CN109478954A - 用于构造极化码的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了用于构造极化码的方法和装置。发射机确定与要发送的数据相对应的至少一个参数集合、以及基于参数集合的与要发送的数据的比特相对应的排序索引集合，排序索引集合用于指示要发送的比特的位置集合。发射机至少基于参数集合和排序索引集合来对数据进行极化编码以生成数据的编码块，以及发送数据的编码块。

Description

用于构造极化码的方法和装置
相关申请的交叉引用和要求优先权
本申请要求享受于2016年7月25日提交的国际专利申请序列号第PCT/CN2016/091592号的利益和优先权，该申请以引用方式将其全部内容并入本文中以用于所有应用的目的。
技术领域
概括地说，本公开内容涉及无线通信，具体地说，本公开内容涉及用于构造极化码的方法和装置。
背景技术
广泛地部署无线通信系统以提供各种电信服务，诸如电话、视频、数据、消息传送和广播。典型的无线通信系统可以采用能够通过共享可用的系统资源(例如，带宽、发射功率)来支持与多个用户的通信的多址技术。这样的多址技术的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统和时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统。
已经在各种电信标准中采用了这些多址技术以提供通用协议，该通用协议使得不同的无线设备能够在市级、国家级、区域级以及乃至全球级别上通信。新兴的电信标准的示例是长期演进(LTE)。LTE/LTE-Advanced(高级LTE)是对由第三代合作伙伴计划(3GPP)颁布的通用移动电信系统(UMTS)移动标准的增强集合。其被设计为：通过提高频谱效率来更好地支持移动宽带互联网接入，降低成本，改善服务，利用新频谱，以及与在下行链路(DL)上使用OFDMA、在上行链路(UL)上使用SC-FDMA和使用多入多出(MIMO)天线技术的其它开放标准进行更好地结合。然而，随着针对移动宽带接入的需求持续增加，存在着进一步改进LTE技术的需求。优选地，这些改进应适用于其它多址技术和采用这些技术的电信标准。
块码(block code)或纠错码经常用于在有噪声的信道上提供对数字消息的可靠传输。在典型的块码中，信息消息或序列被分割成块，以及发射设备处的编码器随后数学地向信息消息增加冗余。在经编码的信息消息中利用这种冗余是消息可靠性的关键，其使得能够校正由于噪声而发生的任何比特错误。也就是说，即使部分地由于噪声加到信道而可能发生比特错误，接收设备处的解码器也可以利用冗余来可靠地恢复信息消息。
本领域普通技术人员已知这样的纠错块码的许多示例，其包括汉明码、Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)码、turbo码和低密度奇偶校验(LDPC)码等。很多现有的无线通信网络都利用这样的块码，诸如：利用turbo码的3GPP LTE网络；以及利用LDPC码的IEEE802.11n Wi-Fi网络。然而，对于未来的网络，相对于turbo码和LDPC码，被称为极化码的新类别的块码提供了针对具有改进的性能的可靠且高效的信息传输的潜在机会。
虽然对极化码的实现方式的研究持续快速地提高了其能力和潜力，但是期望进一步的增强，特别是对于LTE之外的未来的无线通信网络的潜在部署而言。
发明内容
本公开内容的某些方面提供了一种用于通过发射机构造极化码的方法。通常，所述方法包括：确定与要发送的数据相对应的至少一个参数集合、以及基于所述参数集合的与要发送的所述数据的比特相对应的排序索引集合，所述排序索引集合用于指示要发送的所述比特的位置集合；至少基于所述参数集合和所述排序索引集合来对所述数据进行极化编码以生成所述数据的编码块；以及发送所述数据的所述编码块。
本公开内容的某些方面提供了一种用于通过接收机对极化码进行解码的方法。通常，所述方法包括：接收通过进行极化编码所生成的数据的编码块；确定与所述数据相对应的至少一个参数集合、以及基于所述参数集合的与所述数据的比特相对应的排序索引集合，所述排序索引集合用于指示所述数据的所述比特的位置集合；以及至少基于所述参数集合和所述排序索引集合来对所接收的数据的编码块进行解码以获得经解码的数据。
本公开内容的某些方面提供了一种用于通过发射机构造极化码的装置。通常，所述装置包括至少一个处理器和耦合到所述至少一个处理器的存储器。所述至少一个处理器通常被配置为进行以下操作：确定与要发送的数据相对应的至少一个参数集合、以及基于所述参数集合的与要发送的所述数据的比特相对应的排序索引集合，所述排序索引集合用于指示要发送的比特的位置集合；至少基于所述参数集合和所述排序索引集合来对所述数据进行极化编码以生成所述数据的编码块；以及发送所述数据的所述编码块。
本公开内容的某些方面提供了一种用于通过接收机对极化码进行解码的装置。通常，所述装置包括至少一个处理器和耦合到所述至少一个处理器的存储器。所述至少一个处理器通常被配置为进行以下操作：接收通过进行极化编码所生成的数据的编码块；确定与所述数据相对应的至少一个参数集合、以及基于所述参数集合的与所述数据的比特相对应的排序索引集合，所述排序索引集合用于指示所述数据的所述比特的位置集合；以及至少基于所述参数集合和所述排序索引集合来对所接收的数据的编码块进行解码以获得经解码的数据。
各方面通常包括如参考附图在本文中实质描述的以及如附图所示出的方法、装置、系统、计算机程序产品、计算机可读介质以及处理系统。“LTE”通常指的是LTE、LTE-Advanced(LTE-A)、免许可频谱中的LTE(LTE-空白空间)等。
附图说明
图1是示出网络架构的示例的图。
图2是示出接入网的示例的图。
图3是示出LTE中的DL帧结构的示例的图。
图4是示出LTE中的UL帧结构的示例的图。
图5是示出针对用户平面和控制平面的无线电协议架构的示例的图。
图6是根据本公开内容的某些方面示出在接入网中的演进型节点B和用户设备的示例的图。
图7是示出在第一无线通信设备702与第二无线通信设备704之间的无线通信的示意图。
图8是示出用于采用处理系统814的无线通信设备800的硬件实现方式的示例的方块图。
图9根据本公开内容的某些方面示出由发射机(例如，UE、eNB或者任何其它网络节点或者其元素)执行的用于高效构造极化码的示例性操作900。
图10根据本公开内容的某些方面示出由接收机(例如，UE、eNB或者任何其它网络节点或者其元素)执行的用于高效构造极化码的示例性操作1000。
图11根据本公开内容的某些方面示出针对用于业务信道的极化码的码构造的示例1100。
图12根据本公开内容的某些方面示出针对用于业务信道的极化码的码构造的示例1200。
具体实施方式
极化码是可证明实现了针对对称二进制输入离散无记忆信道的信道容量的具有显式结构的第一码。为了构造极化码，选择Hadamard矩阵中的与良好信道相对应的行用于信息比特。差信道用于具有固定值0的冰冻比特。在实际的系统中，密度进化或高斯近似通常用于确定每个信道的比特错误概率。例如，如果需要N个信息比特，则为信息比特选择最佳(具有低错误概率)的N个信道，而将剩余的信道指定为冰冻比特。通常，对所有信道的比特错误概率进行排序以确定最佳和最差信道，以及通过对应的排序索引来识别每个比特信道的位置。因此，为了构造极化码，通常需要比特信道的排序索引。
为了支持具有不的同速率的不同的块大小，需要用于信息比特的不同的位置集合以用于指示针对信息比特的位置的不同的可能性。此外，为了获得最佳的码构造，即使对于具有不同的速率的相同块大小，针对信息比特的位置集合也可以是不同的。在一些情况下，可以对于冰冻比特的位置使用具有0的二进制向量、以及对于信息比特的位置使用具有1的二进制向量，以用于表示针对信息比特的位置集合。但是，可能需要非常大的存储器来存储用于指示信息比特的位置的向量。
本公开内容的某些方面论述了用于构造极化码的技术，包括动态地(例如，“即时(on the fly)”)生成用于指示用于构造的信息比特的位置集合的向量或排序索引，而不是将预定义的向量存储在存储器中，从而节省了存储器并导致更高效地构造用于业务信道和控制信道两者的极化码。
下文结合附图所陈述的详细描述旨在作为对各种配置的描述，以及不旨在表示可以在其中实践本文所描述的概念的唯一配置。出于提供对各种概念的透彻理解的目的，详细描述包括具体细节。然而，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不具有这些具体细节的情况下也可以实践这些概念。在一些实例中，众所周知的结构和组件是以方块图的形式来展示的，以便避免使这样的概念模糊不清。
现在将参考各种装置和方法来给出电信系统的若干方面。这些装置和方法将通过各种方块、模块、组件、电路、步骤、过程、算法等(其统称为“元素”)来在下文的详细描述中进行描述并且在附图中进行说明。这些元素可以使用硬件、软件或者其组合来实现。这样的元素是被实现为硬件还是软件取决于特定的应用和对整个系统施加的设计约束。
举例而言，元素或者元素的任何部分或者元素的任何组合可以是利用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现的。处理器的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑、离散硬件电路、以及被配置为执行遍及本公开内容所描述的各种功能的其它适当的硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。软件应被广义地解释为意指指令、指令集合、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、固件、例程、子例程、对象、可执行文件、执行中的线程、过程、函数等，无论是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其它术语。
因此，在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可以在硬件、软件或者其组合中来实现。如果在软件中实现，则功能可以作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来存储或编码。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是可以由计算机来存取的任何可用介质。通过举例而非限制性的方式，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、PCM(相变存储器)、闪存、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或者可以用于以指令或者数据结构的形式携带或者存储期望的程序代码并且可以由计算机来访问的任何其它介质。如本文所使用地，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则利用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围之内。
下文参照附图更全面地描述本公开内容的各个方面。然而，本公开内容可以以多种不同的形式来实施，并且不应被解释为受限于遍及本公开内容所给出的任何特定的结构或功能。而是，提供这些方面使得本公开内容将是透彻的和完整的，并且将本公开内容的保护范围完整地传达给本领域的技术人员。基于本文的教导，本领域的技术人员应理解的是，本公开内容的保护范围旨在涵盖本文所公开的公开内容的任何方面，而无论其是独立实现还是结合本公开内容的任何其它方面来实现。例如，可以使用本文中阐述的任意数量的方面来实现装置或者实践方法。此外，本公开内容的范围意在涵盖使用除了本文中阐述的公开内容的各个方面之外的其它结构、功能或者结构和功能或者不同于本文中阐述的公开内容的各个方面的其它结构、功能或者结构和功能来实践的这样的装置或方法。应理解的是，本文所描述的公开内容的任何方面都可以由权利要求的一个或多个元素来体现。“示例性的”一词用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性的”的任何方面不一定被解释为相对其它方面优选或有优势。
虽然本文描述了特定的方面，但是这些方面的多种变型和排列也落入本公开内容的保护范围之内。虽然提及了优选的方面的一些利益和优点，但是本公开内容的保护范围并不旨在受限于特定的益处、用途或对象。而是，本公开内容的各方面旨在广泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络和传输协议，其中的一些通过示例的方式在附图和在优选方面的下文描述中进行了说明。详细描述和附图仅仅是对本公开内容的说明而不是限制，本公开内容的保护范围由所附权利要求书及其等效物来限定。
本文所描述的技术可以用于各种无线通信网络，诸如码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络、单载波FDMA(SC-FDMA)网络等。术语“网络”和“系统”经常互换使用。CDMA网络可以实现诸如通用陆地无线接入(UTRA)、CDMA 2000等的无线技术。UTRA包括宽带CDMA(W-CDMA)和低码片速率(LCR)。CDMA 2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA网络可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)的无线技术。OFDMA网络可以实现诸如演进型UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11、IEEE 802.16、IEEE802.20、闪速等的无线电技术。UTRA、E-UTRA和GSM是通用移动电信系统(UMTS)的部分。长期演进(LTE)是使用E-UTRA的UMTS的发布版本。在来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、GSM、UMTS和LTE。在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了CDMA2000。仅仅将这些通信网络列举为在其中可以应用在本公开内容中所描述的技术的网络的示例；然而，本公开内容并不限于上述的通信网络。
单载波频分多址(SC-FDMA)是在发射机侧利用单载波调制并在接收机侧利用频域均衡的传输技术。SC-FDMA具有与OFDMA系统相比相似的性能和基本相同的整体复杂度。然而，SC-FDMA信号由于其固有的单载波结构，因而其具有较低的峰均功率比(PAPR)。特别是在当较低的PAPR使无线节点在发射功率效率方面极大地受益时的上行链路(UL)通信中，SC-FDMA具有很大的吸引力。
接入点(“AP”)可以包括、被实现为或者被称为节点B、无线电网络控制器(“RNC”)、e节点B(eNB)、基站控制器(“BSC”)、基站收发机(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能体(“TF”)、无线电路由器、无线电收发机、基本服务集合(“BSS”)、扩展服务集合(“ESS”)、无线电基站(“RBS”)或者某种其它术语。
接入终端(“AT”)可以包括、被实现为或者被称为接入终端、订户站、订户单元、移动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装置(UE)、用户站、无线节点或某种其它术语。在一些实现方式中，接入终端可以包括蜂窝电话、智能电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)电话、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、平板电脑、上网本、智能本、超级本、具有无线连接能力的手持设备、站(“STA”)、或者连接到无线调制解调器的某种其它适当的处理设备。因此，本文所教导的一个或多个方面可以并入到电话(例如，蜂窝电话、智能电话)、计算机(例如，台式计算机)、便携式通信设备、便携式计算设备(例如，膝上型计算机、个人数据助理、平板电脑、上网本、智能本、超级本)、可穿戴设备(例如，智能手表、智能眼镜、智能手环、智能腕带、智能戒指、智能服装等)、医疗设备或装置、生物传感器/设备、娱乐设备(例如，音乐设备、视频设备、卫星无线电、游戏设备等)、车载的组件或者传感器、智能仪表/传感器、工业制造设备、全球定位系统设备、或者被配置为经由无线介质或有线介质进行通信的任何其它适当的设备。在一些方面中，节点是无线节点。例如，无线节点可以经由有线或无线通信链路来提供针对网络(例如，诸如互联网或蜂窝网络的广域网)的连接或者到该网络的连接。一些UE可以被视作为机器类型通信(MTC)UE，该机器类型通信(MTC)UE可以包括可以与基站、另一远程设备或者某种其它实体进行通信的远程设备。机器类型通信(MTC)可以指的通信涉及该通信的至少一端上的至少一个远程设备，以及机器类型通信(MTC)可以包括数据通信的形式，其中数据通信涉及不必需要人为交互的一个或多个实体。例如，MTC UE可以包括能够通过公共陆地移动网(PLMN)，与MTC服务器和/或其它MTC设备进行MTC通信的UE。MTC设备的示例包括传感器、仪表、位置标签、监测器、无人机、机器人/机器人设备等。可以将MTC UE以及其它类型的UE实现为NB-IoT(窄带物联网)设备。
图1是示出在其中可以实践本公开内容的各方面的LTE网络架构100的图。
在某些方面中，发射机(例如，UE 102或eNB 106)确定与要发送的数据相对应的至少一个参数集合、以及基于参数集合的与要发送的数据的比特相对应的排序索引集合，该排序索引集合用于指示要发送的比特的位置集合。发射机至少基于参数集合和所述排序索引集合来对数据进行极化编码以生成数据的编码块。随后，发射机发送数据的编码块。
在某些方面中，接收机(例如，UE 102或eNB 106)接收通过极化编码所生成的数据的编码块。接收机确定与数据相对应的至少一个参数集合、以及基于参数集合的与所述数据的比特相对应的排序索引集合，该排序索引集合用于指示数据的比特的位置集合。随后，接收机至少基于参数集合和排序索引集合来对所接收的数据的编码块进行解码以获得经解码的数据。
LTE网络架构100可以被称为演进型分组系统(EPS)100。EPS100可以包括一个或多个用户设备(UE)102、演进型UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)104、演进型分组核心(EPC)110、归属订户服务器(HSS)120和运营商的IP服务122。EPS可以与其它接入网互连，但为简单起见，没有示出这些实体/接口。示例性的其它接入网可以包括IP多媒体子系统(IMS)PDN、互联网PDN、管理PDN(例如，设定PDN)、载波专用PDN、运营商专用PDN和/或GPS PDN。如所示出地，EPS提供分组交换服务，然而，如本领域的技术人员将容易理解的是，贯穿本公开内容所给出的各种概念可以扩展到提供电路交换服务的网络。
E-UTRAN包括演进型节点B(eNB)106和其它eNB 108。eNB 106提供朝UE 102的用户平面和控制平面协议终止。eNB 106可以经由X2接口(例如，回程)连接到其它eNB 108。eNB106还可以被称为基站、基础收发站、无线电基站、无线电收发机、收发机功能体、基本服务集合(BSS)、扩展服务集合(ESS)、接入点或者某种其它适当的术语。eNB 106可以为UE 102提供到EPC 110的接入点。UE 102的示例包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、卫星无线电、全球定位系统、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、照相机、游戏控制台、平板电脑、上网本、智能本、超级本、无人机、机器人、传感器、监测器、仪表、照相机/安全照相机、游戏设备、可穿戴设备(例如，智能手表、智能眼镜、智能戒指、智能手环、智能腕带、智能珠宝、智能服装等)、任何其它类似的功能设备等。本领域的技术人员还可以将UE 102称为移动站、订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持设备、用户代理、移动客户端、客户端或者某种其它适当的术语。
eNB 106通过S1接口来连接到EPC 110。EPC 110包括移动管理实体(MME)112、其它MME 114、服务网关116和分组数据网络(PDN)网关118。MME 112是处理在UE 102与EPC 110之间的信令的控制节点。通常，MME 112提供承载和连接管理。所有用户IP分组通过服务网关116来传送，服务网关116自身连接到PDN网关118。PDN网关118提供UE IP地址分配以及其它功能。PDN网关118连接到运营商的IP服务122。例如，运营商的IP服务122可以包括互联网、内联网、IP多媒体子系统(IMS)和PS(分组交换)流服务(PSS)。以此方式，UE 102可以通过LTE网络来耦合到PDN。
图2是示出在其中可以实践本公开内容的各方面的LTE网络架构中的接入网200的示例的图。例如，UE 206和eNB 204可以根据本公开内容的各方面被配置为实现用于高效构造极化码的技术。
在该示例中，将接入网200划分成多个蜂窝区域(小区)202。一个或多个低功率类型eNB 208可以具有与小区202中的一个或多个小区重叠的蜂窝区域210。低功率类型eNB208可以被称为远程无线头端(RRH)。低功率类型eNB 208可以是毫微微小区(例如，家庭eNB(HeNB))、微微小区、或者微小区。宏eNB 204各自分配给各小区202，并被配置为向在小区202中的所有UE 206提供到EPC 110的接入点。在接入网200的示例中，不存在集合中式控制器，但在在替代的配置中可以使用集合中式控制器。eNB 204负责所有与无线电相关的功能，包括无线承载控制、准入控制、移动控制、调度、安全和到服务网关116的连接性。网络200还可以包括一个或多个中继(未示出)。根据一种应用，UE可以作为中继来服务。
由接入网200采用的调制和多址方案可以根据所部署的具体电信标准来变化。在LTE应用中，OFDM用于DL上以及SC-FDMA用于UL上，以支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者。如本领域的技术人员通过下文的详细描述将容易理解的是，本文所给出的各种概念非常适合用于LTE应用。然而，这些概念也可以容易地扩展到采用其它调制和多址技术的其它电信标准。举例而言，这些概念可以被扩展到演进数据优化(EV-DO)或超移动宽带(UMB)。EV-DO和UMB是由第三代合作伙伴计划2(3GPP2)颁布的作为CDMA2000标准族的部分的空中接口标准，以及采用CDMA来提供到移动站的宽带互联网接入。这些概念还可以扩展到采用宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA的其它变形(诸如TD-SCDMA)的通用陆地无线接入(UTRA)；采用TDMA的全球移动通信系统(GSM)；以及采用OFDMA的演进型UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20和闪速OFDM。在来自3GPP组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE和GSM。在来自3GPP2组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。所采用的实际无线通信标准和多址技术将取决于特定的应用和对系统所施加的整体设计约束条件。
eNB 204可以具有支持MIMO技术的多付天线。对MIMO技术的使用使eNB 204能够使用空间域来支持空间复用、波束成形和发射分集合。空间复用可以用于在相同频率上同时发送不同的数据流。数据流可以被发送给单个UE 206以增加数据速率，或者被发送给多个UE 206以增加整体系统容量。这通过对每一个数据流进行空间预编码(例如，应用对幅度和相位的缩放)，并随后通过多付发射天线在DL上发送每一个经空间预编码的流来实现。到达UE 206处的经空间预编码的数据流具有不同的空间签名，这使得UE 206中的每一个UE 206都能恢复出去往该UE 206的一个或多个数据流。在UL上，每一个UE 206发送经空间预编码的数据流，经空间预编码的数据流使eNB 204能够识别每一个经空间预编码的数据流的源。
当信道状况良好时，通常使用空间复用。当信道状况不太有利时，可以使用波束成形来将传输能量聚焦在一个或多个方向中。这可以通过对用于经由多付天线的传输的数据进行空间预编码来实现。为了在小区边缘处实现良好的覆盖，可以结合发射分集合来使用单流波束成形传输。
在下文的详细描述中，接入网的各个方面可以参照在DL上支持OFDM的MIMO系统来描述。OFDM是在OFDM符号内将数据调制在多个子载波上的扩频技术。子载波以精确的频率被间隔开。这种间隔提供了使接收机能够从子载波恢复数据的“正交性”。在时域中，保护间隔(例如，循环前缀)可以被添加到每一个OFDM符号，以防止OFDM符号间干扰。UL可以以DFT扩展OFDM信号的形式来使用SC-FDMA，以补偿高峰均功率比(PARR)。
图3是示出在LTE中的DL帧结构的示例的图300。帧(10ms)可以被划分为具有0到9的索引的10个相等大小的子帧。每一个子帧可以包括两个连续的时隙。资源格可以用于表示两个时隙，每一个时隙包括资源块。资源格被划分成多个资源元素。在LTE中，资源块包含在频域中的12个连续的子载波，并且对于每个OFDM符号中的普通循环前缀而言，资源块包含在时域中的7个连续的OFDM符号或84个资源元素。对于扩展的循环前缀而言，资源块包含在时域中的6个连续的OFDM符号并具有72个资源元素。资源元素中的一些资源元素(如指示为R 302、R 304)包括DL参考信号(DL-RS)。DL-RS包括小区专用RS(CRS)(其有时还被称为公共RS)302和UE专用RS(UE-RS)304。只在对应的物理DL共享信道(PDSCH)被映射到其上的资源块上发送UE-RS 304。每一个资源元素所携带的比特的数量取决于调制方案。因此，UE接收的资源块越多，并且调制方案越高，则针对该UE的数据速率越高。
在LTE中，eNB可以针对在该eNB中的每个小区发送主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)。在具有普通循环前缀(CP)的每个无线电帧的子帧0和子帧5中的每个子帧中，可以分别在符号周期6和5中发送主同步信号和辅同步信号。同步信号可以由UE用于小区检测和小区捕获。eNB可以在子帧0的时隙1中的符号周期0至3中发送物理广播信道(PBCH)。PBCH可以携带某种系统信息。
eNB可以在每个子帧的第一符号周期中发送物理控制格式指示符信道(PCFICH)。PCFICH可以传送用于控制信道的符号周期的数量(M)，其中M可以等于1、2或3并且可以逐子帧地改变。对于(例如，具有小于10个资源块的)较小的系统带宽，M还可以等于4。eNB可以在每个子帧的前M个符号周期中发送物理HARQ指示符信道(PHICH)和物理下行链路控制信道(PDCCH)。PHICH可以携带用于支持混合自动重传请求(HARQ)的信息。PDCCH可以携带关于针对UE的资源分配的信息以及针对下行链路信道的控制信息。eNB可以在每个子帧的其余符号周期中发送物理下行链路共享信道(PDSCH)。PDSCH可以携带被调度用于下行链路上的数据传输的针对UE的的数据。
eNB可以在由eNB所使用的系统带宽的中心1.08MHz中发送PSS、SSS和PBCH。在于其中发送这些信道的每个符号周期中，eNB可以跨越整个系统带宽来发送PCFICH和PHICH。eNB可以在系统带宽的某些部分中向成组的UE发送PDCCH。eNB可以在系统带宽的特定部分中向特定的UE发送PDSCH。eNB可以以广播方式向所有UE发送PSS、SSS、PBCH、PCFICH和PHICH，以单播方式向特定的UE发送PDCCH，以及还可以以单播方式向特定的UE发送PDSCH。
在每一个符号周期中，多个资源元素可以是可用的。每个资源元素(RE)可以在一个符号周期中覆盖一个子载波，以及可以用于发送一个调制符号，该调制符号可以是实值或者复值。在每一符号周期中没有用于参考信号的资源元素可以被排列成资源元素组(REG)。每个REG可以在一个符号周期内包括4个资源元素。PCFICH可以在符号周期0中占据四个REG，该四个REG跨频率被近似均匀地间隔。PHICH可以在一个或多个可配置的符号周期中占据三个REG，该三个REG可以跨频率来散布。例如，用于PHICH的三个REG可以全部属于符号周期0，或者可以在符号周期0、1和2中来散布。例如，PDCCH可以在前M个符号周期中占据9、18、36或者72个REG(其可以是从可用的REG中选出的)。仅允许REG的某些组合用于PDCCH。在本申请的方法和装置的各方面中，子帧可以包括一个以上的PDCCH。
UE可以知道用于PHICH和PCFICH的特定REG。UE可以搜索用于PDCCH的不同的REG组合。要搜索的组合的数量通常小于允许用于PDCCH的组合的数量。eNB可以在UE将搜索的组合中的任何组合中向该UE发送PDCCH。
图4是示出LTE中的UL帧结构的示例的图400。用于UL的可用的资源块可以被划分成数据部分和控制部分。控制部分可以在系统带宽的两个边缘处来形成，并可以具有可配置的大小。控制部分中的资源块可以被分配给UE，以用于对控制信息的传输。数据部分可以包括未包括在控制部分中的所有资源块。该UL帧结构导致数据部分包括连续的子载波，其可以允许向单个UE分配在数据部分中的连续子载波中的所有子载波。
可以向UE分配控制部分中的资源块410a、410b，以向eNB发送控制信息。还可以向UE分配数据部分中的资源块420a、420b，以向eNB发送数据。UE可以在所分配的控制部分中的资源块上在物理UL控制信道(PUCCH)中发送控制信息。UE可以在所分配的数据部分中的资源块上在物理UL共享信道(PUSCH)中只发送数据，或者发送数据和控制信息二者。UL传输可以横跨子帧的两个时隙，并可以跨越频率来跳变。
资源块的集合可以用于执行初始的系统接入并在物理随机接入信道(PRACH)430中实现UL同步。PRACH 430携带随机序列并且不能携带任何UL数据/信令。每一个随机接入前导码占据与六个连续的资源块相对应的带宽。起始频率由网络来指定。也就是说，对随机接入前导码的传输被限于某些时间和频率资源中。没有针对PRACH的跳频。在单个子帧(1ms)或在几个连续的子帧的序列中进行PRACH尝试，以及UE在每帧(10ms)只能进行单个PRACH尝试。
图5是示出用于LTE中的用户平面和控制平面的无线电协议架构的示例的图500。用于UE和eNB的无线电协议架构被示出为具有三层：层1、层2和层3。层1(L1层)是最低层，并且实现各种物理层信号处理功能。本文将L1层称为物理层506。层2(L2层)508在物理层506之上，并且负责在UE与eNB之间通过物理层506的链路。
在用户平面中，L2层508包括终于网络侧的eNB处的介质访问控制(MAC)子层510、无线电链路控制(RLC)子层512以及分组数据会聚协议(PDCP)514子层。虽然没有示出，但是UE可以在L2层508之上具有几个上层，这些上层包括终于网络侧上的PDN网关118处的网络层(例如，IP层)以及终于连接的另外一端(例如，远端UE、服务器等)处的应用层。
PDCP子层514提供在不同的无线电承载与逻辑信道之间的复用。PDCP子层514还为上层数据分组提供报头压缩以降低无线电传输开销，通过对数据分组进行加密来提供安全，以及为UE提供在eNB之间的切换支持。RLC子层512提供对上层数据分组的分段和重组、对丢失数据分组的重传以及对数据分组的重排序，以补偿由于混合自动重传请求(HARQ)而造成的乱序接收。MAC子层510提供在逻辑信道与传输信道之间的复用。MAC子层510还负责在UE之间分配一个小区中的各种无线电资源(例如，资源块)。MAC子层510还负责HARQ操作。
在控制平面中，除不存在用于控制平面的报头压缩功能之外，用于UE和eNB的无线电协议架构对于物理层506和L2层508是基本相同的。控制平面还包括层3(L3层)中的无线电资源控制(RRC)子层516。RRC子层516负责获得无线电资源(即，无线电承载)，以及负责使用eNB与UE之间的RRC信令来配置较低层。
图6是在其中可以实践本公开内容的各方面的在接入网中eNB 610与UE 650的通信的方块图。
在某些方面中，发射机(例如，UE 650或eNB 610)确定与要发送的数据相对应的至少一个参数集合、以及基于该参数集合的与要发送的所述数据的比特相对应的排序索引集合，该排序索引集合用于指示要发送的比特的位置集合。发射机至少基于参数集合和排序索引集合来对数据进行极化编码以生成数据的编码块。随后，发射机发送数据的编码块。
在某些方面中，接收机(例如，UE 650或eNB 610)接收通过极化编码所生成的数据的编码块。接收机确定与数据相对应的至少一个参数集合、以及基于参数集合的与数据的比特相对应的排序索引集合，该排序索引集合用于指示数据的比特的位置集合。随后，接收机至少基于参数集合和排序索引集合来对所接收的数据的编码块进行解码以获得经解码的数据。
在DL中，将来自核心网的上层分组提供给控制器/处理器675。控制器/处理器675实现L2层的功能。在DL中，控制器/处理器675提供报头压缩、加密、分组分段和重排序、在逻辑信道与传输信道之间的复用以及基于各种优先级度量向UE 650的无线电资源分配。控制器/处理器675还负责HARQ操作、对丢失分组的重传以及向UE 650发送信令。
TX处理器616实现针对L1层(即，物理层)的各种信号处理功能。信号处理功能包括：进行编码和交织，用以促进UE 650处的前向纠错(FEC)；以及基于各种调制方案(例如，二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相移键控(M-PSK)、M阶正交幅度调制(M-QAM))来映射到信号星座图。随后，将经编码的和调制的符号分割成并行的流。随后，将每一个流映射到OFDM子载波，在时域和/或频域中与参考信号(例如，导频)进行复用，以及随后使用快速傅里叶逆变换(IFFT)组合在一起，以生成携带时域OFDM符号流的物理信道。对该OFDM流进行空间预编码，以生成多个空间流。来自信道估计器674的信道估计可以用以确定编码和调制方案以及用于进行空间处理。信道估计可以从由UE 650发送的参考信号和/或信道状况反馈来导出。随后，经由单独的发射机618TX，将每一个空间流提供给不同的天线620。每一个发射机618TX利用各自的空间流来对RF载波进行调制以进行传输。
在UE 650处，每一个接收机654RX通过其各自天线652接收信号。每一个接收机654RX恢复被调制到RF载波上的信息，以及将该信息提供给接收机(RX)处理器656。RX处理器656实现L1层的各种信号处理功能。RX处理器656对信息执行空间处理，以恢复以UE 650为目的地的任何空间流。如果多个空间流是以UE 650为目的地的，则RX处理器656可以将它们组合成单个OFDM符号流。随后，RX处理器656使用快速傅里叶变换(FFT)将OFDM符号流从时域变换到频域。频域信号包括针对OFDM信号的每一个子载波的单独的OFDM符号流。通过确定由eNB 610所发送的最可能的信号星座点，来恢复和解调在每一个子载波上的符号以及参考信号。这些软判决可以是基于由信道估计器658所计算出的信道估计的。随后，对软判决进行解码和解交织，以恢复由eNB 610最初在物理信道上所发送的数据和控制信号。随后，将数据和控制信号提供给控制器/处理器659。
控制器/处理器659实现L2层。该控制器/处理器可以与存储程序代码和数据的存储器660相关联。存储器660可以被称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器659提供在传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩、控制信号处理，以恢复来自核心网的上层分组。随后，将上层分组提供给数据宿662，数据宿662表示L2层之上的所有协议层。还可以向数据宿662提供各种控制信号以进行L3处理。控制器/处理器659还负责使用确认(ACK)和/或否定确认(NACK)协议进行错误检测，以支持HARQ操作。
在UL中，数据源667用于向控制器/处理器659提供上层分组。数据源667表示L2层之上的所有协议层。类似于结合由eNB 610进行的DL传输所描述的功能，控制器/处理器659通过提供报头压缩、加密、分组分段和重排序、以及基于由eNB 610进行的无线资源分配来在逻辑信道与传输信道之间进行复用，来实现针对用户平面和控制平面的L2层。控制器/处理器659还负责HARQ操作、对丢失分组的重传以及向eNB 610发送信令。
TX处理器668可以使用由信道估计器658根据由eNB 610发送的反馈或参考信号获得的信道估计，来选择合适的编码和调制方案以及促进进行空间处理。经由各自的发射机654TX来将由TX处理器668所生成的空间流提供给不同的天线652。每个发射机654TX使用各个空间流来对RF载波进行调制以进行传输。
以类似于结合在UE 650处的接收机功能所描述的方式，在eNB 610处对UL传输进行处理。每一个接收机618RX通过其各自的天线620来接收信号。每一个接收机618RX恢复被调制到RF载波上的信息，以及将该信息提供给RX处理器670。RX处理器670可以实现L1层。
控制器/处理器675实现L2层。控制器/处理器675可以与存储程序代码和数据的存储器676相关联。存储器676可以被称为计算机可读介质。在UL中，控制器/处理器675提供在传输信道与逻辑信道之间的解复用、分组重组、解密、报头解压缩、控制信号处理，以恢复来自UE 650的上层分组。可以将来自控制器/处理器675的上层分组提供给核心网。控制器/处理器675还负责使用ACK和/或NACK协议进行错误检测，以支持HARQ操作。控制器/处理器675、659可以分别指导在eNB 610与UE 650处的操作。
UE 650处的控制器/处理器659和/或其它处理器、组件和/或模块、和/或eNB 610处的控制器/处理器675和/或其它处理器、组件和/或模块可以执行或指导操作(例如，分别在图9和10中的操作900和1000、和/或本文中描述的用于实现高效构造极化码的技术的其它过程)。在某些方面中，在图6中所示出的组件中的任何组件中的一个组件或多个组件可以用于执行示例性操作900和操作1000、和/或用于本文所描述的技术的其它过程。存储器660和676可以分别存储针对UE 650和eNB 610的、由UE 650和eNB 610的一个或多个其它组件可访问的和可执行的数据和程序代码。
用于构造极化码的示例性技术
图7是示出在第一无线通信设备702与第二无线通信设备704之间的无线通信700的示意图。在所示出的示例中，第一无线通信设备702在通信信道706(例如，无线信道)上向第二无线通信设备704发送数字消息。这样的方案中为了提供数字消息的可靠通信而必须解决的一个问题是考虑影响通信信道706的噪声。
块码或纠错码经常用于在这样的有噪声的信道上提供对数字消息的可靠传输。在典型的块码中，将信息消息或序列分割成块，每个块具有K比特的长度。随后，第一(发射)无线通信设备102处的编码器724数学地向信息消息增加冗余，使得码字具有N的长度，其中N>K。本文中，码率R是在消息长度与块长度之间的比率：即，R＝K/N。在经编码的信息消息中利用这种冗余是消息可靠性的关键，其使得能够校正由于噪声而可能出现的任何比特错误。也就是说，即使部分地由于噪声加到信道而可能发生比特错误，第二(接收)无线通信设备704处的解码器742也可以利用冗余来可靠地恢复信息消息。
这样的纠错块码的许多示例对于本领域的普通技术人员来说是已知的，包括汉明码、Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)码、turbo码和低密度奇偶校验(LDPC)码等。许多现有的无线通信网络都利用这样的块码，诸如：利用turbo码的3GPP LTE网络；以及利用LDPC码的IEEE 802.11n Wi-Fi网络。然而，对于未来的网络而言，相对于turbo码和LDPC码，被称为极化码的新类别的块码提供了针对具有提升的性能的可靠且高效的信息传送的潜在机会。
极化码是由Erdal Arikan在2007年所发明的线性分组纠错码，并且是当前本领域的技术人员所公知的。一般而言，使用定义极化码的递归算法来生成信道极化。极化码是实现对称二进制输入离散无记忆信道的信道容量的第一显式编码。也就是说，极化码实现了在存在噪声的情况下可以在给定的带宽的离散无记忆信道上发送的无差错信息的量的理论上限或信道容量(香农极限)。
图8是示出用于采用处理系统814的无线通信设备800的硬件实现方式的示例的方块图。根据本公开内容的各个方面，元素、或者元素的任何部分、或者多个元素的任何组合可以利用包括一个或多个处理器804的处理系统814来实现。例如，无线通信设备800可以是用户设备(UE)、基站、或者用于无线通信的任何其它适当的装置或单元。处理器804的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门控逻辑、离散硬件电路、以及被配置为执行遍及本公开内容所描述的各种功能的其它适当的硬件。也就是说，如在无线通信设备800中所利用的处理器804可以用于实现下文所描述的并在图9-12中所示出的过程中的任何一个或多个过程。
在该示例中，处理系统814可以利用通常由总线802来表示的总线架构来实现。根据处理系统814的具体应用和整体设计约束条件，总线802可以包括任何数量的相互连接总线和桥接器。总线802将包括一个或多个处理器(通常由处理器804来表示)、存储器805，以及计算机可读介质(通常由计算机可读介质806来表示)的各种电路链接在一起。总线802还链接诸如时序源、外围设备、电压调节器和电源管理电路的各种其它电路，这些是本领域所公知的并因此将不进行任何进一步的描述。总线接口808提供在总线802与收发机810之间的接口。收发机810提供用于在传输介质上与各种其它装置进行通信的单元。根据该装置的本质，还可以提供用户接口812(例如，小型键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆)。
处理器804可以包括编码器841，在一些示例中，编码器841可以与存储在计算机可读存储介质806中的编码软件861协作地进行操作。此外，处理器804可以包括解码器842，在一些示例中，解码器842可以与存储在计算机可读介质806中的解码软件862协作地进行操作。
处理器804负责管理总线802和通用处理，其包括执行存储在计算机可读介质806上的软件。该软件当由处理器804来执行时使得处理系统814执行下文针对任何特定装置所描述的各种功能。计算机可读介质806还可以用于存储由处理器804在执行软件时所操作的数据。
处理系统中的一个或多个处理器804可以执行软件。软件应被广义地解释为意指指令、指令集合、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行中的线程、过程、函数等，无论其被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语。软件可以存在于计算机可读介质806上。计算机可读介质806可以是非暂时性计算机可读介质。举例而言，非暂时性计算机可读介质包括磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带)、光盘(例如，压缩光盘(CD)或者数字多功能光盘(DVD))、智能卡、闪存器件(例如，卡、棒或钥匙驱动器)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、寄存器、可移动磁盘以及用于存储可以由计算机存取和读取的软件和/或指令的任何其它适当的介质。
举例而言，计算机可读介质还可以包括载波波形、传输线、以及用于发送可以由计算机存取和读取的软件和/或指令的任何其它适当的介质。计算机可读介质806可以存在于处理系统814中、在处理系统814之外、或者跨越包括处理系统814的多个实体来分布。计算机可读介质806可以在计算机程序产品中来实施。举例而言，计算机程序产品可以包括封装材料中的计算机可读介质。
本领域的技术人员将认识到，根据具体应用和对整个系统施加的总体设计约束如何来最佳地实现遍及本公开内容所给出的所描述的功能。
如上所述，极化码是可证明实现了针对对称二进制输入离散无记忆信道的信道容量的具有显式结构的第一码。容量可以利用简单的连续消除(SC)解码器来实现。极化码和LDPC码是用于5G信道编码的两个竞争性候选者。
如上所述，极化码是块码。极化码的生成矩阵可以是Hadamard矩阵的子矩阵。通常，生成矩阵中的每一行对应于比特信道。为了构造极化码，选择Hadamard矩阵中的与良好信道相对应的行用于信息比特。差信道用于具有固定值0的冰冻比特。在实际的系统中，密度进化或高斯近似通常用于确定每个信道的比特错误概率。例如，如果需要N个信息比特，则为信息比特选择最佳(具有低差错概率)的N个信道，而将剩余的信道指定为冰冻比特。通常，对所有信道的比特错误概率进行排序以确定最佳和最差信道，以及通过对应的排序索引来识别每个比特信道的位置。因此，为了构造极化码，通常需要比特信道的排序索引。
针对极化码来对信道质量进行排序的要求通常与Turbo码不同。例如，对于Turbo码而言，只要定义了码结构，就能容易地获得码字。至于极化码，为了支持具有不同的速率的不同的块大小，需要用于信息比特的不同的位置集合以用于指示针对信息比特的位置的不同的可能性。此外，为了获得最佳的码构造，即使对于具有不同的速率的相同块大小，针对信息比特的位置集合也可以是不同的。
在一些情况下，对于冰冻比特的位置使用具有0的二进制向量、以及对于信息比特的位置使用具有1的二进制向量通常是一种好的方法来表示信息比特的位置集合。然而，即使我们保存用于指示信息比特的位置的向量，也可能需要非常大的存储器。例如，假定使用200个信息块大小以及在系统中支持10个速率，并假定具有平均长度为1000比特的二进制向量被用于表示用于信息比特或冰冻比特的位置集合，则可能需要2百万比特的存储器来存储用于指示信息比特的位置的向量。此外，打孔可以用于获得具有可变码字(其块长度是可变的)的长度兼容的极化码。因此，如果考虑针对可变的块大小的速率匹配，则在假定仅100个可变的块大小用于每个速率的情况下，存储向量所需要的存储器可能是例如100倍以上。因此，为存储用于指示信息比特的位置的向量(例如，排序索引)所需的存储器通常非常大。
本公开内容的某些方面论述了用于构造极化码的技术，包括动态地(例如，“即时(on the fly)”)生成用于指示用于构造的信息比特的位置集合的向量或排序索引，而不是在存储器中存储预定义的向量，从而节省了存储器并导致更高效地为业务信道和控制信道两者构造极化码。
在某些方面中，密度进化或高斯近似(GA)的方案可以用于确定信道质量(例如，针对每个比特信道的比特错误概率)。已知密度进化用于对极化码的构造并通常是本领域的技术人员已知的，并且因此本文将不描述其细节。在本领域中还已知使用密度进化的较低复杂度版本(其利用密度的高斯近似(GA))以用于对极化码的构造。高斯近似也是本领域的技术人员已知的。由于较低的复杂性，GA获得了广泛使用。假定在加性白噪声高斯信道(AWGN)信道上发送利用BPSK调制的全零码字。接收对数似然比(LLR)的均值和方差可以分别为和对于具有长度为N比特的极化码而言，可以对GA方案进行如下描述。
例如，输入可以通过下式来给出：
-其中m＝log2N，以及i＝1,...,N
-em,i可以被视作在阶段m的每个信道的LLR。e0,i可以被视作为每个信道的初始LLR。
可以继续进行下式：
-
-其中，l＝m,m-1,...,0；i∈{2ηh+j|0≤h＜2l,0≤j＜η},η＝2m-l-1，
以及
GA方案的输出可以是e0,i的排序索引或者用于指示针对信息比特和冰冻比特的位置的向量。
因此，输出可以是基于噪声方差和编码块大小N来确定的。因此，在一个方面中，只要知道噪声方差和编码块大小，就可以即时地生成良好信道位置的向量(或排序索引)。另外，为了简化起见，φ(x)的函数和反函数可以通过查找表来实现。在某些方面中，上文所示出的算法可以通过考虑打孔模式来修改以支持可变的块大小。
图9根据本公开内容的某些方面示出由发射机(例如，UE、eNB或者任何其它网络节点或者其元素)执行的用于高效构造极化码的示例性操作900。在902处，操作900开始于确定与要发送的数据相对应的至少一个参数集合、以及基于参数集合的与要发送的数据的比特相对应的索引(例如，排序索引)集合，排序索引集合用于指示要发送的比特的位置集合。在904处，发射机至少基于参数集合和排序索引集合来对数据进行极化编码以生成数据的编码块。在906处，发射机发送数据的编码块。在一个方面中，参数集合包括信息块大小K、编码块大小N或者的构造SNR、或者其组合。
图10根据本公开内容的某些方面示出由接收机(例如，UE、eNB或者任何其它网络节点或者其元素)执行的用于高效构造极化码的示例性操作1000。在1002处，操作1000开始于接收通过极化编码所生成的数据的编码块。在1004处，接收机确定与数据相对应的至少一个参数集合、以及基于参数集合的与数据的比特相对应的排序索引集合，排序索引集合用于指示数据的比特的位置集合。在1006处，接收机至少基于参数集合和排序索引集合来对所接收的数据的编码块进行解码以获得经解码的数据。
如上所述，用于数据的信息比特的位置集合对于极化码的构造是必需的。为了获得良好的性能，需要大的存储器来存储表示该位置集合的二进制向量。通常，GA算法被广泛地用于生成信道质量的排序索引或者对应的向量。在某些方面中，由于排序索引是基于包括信息块大小K、编码块大小N和的构造SNR的参数来确定的，因此只要知道这三个因素，发射机和接收机二者就能容易地即时生成排序索引。在实际的系统中，设备可以根据该设备已知的控制信息来确定信息块大小K和编码块大小N。构造SNRδ可以从预定义的查找表来获得，在该查找表中的每对(N，K)对应于构造SNRδ的特定的值。
因此，为了避免大存储器用于存储排序索引，本公开内容的各方面提出在发射机和接收机两者中即时生成信道质量的排序索引或向量。
构造用于业务信道的极化码
图11根据本公开内容的某些方面示出针对用于业务信道的极化码的码构造的示例1100。在发射机1100a中，例如，如果传输块大小大于针对极化码所定义的最大信息块大小，则先将要发送的物理数据的传输块1102划分成一些信息块1104。在一个方面中，每个信息块1004具有信息块大小(例如，信息比特的数量)Ki。在一个方面中，信息块1004中的至少一个信息块的大小被确定为用于构造极化码的信息块大小Ki。在一个方面中，每个信息块的大小可以被确定为与用于构造极化码的信息块相对应的信息块大小Ki。例如，码块1106的编码块大小Ni可以是基于为传输数据所分配的资源的量来确定的。在一个方面中，当计算实际的资源大小时，去除诸如参考信号的开销。在一个方面中，编码块大小Ni可以基于所分配的资源来变化。例如，在LTE中，不同的PRB可以具有针对参考信号(RS)所分配的不同数量的RE。在确定用于计算编码块大小的实际资源大小之前，通常将不考虑针对RS所分配的这些RE。不同的PRB可以具有针对RS所分配的不同数量的RE，并因此可以导致不同的编码块大小。
在获得信息块大小Ki和编码块大小Ni之后，例如从预定义的查找表，基于码块大小Ni和信息块大小Ki来获得噪声方差1108(例如，构造SNRδi)。在一个方面中，在该查找表中，将每对(Ni,Ki)映射到针对每个构造SNRδi1108的特定的值。在一个方面中，从查找表查找构造SNRδi的值，查找表中的构造SNRδi的值对应于码块大小Ni的值和信息块大小Ki的值的组合。在一个方面中，基于Ni和Ki来优化构造SNRδi的值。在一个方面中，可以生成预定义的查找表，并可以在发射机1100a和接收机1100b两者中存储该查找表的副本。随后，确定打孔模式1110(例如，如果采用打孔的话)。在已确定了打孔模式1110之后，使用参数集合(Ni,Ki,δi)通过GA算法来获得信道质量的排序索引1112。以此方式，信息比特的每个集合的位置集合将由排序索引来确定。通过根据打孔模式进行极化编码和打孔来获得编码块1114。
在某些方面中，发射机1100a向接收机1100b发送关于资源大小、MCS水平或HARQ版本中的一者或多者的控制信息。在接收机1100b中，传输块大小1102可以从控制信息(诸如从发射机所接收的资源大小、MCS水平和HARQ版本)来推导。在知道传输块大小之后，通过针对发射机所描述的类似过程来获得信息比特的位置(例如，排序索引)。例如，将传输块1102划分成一些信息块1104，以及在接收机处通过在发射机处所采用的类似过程来确定信息块大小的信息块大小Ki、编码块大小Ni和打孔模式1110。在一个方面中，用于将(Ni,Ki)映射到δi的相同的预定义的查找表被用于发射机和接收机两者。结果，在发射机处获得的信息比特的位置集合与在接收机处获得的位置集合基本上相同。以此方式，所接收的信号可以例如基于在接收机处确定的参数集合(Ni,Ki,δi)和排序索引来在接收机处逐块地进行正确解码。
构造用于控制信道的极化码
图12根据本公开内容的某些方面示出用于业务信道的极化码的码构造的示例1200。在发射机1200a中，信息比特的数量(例如，信息块大小Ki1204)由控制数据1202的大小来确定。码块1206的编码块大小Ni由所分配的资源和所使用的调制来确定。当计算实际的资源大小以用于确定编码块大小Ni时，去除诸如参考信号的开销。在获得了信息块大小Ki和编码块大小Ni之后，从预定义的查找表确定噪声方差1208(例如，构造SNRδi)。如先前所论述地，在该表中，每对(Ni,Ki)对应于构造SNRδi的特定的值。基于在该表中预定义的Ni和Ki来优化构造SNRδi的值。确定打孔模式1210。在已确定了打孔模式1210之后，使用参数(Ni,Ki,δi)通过GA算法来获得信道质量的排序索引1212。以此方式，信息比特的位置集合由排序索引1212来确定。通过根据打孔模式进行极化编码和进行打孔来获得编码块1214。
在一个方面中，不直接向接收机1200b发送用于控制信道的编码块大小。通常，对于具有不同无线信道状况的用户而言，存在几种大小的编码块。在接收机1200b中，从预先定义信息或系统信息(诸如资源大小、资源位置和调制方案(例如，从发射机1200a所接收的))来确定可能的编码块大小。在知道编码块大小之后，以类似于上文针对发射机所描述的过程，逐个地测试Ni和Ki的所有可能的组合，直到获得所期望的数据为止。在一个方面中，因为用于将(Ni,Ki)映射到δi的相同的预定义的表被用于发射机和接收机两者，所以在发射机中获得的信息比特的位置集合与在接收机中获得的位置集合基本上相同。以此方式，对所接收的信号进行正确地解码，并恢复控制数据。
在一个方面中，由于针对每对(Ni,Ki)预先定义了最佳的构造SNR，所以可以基于上文所描述的用于构造极化码的过程来获得最佳的性能。
要理解的是，在所公开的过程中的步骤的特定顺序或者层次是对示例性方法的说明。要理解的是，根据设计偏好，在过程中的步骤的特定的顺序或层次可以被重新排列。此外，可以将一些步骤组合或者将其省略。所附方法权利要求以示例顺序给出各种步骤的元素，以及并不意味着受限于所给出的特定的顺序或层次。
此外，术语“或”旨在意指包含性的“或”而不是排它性的“或”。也就是说，除非另外说明或者从上下文中清楚可知，否则例如“X使用A或B”的短语旨在意指自然的包含性排列中的任何项。也就是说，例如，短语“X使用A或B”是通过下列实例中的任何实例来满足的：X使用A；X使用B；或者X使用A和B两者。此外，如在本申请和所附权利要求书中所使用的冠词“一(a)”和“一个(an)”通常应被解释为意指“一个或多个”，除非另外说明或者从上下文中清楚地指向单数形式。涉及项目列表“中的至少一个”的短语指的是这些项目的任何组合，包括单个成员。举例而言，“a、b或c中的至少一个”旨在覆盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c、以及具有多个相同元素的任何组合(例如，a-a、a-a-a、a-a-b、a-a-c、a-b-b、a-c-c、b-b、b-b-b、b-b-c、c-c和c-c-c或者a、b和c的任何其它排序)。
提供前述描述，以使本领域的任何技术人员能够实践本文所描述的各个方面。对这些方面的各种修改对于本领域的技术人员将是显而易见的，以及本文所定义的一般原理可以应用于其它方面。因此，权利要求不旨在限于本文所示出的各方面，而是要符合与权利要求的语言表达相一致的全部范围，其中除非特别说明，否则对单数元素的引用并不旨在意指“一个且只有一个”，而是意指“一个或多个”。除非另有特别说明，否则术语“一些”指的是一个或多个。遍及本公开内容所描述的各个方面的元素的、对于本领域的普通技术人员而言已知或者稍后将知的全部结构的和功能的等效物以引用方式明确地并入本文中，并且旨在由权利要求书来包含。此外，本文中所公开的内容中没有内容是想要奉献给公众的，而不管这样的公开内容是否明确记载在权利要求书中。没有权利要求的元素要被解释为功能模块，除非该元素明确使用短语“用于……的单元”来记载。

Claims (30)

1.一种用于通过发射机构造极化码的方法，包括：
确定与要发送的数据相对应的至少一个参数集合、以及基于所述参数集合的与要发送的所述数据的比特相对应的排序索引集合，所述排序索引集合用于指示要发送的所述比特的位置集合；
至少基于所述参数集合和所述排序索引集合来对所述数据进行极化编码以生成所述数据的编码块；以及
发送所述数据的所述编码块。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个参数集合包括信息块大小K，并且其中，确定所述至少一个参数集合包括：
将具有要发送的所述数据的传输块划分成多个信息块；以及
将所述信息块大小确定为所述信息块中的至少一个信息块的大小。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个参数集合包括编码块大小N，并且其中，确定所述至少一个参数集合包括：至少基于关于分配用于对所述数据的传输的资源的信息来确定所述编码块大小N。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个参数集合包括构造信噪比(SNR)δ，并且其中，确定所述至少一个参数集合包括：基于所述信息块大小K和所述编码块大小N来确定所述构造SNRδ。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，基于所述信息块大小K和所述编码块大小N来确定所述构造SNRδ包括：
从查找表查找与所述信息块大小K和所述编码块大小N的值相对应的所述构造SNRδ的值，所述查找表将与所述信息块大小K和所述编码块大小N相对应的每一对值映射到所述构造SNRδ的值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定所述排序索引集合包括：至少利用所述信息块大小K、所述编码块大小N和所述构造SNRδ来执行高斯近似，以确定所述排序索引集合。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定用于对经确定的编码块大小N的比特进行打孔以试图实现所需的块大小M的打孔模式；以及
利用所述打孔模式来生成所述极化码。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括发送下列各项中的至少一项：资源大小、调制和编码方案(MCS)大小或者混合自动重传请求(HARQ)版本。
9.一种用于通过接收机对极化码进行解码的方法，包括：
接收通过极化编码所生成的数据的编码块；
确定与所述数据相对应的至少一个参数集合、以及基于所述参数集合的与所述数据的比特相对应的排序索引集合，所述排序索引集合用于指示所述数据的所述比特的位置集合；以及
至少基于所述参数集合和所述排序索引集合来对所接收的数据的编码块进行解码以获得经解码的数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个参数集合包括信息块大小K，并且其中，确定所述至少一个参数集合包括：
将具有要发送的所述数据的传输块划分成多个信息块；以及
将所述信息块大小确定为所述信息块中的至少一个信息块的大小。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
接收关于下列各项中的至少一项的信息：与所接收的数据相对应的资源大小、调制和编码方案(MCS)大小或者混合自动重传请求(HARQ)版本；以及
基于所接收的信息来确定所述传输块的大小。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个参数集合包括编码块大小N，并且其中，确定所述至少一个参数集合包括：至少基于关于分配用于对所述数据的传输的资源的信息来确定所述编码块大小N。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述至少一个参数集合包括构造信噪比(SNR)δ，并且其中，确定所述至少一个参数集合包括：基于所述信息块大小K和所述编码块大小N来确定所述构造SNRδ。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，基于所述信息块大小K和所述编码块大小N来确定所述构造SNRδ包括：
从查找表查找与所述信息块大小K和所述编码块大小N的值相对应的所述构造SNRδ的值，所述查找表将与所述信息块大小K和所述编码块大小N相对应的每一对值映射到所述构造SNRδ的值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，确定所述排序索引集合包括：至少利用所述信息块大小K、所述编码块大小N和所述构造SNRδ来执行高斯近似，以确定所述排序索引集合。
16.根据权利要求9所述的方法，还包括：
确定用于对经确定的编码块大小N的比特进行打孔以试图实现所需的块大小M的打孔模式；以及
利用所述打孔模式来对数据的所述编码块进行解码。
17.一种用于通过发射机构造极化码的装置，包括：
至少一个处理器，其被配置为进行以下操作：
确定与要发送的数据相对应的至少一个参数集合、以及基于所述参数集合的与要发送的所述数据的比特相对应的排序索引集合，所述排序索引集合用于指示要发送的所述比特的位置集合；
至少基于所述参数集合和所述排序索引集合来对所述数据进行极化编码以生成所述数据的编码块；以及
发送所述数据的所述编码块；以及
存储器，其被耦合到所述至少一个处理器。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述至少一个参数集合包括信息块大小K，并且其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下各项操作来确定所述至少一个参数集合：
将具有要发送的所述数据的传输块划分成多个信息块；以及
将所述信息块大小确定为所述信息块中的至少一个信息块的大小。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述至少一个参数集合包括编码块大小N，并且其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作来确定所述至少一个参数集合：至少基于关于分配用于对所述数据的传输的资源的信息来确定所述编码块大小N。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述至少一个参数集合包括构造信噪比(SNR)δ，并且其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作来确定所述至少一个参数集合：基于所述信息块大小K和所述编码块大小N来确定所述构造SNRδ。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作，基于所述信息块大小K和所述编码块大小N来确定所述构造SNRδ：
从查找表查找与所述信息块大小K和所述编码块大小N的值相对应的所述构造SNRδ的值，所述查找表将与所述信息块大小K和所述编码块大小N相对应的每一对值映射到所述构造SNRδ的值。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作来确定所述排序索引集合：至少利用所述信息块大小K、所述编码块大小N和所述构造SNRδ来执行高斯近似，以确定所述排序索引集合。
23.根据权利要求17所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为发送下列各项中的至少一项：资源大小、调制和编码方案(MCS)大小或者混合自动重传请求(HARQ)版本。
24.一种用于通过接收机对极化码进行解码的装置，包括：
至少一个处理器，其被配置为进行以下操作：
接收通过极化编码所生成的数据的编码块；
确定与所述数据相对应的至少一个参数集合、以及基于所述参数集合的与所述数据的比特相对应的排序索引集合，所述排序索引集合用于指示所述数据的所述比特的位置集合；以及
至少基于所述参数集合和所述排序索引集合来对所接收的数据的编码块进行解码以获得经解码的数据；以及
存储器，其被耦合到所述至少一个处理器。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述至少一个参数集合包括信息块大小K，并且其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作来确定所述至少一个参数集合：
将具有要发送的所述数据的传输块划分成多个信息块；以及
将所述信息块大小确定为所述信息块中的至少一个信息块的大小。
26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为进行以下操作：
接收关于下列各项中的至少一项的信息：与所接收的数据相对应的资源大小、调制和编码方案(MCS)大小或者混合自动重传请求(HARQ)版本；以及
基于所接收的信息来确定所述传输块的大小。
27.根据权利要求25所述的装置，其中，所述至少一个参数集合包括编码块大小N，并且其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作来确定所述至少一个参数集合：至少基于关于分配用于对所述数据的传输的资源的信息来确定所述编码块大小N。
28.根据权利要求27所述的装置，其中，所述至少一个参数集合包括构造信噪比(SNR)δ，并且其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作来确定所述至少一个参数集合：基于所述信息块大小K和所述编码块大小N来确定所述构造SNRδ。
29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作，基于所述信息块大小K和所述编码块大小N来确定所述构造SNRδ：
从查找表查找与所述信息块大小K和所述编码块大小N的值相对应的所述构造SNRδ的值，所述查找表将与所述信息块大小K和所述编码块大小N相对应的每一对值映射到所述构造SNRδ的值。
30.根据权利要求29所述的装置，其中，所述至少一个处理器被配置为通过以下操作来确定所述排序索引集合：至少利用所述信息块大小K、所述编码块大小N和所述构造SNRδ来执行高斯近似，以确定所述排序索引集合。
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