CN108988993B - 一种降低极化码盲检测虚警率的方法、装置及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明实施了一种降低极化码盲检测虚警率的方法、装置及移动终端。该方法中，在移动终端对接收信号进行CASCL译码，当确定存在通过CRC校验的目标译码序列后，进一步将该目标译码序列进行极化编码以及调制，并计算移动终端的接收信号，与进行过极化编码和调制后的序列的欧氏距离，以及移动终端的接收信号与全0序列的欧氏距离，并将两个欧氏距离的比值，与预先设置的信噪判定门限进行大小判断；根据判断结果，确定接收信号是噪声信号或有用信号。

Description

一种降低极化码盲检测虚警率的方法、装置及移动终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种降低极化码盲检测虚警率的方法、装置及移动终端。
背景技术
2016年11月18日，美国内华达州里诺第三代合作伙伴计划3GPP的会议上，确定了极化码Polar Code作为5G增强移动宽带EMBB场景的控制信道编码。
在移动通信系统中，移动终端从基站下发的信号中，检测出属于该移动终端自己的有用信号，称之为移动终端的盲检测。在这个过程中，移动终端误把属于其他移动终端的信号，或接收到的噪声信号当做自己的有用信号，会造成移动终端虚警False Alarm。
在采用极化码编码的移动通信系统中，为了防止第二种情况下的移动终端虚警False Alarm，即移动终端将接收到的噪声当做自己的有用信号，现有技术所采用方法是：对接收信号进行CASCL(CRC Aided Successive Cancellation List，循环冗余校验辅助的串行抵消列表)译码。如果多个译码序列中，存在通过CRC校验的译码序列，则认为接收信号是有用信号；若不存在通过CRC校验的译码序列，则认为接收信号是噪声信号。
然而，即使存在能通过CRC校验的译码序列，移动终端接收的信号不一定就是有用信号，也有可能是噪声信号。因此，现有技术所采用的方法在判断接收信号是有用信号还是噪声信号时，存在误判的可能性，造成移动终端的虚警率较大。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种降低极化码盲检测虚警率的方法、装置及移动终端，以进一步降低移动终端的虚警率。具体技术方案如下：
一种降低极化码盲检测虚警率的方法，应用于移动终端，所述方法包括：
对移动终端的接收信号进行CASCL译码，获得L个译码序列；其中，所述CASCL译码为循环冗余校验辅助的串行抵消列表译码；
判断L个译码序列中，是否存在通过循环冗余校验CRC的目标译码序列；
如果不存在，确定所述移动终端的接收信号为噪声；
如果存在，对所述目标译码序列进行极化编码，得到极化编码后的序列，并对所述极化编码后的序列进行调制，得到调制序列；
计算所述移动终端的接收信号与参考序列的欧式距离d0的距离值D0，以及所述移动终端的接收信号与所述调制序列的欧式距离d1的距离值D1；其中，所述参考序列为长度为N的全0序列，N为极化编码的编码长度；
判断D1与D0的比值是否大于预先设置的信噪判定门限，如果大于，确定所述移动终端的接收信号为噪声，否则，确定所述移动终端的接收信号为有用信号。
可选地，对所述目标译码序列进行极化编码所利用的极化编码公式为：
c＝uG；
其中，c为所述极化编码后的序列，c＝[c1，c2，…，ci，…，cN]；序列c中的元素为0或1；u为所述目标译码序列，u＝[u1，u2，…，ui，…，uN]，序列u中的元素为0或1；
G为N×N的矩阵，
Figure BDA0001785273170000021
Figure BDA0001785273170000022
表示克罗内克积，
Figure BDA0001785273170000023
对所述极化编码后的序列进行调制所利用的调制公式为：
x＝1N-2c；
其中，x为所述调制序列，x＝[x1,x2，…，xi，…，xN]，序列x中的元素为-1或+1；1N表示长度为N且元素均为1的序列；c为所述极化编码后的序列。
可选地，计算所述移动终端的接收信号与所述参考序列的欧式距离d0的距离值D0所采用的公式为：
Figure BDA0001785273170000031
计算所述移动终端的接收信号与所述调制序列的欧式距离d1的距离值D1所采用的公式为：
Figure BDA0001785273170000032
其中，yi为所述移动终端的接收信号y中的元素，y＝[y1,y2,…,yi,…,yN]；xi为所述调制序列x中的元素。
可选地，所述信噪判定门限，满足信噪判定门限确定公式；
其中，所述信噪判定门限的确定公式为：
Figure BDA0001785273170000033
其中，α为预先设置的误块率的增量因子；Pe为预先设置的参考误块率；
η为所述信噪判定门限；
β为积分变量，
Figure BDA0001785273170000034
该积分变量的取值范围从0到
Figure BDA0001785273170000035
e为自然底数，k为求和次数，k！为k的阶乘，σ2为加性高斯白噪声AWGN的方差；
B代表贝塔Beta函数，
Figure BDA0001785273170000036
t为积分变量，取值范围从0到1。
一种降低极化码盲检测虚警率的装置，应用于移动终端，所述装置包括：
译码模块，第一判断模块，编码调制模块，计算模块以及第二判断模块；
所述译码模块，用于对移动终端的接收信号进行CASCL译码，获得L个译码序列；其中，所述CASCL译码为循环冗余校验辅助的串行抵消列表译码；
所述第一判断模块，用于判断所述译码模块获得的L个译码序列中，是否存在通过循环冗余校验CRC的目标译码序列；如果不存在，确定所述移动终端的接收信号为噪声；如果存在，将所述目标译码序列发送给所述编码调制模块；
所述编码调制模块，用于接收所述第一判断模块发来的目标译码序列；对所述目标译码序列进行极化编码，得到极化编码后的序列，并对所述极化编码后的序列进行调制，得到调制序列；
所述计算模块，用于计算所述移动终端的接收信号与参考序列的欧氏距离d0的距离值D0，以及所述移动终端的接收信号与所述调制序列的欧氏距离d1的距离值D1；其中，所述参考序列为长度为N的全0序列，N为极化编码的编码长度；
所述第二判断模块，用于判断D1与D0的比值是否大于预先设置的信噪判定门限；如果大于，确定所述移动终端的接收信号为噪声；否则，确定所述移动终端的接收信号为有用信号。
可选地，所述编码调制模块，对所述目标译码序列进行极化编码所利用的极化码编码公式为：
c＝uG；
其中，c为所述极化编码后的序列，c＝[c1，c2，…，ci，…，cN]；序列c中的元素为0或1；u为所述目标译码序列，u＝[u1，u2，…，ui，…，uN]，序列u中的元素为0或1；
G为N×N的矩阵，
Figure BDA0001785273170000041
Figure BDA0001785273170000042
表示克罗内克积，
Figure BDA0001785273170000043
对所述极化编码后的序列进行调制所利用的调制公式为：
x＝1N-2c；
其中，x为所述调制序列，x＝[x1,x2，…，xi，…，xN]，序列x中的元素为-1或+1；1N表示长度为N且元素均为1的序列；c为所述极化编码后的序列。
可选地，计算所述移动终端的接收信号与所述参考序列的欧式距离d0的距离值D0所采用的公式为：
Figure BDA0001785273170000051
计算所述移动终端的接收信号与所述调制序列的欧式距离d1的距离值D1所采用的公式为：
Figure BDA0001785273170000052
其中，yi为所述移动终端的接收信号y中的元素，y＝[y1,y2,…,yi,…,yN]；xi为所述调制序列x中的元素。
可选地，所述信噪判定门限，满足信噪判定门限确定公式；
其中，所述信噪判定门限确定公式为：
Figure BDA0001785273170000053
其中，α为预先设置的误块率的增量因子；Pe为预先设置的参考误块率；
η为所述信噪判定门限；
β为积分变量，
Figure BDA0001785273170000054
该积分变量的取值范围从0到
Figure BDA0001785273170000055
e为自然底数，k为求和次数，k！为k的阶乘，σ2为加性高斯白噪声AWGN的方差；
B代表贝塔Beta函数，
Figure BDA0001785273170000056
t为积分变量，取值范围从0到1。
一种移动终端，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一降低极化码盲检测虚警率的方法所述的方法步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一降低极化码盲检测虚警率的方法所述的方法步骤。
本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法中，在移动终端对接收信号进行CASCL译码，当确定存在通过CRC校验的目标译码序列后，进一步将该目标译码序列进行极化编码以及调制，并计算移动终端的接收信号，与进行过极化编码和调制后的序列的欧氏距离，以及移动终端的接收信号与全0序列的欧氏距离，并将两个欧氏距离的比值，与预先设置的信噪判定门限进行大小判断。根据判断结果，确定接收信号是噪声信号或有用信号。由于本方案结合了CASCL译码以及欧式距离的比对，因此，通过以上方法，减少了将噪声信号误判为移动终端接收的有用信号的概率，进一步降低了移动终端的虚警率。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的装置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的移动终端结构示意图；
图4为本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，在不同信噪比的情况下，误块率BLER与现有技术的误块率BLER的仿真结果对比图；
图5为本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，在不同信噪比的情况下，虚警率FAR与现有技术的虚警率FAR的仿真结果对比图。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
为了进一步降低移动终端的虚警率，本发明实施例提供了一种降低极化码盲检测虚警率的方法、装置、移动终端及计算机可读存储介质。
首先，对本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法进行详细描述。
需要说明的是，本发明实施例所提供的降低极化码盲检测虚警率的方法应用于移动终端。在具体应用中，该移动终端可以为智能手机，当然并不局限于此。
参见图1，本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，包括以下步骤：
S101，对移动终端的接收信号进行CASCL译码，获得L个译码序列。
其中，CASCL译码为循环冗余校验辅助的串行抵消列表译码。
在本步骤中，移动终端的接收信号来自于基站下发的信号，该接收信号除了包含基站要给该移动终端下发的信号之外，还包含有基站覆盖范围内的其他移动终端的信号。移动终端误把属于其他移动终端的信号当做自己的信号时，也会造成移动终端虚警，这种类型的虚警，主要靠移动终端识别接收信号中的无线网络临时标识来分辨该信号是不是自己的信号。本发明实施例主要用于降低移动终端把噪声当做有用信号时的虚警率。
此外，本步骤中，获得的L个译码序列为：在移动终端接收到的信息比特序列之后，增加CRC校验比特序列，然后基于增加了校验比特序列之后的接收信息比特序列，利用串行抵消列表SCL算法生成L条译码路径。这L条译码路径就是本步骤中的L个译码序列。CASCL译码的具体实现方式以及串行抵消列表SCL算法的具体内容不是本发明的发明点，在此不做赘述。
S102，判断L个译码序列中，是否存在通过循环冗余校验CRC的目标译码序列，如果不存在，执行S106，如果存在，执行S103。
本步骤中，判断L个译码序列中，是否存在通过循环冗余校验CRC的目标译码序列，就是对这L个译码序列逐个进行CRC校验，能够通过CRC校验的译码序列就是目标译码序列，CRC校验的具体实现方式与现有技术相同，在此不做赘述。
S103，对目标译码序列进行极化编码，得到极化编码后的序列，并对极化编码后的序列进行调制，得到调制序列。
在本步骤中，对目标译码序列进行极化编码所采用的编码长度N和编码方式，可以与基站给该移动终端下发信号时，所使用的编码长度N和编码方式相同。
相应的，对极化编码后的序列进行调制所采用的调制方式，也可以与基站给该移动终端下发信号时所使用调制方式相同，如可以都是二进制相移键控BPSK调制。
S104，计算移动终端的接收信号与参考序列的欧式距离d0的距离值D0，以及移动终端的接收信号与调制序列的欧式距离d1的距离值D1。
其中，参考序列为长度为N的全0序列，N为极化编码的编码长度。
在本发明中，欧氏距离用于衡量信号的相似程度。
在本步骤中，d0是一个变量，代表移动终端的接收信号y，与参考序列的欧氏距离。当d0有具体的值时，其具体值可以用D0表示。
相应的，d1也是一个变量，代表移动终端的接收信号与调制序列的欧氏距离。当d1有具体的值时，其具体值可以用D1表示。
在实际应用中，如果移动终端的接收信号是有用信号，那么对该有用信号进行CASCL译码之后，该译码序列就是基站未对信号进行极化编码调制之前所要发送的原始信号，此时，移动终端再对该原始信号进行极化编码和调制，得到的信号与移动终端的接收信号理论上是相同的，实际上是非常相似的。此时，这两个信号的欧式距离D1会非常小。如果移动终端的接收信号是噪声，那么噪声信号与调制序列的欧式距离D1就会比较大。
S105，判断D1与D0的比值是否大于预先设置的信噪判定门限；如果大于，执行S106，否则，执行S107。
在本步骤中，预先设置的信噪判定门限可以计算而得，或者根据实际的移动终端的误块率BLER以及虚警率FAR进行设置和调整。
此外，在步骤S104中提到，如果移动终端的接收信号是有用信号，D1会非常小，相应的，D1与D0的比值也非常小，因此，有合适的信噪判定门限为前提的情况下，根据D1与D0的比值的大小，足以区分移动终端的接收信号是噪声还是有用信号。
S106，确定移动终端的接收信号为噪声。
S107，确定移动终端的接收信号为有用信号。
本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法中，在移动终端对接收信号进行CASCL译码，当确定存在通过CRC校验的目标译码序列后，进一步将该目标译码序列进行极化编码以及调制，并计算移动终端的接收信号，与进行过极化编码和调制后的序列的欧氏距离，以及移动终端的接收信号与全0序列的欧氏距离，并将两个欧氏距离的比值，与预先设置的信噪判定门限进行大小判断。根据判断结果，确定接收信号是噪声信号或有用信号。由于本方案结合了CASCL译码以及欧式距离的比对，因此，通过以上方法，减少了将噪声信号误判为移动终端接收的有用信号的概率，进一步降低了移动终端的虚警率。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
上述实施例中，对目标译码序列进行极化编码所利用的极化编码公式可以为：
c＝uG。
其中，c为极化编码后的序列，c＝[c1，c2，…，ci，…，cN]；序列c中的元素为0或1；u为目标译码序列，u＝[u1，u2，…，ui，…，uN]，序列u中的元素为0或1。
G为N×N的矩阵，
Figure BDA0001785273170000101
Figure BDA0001785273170000102
表示克罗内克积，具体含义为n个方括号内的矩阵相乘，乘积结果是一个2n×2n＝N×N的矩阵，故
Figure BDA0001785273170000103
此外，对极化编码后的序列进行调制所利用的调制公式可以为：
x＝1N-2c。
其中，x为调制序列，x＝[x1,x2，…，xi，…，xN]，序列x中的元素为-1或+1；1N表示长度为N且元素均为1的序列；c为极化编码后的序列。
上述实施例中，计算移动终端的接收信号与参考序列的欧式距离d0的距离值D0所采用的公式为：
Figure BDA0001785273170000104
计算移动终端的接收信号与调制序列的欧式距离d1的距离值D1所采用的公式为：
Figure BDA0001785273170000105
其中，yi为移动终端的接收信号y中的元素，y＝[y1,y2,…,yi,…,yN]；xi为调制序列x中的元素。
在该实施例中，d0的计算公式表示：首先计算移动终端的接收信号y中的N个元素的平方和，然后对平方和再开根号。d1的计算公式表示：移动终端的接收信号y中的元素与调制序列x中的元素，按元素在其所在序列中的序号，逐个求差值，得到N个差值。然后，求N个差值的平方的和。最后，对求和结果开根号。
上述实施例中，信噪判定门限，可以根据信噪判定门限确定公式计算而得。信噪判定门限确定公式为：
Figure BDA0001785273170000111
其中，α为预先设置的误块率的增量因子；Pe为预先设置的参考误块率。
η为信噪判定门限。
β为积分变量，
Figure BDA0001785273170000112
该积分变量的取值范围从0到
Figure BDA0001785273170000113
e为自然底数，求和次数k为0到无穷；k！为k的阶乘，σ2为加性高斯白噪声AWGN的方差。
B代表贝塔Beta函数，
Figure BDA0001785273170000114
t为积分变量，取值范围从0到1。
上述信噪判定门限确定公式中，增量因子α的取值可以满足：1≤α≤2，具体可以为该范围中的任一个数。α越大，本发明实施例的误块率BLER，较之采用现有技术的方法进行盲检测的误块率BLER，恶化程度就越明显，而本发明实施例的虚警率FAR，较之采用现有技术的方法进行盲检测的虚警率FAR，反而越小。特殊情况下，为了达到较优的虚警率FAR，α的取值也可以大于2，如3或者4等。
上述信噪判定门限确定公式中，还需要为信噪判定门限确定公式预先设置参考误块率Pe。参考误块率Pe可以通过另外的仿真计算而得。具体可以是对移动终端的盲检测过程进行仿真，并相应的仿真移动终端的误块率BLER，将仿真得到的移动终端的误块率BLER作为参考误块率Pe。在该仿真中，移动终端判断接收信号是噪声信号或有用信号时所采用的方法，可以是现有技术的方法，即仅仅对接收信号进行CASCL译码，根据多个译码序列中，是否有能够通过循环冗余校验CRC的译码序列，就直接确定接收信号是噪声或有用信号。
此外，在实际应用中，也可以测试真实的移动终端的误块率BLER，直接将测试结果作为参考误块率Pe。相应的，该真实的移动终端，判断接收信号是噪声信号或有用信号时所采用的方法，也是现有技术的方法，而不是本发明实施例所提供的方法。
上述信噪判定门限确定公式中，N的值可以根据真实的或仿真的移动终端，及其所在的移动通信系统所采用的极化编码的码长来设置。此外，给定了移动终端的目标信噪比后，该目标信噪比所对应的加性高斯白噪声AWGN的方差σ2也就可以被确定。
此外，基站在准备要发送原始信息比特之后，会增加CRC校验位。增加了CRC校验位之后，基站再对增加了CRC校验位之后的信息比特进行极化编码。在这个过程中，原始信息比特的位数与极化码编码长度N的比值，称之为极化编码的码率。码率的不同，会影响到移动通信系统的信噪比，进而影响加性高斯白噪声AWGN的方差σ2。
上述信噪判定门限确定公式中，贝塔Beta函数可以表示为B(a,b)。两个变量a和b，分别取值为
Figure BDA0001785273170000121
和
Figure BDA0001785273170000122
时，将
Figure BDA0001785273170000123
和
Figure BDA0001785273170000124
代入该Beta函数，Beta函数的取值也为已知值，即：
Figure BDA0001785273170000125
t为积分变量，取值范围从0到1。
在实际应用中，确定了参考误块率Pe，极化编码的码长N，移动终端的目标信噪比之后，上述信噪判定门限确定公式中，只有α和信噪判定门限η为未知数。此时，可以使用二分法，先任意设定一个α的值，计算出一个信噪判定门限η1。然后，根据该信噪判定门限η1，基于本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，建立移动终端进行盲检测的仿真，从而得到仿真的误块率BLER和虚警率FAR。查看仿真得到的误块率BLER和虚警率FAR，是否为目标误块率BLER和目标虚警率FAR。如果未达到目标，则调整α的值，相应的得到一个新的信噪判定门限η2，然后基于η2继续仿真，以此类推，直到仿真的结果达到目标误块率BLER和目标虚警率FAR。此时的信噪判定门限ηi，可以作为实际应用中的信噪判定门限η。其中，ηi代表第i次调整的信噪判定门限。
上述实施例中，信噪判定门限确定公式可以按照下述过程求得：
设随机变量
Figure BDA0001785273170000131
根据上述实施例提到的，d1为移动终端的接收信号y与调制序列x的欧式距离，
Figure BDA0001785273170000132
d0为移动终端的接收信号y与参考序列，即长度为N的全0序列的欧式距离，
Figure BDA0001785273170000133
其中，N为极化编码的编码长度。x＝[x1,x2，…，xi，…，xN]，xi∈{+1,-1}，y＝[y1,y2,…,yi,…,yN]。
由于移动终端的接收信号y还可以表示为：y＝x+n，n＝[n1,n2，…，ni，…，nN]。其中，n为加性高斯白噪声序列。
因此，γ可以表示为：
Figure BDA0001785273170000134
将随机变量γ的表达公式，分子分母同除以Nσ2，σ2为加性高斯白噪声AWGN的方差。
因此，γ的表达公式变换为：
Figure BDA0001785273170000135
根据卡方分布的定义，分子中的各个
Figure BDA0001785273170000136
服从均值为0，方差为1的标准正态分布N(0，1)，则各个
Figure BDA0001785273170000137
的平方和，服从自由度为N的卡方分布χ2(N)。根据非中心卡方分布的定义，分母中的各个
Figure BDA0001785273170000141
服从均值为
Figure BDA0001785273170000142
方差为1的正态分布
Figure BDA0001785273170000143
则各个
Figure BDA0001785273170000144
的平方和，服从自由度为N，参数为λ的非中心卡方分布
Figure BDA0001785273170000145
其中，非中心卡方分布
Figure BDA0001785273170000146
的参数
Figure BDA0001785273170000147
xi∈{+1,-1}。
因为xi∈{+1,-1}，因此，非中心卡方分布
Figure BDA0001785273170000148
的参数λ经过计算为：
Figure BDA0001785273170000149
因此，随机变量γ的概率密度函数P(γ)可以表示为：
Figure BDA00017852731700001410
另设随机变量
Figure BDA00017852731700001411
则随机变量β的概率密度函数可以表示为：
Figure BDA00017852731700001412
根据非中心F分布的定义，卡方分布χ2(N)和非中心卡方分布
Figure BDA00017852731700001413
分别除以各自的自由度N，则随机变量β服从非中心F分布。因此随机变量β的概率密度函数可以表示为：
Figure BDA00017852731700001414
其中，非中心F分布的两个自由度υ1和υ2均为N，参数
Figure BDA00017852731700001415
根据非中心F分布的计算公式，得到随机变量β的概率密度函数PF(β)的计算公式为：
Figure BDA0001785273170000151
上述公式，为P(β)添加下角标F代表该概率密度函数是根据非中心F分布的计算公式得来。
接着，用P′e表示使用了本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法之后，移动终端的误块率BLER，P′e可以表示为：
P′e＝1-(1-Pe)(1-Pr(γ≥η2))
＝Pe+Pr(γ≥η2)-Pe·Pr(γ≥η2)
≈Pe+Pr(γ≥η2)。
其中，Pe为参考误块率Pe。参考误块率Pe具体可以是采用现有技术的方法，确定移动终端的接收信号是有用信号或噪声的移动终端的误块率。因此，(1-Pe)表示采用现有技术的方法，确定移动终端的接收信号是有用信号或噪声的移动终端的非误块率。
此外，Pr(γ≥η2)表示
Figure BDA0001785273170000152
大于等于信噪判定门限η时的概率。
因此，(1-Pr(γ≥η2))就表示
Figure BDA0001785273170000153
小于等于噪判定门限η时的概率，即采用本发明实施例提供的方法，确定移动终端的接收信号为有用信号时的概率。
然后，(1-Pe)和(1-Pr(γ≥η2))两个概率相乘，得到一个更低的概率值，该更低的概率值的含义为：采用本发明实施例提供的方法，确定移动终端的接收信号为有用信号之后，该接收信号还能够被正确解调，不会造成误块的非误块率。
因此，P′e＝1-(1-Pe)(1-Pr(γ≥η2))就表示，采用本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，确定移动终端的接收信号为有用信号之后，该接收信号解调错误，造成了误块的误块率BLER。
由于(γ≥η2)时的概率Pr(γ≥η2)，可以表示为
Figure BDA0001785273170000161
时的概率
Figure BDA0001785273170000162
又因为
Figure BDA0001785273170000163
因此，
Figure BDA0001785273170000164
此时，P′e可以表示为：
Figure BDA0001785273170000165
根据上述实施例中提到的随机变量β的概率密度函数PF(β)，对PF(β)的变量β从0到
Figure BDA0001785273170000166
积分，就可以得到
Figure BDA0001785273170000167
时的概率
Figure BDA0001785273170000168
此时P′e可以表示为：
Figure BDA0001785273170000169
将PF(β)的计算公式代入，计算P′e，则P′e的计算公式为：
Figure BDA00017852731700001610
该公式中，Pe后面所加的积分部分的内容为，采用本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法后，移动终端的误块率BLER将有所增加，增加的误块率BLER用增量αPe表示，即：
Figure BDA00017852731700001611
在其他的实施例中，信噪判定门限，除了可以通过信噪判定门限确定公式求得之外，还可以根据移动终端在实际工作时，所表现出的误块率BLER性能以及虚警率FAR性能，直接设置或调整信噪判定门限。
本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法中，在移动终端对接收信号进行CASCL译码，当确定存在通过CRC校验的目标译码序列后，进一步将该目标译码序列进行极化编码以及调制，并计算移动终端的接收信号，与进行过极化编码和调制后的序列的欧氏距离，以及移动终端的接收信号与全0序列的欧氏距离，并将两个欧氏距离的比值，与预先设置的信噪判定门限进行大小判断。该预先设置的信噪判定门限，可以根据信噪判定门限确定公式计算而得或根据目标误块率或BLER直接设置。然后，根据大小判断的结果，确定接收信号是噪声信号或有用信号。由于本方案结合了CASCL译码以及欧式距离的比对，因此，通过以上方法，减少了将噪声信号误判为移动终端接收的有用信号的概率，进一步降低了移动终端的虚警率。
然后，对本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的装置进行详细说明。
如图2所示，本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的装置200，包括：译码模块201、第一判断模块202、编码调制模块203、计算模块204以及第二判断模块205。
译码模块201，用于对移动终端的接收信号进行CASCL译码，获得L个译码序列；其中，CASCL译码为循环冗余校验辅助的串行抵消列表译码。
第一判断模块202，用于判断译码模块获得的L个译码序列中，是否存在通过循环冗余校验CRC的目标译码序列；如果不存在，确定移动终端的接收信号为噪声；如果存在，将目标译码序列发送给编码调制模块203。
编码调制模块203，用于接收第一判断模块202发来的目标译码序列；对目标译码序列进行极化编码，得到极化编码后的序列，并对极化编码后的序列进行调制，得到调制序列。
计算模块204，用于计算移动终端的接收信号与参考序列的欧氏距离d0的距离值D0，以及移动终端的接收信号与调制序列的欧氏距离d1的距离值D1。其中，参考序列为长度为N的全0序列，N为极化编码的编码长度。
第二判断模块205，用于判断D1与D0的比值是否大于预先设置的信噪判定门限；如果大于，确定移动终端的接收信号为噪声；否则，确定移动终端的接收信号为有用信号。
在该实施例中，编码调制模块203，对目标译码序列进行极化编码所利用的极化码编码公式为：
c＝uG。
其中，c为极化编码后的序列，c＝[c1，c2，…，ci，…，cN]；序列c中的元素为0或1；u为目标译码序列，u＝[u1，u2，…，ui，…，uN]，序列u中的元素为0或1。
G为N×N的矩阵，
Figure BDA0001785273170000181
Figure BDA0001785273170000182
表示克罗内克积，具体含义为n个方括号内的矩阵相乘，乘积结果是一个2n×2n＝N×N的矩阵，故
Figure BDA0001785273170000183
此外，编码调制模块203，对极化编码后的序列进行调制所利用的调制公式可以为：
x＝1N-2c。
其中，x为调制序列，x＝[x1,x2，…，xi，…，xN]，序列x中的元素为-1或+1；1N表示长度为N且元素均为1的序列；c为极化编码后的序列。
上述实施例中，计算模块204，计算移动终端的接收信号与参考序列的欧式距离d0的距离值D0所采用的公式为：
Figure BDA0001785273170000184
计算模块204，计算移动终端的接收信号与调制序列的欧式距离d1的距离值D1所采用的公式为：
Figure BDA0001785273170000185
其中，yi为移动终端的接收信号y中的元素，y＝[y1,y2,…,yi,…,yN]；xi为调制序列x中的元素。
上述实施例中，第二判断模块205中预先设置的信噪判定门限，可以根据信噪判定门限确定公式计算而得。
信噪判定门限确定公式为：
Figure BDA0001785273170000191
其中，α为预先设置的误块率的增量因子；Pe为预先设置的参考误块率。
η为信噪判定门限。
β为积分变量，
Figure BDA0001785273170000192
该积分变量的取值范围从0到
Figure BDA0001785273170000193
e为自然底数，求和次数k为0到无穷；k！为k的阶乘，σ2为加性高斯白噪声AWGN的方差。
B代表贝塔Beta函数，
Figure BDA0001785273170000194
t为积分变量，取值范围从0到1。
在其他的实施例中，信噪判定门限，除了可以通过信噪判定门限确定公式求得之外，还可以根据移动终端在实际工作时，所表现出的误块率BLER性能以及虚警率FAR性能，直接设置或调整信噪判定门限。
本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的装置，在移动终端对接收信号进行CASCL译码，当确定存在通过CRC校验的目标译码序列后，进一步将该目标译码序列进行极化编码以及调制，并计算移动终端的接收信号，与进行过极化编码和调制后的序列的欧氏距离，以及移动终端的接收信号与全0序列的欧氏距离，并将两个欧氏距离的比值，与预先设置的信噪判定门限进行大小判断。该预先设置的信噪判定门限，可以根据信噪判定门限确定公式计算而得或根据目标误块率或BLER直接设置。然后，根据大小判断的结果，确定接收信号是噪声信号或有用信号。由于本方案结合了CASCL译码以及欧式距离的比对，因此，通过以上方法，减少了将噪声信号误判为移动终端接收的有用信号的概率，进一步降低了移动终端的虚警率。
然后，对本发明实施例提供的移动终端进行详细说明。
如图3所示，本发明实施例提供的移动终端，包括处理器301、通信接口302、存储器303和通信总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器通303过通信总线304完成相互间的通信。
303存储器，用于存放计算机程序。
304处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本发明实施例所提供的一种降低极化码盲检测虚警率的方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质。本发明实施例提供的计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例所提供的一种降低极化码盲检测虚警率的方法的步骤。
然后，对本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，与仅采用CASCL的盲检测方法，在不同信噪比的情况下，误块率BLER性能的对比情况进行详细说明。
如图4所示，图4为本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，在不同信噪比的情况下，误块率BLER与现有技术的误块率BLER的仿真结果对比图。
首先，明确该仿真中，基站和移动终端的各项传输参数：极化码编码长度N为128，信息位长度为57，仿真所用信道为加性高斯白噪声AWGN信道，调制方式为二进制相移键控BPSK调制。其中，信息位是指，极化码的128个信息比特中，非0的比特位，信息位长度即非0比特位的个数。
在该仿真中，对循环冗余校验CRC长度为6时，本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，在不同信噪比的情况下，误块率BLER与现有技术的误块率BLER进行了对比。其中，现有技术是指，移动终端在进行盲检测的过程中，对接收信号进行CASCL译码之后，直接根据译码结果判断移动终端的接收信号是噪声信号还是有用信号。采用这种技术的移动终端的误块率BLER，即为图4中所描述的，现有技术的误块率BLER。此外，CRC校验位长度是指，基站在准备要发送原始信息比特之后，增加的CRC校验位。
如图4所示，使用符号Ο绘制的曲线为CRC校验位长度等于6时，现有技术的误块率BLER；使用符号▽绘制的曲线为CRC校验位长度等于6，增量因子α＝1时，采用本发明实施例所提供的降低极化码盲检测虚警率的方法之后，移动终端的误块率BLER，简称为本发明的误块率BLER；使用符号*绘制的曲线为CRC校验位长度等于6，增量因子α＝1.5时，本发明的误块率BLER。使用符号□绘制的曲线为CRC校验位长度等于11时，现有技术的误块率BLER；使用符号×绘制的曲线为CRC校验位长度等于16时，现有技术的误块率BLER。
在该仿真中，现有技术的误块率BLER即是本发明的目标误块率BLER。
如图4所示，在信噪比大于等于-3，并且小于等于-2时，本发明的误块率BLER比现有技术的误块率BLER高，性能略有损失。但在信噪比大于等于-2之后，本发明的误块率BLER与现有技术的误块率BLER基本一致。
此外，从图4中还可以看到，CRC校验位长度等于11和16时，现有技术的误块率BLER较之现有技术在CRC校验位长度为6时的误块率BLER，恶化程度明显。但是，为了能够达到目标虚警率FAR，现有技术不得不使用更长的CRC校验位。而本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，可以使用较现有技术更少CRC校验位，达到目标虚警率FAR。如图5所示，图5为对本发明实施例提供的降低极化码盲检测虚警率的方法，在不同信噪比的情况下，虚警率FAR与现有技术的虚警率FAR的仿真结果对比。
在该仿真中，基站和移动终端的各项传输参数与图4的仿真相同。
如图5所示，同样将采用现有技术的移动终端的虚警率FAR，简称为现有技术的虚警率。
如图5所示，使用符号Ο绘制的曲线为CRC校验位长度等于6时，现有技术的虚警率FAR；使用符号▽绘制的曲线为CRC校验位长度等于6，增量因子α＝1时，采用本发明实施例所提供的降低极化码盲检测虚警率的方法之后，移动终端的虚警率FAR，简称为本发明的虚警率FAR；使用符号*绘制的曲线为CRC校验位长度等于6，增量因子α＝1.5时，本发明的虚警率FAR；使用符号□绘制的曲线为CRC校验位长度等于11时，现有技术的虚警率FAR；使用符号×绘制的曲线为CRC校验位长度等于16时，现有技术的虚警率FAR。使用符号-绘制的曲线为目标虚警率。
如图5所示，在CRC校验长度等于6，11，甚至16时，现有技术均无法达到目标虚警率。而本发明的虚警率在CRC长度等于6时，就可以达到目标虚警率。
上述移动终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述移动终端与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、移动终端以及计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种降低极化码盲检测虚警率的方法，其特征在于，应用于移动终端，所述方法包括：
对移动终端的接收信号进行CASCL译码，获得L个译码序列；其中，所述CASCL译码为循环冗余校验辅助的串行抵消列表译码；
判断L个译码序列中，是否存在通过循环冗余校验CRC的目标译码序列；
如果不存在，确定所述移动终端的接收信号为噪声；
如果存在，对所述目标译码序列进行极化编码，得到极化编码后的序列，并对所述极化编码后的序列进行调制，得到调制序列；
计算所述移动终端的接收信号与参考序列的欧式距离d0的距离值D0，以及所述移动终端的接收信号与所述调制序列的欧式距离d1的距离值D1；其中，所述参考序列为长度为N的全0序列，N为极化编码的编码长度；
判断D1与D0的比值是否大于预先设置的信噪判定门限，如果大于，确定所述移动终端的接收信号为噪声，否则，确定所述移动终端的接收信号为有用信号；
所述预先设置的信噪判定门限是利用信噪判定门限确定公式计算得到；
其中，所述信噪判定门限的确定公式为：
Figure FDA0002318026360000011
其中，α为预先设置的误块率的增量因子；Pe为预先设置的参考误块率；
η为所述信噪判定门限；
β为积分变量，
Figure FDA0002318026360000012
该积分变量的取值范围从0到
Figure FDA0002318026360000013
e为自然底数，k为求和次数，k！为k的阶乘，σ2为加性高斯白噪声AWGN的方差；
Β代表贝塔Beta函数，
Figure FDA0002318026360000021
t为积分变量，取值范围从0到1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
对所述目标译码序列进行极化编码所利用的极化编码公式为：
c＝uG；
其中，c为所述极化编码后的序列，c＝[c1，c2，…，ci，…，cN]；序列c中的元素为0或1；u为所述目标译码序列，u＝[u1，u2，…，ui，…，uN]，序列u中的元素为0或1；
G为N×N的矩阵，
Figure FDA0002318026360000022
Figure FDA0002318026360000023
表示克罗内克积，
Figure FDA0002318026360000024
对所述极化编码后的序列进行调制所利用的调制公式为：
x＝1N-2c；
其中，x为所述调制序列，x＝[x1,x2，…，xi，…，xN]，序列x中的元素为-1或+1；1N表示长度为N且元素均为1的序列；c为所述极化编码后的序列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
计算所述移动终端的接收信号与所述参考序列的欧式距离d0的距离值D0所采用的公式为：
Figure FDA0002318026360000025
计算所述移动终端的接收信号与所述调制序列的欧式距离d1的距离值D1所采用的公式为：
Figure FDA0002318026360000026
其中，yi为所述移动终端的接收信号y中的元素，y＝[y1,y2,…,yi,…,yN]；xi为所述调制序列x中的元素。
4.一种降低极化码盲检测虚警率的装置，其特征在于，应用于移动终端，所述装置包括：
译码模块、第一判断模块、编码调制模块、计算模块以及第二判断模块；
所述译码模块，用于对移动终端的接收信号进行CASCL译码，获得L个译码序列；其中，所述CASCL译码为循环冗余校验辅助的串行抵消列表译码；
所述第一判断模块，用于判断所述译码模块获得的L个译码序列中，是否存在通过循环冗余校验CRC的目标译码序列；如果不存在，确定所述移动终端的接收信号为噪声；如果存在，将所述目标译码序列发送给所述编码调制模块；
所述编码调制模块，用于接收所述第一判断模块发来的目标译码序列；对所述目标译码序列进行极化编码，得到极化编码后的序列，并对所述极化编码后的序列进行调制，得到调制序列；
所述计算模块，用于计算所述移动终端的接收信号与参考序列的欧氏距离d0的距离值D0，以及所述移动终端的接收信号与所述调制序列的欧氏距离d1的距离值D1；其中，所述参考序列为长度为N的全0序列，N为极化编码的编码长度；
所述第二判断模块，用于判断D1与D0的比值是否大于预先设置的信噪判定门限；如果大于，确定所述移动终端的接收信号为噪声；否则，确定所述移动终端的接收信号为有用信号；
所述第二判断模块中，预先设置的信噪判定门限是利用信噪判定门限确定公式；
其中，所述信噪判定门限确定公式为：
Figure FDA0002318026360000031
其中，α为预先设置的误块率的增量因子；Pe为预先设置的参考误块率；
η为所述信噪判定门限；
β为积分变量，
Figure FDA0002318026360000041
该积分变量的取值范围从0到
Figure FDA0002318026360000042
e为自然底数，k为求和次数，k！为k的阶乘，σ2为加性高斯白噪声AWGN的方差；
Β代表贝塔Beta函数，
Figure FDA0002318026360000043
t为积分变量，取值范围从0到1。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
所述编码调制模块，对所述目标译码序列进行极化编码所利用的极化码编码公式为：
c＝uG；
其中，c为所述极化编码后的序列，c＝[c1，c2，…，ci，…，cN]；序列c中的元素为0或1；u为所述目标译码序列，u＝[u1，u2，…，ui，…，uN]，序列u中的元素为0或1；
G为N×N的矩阵，
Figure FDA0002318026360000044
Figure FDA0002318026360000045
表示克罗内克积，
Figure FDA0002318026360000046
对所述极化编码后的序列进行调制所利用的调制公式为：
x＝1N-2c；
其中，x为所述调制序列，x＝[x1,x2，…，xi，...，xN]，序列x中的元素为-1或+1；1N表示长度为N且元素均为1的序列；c为所述极化编码后的序列。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述计算模块，计算所述移动终端的接收信号与所述参考序列的欧式距离d0的距离值D0所采用的公式为：
Figure FDA0002318026360000051
计算所述移动终端的接收信号与所述调制序列的欧式距离d1的距离值D1所采用的公式为：
Figure FDA0002318026360000052
其中，yi为所述移动终端的接收信号y中的元素，y＝[y1,y2,…,yi,…,yN]；xi为所述调制序列x中的元素。
7.一种移动终端，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-3任一所述的方法步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3任一所述的方法步骤。
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