC比特的位置集合为在所述至少两个互斥的子集中,除所述n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,所述C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等;所述冻结比特为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述 PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,p、n、A、B、C为正整数。
一种具体的实现方式中,所述冻结比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中s个子信道序号的t个子集中子信道的位置序号的集合,所述t个子集中子信道的总数与冻结比特的数量相等,s和t均为正整数。
一种具体的实现方式中,所述处理器还用于在需要速率匹配时,确定打孔比特的位置集合;所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的w个子集中子信道的位置序号的集合,所述w个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等,或者,所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合以及所述 PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的x个子集中子信道的位置序号的集合,所述x个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等。
一种具体的实现方式中,所述发送设备应用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输中。
在上述发送设备的具体实现中,处理器的数量为至少一个,用来执行存储器存储的执行指令,即计算机程序。使得发送设备通过通信接口与接收设备之间进行数据交互来执行上述第一方面或者第一方面的各种实施方式提供的编码方法,可选的,存储器还可以集成在处理器内部。
本申请第四方面提供一种存储介质,包括:可读存储介质和计算机程序,所述计算机程序用于实现第一方面任一项提供的编码方法。
本申请第五方面提供一种程序产品,该程序产品包括计算机程序(即执行指令),该计算机程序存储在可读存储介质中。发送设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该计算机程序,至少一个处理器执行该计算机程序使得发送设备实施第一方面或者第一方面的各种实施方式提供的编码方法。
本申请实施例提供的编码方法、装置和设备,发送设备根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,并根据至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合,再根据信息比特位置集合和冻结比特位置集合,对待编码的polar码进行编码。由于发送设备根据交织操作,得到的每个子集内的子信道位置经过任何次数的交织操作后,仍然属于该子集中,而且信息比特位置集合和冻结比特位置集合是从上述子集中进行选择,这样,将Polar码应用在PBCH中后,能够进一步提高Polar编码的通信性能,而且,在对极化Polar码进行交织操作后,得到的冗余版本数量较多,可以隐式携带更多信息。
附图说明
图1为LTE中发送端PBCH处理的过程;
图2为LTE中接收端PBCH处理的过程;
图3为无线通信的基本流程图;
图4为本申请实施例的应用场景图;
图5为Arikan Polar码的构造示图;
图6为CA Polar码的构造示图;
图7为PC Polar码的构造示图;
图8是本申请实施例提供的编码方法的流程示意图;
图9为检验关系的一示意图;
图10为检验关系的另一示意图;
图11为检验关系的又一示意图;
图12为本申请实施例提供的编码装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。
图3是无线通信的基本流程,在发送端,信源依次经过信源编码、信道编码、速率匹配和调制映射后发出。在接收端,依次通过解调解映射、解速率匹配、信道译码和信源译码输出信宿。信道编译码可以采用Polar码,由于原始Polar码(母码)的码长为2的整数次幂,在实际应用中需要通过速率匹配实现任意码长的Polar码。发送端在信道编码后进行速率匹配实现任意的目标码长,在接收端,信道解码之前先进行解速率匹配。需要说明的是,无线通信的基本流程还包括额外流程(例如:预编码和交织),鉴于这些额外流程对于本领域技术人员而言是公知常识,不再一一列举。本申请中提到的CRC序列和CRC 信息同一事物的不同称呼。
本申请实施例可以应用于无线通信系统,无线通信系统通常由小区组成,每个小区包含一个基站(英文:Base Station,简称:BS),基站向多个移动台(英文:MobileStation,简称:MS)提供通信服务,其中基站连接到核心网设备,如图4所示。其中基站包含BBU (英文:Baseband Unit,中文:基带单元)和RRU(英文:Remote Radio Unit,中文:远端射频单元)。BBU和RRU可以放置在不同的地方,例如:RRU拉远,放置于高话务量的区域,BBU放置于中心机房。BBU和RRU也可以放置在同一机房。BBU和RRU也可以为一个机架下的不同部件。
需要说明的是,本申请实施例提及的无线通信系统包括但不限于:窄带物联网系统(英文:Narrow Band-Internet of Things,简称:NB-IoT)、全球移动通信系统(英文:Global System for Mobile Communications,简称:GSM)、增强型数据速率GSM演进系统(英文:Enhanced Data rate for GSM Evolution,简称:EDGE)、宽带码分多址系统(英文:Wideband Code Division Multiple Access,简称:WCDMA)、码分多址2000系统(英文:Code Division Multiple Access,简称:CDMA2000)、时分同步码分多址系统(英文:TimeDivision-Synchronization Code Division Multiple Access,简称:TD-SCDMA),长期演进系统(英文:Long Term Evolution,简称:LTE)以及下一代5G移动通信系统的三大应用场景eMBB,URLLC和eMTC。
本申请实施例中,所述基站是一种部署在无线接入网中为MS提供无线通信功能的装置。所述基站可以包括各种形式的宏基站,微基站(也称为小站),中继站,接入点等。在采用不同的无线接入技术的系统中,具备基站功能的设备的名称可能会有所不同,例如,在LTE系统中,称为演进的节点B(evolved NodeB,eNB或者eNodeB),在第三代(英文:3rdGeneration,简称:3G)系统中,称为节点B(英文:Node B)等。为方便描述,本申请所有实施例中,上述为MS提供无线通信功能的装置统称为基站或BS。
本申请实施例中所涉及到的MS可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。所述MS也可以称为终端(英文:terminal),还可以包括用户单元(英文:subscriber unit)、蜂窝电话(英文:cellular phone)、智能手机(英文:smart phone)、无线数据卡、个人数字助理(英文:Personal Digital Assistant,简称:PDA)电脑、平板型电脑、无线调制解调器(英文:modem)、手持设备(英文:handset)、膝上型电脑(英文:laptop computer)、机器类型通信(英文:Machine Type Communication,简称:MTC)终端等。为方便描述,本申请所有实施例中,上面提到的设备统称为MS。
进一步地,本申请实施例可以应用于无线通信系统中PBCH的传输中,以用于隐式的携带某些信息。
下面对Polar码做简单介绍。
通信系统通常采用信道编码提高数据传输的可靠性,以保证通信的质量。土耳其教授 Arikan提出的Polar码是第一个理论上证明可以达到香农容量且具有低编译码复杂度的码。Polar码也是一种线性块码,其编码矩阵为GN,编码过程为其中是一个二进制的行矢量,长度为N(即码长);GN是一个N×N的矩阵,且定义为log2N个矩阵F2的克罗内克(Kronecker)乘积。上述矩阵
Polar码的编码过程中,中的一部分比特用来携带信息,称为信息比特集合,这些比特的索引的集合记作另外的一部分比特设置为收发端预先约定的固定值,称之为固定比特集合或冻结比特集合(frozen bits),其索引的集合用的补集表示。Polar码的编码过程相当于:这里,GN(A)是GN中由集合中的索引对应的那些行得到的子矩阵,GN(AC)是GN中由集合中的索引对应的那些行得到的子矩阵。为中的信息比特集合,数量为K;为中的固定比特集合,其数量为(N-K),是已知比特。这些固定比特通常被设置为0,但是只要收发端预先约定,固定比特可以被任意设置。从而,Polar码的编码输出可简化为:这里为中的信息比特集合,为长度K的行矢量,即|·|表示集合中元素的个数,K为信息块大小,是矩阵GN中由集合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码的构造过程即集合的选取过程,决定了Polar码的性能。Polar码的构造过程通常是,根据母码码长N确定共存在N个极化信道,分别对应编码矩阵的N个行,计算极化信道可靠度,将可靠度较高的前K个极化信道的索引作为集合的元素,剩余 (N-K)个极化信道对应的索引作为固定比特的索引集合的元素。集合决定了信息比特的位置,集合决定了固定比特的位置。
从编码矩阵可以看出,原始Polar码(母码)的码长为2的整数次幂,在实际应用中需要通过速率匹配实现任意码长的Polar码。
为了提升Polar码的性能,通常对信息比特集合先进行校验预编码,再进行Polar编码。有两种常见的校验预编码方式,即CRC(中文:循环冗余校验,英文:CyclicRedundancy Check)级联Polar编码,或是PC(中文:奇偶校验,英文:Parity Check)级联Polar编码。目前,Polar编码包括:Airkan传统Polar编码和CA Polar编码和PC Polar编码。本申请中涉及的Polar编码译码方法和编码译码装置,可以采用传统Polar编码、CA Polar编码或PC Polar编码。
对图5中Airkan传统Polar编码说明,{u1,u2,u3,u5}设置为固定比特集合,{u4,u6,u7,u8} 设置为信息比特集合,将长度为4的信息向量中的4位信息比特编码成8位编码比特。
对图6中CA Polar编码说明,{u1,u2}设置为固定比特集合,{u3,u4,u5,u6}设置为信息比特集合,{u7,u8}为CRC比特集合。其中,{u7,u8}的值由{u3,u4,u5,u6}做CRC得到。
对于CA Polar编码,采用CA-SCL(英文:CRC-Aided Successive CancellationList,中文:CRC协助的串行抵消列表)译码算法。CA-SCL译码算法通过CRC校验在SCL译码输出的候选路径中选择CRC通过的路径作为译码输出。
对图7中PC Polar编码说明,{u1,u2,u5}设置为固定比特集合,{u3,u4,u6,u7}设置为信息比特集合,{u7}为PC固定比特集合。其中,{u7}的值由{u3,u6}异或得到。
下面对Polar码的交织不变性做简单介绍。
给定Polar码的母码长度N,则polar码的生成矩阵为NxN矩阵,矩阵中包含 n=log2(N)个基序列,生成矩阵中除了全1行外,其他行都是由基序列所在行互相之间进行与操作得到的。另外,通过对n=log2(N)个基序列的交织π,可以得到对所有N行的交织ρ。交织ρ为循环交织,即对给定序列经多次交织ρ后,仍可以得到原序列。进一步,可以发现,行号集合{0,1,2,3,…,N-1}被分为多个互斥子集(orbit),子集中元素所示的行号在经过任意次交织ρ后,仍然落在该子集中。交织π对n长序列做交织产生的冗余版本数量等于交织ρ对N长序列做交织产生的冗余版本数量,其中,冗余版本数量即累积的交织操作的次数。
以N=8为例进行说明,polar码的生成矩阵为8x8矩阵:
如上所示,其中,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[7 6 5 4 3 2 1 0],其二进制表示为[111 110 101 100 011 010 001 000],行号的二进制表示正好指示了该行是由哪个或哪几个基序列通过与操作得到的。例如行号为6,二进制表示为110,则是通过x2和x1与操作得到的。
本申请提供了一种编码方法,该编码方法可以应用于发送设备,例如:图4中的基站。图8是本申请实施例提供的编码方法的流程示意图,具体步骤如下:
步骤801:发送设备根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,其中,每个子集内的子信道位置经过任何次数的交织操作后,仍然属于子集中,且不属于其他子集。
在本实施例中,根据该交织处理,将子信道的位置序号集合分为多个互斥的子集。每个子集中的元素,即位置序号无论经过多少次交织操作处理,仍然属于该子集中,且不属于其他子集。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,其中,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。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。
需要进行说明的是,采用本申请实施方式的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,需要选择一个周期r大于等于8的交织序列,基于该交织序列构造Polar码。其中,“周期r”是指交织r次之后变回原序列。
可选地,给定基序列的交织操作π,根据公式(1)可以得到对长为N=2n的序列的交织操作ρ:
其中,(im-1,im-2…i0)2是i的二进制表示,序号集合{0~N-1}被交织操作ρ划分为多个互斥子集O={o1,o2,…,oA},任意子集oa中的元素所示序号,在经过任意次交织操作ρ后,仍然属于子集oa。
可选地,划分互斥子集的方法可以包括如下几种:
第一种:假设母码长度为N,给定交织操作ρ,对序列{0,1,2,…,N-1}做R次交织操作ρ,其中R为交织操作ρ对应的冗余版本数量(即R次交织操作ρ后,序列变为原序列)。假设i0∈[0,N-1],对于i0,记第r次交织操作ρ后,i0出现在交织后序列的第ir位上,其中 r∈[1,R]。令oi={Φ},对于r=0,1,2,…,R,若ir在oi中,则不做任何操作;若ir不在oi中,则将其放入oi中。
第二种:假设母码长度为N,将子信道序号j∈[0,N-1]做长度为n=log2N的二进制展开,结果记为(ij,n-1,ij,n-2,ij,n-3,..,ij,0)2,对其进行R次交织操作π,将得到的交织后的二进制序列转换为十进制序号。记第r次二进制展开、交织操作π、十进制转换后得到的序号为jr,其中r∈[1,R]。令oj={Φ},对于r=0,1,2,…,R,若jr在oj中,则不做任何操作;若jr不在oj中,则将其放入oj中。例如:假设母码长度为16,符合冗余版本数要求的交织操作π=[32 1 4],即交织后原序列第3位成为交织后序列的第1位,原序列第1位成为交织后序列的第3位,第2和第4位保持不变。将这个交织操作π作用于子信道序号的log2(16)=4 位二进制展开,得到子信道序号集合{0,1,2,…,15}的子集划分。例如,对于0号子信道,其4位二级制展开为0000,经过交织操作π后,得到的二进制序列仍为0000,其十进制表示为0,即{0}是一个子集;同理,对于2号子信道,其4位二进制展开为 0010,进行交织操作π后,可能得到的二进制序列为1000(保持第2,4位比特,交换第1,3位比特),其十进制值为8,即{2,8}为一个子集。以此类推,将得到以下子集 {0}{1}{2,8}{3,9}{4}{5}{6,12}{7,13}{10}{11}{14}{15},共12个子集。
步骤802:发送设备根据至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合。
在本实施例中,在获得至少两个互斥的子集之后,将基于前述子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合,其中,信息比特位置集合中的任意一个子集与冻结比特位置集合中的任意一个子集不同。另外,在需要进行速率匹配时,还需要确定打孔比特的位置集合,打孔比特的位置集合中的子集与信息比特位置集合以及冻结比特位置集合中的子集不同。
步骤803:发送设备根据信息比特位置集合和冻结比特位置集合,对待编码的polar 码进行编码。
在本实施例中,发送设备将根据确定出的信息比特位置集合和冻结比特位置集合,对待编码的polar码进行编码,并将编码后的polar码发送给接收设备,接收设备将根据信息比特位置集合和冻结比特位置集合,对编码后的polar码进行解码。
本申请实施例提供的编码方法,发送设备根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,并根据至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合,再根据信息比特位置集合和冻结比特位置集合,对待编码的polar码进行编码。由于发送设备根据交织操作,得到的每个子集内的子信道位置经过任何次数的交织操作后,仍然属于该子集中,而且信息比特位置集合和冻结比特位置集合是从上述子集中进行选择,这样,将Polar码应用在PBCH中后,能够进一步提高Polar编码的通信性能,而且,还可以在对极化Polar码进行交织操作时隐式的携带信息。
可选地,信息比特位置集合和冻结比特位置集合为根据至少两个互斥的子集的可靠度确定的。
具体地,在本申请实施例中,可以将极化权重,错误概率和极化信道容量等能够描述极化信道可靠度相对大小的表述统一描述为可靠度。在实际应用中,可以通过每个子集的可靠度确定信息比特位置集合和冻结比特位置集合。其中,确定各个子集的可靠度的方式包括如下几种:
方式1:子集的可靠度为子集内各子信道可靠度的最小值或子集内各子信道可靠度的平均值。
具体地,在这种方式中,在确定子集的可靠度之前,需要先根据母码长度,利用某种规则,计算各子信道可靠度向量,其中,某种规则例如可以是高斯近似(Gaussianapproximation;GA)/密度进化(density evolution;DE)方法、也可以是极化权重(polarity weight;PW)方法等。其中,当使用GA/DE方法时,需要输入母码长度和信噪比工作点;当使用PW方法时,需要输入母码长度。
在计算出各个子信道的可靠度向量后,可以将子集内各子信道可靠度的最小值作为子集的可靠度。例如:对于子集oa,其中包含有序号ia1,ia2,……,iaB,各序号对应的子信道的可靠度分别为W(ia1),w(ia2),……,W(iaB),则子集oa的可靠度为min(W(ia1), W(ia2),…,W(iaB)),其中min()表示取最小值。或者,也可以将子集内各子信道可靠度的平均值作为子集的可靠度。例如:对于子集oa,其中包含有序号ia1,ia2,……,iaB,各序号对应的子信道的可靠度分别为W(ia1),w(ia2),……,W(iaB),则子集oa的可靠度为mean(W(ia1), W(ia2),…,W(iaB)),其中mean()表示取平均值。
方式2:子集的可靠度为子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值,其中,第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列。
具体地,在一些场景中,可能不需要计算各个子信道可靠度的具体值,而是仅给出按照预设规则,将子信道的位置序号进行排序后的某个构造序列。其中,预设规则例如可以为按照各个子信道的可靠度进行排序,或者按照各个子信道的质量进行排序,当然,还可以为其他的预设规则。假设,该构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的第一构造序列,则子集的可靠度为该子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值。举例来说,若第一构造序列为Q={q1,q2,…,qN},且qe子信道的可靠度大于qe+1子信道的可靠度,qe在Q中的序号z(qe)=e。对于子集o1,其中包含有子信道序号q1,q3,……,qa,它们在Q中的序号为z(q1),z(q3),……,z(qa), 且z(qa)在子集o1中最大,则子集o1的可靠度为qa子信道在第一构造序列Q中的序号 z(qa)的相反值-z(qa)。
方式3:子集的可靠度为子集内各子信道在第二构造序列中对应的最大的位置序号,其中,第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列。
具体地,与方式2中类似,在这种方式下,并不需要计算出各个子信道可靠度的具体值,而是仅给出按照预设规则,将子信道的位置序号进行排序后的某个构造序列。假设,该构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的第二构造序列,则子集的可靠度为该子集内各子信道在第二构造序列中对应的最大的位置序号。举例来说,若第二构造序列为Q={q1,q2,…,qN},且qe子信道的可靠度小于qe+1子信道的可靠度,qe在Q中的序号z(qe)=e。对于子集o2,其中包含有序号q2,q4,……,qb,它们在Q中的序号为z(q2),z(q4),……,z(qb),且z(qb)在子集o2中最大,则子集o2的可靠度为z(qb)。
基于上述确定子集可靠度的三种方式,信息比特位置集合和冻结比特位置集合的选择包括以下实现方式:
实现方式1:信息比特位置集合为根据子集的可靠度选择出的a个子集中子信道的位置序号的集合,所述a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述a为正整数。
相应地,冻结比特位置集合为至少两个互斥的子集中除信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
具体地,发送设备根据上述任一种方式确定出子集的可靠度之后,将根据子集的可靠度选择出a个子集,这a个子集中子信道的位置序号的集合即为信息比特位置集合。在实际应用中,通常可以选择可靠度最高的a个子集。其中,选择出的a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,这样,即可保证选择出的信息比特位置集合中的子信道为可靠度较高的子信道。
在发送设备确定出信息比特位置集合之后,将从划分出的至少两个互斥的子集中除去信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合,确定为冻结比特位置集合。
下面,以方式1中确定子集可靠度,并根据各子集的可靠度确定信息比特位置集合和冻结比特位置集合为例进行说明,其中,母码长度N=16,信息比特数量K=4,按某种规则计算16个子信道的可靠度,这里以按极化权重(PW)方法为例,16个子信道的可靠度值依次为{0,1,1.1892,2.1892,1.4142,2.4142,2.6034,3.6034,1.6818, 2.6818,2.8710,3.8710,3.0960,4.0960,4.2852,5.2852}。
假设符合冗余版本数要求的交织操作π=[3 2 1 4],即交织后原序列第3位成为交织后序列的第1位,原序列第1位成为交织后序列的第3位,第2和第4位保持不变。将这个交织操作π作用于子信道序号的log2(16)=4位二进制展开,得到子信道序号集合{0,1,2,…,15}的子集划分。例如,对于0号子信道,其4位二级制展开为0000, 经过交织操作π后,得到的二进制序列仍为0000,其十进制表示为0,即{0}是一个子集;同理,对于2号子信道,其4位二进制展开为0010,进行交织操作π后,可能得到的二进制序列为1000(保持第2,4位比特,交换第1,3位比特),其十进制值为 8,即{2,8}为一个子集。以此类推,将得到以下子集{0}{1}{2, 8}{3,9}{4}{5}{6,12}{7,13}{10}{11}{14}{15},共12个子集。
划分子集后,将计算各子集的可靠度,例如使用子集中可靠度较低的信道的可靠度作为子集的可靠度,则上述12个子集的可靠度依次为{0,1,1.1892,1.6818,2.1892,1.4142,2.4142,2.6034,2.6818,2.8710,4.0960,4.2852}。根据各个子集的可靠度,从 12个子集中进行选择,使得所选子集包含的元素总数为4,且所选子信道的可靠度之和最大,为满足这一要求,则将选择{15}{14}{11}{10}四个子集中所包含子信道为信息比特位置集合,剩余的子集包含的子信道为冻结比特位置集合。
需要进行说明的是,在实际应用中,按照子集的可靠度大小,选择出可靠度较高的a个子集之后,a个子集中的位置序号的总数有可能会大于信息比特的数量,此时,可以将a个子集中可靠度较小的一个或多个子集中的所有位置序号剔除,以使选择出的位置序号的总数等于信息比特的数量。当然,还可以按照其他的规则进行子集剔除,如可以任意剔除一个或多个子集等,对于具体的剔除方式,本实施例在此不作限制。
实现方式2:冻结比特位置集合为根据子集的可靠度,选择出的e个子集中子信道的位置序号的集合,e个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且e个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,e为正整数。
相应地,信息比特位置集合为至少两个互斥的子集中除冻结比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
具体地,与实现方式1相比,本方式中发送设备是根据各个子集的可靠度,先确定冻结比特位置集合,再根据冻结比特位置集合确定信息比特位置集合。其中,发送设备根据上述任一种方式确定出子集的可靠度之后,将根据子集的可靠度选择出e个子集,这e个子集中子信道的位置序号的集合即为冻结比特位置集合。在实际应用中,通常可以选择可靠度较低的e个子集。其中,选择出的e个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且e个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,这样,即可保证选择出的冻结比特位置集合中的子信道为可靠度较低的子信道。
在发送设备确定出冻结比特位置集合之后,将从划分出的至少两个互斥的子集中除去冻结比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合,确定为信息比特位置集合。
下面以实现方式1中的12个子集以及各个子集的可靠度为例进行说明,假设冻结比特数量L=12,根据各个子集的可靠度,将从12个子集中进行选择,使得所选子集包含的元素总数为12,且所选子信道的可靠度之和最小,为满足这一要求,则将选择{0}{1}{2,8}{3,9}{4}{5}{6,12}{7,13}八个子集中所包含子信道为冻结比特位置集合,剩余的子集包含的子信道为信息比特位置集合。
需要进行说明的是,在实际应用中,按照子集的可靠度大小,选择出可靠度较低的e个子集之后,e个子集中的位置序号的总数有可能会大于冻结比特的数量,此时,可以将e个子集中可靠度较大的一个或多个子集中的全部位置序号剔除,以使选择出的位置序号的总数等于冻结比特的数量。当然,还可以按照其他的规则进行剔除,如可以任意剔除一个或多个子集等,对于具体的剔除方式,本实施例在此不作限制。
实现方式3:若待编码的polar码包括奇偶校验(Parity Check;PC)比特集合,则PC比特集合的位置集合为根据子集的可靠度选择出b个子集,再从b个子集中选择c个子集后,从c个子集中分别选择出的子信道的序号最大的c个序号,其中,b个子集中子信道的序号的总数为信息比特和PC比特的数量之和,且b个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特加PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他b-c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,c为PC比特的个数,b、c均为正整数,且c不大于b。
相应地,信息比特位置集合为在b个子集中除PC比特的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
相应地,冻结比特位置集合为至少两个互斥的子集中除信息比特位置集合和PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
具体地,在这种实现方式下,待编码的polar码包括PC比特集合,此时,可以先从多个互斥的子集中确定信息比特位置集合和PC比特集合的位置集合,再确定冻结比特位置集合。其中,发送设备根据上述任一种方式确定出子集的可靠度之后,将根据子集的可靠度从至少两个互斥的子集中选择出b个子集,在实际应用中,通常可以选择可靠度最高的b个子集,使得b个子集中子信道的序号的总数为信息比特和PC比特的数量之和,且 b个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特加PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,这样,即可保证选择出的信息比特位置集合和 PC比特集合的位置集合中子信道为可靠度较高的子信道。选择出b个子集之后,再从b 个子集中选择c个子集,使c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他b-c 个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,将从c个子集中分别选择出子信道的序号最大的c个序号,作为PC比特集合的位置集合。
由于b个子集中子信道的序号的总数为信息比特和PC比特的数量之和,当确定出PC 比特集合的位置集合后,从b个子集中除去PC比特集合的位置集合后,剩余的其他子信道的位置序号的集合即为信息比特位置集合。从多个互斥的子集中,除去b个子集中子信道的位置序号的集合,即除去PC比特集合的位置集合和信息比特位置集合后,剩余的其他子信道的位置序号的集合即为冻结比特位置集合。
下面以实现方式1中的12个子集以及各个子集的可靠度为例进行说明,假设信息比特数量K=4,PC比特数量Kpc=1,根据各个子集的可靠度,从12个子集中进行选择,使得所选子集包含的元素总数为5,且所选子信道的可靠度之和最大,为满足这一要求,则将选择{15}{14}{13,7}{11}四个子集中所包含子信道为信息比特位置集合和PC比特位置集合,剩余的子集包含的子信道为冻结比特位置集合。另外,还需要从{15}{14}{13,7}{11}这四个子集中选择一个子集,使得该子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他三个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,根据上述要求,可以选择子集{13,7},再从该子集中选择序号最大的子信道13放置PC比特。这样,信息比特的位置集合即为{15,14,7,11},剩余的子集包含的子信道为冻结比特位置集合。
需要进行说明的是,在实际应用中,按照子集的可靠度大小,选择出可靠度较高的b个子集之后,b个子集中的位置序号的总数有可能会大于信息比特和PC比特集合的数量之和,此时,需要从b个子集中剔除m个子集,以使选择出的位置序号的总数等于信息比特和PC比特集合的数量,具体的剔除方法与实现方式1中的方法类似,此处不再赘述。
实现方式4:与实现方式3相比,本方式中发送设备是根据各个子集的可靠度,先确定冻结比特位置集合,再根据冻结比特位置集合确定信息比特位置集合和PC比特位置集合。具体地,冻结比特位置集合为根据子集的可靠度,选择出的A个子集中子信道的位置序号的集合,A个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且A个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,A为正整数。
相应地,信息比特位置集合和PC比特位置集合为至少两个互斥的子集中除冻结比特位置集合之外,剩余的其他子信道的位置序号的集合。
需要说明的是,根据各个子集的可靠度,确定冻结比特位置集合的方式与实现方式2 中确定冻结比特位置集合的方式类似,此处不再赘述。在剩余的其他子信道中确定信息比特位置集合和PC比特位置集合的方式,与实现方式3中确定信息比特位置集合和PC比特位置集合的方式类似,此处不再赘述。
实现方式5:若待编码的polar码包括PC比特集合,信息比特位置集合为根据子集的可靠度选择出的r个子集中子信道的位置序号的集合,该r个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且r个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和。
相应地,PC比特集合的位置集合为根据子集的可靠度,在至少两个互斥的子集中,除r个子集之外的其他m个子集中,选择出的y个子集中子信道的位置序号的集合,y个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,且y个子集中各子信道的可靠度之和大于m个子集中,任意包含PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,其中,r、m、y为正整数。
相应地,冻结比特位置集合为至少两个互斥的子集中除信息比特位置集合和PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
具体地,本实现方式与实现方式3和实现方式4相比,信息比特位置集合和PC比特位置集合是分别进行确定的。其中,发送设备根据上述任一种方式确定出子集的可靠度之后,将根据子集的可靠度选择出r个子集,这r个子集中子信道的位置序号的集合即为信息比特位置集合。在实际应用中,通常可以选择可靠度最高的r个子集。其中,选择出的r个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且r个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,这样,即可保证选择出的信息比特位置集合中的子信道为可靠度较高的子信道。
在发送设备确定出信息比特位置集合之后,将从剩余的子集中选择PC比特的位置集合,其中,在除r个子集之外的其他m个子集中,选择出y个子集,以使y个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,且y个子集中各子信道的可靠度之和大于m 个子集中,任意包含PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和。最后,将剩余的子信道的集合作为冻结比特位置集合。
下面以实现方式1中的12个子集以及各个子集的可靠度为例进行说明,假设信息比特数量K=4,PC比特数量Kpc=2,根据各个子集的可靠度,从12个子集中进行选择,使得所选子集包含的元素总数为4,且所选子信道的可靠度之和最大,为满足这一要求,则将选择{15}{14}{11}{10}四个子集中所包含子信道为信息比特位置集合。在确定出信息比特位置集合之后,将从剩余的子集中选择PC比特位置集合,在实际应用中,通常会从剩余的子集中选择可靠度较高的子集,来确定PC比特位置集合,如选择{13,7},由于Kpc=2,将该子集中子信道7和13放置PC比特。并将剩余的子集包含的子信道为冻结比特位置集合。
需要进行说明的是,在实际应用中,按照子集的可靠度大小,选择出可靠度较高的r个子集之后,r个子集中的位置序号的总数有可能会大于信息比特的数量,此时,需要从r个子集中剔除m个子集,以使选择出的位置序号的总数等于信息比特的数量,具体的剔除方法与实现方式1中的方法类似,此处不再赘述。另外,若选择出的y个子集中的位置序号的总数大于PC比特的数量时,同样需要剔除一个或多个子集,以使选择出的位置序号总数等于PC比特的数量。
可选地,在具体的实现过程中,也可以根据子集的可靠度,先选择冻结比特位置集合,再选择PC比特位置集合,最后将剩余的子信道的位置序号的集合作为信息比特的位置集合,其中,具体的确定方式与实现方式2和实现方式4中的确定方式类似,此处不再赘述。
实现方式6:信息比特位置集合为包含第一构造序列或第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,该g个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,f和g均为正整数。
相应地,冻结比特位置集合为至少两个互斥的子集中除信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
具体地,发送设备可以将包含第一构造序列或第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,作为信息比特位置集合。在实际应用中,由于第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第一构造序列中前f个子信道序号的g个子集,而第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第二构造序列中后f个子信道序号的g个子集。当然,还可以按照其他的规则进行选择,如不连续的选择包含第一构造序列或第二构造序列中f个子信道序号的g个子集等。
以第一构造序列为例,在具体的实现过程中,假设信息比特位置集合初始化为空集 IPC={φ},按照第一构造序列Q中的顺序,依次对序号q1,q2,…,qN做如下操作:若qe已经在IPC中,则继续处理qe+1;若qe不在IPC中,则在互斥子集O={o1,o2,…,oA}中找到包含序号qe的子集oqe,将oqe中的元素放到集合IPC中,直至IPC中的元素数量大于或等于信息比特的数量。
下面以母码长度N=16,信息比特的数量K=4,第一构造序列Q={15 14 13 11 712 10 9 6 5 3 8 4 2 1 0}为例进行说明,其中第一构造序列中子信道的可靠度从高到低排列。
假设符合冗余版本数要求的交织操作π=[3 2 1 4],即交织后原序列第3位成为交织后序列的第1位,原序列第1位成为交织后序列的第3位,第2和第4位保持不变。将这个交织操作π作用于子信道序号的log2(16)=4位二进制展开,得到最信道序号集合{0,1,2,…, 15}的子集划分。例如,对于0号子信道,其4位二级制展开为0000,经过交织操作π后,得到的二进制序列仍为0000,其十进制表示为0,即{0}是一个子集;同理,对于2号子信道,其4位二进制展开为0010,进行交织操作π后,可能得到的二进制序列为1000(保持第2,4位比特,交换第1,3位比特),其十进制值为8,即{2,8}为一个子集。以此类推,将得到以下子集{0}{1}{2,8}{3,9}{4}{5}{6,12}{7,13}{10}{11}{14}{15},共12个子集。
按照Q中子信道的次序,将选择包含15、14和13的子集中子信道的位置序号的集合,即I={15 14 13 7},即选择{15}{14}{7,13}3个子集中的子信道放置信息比特,剩余子信道放置冻结比特。
需要进行说明的是,在实际应用中,选择出g个子集之后,g个子集中的位置序号的总数有可能会大于信息比特的数量,此时,可以将g个子集中位于第一构造序列中位置序号较大的m个子集剔除,以使选择出的位置序号的总数等于信息比特的数量,或者可以将g个子集中位于第二构造序列中位置序号较小的m个子集剔除,以使选择出的位置序号的总数等于信息比特的数量,当然,还可以按照其他的规则进行剔除,如可以任意剔除m个子集等,对于具体的剔除方式,本实施例在此不作限制。
需要进行说明的是,也可以先选择包含第一构造序列或第二构造序列中s个子信道序号的t个子集中子信道的位置序号的集合,作为冻结比特位置集合,将剩余的子信道的位置集合作为信息比特的位置集合。在实际应用中,由于第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第一构造序列中后s个子信道序号的t个子集,而第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第二构造序列中前s个子信道序号的t个子集。当然,还可以按照其他的规则进行选择,如不连续的选择包含第一构造序列或第二构造序列中s个子信道序号的t个子集等。
实现方式7:若待编码的polar码包括PC比特,则PC比特的位置集合为确定出包含第一构造序列或第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,再从i个子集中选择j个子集后,从j个子集中选择出的子信道的序号最大的j个序号,其中,i个子集中子信道的序号的总数为信息比特和PC比特的数量之和,j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他i-j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,j为PC比特的个数,h、i、j均为正整数,且j不大于i。
相应地,信息比特位置集合为i个子集中除PC比特的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
相应地,冻结比特的位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
具体地,发送设备根据第一构造序列或第二构造序列,先选择出包含第一构造序列或第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,作为信息比特位置集合和PC比特位置集合。在实际应用中,由于第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第一构造序列中前h个子信道序号的i个子集,而第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第二构造序列中后h个子信道序号的i个子集。当然,还可以按照其他的规则进行选择,如不连续的选择包含第一构造序列或第二构造序列中h个子信道序号的 i个子集等。选择出i个子集之后,在从i个子集中选择j个子集,以使j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他i-j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,并从j个子集中分别选择出子信道的序号最大的j个序号,作为PC比特的位置集合。
确定出PC比特的位置集合后,将i个子集中除PC比特的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合,作为信息比特位置集合,并将最后剩余的子信道的位置序号的集合作为冻结比特位置集合。
下面以母码长度N=16,信息比特的数量K=4,Kpc=1,第一构造序列Q={15 14 1311 7 12 10 9 6 5 3 8 4 2 1 0}为例进行说明,根据交织操作,将得到以下{0}{1}{2, 8}{3,9}{4}{5}{6,12}{7,13}{10}{11}{14}{15},共12个子集。
按照Q中子信道的次序,将选择包含15、14、13和11的子集中子信道的位置序号的集合,即I={15 14 13 7 11},即选择{15}、{14}、{7,13}和{11}这四个子集中的子信道放置信息比特和PC比特,另外,还需要从{15}、{14}、{13,7}和{11}这四个子集中选择一个子集,使得该子集满足子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他三个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,根据上述要求,可以选择子集{13,7},再从该子集中选择序号最大的子信道13放置PC比特。这样,信息比特的位置集合即为{15, 14,7,11},剩余的子集包含的子信道为冻结比特位置集合。
需要进行说明的是,在实际应用中,选择出i个子集之后,i个子集中的位置序号的总数有可能会大于信息比特和PC比特的数量之和,此时,可以将i个子集中位于第一构造序列中位置序号较大的m个子集剔除,以使选择出的位置序号的总数等于信息比特和PC比特的数量之和,或者可以将i个子集中位于第二构造序列中位置序号较小的m个子集剔除,以使选择出的位置序号的总数等于信息比特和PC比特的数量之和,当然,还可以按照其他的规则进行剔除,如可以任意剔除m个子集等,对于具体的剔除方式,本实施例在此不作限制。
需要进行说明的是,也可以先选择包含第一构造序列或第二构造序列中s个子信道序号的t个子集中子信道的位置序号的集合,作为冻结比特位置集合,将剩余的子信道的位置集合作为信息比特和PC比特的位置集合。在实际应用中,由于第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第一构造序列中后s个子信道序号的t个子集,而第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第二构造序列中前s个子信道序号的t个子集。当然,还可以按照其他的规则进行选择,如不连续的选择包含第一构造序列或第二构造序列中s 个子信道序号的t个子集等。在剩余的子集中确定信息比特位置集合和PC比特位置集合的方式,与实现方式7中的方式类似,此处不再赘述。
实现方式8:若待编码的polar码包括PC比特,信息比特位置集合为包含第一构造序列或第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,n个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等。
相应地,PC比特的位置集合为在至少两个互斥的子集中,除n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含第一构造序列或第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,所述C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等;其中,p、n、A、B、C为正整数。
相应地,冻结比特为至少两个互斥的子集中除信息比特位置集合和PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
具体地,与实现方式7相比,本实现方式中发送设备将分别确定信息比特位置集合和PC比特位置集合。其中,发送设备根据第一构造序列或第二构造序列,先选择出包含第一构造序列或第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,作为信息比特位置集合。在实际应用中,由于第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第一构造序列中前p个子信道序号的 n个子集,而第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第二构造序列中后p个子信道序号的n个子集。当然,还可以按照其他的规则进行选择,如不连续的选择包含第一构造序列或第二构造序列中p个子信道序号的n个子集等。选择出n个子集之后,将从除n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含第一构造序列或第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,以使C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,其中,B个子信道序号和p个子信道序号无重叠。最后,将剩余的子信道的位置序号的集合作为冻结比特位置集合。
下面以母码长度N=16,信息比特的数量K=4,Kpc=1,第一构造序列Q={15 14 1311 7 12 10 9 6 5 3 8 4 2 1 0}为例进行说明,根据交织操作,将得到以下{0}{1}{2, 8}{3,9}{4}{5}{6,12}{7,13}{10}{11}{14}{15},共12个子集。
按照Q中子信道的次序,将选择包含15、14和13的子集中子信道的位置序号的集合,即I={15 14 13 7},即选择{15}、{14}和{7,13}这三个子集中的子信道放置信息比特,再从剩余的子集中,按照Q中子信道的次序,将选择包含11的子集中子信道的位置序号的集合,即I={11}的子集中的子信道放置PC比特,最后将剩余的子集包含的子信道作为冻结比特位置集合。
需要进行说明的是,也可以先选择包含第一构造序列或第二构造序列中M个子信道序号的N个子集中子信道的位置序号的集合,作为冻结比特位置集合,再从剩余的子集中选择包含第一构造序列或第二构造序列中P个子信道序号的Q个子集中子信道的位置序号的集合,作为冻结比特位置集合,其中,M个子信道序号与P个子信道序号无重叠,最后,将剩余的子信道的位置集合作为信息比特位置集合。在实际应用中,由于第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第一构造序列中后M个子信道序号的N个子集作为冻结比特位置集合,在剩余的子集中,仍然选择第一构造序列中,包含除M个子信道序号之外的后P个子信道序号的Q个子集作为 PC比特位置集合;而第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列,因此,可以选择包含第二构造序列中前M个子信道序号的N个子集作为冻结比特位置集合,在剩余的子集中,仍然选择第二构造序列中,包含除M个子信道序号之外的前P 个子信道序号的Q个子集作为PC比特位置集合。当然,还可以按照其他的规则进行选择,如不连续的选择包含第一构造序列或第二构造序列中M个子信道序号的N个子集作为冻结比特位置集合,不连续的选择包含第一构造序列或第二构造序列中P个子信道序号的Q 个子集作为PC比特位置集合等。
实现方式9:在需要速率匹配时,确定打孔比特的位置集合;该打孔比特的位置集合为从至少两个互斥的子集中除信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的w个子集中子信道的位置序号的集合,w个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等,或者,打孔比特的位置集合为从至少两个互斥的子集中除信息比特位置集合以及PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的x个子集中子信道的位置序号的集合,x个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等。
具体地,当待编码的极化polar码的码长M不等于母码长度N时,需要打孔N-M个比特。其中,若待编码的极化polar码中不包括PC比特时,打孔比特的位置集合为从至少两个互斥的子集中除信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的w个子集中子信道的位置序号的集合,w个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等,若待编码的极化polar码中包括PC比特时,打孔比特的位置集合为从至少两个互斥的子集中除信息比特位置集合以及PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的x个子集中子信道的位置序号的集合,x个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等。其中,预设规则可以为从子集中任选一个或多个子集,也可以为按照子信道序号的顺序选择一个或多个子集,还可以为按照子集的可靠度从低到高的顺序选择一个或多个子集,对于预设规则的具体形式,本实施例在此不作限制。
另外,可以采用实现方式1-实现方式8中的任一种实现方式,确定信息比特位置集合、 PC比特位置集合和冻结比特位置集合,具体的实现方式在此不再赘述。
下面以母码长度N=16,码长M=14,信息比特的数量K=4为例进行说明,由于码长M不等于母码长度N,则需要打孔16-14=2个比特。若根据交织操作,得到以下{0}{1}{2, 8}{3,9}{4}{5}{6,12}{7,13}{10}{11}{14}{15}共12个子集。若根据上述任意一种实现方式,确定出信息比特位置集合为{10}{11}{14}{15},则将在剩余子集中选择一个或多个子集,使得其包含的子信道数量为2,假设选择打孔比特的规则为对可靠度较低的位置进行打孔,则打孔比特的位置集合可以为{0}{1}。另外,若根据上述任意一种实现方式,确定出12 个冻结比特的位置集合为{0}{1}{2,8}{3,9}{4}{5}{6,12}{7,13},则将在其中选择一个或多个子集,使得其包含的子信道数量为2,假设选择打孔比特的规则为对可靠度较低的位置进行打孔,则打孔比特的位置集合可以为{0}{1}。
可选地,采用上述实现方式确定信息比特位置集合和PC比特位置集合后,假设信息比特位置集合和PC比特位置集合为OIPC={oIPC1,oIPC2,oIPC3,…,oIPCC},PC比特位置是这些子集中的Kpc个子集中子信道序号最大的Kpc个子信道。校验方程的确定方法为:对于每个PC比特,它校验同个子集中的其他所有子信道上的信息比特。
图9为检验关系的一示意图,如图9所示,包含6个元素的子集oi为集合OIPC中的一个子集,选取其中序号最大的i6号子信道放置PC比特,则该PC比特用于校验其他五个子信道上的信息比特。
举例来说,若确定出的信息比特位置集合和PC比特位置集合为 {15}{14}{13,7}{11}{10},从这五个集合中选择子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他4个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,并从该子集中选择序号最大的子信道用于放置PC比特,本例中选择子信道13放置PC比特,用于校验子信道7上的信息比特。
可选地,采用上述实现方式确定信息比特位置集合、PC比特位置集合和冻结比特位置集合后,假设PC比特位置集合为PC={opc1,opc2,…,opcJ},即PC比特位置集合由J个上述子集组成,假设信息比特位置集合为OI={oI1,oI2,oI3,…,oIC},则校验方程的确定方法如下:opcj1<=j<=J所有子信道上的PC比特,对组成OI的一个或多个子集中全部的子信道上的信息比特进行校验。
另外,图9中PC方程的确定方式,对应于上述实现方式3和实现方式7中确定PC 比特位置的情况。
图10为检验关系的另一示意图,如图10所示,包含4个元素的子集oi中所有子信道为信息比特的位置,子集op中两个子信道放置PC比特,则p1和p2上的PC比特将同时对 i1~i4进行校验。
图11为检验关系的又一示意图,如图11所示,PC比特也可以对多个子集中的信息比特进行校验。
举例来说,若母码长度N=16,信息比特的数量K=4,PC比特的数量Kpc=2,若确定出的信息比特位置集合为{15}{14}{11}{10},在剩下的子集中,选择一个或多个子集,使其包含子信道数量为2,且子信道可靠度之和最大,符合这个要求的PC比特位置集合为 {7,13}。校验方程可以为7号信道上的PC比特校验10,11,14,15号信道上的信息比特,13 号信道上的PC比特也校验10,11,14,15号信道上的信息比特。
图10和图11中PC方程的确定方式,对应于上述实现方式5和实现方式8中确定PC比特位置的情况。
本申请实施例提供的编码方法,发送设备根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,并根据至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合,再根据信息比特位置集合和冻结比特位置集合,对待编码的polar码进行编码。由于发送设备根据交织操作,得到的每个子集内的子信道位置经过任何次数的交织操作后,仍然属于该子集中,而且信息比特位置集合和冻结比特位置集合是从上述子集中进行选择,这样,将Polar码应用在PBCH中后,能够进一步提高Polar编码的通信性能,而且,在对极化Polar码进行交织操作后,得到的冗余版本数量较多,可以隐式携带更多信息。
图12为本申请实施例提供的编码装置的结构示意图,如图12所示,该编码装置10包括:
划分模块11,用于根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,其中,每个所述子集内的子信道位置经过任何次数的所述交织操作后,仍然属于所述子集中,且不属于其他子集;
确定模块12,用于根据所述至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合;
编码模块13,用于根据所述信息比特位置集合和所述冻结比特位置集合,对所述待编码的polar码进行编码。
本实施例提供的编码装置,用于实现前述任一方法实施例提供的技术方案,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
可选地,所述信息比特位置集合和冻结比特位置集合为根据所述至少两个互斥的子集的可靠度确定的。
可选地,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道可靠度的最小值或所述子集内各子信道可靠度的平均值。
可选地,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值,其中,所述第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列。
可选地,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第二构造序列中对应的最大的位置序号,其中,所述第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列。
可选地,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的a个子集中子信道的位置序号的集合,所述a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述a为正整数。
可选地,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
可选地,若所述待编码的polar码包括奇偶校验PC比特集合,则所述PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度选择出b个子集,再从所述b个子集中选择c个子集后,从所述c个子集中分别选择出的子信道的序号最大的c个序号,其中,所述b个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特集合的数量之和,且所述b个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特加PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他 b-c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,c为所述PC比特的个数,b、c均为正整数,且c不大于b。
可选地,所述信息比特位置集合为在所述b个子集中除所述PC比特集合的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
可选地,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
可选地,若所述待编码的polar码包括PC比特集合,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的r个子集中子信道的位置序号的集合,所述r个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述r个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述 PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度,在所述至少两个互斥的子集中,除所述r个子集之外的其他m个子集中,选择出的y个子集中子信道的位置序号的集合,所述 y个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,且所述y个子集中各子信道的可靠度之和大于所述m个子集中,任意包含PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,r、m、 y为正整数。
可选地,所述冻结比特位置集合为根据所述子集的可靠度,选择出的e个子集中子信道的位置序号的集合,所述e个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且所述e个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述e为正整数。
可选地,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,所述g个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述f和g均为正整数。
可选地,若所述待编码的polar码包括PC比特,则所述PC比特的位置集合为确定出包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,再从i个子集中选择j个子集后,从所述j个子集中分别选择出的子信道的序号最大的j个序号,其中,所述i个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述 PC比特的数量之和,j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他i-j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,j为所述PC比特的个数,h、i、j均为正整数,且j不大于i。
可选地,所述信息比特位置集合为i个子集中除所述PC比特的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;所述冻结比特的位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
可选地,若所述待编码的polar码包括PC比特,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,所述n个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述PC比特的位置集合为在所述至少两个互斥的子集中,除所述n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,所述C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等;所述冻结比特为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,p、n、A、B、C为正整数。
可选地,所述冻结比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中s个子信道序号的t个子集中子信道的位置序号的集合,所述t个子集中子信道的总数与冻结比特的数量相等,s和t均为正整数。
可选地,所述确定模块12还用于在需要速率匹配时,确定打孔比特的位置集合;所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的w个子集中子信道的位置序号的集合,所述w个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等,或者,所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合以及所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的x个子集中子信道的位置序号的集合,所述x个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等。
可选地,所述编码装置应用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输中。
上述任一实施例提供的编码装置,用于实现前述任一方法实施例提供的技术方案,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
应理解,在上述编码装置的实现中,划分模块、确定模块和编码可以被具体实现为处理器。
本申请还提供一种发送设备,包括:存储器、处理器以及计算机程序,所述计算机程序存储在所述存储器中,当所述程序被执行时,所述处理器根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,其中,每个所述子集内的子信道位置经过任何次数的所述交织操作后,仍然属于所述子集中,且不属于其他子集;根据所述至少两个互斥的子集,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合;根据所述信息比特位置集合和所述冻结比特位置集合,对所述待编码的polar码进行编码。
可选地,所述信息比特位置集合和冻结比特位置集合为根据所述至少两个互斥的子集的可靠度确定的。
可选地,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道可靠度的最小值或所述子集内各子信道可靠度的平均值。
可选地,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值,其中,所述第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列。
可选地,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第二构造序列中对应的最大的位置序号,其中,所述第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列。
可选地,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的a个子集中子信道的位置序号的集合,所述a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述a为正整数。
可选地,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
可选地,若所述待编码的polar码包括奇偶校验PC比特集合,则所述PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度选择出b个子集,再从所述b个子集中选择c个子集后,从所述c个子集中分别选择出的子信道的序号最大的c个序号,其中,所述b个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特集合的数量之和,且所述b个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特加PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他 b-c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,c为所述PC比特的个数,b、c均为正整数,且c不大于b。
可选地,所述信息比特位置集合为在所述b个子集中除所述PC比特集合的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
可选地,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
可选地,若所述待编码的polar码包括PC比特集合,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的r个子集中子信道的位置序号的集合,所述r个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述r个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述 PC比特集合的位置集合为根据所述子集的可靠度,在所述至少两个互斥的子集中,除所述r个子集之外的其他m个子集中,选择出的y个子集中子信道的位置序号的集合,所述 y个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,且所述y个子集中各子信道的可靠度之和大于所述m个子集中,任意包含PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,r、m、 y为正整数。
可选地,所述冻结比特位置集合为根据所述子集的可靠度,选择出的e个子集中子信道的位置序号的集合,所述e个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且所述e个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述e为正整数。
可选地,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,所述g个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述f和g均为正整数。
可选地,若所述待编码的polar码包括PC比特,则所述PC比特的位置集合为确定出包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,再从i个子集中选择j个子集后,从所述j个子集中分别选择出的子信道的序号最大的j个序号,其中,所述i个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述 PC比特的数量之和,j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他i-j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,j为所述PC比特的个数,h、i、j均为正整数,且j不大于i。
可选地,所述信息比特位置集合为i个子集中除所述PC比特的位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;所述冻结比特的位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
可选地,若所述待编码的polar码包括PC比特,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,所述n个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述PC比特的位置集合为在所述至少两个互斥的子集中,除所述n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,所述C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等;所述冻结比特为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,p、n、A、B、C为正整数。
可选地,所述冻结比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中s个子信道序号的t个子集中子信道的位置序号的集合,所述t个子集中子信道的总数与冻结比特的数量相等,s和t均为正整数。
可选地,所述处理器还用于在需要速率匹配时,确定打孔比特的位置集合;所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的w个子集中子信道的位置序号的集合,所述w个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等,或者,所述打孔比特的位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合以及所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的x个子集中子信道的位置序号的集合,所述x个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等。
可选地,所述发送设备应用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输中。
在上述发送设备的具体实现中,处理器的数量为至少一个,用来执行存储器存储的执行指令,即计算机程序。使得发送设备通过通信接口与接收设备之间进行数据交互来执行上述任一实现方式提供的编码方法,可选的,存储器还可以集成在处理器内部。
本申请还提供一种存储介质,包括:可读存储介质和计算机程序,所述计算机程序用于实现前述任一实施例提供的编码方法。
本申请还提供一种程序产品,该程序产品包括计算机程序(即执行指令),该计算机程序存储在可读存储介质中。发送设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该计算机程序,至少一个处理器执行该计算机程序使得发送设备实施前述各种实施方式提供的编码方法。
在发送设备的具体实现中,应理解,处理器可以是中央处理单元(英文:CentralProcessing Unit,简称:CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文: DigitalSignal Processor,简称:DSP)、专用集成电路(英文:Application Specific IntegratedCircuit,简称:ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
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可读取存储器中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储器(存储介质)包括:只读存储器(英文:read-only memory,缩写:ROM)、RAM、快闪存储器、硬盘、固态硬盘、磁带(英文:magnetic tape)、软盘 (英文:floppydisk)、光盘(英文:optical disc)及其任意组合。
Claims (37)
1.一种编码方法,其特征在于,包括:
发送设备根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,其中,每个所述子集内的子信道位置经过任何次数的所述交织操作后,仍然属于所述子集中,且不属于其他子集;
所述发送设备根据所述至少两个互斥的子集的可靠度,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合,所述子集的可靠度是根据所述子集内各子信道的可靠度确定的;
所述发送设备根据所述信息比特位置集合和所述冻结比特位置集合,对所述待编码的polar码进行编码。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道可靠度的最小值或所述子集内各子信道可靠度的平均值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值,其中,所述第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第二构造序列中对应的最大的位置序号,其中,所述第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的a个子集中子信道的位置序号的集合,所述a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述a为正整数。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
7.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,若所述待编码的polar码包括奇偶校验PC比特,则PC比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出b个子集,再从所述b个子集中选择c个子集后,从所述c个子集中分别选择出的子信道的序号最大的c个序号,其中,所述b个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特的数量之和,且所述b个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特加PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他b-c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,c为所述PC比特的个数,b、c均为正整数,且c不大于b。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述信息比特位置集合为在所述b个子集中除所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
10.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,若所述待编码的polar码包括PC比特,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的r个子集中子信道的位置序号的集合,所述r个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述r个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;PC比特位置集合为根据所述子集的可靠度,在所述至少两个互斥的子集中,除所述r个子集之外的其他m个子集中,选择出的y个子集中子信道的位置序号的集合,所述y个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,且所述y个子集中各子信道的可靠度之和大于所述m个子集中,任意包含PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,r、m、y为正整数。
11.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述冻结比特位置集合为根据所述子集的可靠度,选择出的e个子集中子信道的位置序号的集合,所述e个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且所述e个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述e为正整数。
12.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,所述g个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述f和g均为正整数。
13.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,若所述待编码的polar码包括PC比特,则PC比特位置集合为确定出包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,再从i个子集中选择j个子集后,从所述j个子集中分别选择出的子信道的序号最大的j个序号,其中,所述i个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特的数量之和,j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他i-j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,j为所述PC比特的个数,h、i、j均为正整数,且j不大于i。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述信息比特位置集合为i个子集中除所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
15.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,若所述待编码的polar码包括PC比特,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,所述n个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,PC比特位置集合为在所述至少两个互斥的子集中,除所述n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,所述C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等;所述冻结比特为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,p、n、A、B、C为正整数。
16.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述冻结比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中s个子信道序号的t个子集中子信道的位置序号的集合,所述t个子集中子信道的总数与冻结比特的数量相等,s和t均为正整数。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在需要速率匹配时,确定打孔比特位置集合;所述打孔比特位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的w个子集中子信道的位置序号的集合,所述w个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等,或者,所述打孔比特位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合以及PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的x个子集中子信道的位置序号的集合,所述x个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等。
18.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述编码方法应用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输中。
19.一种发送设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储程序;
处理器,用于执行所述存储器存储的所述程序,当所述程序被执行时,所述处理器根据交织操作,将子信道的位置序号集合划分为至少两个互斥的子集,其中,每个所述子集内的子信道位置经过任何次数的所述交织操作后,仍然属于所述子集中,且不属于其他子集;根据所述至少两个互斥的子集的可靠度,确定待编码的极化polar码的信息比特位置集合和冻结比特位置集合;根据所述信息比特位置集合和所述冻结比特位置集合,对所述待编码的polar码进行编码;
其中,所述子集的可靠度是根据所述子集内各子信道的可靠度确定的。
20.根据权利要求19所述的发送设备,其特征在于,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道可靠度的最小值或所述子集内各子信道可靠度的平均值。
21.根据权利要求19所述的发送设备,其特征在于,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第一构造序列中对应的最大的位置序号的相反值,其中,所述第一构造序列为按照各子信道的可靠度从高到低的顺序排列后的序列。
22.根据权利要求19所述的发送设备,其特征在于,所述子集的可靠度为所述子集内各子信道在第二构造序列中对应的最大的位置序号,其中,所述第二构造序列为按照各子信道的可靠度从低到高的顺序排列后的序列。
23.根据权利要求19-22任一项所述的发送设备,其特征在于,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的a个子集中子信道的位置序号的集合,所述a个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述a个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述a为正整数。
24.根据权利要求23所述的发送设备,其特征在于,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
25.根据权利要求19-22任一项所述的发送设备,其特征在于,若所述待编码的polar码包括奇偶校验PC比特,则PC比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出b个子集,再从所述b个子集中选择c个子集后,从所述c个子集中分别选择出的子信道的序号最大的c个序号,其中,所述b个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特的数量之和,且所述b个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特加PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他b-c个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,c为所述PC比特的个数,b、c均为正整数,且c不大于b。
26.根据权利要求25所述的发送设备,其特征在于,所述信息比特位置集合为在所述b个子集中除所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
27.根据权利要求26所述的发送设备,其特征在于,所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
28.根据权利要求19-22任一项所述的发送设备,其特征在于,若所述待编码的polar码包括PC比特,所述信息比特位置集合为根据所述子集的可靠度选择出的r个子集中子信道的位置序号的集合,所述r个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,且所述r个子集中各子信道的可靠度之和大于其他任意包含信息比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;PC比特位置集合为根据所述子集的可靠度,在所述至少两个互斥的子集中,除所述r个子集之外的其他m个子集中,选择出的y个子集中子信道的位置序号的集合,所述y个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等,且所述y个子集中各子信道的可靠度之和大于所述m个子集中,任意包含PC比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和;所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,r、m、y为正整数。
29.根据权利要求19-22任一项所述的发送设备,其特征在于,所述冻结比特位置集合为根据所述子集的可靠度,选择出的e个子集中子信道的位置序号的集合,所述e个子集中子信道的位置序号的总数与冻结比特的数量相等,且所述e个子集中各子信道的可靠度之和小于其他任意包含冻结比特数量个子信道的一个或多个子集中各子信道的可靠度之和,所述e为正整数。
30.根据权利要求21或22所述的发送设备,其特征在于,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中f个子信道序号的g个子集中子信道的位置序号的集合,所述g个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,所述f和g均为正整数。
31.根据权利要求21或22所述的发送设备,其特征在于,若所述待编码的polar码包括PC比特,则PC比特位置集合为确定出包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中h个子信道序号的i个子集中子信道的位置序号的集合,再从i个子集中选择j个子集后,从所述j个子集中分别选择出的子信道的序号最大的j个序号,其中,所述i个子集中子信道的序号的总数为所述信息比特和所述PC比特的数量之和,j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量不大于其他i-j个子集中子信道序号的二进制展开中1的数量,j为所述PC比特的个数,h、i、j均为正整数,且j不大于i。
32.根据权利要求31所述的发送设备,其特征在于,所述信息比特位置集合为i个子集中除所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;所述冻结比特位置集合为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合。
33.根据权利要求21或22所述的发送设备,其特征在于,若所述待编码的polar码包括PC比特,所述信息比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中p个子信道序号的n个子集中子信道的位置序号的集合,所述n个子集中子信道的位置序号的总数与信息比特的数量相等,PC比特位置集合为在所述至少两个互斥的子集中,除所述n个子集之外的其他A个子集中,选择出的包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中B个子信道序号的C个子集中子信道的位置序号的集合,所述C个子集中子信道的位置序号的总数与PC比特的数量相等;所述冻结比特为所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合和所述PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合;其中,p、n、A、B、C为正整数。
34.根据权利要求21或22所述的发送设备,其特征在于,所述冻结比特位置集合为包含所述第一构造序列或所述第二构造序列中s个子信道序号的t个子集中子信道的位置序号的集合,所述t个子集中子信道的总数与冻结比特的数量相等,s和t均为正整数。
35.根据权利要求19所述的发送设备,其特征在于,所述处理器还用于在需要速率匹配时,确定打孔比特位置集合;所述打孔比特位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的w个子集中子信道的位置序号的集合,所述w个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等,或者,所述打孔比特位置集合为从所述至少两个互斥的子集中除所述信息比特位置集合以及PC比特位置集合之外的其他子信道的位置序号的集合中,根据预设规则选择的x个子集中子信道的位置序号的集合,所述x个子集中子信道的位置序号的总数与打孔比特的数量相等。
36.根据权利要求19所述的发送设备,其特征在于,所述发送设备应用于无线通信系统中物理广播信道PBCH的传输中。
37.一种存储介质,其特征在于,包括:可读存储介质和计算机程序,所述计算机程序用于实现权利要求1至18任一项所述的编码方法。
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