CN110048802A - 数据传输方法及装置、系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种数据传输方法及装置、系统。该方法包括：生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N‑M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；发送所述生成的比特序列。还公开了相应的装置及系统。在本申请中，这种数据传输的方案在译码时产生了额外的编码增益，降低了译码的FER，提高了译码的性能。

Description

数据传输方法及装置、系统
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法及装置、系统。
背景技术
无线通信的快速演进预示着未来第五代(5th generation，5G)通信系统将呈现出一些新的特点，最典型的三个通信场景包括增强移动宽带(enhance mobile broadband，eMBB)，海量机器类通信(massive machine type of communication，mMTC)和高可靠低时延通信(ultra reliable low lantency，URLLC)。这些通信场景的需求将对现有长期演进(long term evolution，LTE)技术提出新的挑战。信道编码作为最基本的无线接入技术，是满足5G通信需求的重要研究对象。而极化(Polar)码是第一个从理论上证明可以取得香农容量且具有低编译码复杂度的好码。
5G中一个典型的场景是对可靠度要求较高，但对延迟不敏感的通信，最常用的方法是通过混合自动重传请求(hybrid automatic repeat request，HARQ)来提高通信的可靠度，以达到更高的链路吞吐率。
然而，现有技术中，一种Polar码的HARQ方案是每次重传都重复发送相同的序列直到收到确认(ACK)反馈信号，接收端则将每次收到的软信息进行合并用于译码但是直接重发原始信息比特的译码性能较差，译码时误帧率(frame error rate，FER)较高。
因此，亟待提供一种能带来一定的编码增益的数据传输方案。
发明内容
本申请提供一种重传方法及通信装置，以使得这种数据传输的方案在译码时会产生额外的编码增益，降低译码的FER，提高译码的性能。
一方面，提供了一种数据传输方法，包括：生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；以及发送所述生成的比特序列。在该方面中，这种数据传输的方案在译码时产生了额外的编码增益，降低了译码的FER，提高了译码的性能。
在一种可能的实现方式中，所述待发送的比特序列还包括：长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
在另一种可能的实现方式中，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt时，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
在又一种可能的实现方式中，N应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
另一方面，提供了一种数据传输装置，包括：处理模块，用于生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；以及发送模块，用于发送所述生成的比特序列。
在一种可能的实现方式中，所述待发送的比特序列还包括：长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
在另一种可能的实现方式中，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt时，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
在又一种可能的实现方式中，N应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
在又一种可能的实现方式中，所述装置为网络设备或终端设备。
又一方面，提供了一种编码装置，包括处理器，所述处理器用于：生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M。
在一种可能的实现方式中，所述待发送的比特序列还包括：长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
在另一种可能的实现方式中，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt时，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
在又一种可能的实现方式中，N应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
在又一种可能的实现方式中，所述装置还包括存储器，所述存储器用于存储程序指令。
在又一种可能的实现方式中，所述装置为网络设备或终端设备。
又一方面，提供了一种数据传输装置，包括：输入接口电路，用于获取母码的长度为N的比特序列；逻辑电路，用于生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；以及输出接口电路，用于输出待发送的比特序列。
在一种可能的实现方式中，所述待发送的比特序列还包括：长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
在另一种可能的实现方式中，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt时，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
在又一种可能的实现方式中，N应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
在又一种可能的实现方式中，所述装置为网络设备或终端设备。
又一方面，提供了一种数据传输系统，所述数据传输系统包括：网络设备和终端设备，所述网络设备包括上述的数据传输装置；和/或，所述终端设备包括上述的数据传输装置。
又一方面，提供了一种芯片，包括：处理器，所述处理器用于生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M。
在一种可能的实现方式中，所述芯片还包括：存储器，用于存储程序。
又一方面，提供了一种可读存储介质，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上述任一项所述的编码方法。
又一方面，提供了一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，编码装置的至少一个处理器可以从所述可读存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序使得编码装置实施上述任一项所述的编码方法。
又一方面，提供了一种译码方法，包括：接收比特序列对应的软信息，所述软信息包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特对应的软信息，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；对所述软信息进行合并并译码，获得译码后的比特。
在一种可能的实现方式中，所述软信息还包括：长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
又一方面，提供了一种译码装置，包括：接收模块，用于接收比特序列对应的软信息，所述软信息包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特对应的软信息，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；以及处理模块，用于对所述软信息进行合并并译码，获得译码后的比特。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1为通信链路中的信道编码示意图；
图2为HARQ传输示意图；
图3为本申请实施例提供的一种通信系统示意图；
图4为本申请实施例提供的一种数据传输方法的流程示意图；
图5为本申请方案与现有的重传方案的性能比较示意图；
图6为本申请实施例提供的一种数据传输装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种编码装置的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种编码装置的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种译码方法的流程示意图；
图10为接收端的软信息合并示意图；
图11为本申请实施例提供的一种译码装置的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的另一种译码装置的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的又一种编码装置的结构示意图；
图14为本申请实施例提供的一种网络设备的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
图1为通信链路中的信道编码示意图，发送端将信息经过信源编码、信道编码、速率匹配、数字调制，通过信道发送出去。接收端从信道接收信号，进行数字解调、解速率匹配、信道解码和信源解码，最终还原信息。
本申请实施例提供一种数据传输方案，其中涉及的重传的方式具体可以是HARQ，当然也可以是其它的重传方式。下面重点对HARQ的传输机制进行描述：
HARQ即是将信道编码与自动重传请求技术相结合：对于传输过程中发生的小规模的差错，信道编码能够直接将其纠正；而对于超出信道编码纠错能力的传输错误，接收端则通过反馈链路通知发送端，请求将该消息重新发送。
如图2所示的HARQ传输示意图，若接收端译码失败(比如无法通过循环冗余校验(cyclic redundancy check，CRC))，那么会通过一个反馈链路传输一个不确认(NACK)消息给发送端，发送端就会发送一份新的数据。这个过程一直持续到接收端发送确认(ACK)消息给发送端告知译码正确，从而完成该对信息块的传输。
其中，发送端发送一份新的数据给接收端，这里新的数据可以包括：包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M。基于这种数据，接收端可以通过额外的编码增益，降低译码的FER，提高译码的性能。
另外，本申请的数据传输方案可以采用多种码进行编译码。下面重点对Polar码的编译码进行简单描述：
Polar码是一种线性块码。其生成矩阵为GN，其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，且这里定义为log2N个矩阵F2的克罗内克(Kronecker)乘积；以上涉及的加法、乘法操作均为二进制伽罗华域(Galois Field)上的加法、乘法操作。
Polar码的编码过程中，中的一部分比特用来携带信息，称为信息比特，这些比特的索引的集合记作另外的一部分比特置为收发端预先约定的固定值，称之为固定比特，其索引的集合用的补集表示。信息比特序号集合按以下方法选取：首先按照Polar码的构造算法得到可以得到序号i的比特对应的极化信道错误概率选择值最小的K个序号，构成集合也可以通过离线存储一个满足包含关系的可靠度排序序列，根据K和N从序列当中读取当前母码下可靠度最高的K个极化信道序号，构成集合
Polar码最基本的译码方法是串行抵消(successive cancellation，SC)译码，但该算法在有限码长下性能并不理想。后续提出的串行抵消列表(successive cancellationlist，SCL)译码算法，通过横向路径扩展以及CRC校验选择的方法，提高了短码的译码性能。该译码算法能够在复杂度相当的情况下获得比Turbo码、低密度奇偶校验(low-densityparity-check，LDPC)码更优的误帧率(frame error rate，FER)性能。
图3为本申请实施例提供的一种通信系统示意图。该通信系统可以包括至少一个网络设备100(仅示出1个)以及与网络设备100连接的一个或多个终端设备200。本申请中的发送端设备可以是终端设备，则接收端设备可以是网络设备；或发送端设备可以是网络设备，则接收端设备可以是终端设备。
网络设备100可以是能和终端设备200通信的设备。网络设备100可以是可以是任意一种具有无线收发功能的设备。包括但不限于：基站(例如，基站NodeB、演进型基站eNodeB、第五代(the fifth generation，5G)通信系统中的基站、未来通信系统中的基站或网络设备、WiFi系统中的接入节点、无线中继节点、无线回传节点)等。网络设备100还可以是云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制器。网络设备100还可以是5G网络中的网络设备或未来演进网络中的网络设备；还可以是可穿戴设备或车载设备等。网络设备100还可以是小站，传输节点(transmission reference point，TRP)等。当然不申请不限于此。
终端设备200是一种具有无线收发功能的设备可以部署在陆地上，包括室内或室外、手持、穿戴或车载；也可以部署在水面上(如轮船等)；还可以部署在空中(例如飞机、气球和卫星上等)。所述终端设备可以是手机(mobile phone)、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(Virtual Reality，VR)终端设备、增强现实(Augmented Reality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smarthome)中的无线终端等等。本申请的实施例对应用场景不做限定。终端设备有时也可以称为用户设备(user equipment，UE)、接入终端设备、UE单元、UE站、移动站、移动台、远方站、远程终端设备、移动设备、UE终端设备、终端(terminal)、终端设备、无线通信设备、UE代理或UE装置等。
需要说明的是，本申请实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本申请实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例提供一种数据传输方法及装置，这种数据传输的方案在译码时产生了额外的编码增益，降低了译码的FER，提高了译码的性能。
图4为本申请实施例提供的一种数据传输方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
S401、生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M。
S402、发送所述生成的比特序列。
本实施例中，首先对长度为N的母码进行极性编码，得到进行速率匹配之后的编码比特长度为M。对这M个编码比特和(N-M)个比特依次进行发送。具体地，对该M个编码比特进行初传，然后重传(N-M)个比特中的一个或者多个比特，也可以重传M个初传比特中的一个或多个比特。其中，可以将M个编码比特和(N-M)个比特存入缓存中，发送时依次读取缓存中的比特进行发送，直到达到初传的发送长度或重传的发送长度。
其中，例如，上述m＝2，即母码长度为2的整数次方。当然，m也可以取其它值。
进一步地，对母码进行交织和速率匹配或得到M个编码比特。
进一步地，所述待发送的比特序列还包括：长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。即本实施例中，在发送(N-M)的比特序列之前或之后，还发送N个比特序列中的一个或多个比特。
本实施例以Polar码的编译码为例进行数据传输方案的描述。具体地：
在对Polar码进行编码前，首先根据实际参数(包括待编码序列的长度N和待传输的信息比特长度K等)进行构造，并通过在线计算或读表的方式选择较优的极化信道，产生信息比特序号集合另外的一部分比特置为收发端预先约定的固定值，称之为固定比特，其索引的集合用的补集表示。
本实施例中，需要设计Polar码的母码长度N的取值。
在一个实现方式中，对母码长度N的值进行确定。当m^ceil(logmM)-M<＝Pt，则母码长度N的取值为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax),其中，“m^ceil(logmM)”表示与M最接近且大于等于M的编码长度,Pt表示一个打孔数目的阈值数，Nmax为Polar码系统预设的最大母码长度。当m^(ceil(logmM)+1)<Nmax，母码长度N的取值为m^(ceil(logmM)+1)；当m^(ceil(logmM)+1)>Nmax，则母码长度N的取值为Nmax；当m^(ceil(logmM)+1)＝Nmax，则母码的长度N的取值为m^(ceil(logmM)+1)，或者，Nmax。其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为系统设定的最大母码长度。在该实现方式中，设计母码长度时，考虑更多的是选择母码的长度尽可能长一点，使得可以产生更多(N-M)个比特供选择，应用到重传的场景中，在重传时使用(N-M)个比特进行重传，进而可以带来一定的编码增益，在译码时，可以通过额外的编码增益，降低译码的FER，提高译码的性能。
在另一个实现方式中，母码的长度N的设计应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt；其中，Pt为打孔数目阈值。在该实现方式中，设计母码长度时，使得待发送的比特中包含大于或等于阈值的比特可供选择，尤其是应用到重传的应用场景中，选择满足上述条件的母码长度N，使得可以产生更多(N-M)个比特供重传时使用，进而可以带来一定的编码增益，在译码时，可以通过额外的编码增益，降低译码的FER，提高译码的性能。
在又一个实现方式中，打孔数目阈值Pt根据以下至少一个参数进行确定：码率R、码长M和速率匹配方式包括缩短或者打孔的方式。例如：Pt是根据公式Pt＝m^ceil(logmM)/K,来确定，K大于或者等于2的正整数。Pt也可以是接收端和发送端共同约定的固定的值，例如10、20等。
然后，对待编码比特进行极性编码。具体地，需要根据和待编码序列与编码矩阵G相乘得到母码
进一步地，还包括步骤：对长度为N的比特序列进行交织和速率匹配，得到所述速率匹配后的编码比特和(N-M)个未发送的比特，其中，所述(N-M)个未发送的比特也可以被认为是被打孔打掉的编码比特。具体地，对Seq.0进行交织和速率匹配，得到比特序列
在实际实现过程中，对所述母码按照设定交织方式进行交织；其中，所述设定交织方式包括以下至少一种：按比特顺序进行交织、按比特逆序进行交织和分组交织。具体实现中，可以将母码按照速率匹配的方式进行交织，并将交织后的存入循环缓存当中，每次重传可以从上一次结束位置的下一个比特顺序读取，直至达到发送长度。
例如，按照预定的速率匹配交织方式进行交织得到序列Seq.1，交织后的比特的排列为按照速率匹配优先级顺序的序列。具体的交织方式可以是顺序的，可以是比特逆序的，也可以是预定的分组交织方式，例如将母码码字平均分成32组分别标号为,1,2….31，每一组按照一定的顺序进行排列，得到交织后的比特序列。其中交织序列即每一组的相对位置排序为[0 1 2 4 3 5 6 7 8 16 9 17 10 18 11 19 12 20 13 21 14 22 15 23 24 25 2628 27 29 30 31]。
交织后的比特序列，其比特与速率匹配的优先级对应，例如越靠前的或者越靠后的比特优先进行速率匹配。
将序列1依次放入循环缓存当中用于数据传输，例如：用于数据的初传和重传。
从Seq.0中选择比特添加到待传比特序列Seq.2，生成待发送的比特序列，将待发送的比特序列依次存入循环缓存中。选择的编码比特可以是长度为N的比特序列中的一个或者多个比特，也可以是长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，也可以是长度为N的比特序列中的一个或者多个比特和长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特。
将长度为N的母码中的比特按照一定的顺序存入缓存中。从发送的序列发送的结束位置的下一个比特顺序读取待传比特序列Seq.2的编码比特，发送所述待传送的比特序列。
其中一种可能的方式包括，循环缓存的起点和读取方向与交织后的序列的起点和方向一致，则跳过前P个比特读取剩下的M个比特。应用再重传的场景中，当接收端接收到重传消息，则将待传送的比特进行发送，所述待发送的比特位于上次发送的最后一个比特之后，从上一次结束的下一个比特开始，依次发送所待传送的比特。
以图2所示的HARQ流程为例，发送端可以首先对长度为N的全部比特序列进行编码。然后，首次发送长度为N的比特序列中的一个或多个比特，接收端进行信道译码，并进行CRC校验，若CRC不通过，反馈NACK；发送端第2次发送待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，还可以发送第1次发送的比特中的一个或多个比特，接收端利用前两次的接收信号尝试合并译码，若CRC通过，反馈ACK；若CRC仍不通过，反馈NACK；发送端第t次发送(N-M)个比特的一个或多个比特，还可以发送前t-1次发送的比特中的一个或多个比特，接收端利用前t次的接收信号进行合并译码(t大于2的整数)，在进行t次发送后，若发送端接收到ACK，则宣告发送成功；若接收到NACK且已达到最大发送次数，则宣告发送失败。
需要说明的是，由于通信系统在某些码长码率下采用的是重复重传，某些码长码率下又是采用的增量冗余(incremental redundancy，IR)传输。因此，一般在混合自动重传-增量冗余(hybrid automatic repeat request-incremental redundancy，HARQ-IR)模式下可采用本实施例的方案。从而，具体地，也可根据码长，码率，速率匹配方式等至少一个参数确定重传当中是否包含打孔比特，如包含打孔比特，则采用本实施例的方案。
本申请中，通过产生具有比特优先级的待发送序列，充分利用了Polar码的编码增益，提高了译码侧的准确率。
图5为本申请方案与现有重传方案的经过四次传输的性能比较曲线。为方便比较，将本申请方案记做IR1，进行重复发送的方案记做CC，发送端每次重传时，根据集合中每个信息比特对应的可靠度，从中选择具有较低可靠度的信息比特直接进行重传记做IR2。其中，横坐标Es/N0表示信噪比，纵坐标表示块差错率/丢包率(block error rate，BLER)。从图中可以清晰的看出由于IR2技术第一次重传的性能就不太理想，所以对于后续两次重传没有必要再将此方案进行比较。设置的参数包括加性白噪声(additive white gaussiannoise，AWGN)信道，二进制相移键控(binary phase shift keying，BPSK)调制，母码码长为512，每次发送序列长度为412。第二次传输、第三次传输和第四次传输，在相同的信噪比下，IR1方案相比CC方案的丢包率低。因此，可以看出，CC方案由于每次重传都发送相同的比特，带来的编码增益较小。而本申请的方案发送母码中除初传的编码比特外的其它编码比特，因而在译码时产生了额外的编码增益，降低了译码的FER，提高了译码的性能。
根据本申请实施例提供的一种数据传输方法，这种数据传输的方案在译码时产生了额外的编码增益，降低了译码的FER，提高了译码的性能。
基于图4所示的数据传输方法的同一发明构思，如图6所示，本申请实施例中还提供一种数据传输装置6000，该数据传输装置6000用于执行图4所示的数据传输方法。该装置可以适用于图3所示的通信系统中。具体地，该数据传输装置6000包括：
处理模块61，用于生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；
发送模块62，用于发送所述生成的比特序列。
本实施例中，首先对长度为N的母码进行极性编码，得到进行速率匹配之后的编码比特长度为M。对这M个编码比特和(N-M)个比特依次进行发送。具体地，对该M个编码比特进行初传，然后重传(N-M)个比特中的一个或者多个比特，也可以重传M个初传比特中的一个或多个比特。其中，可以将M个编码比特和(N-M)个比特存入缓存中，发送时依次读取缓存中的比特进行发送，直到达到初传的发送长度或重传的发送长度。
其中，例如，上述m＝2，即母码长度为2的整数次方。当然，m也可以取其它值。
进一步地，对母码进行交织和速率匹配或得到M个编码比特。
可选地，该数据传输装置6000还包括构造模块63和编码模块64。
其中，构造模块63，用于根据待编码序列的长度和待传输信息比特长度，构造信息比特序号集合。
在对Polar码进行编码前，首先根据实际参数(包括待编码序列的长度N和待传输的信息比特长度K等)进行构造，并通过在线计算或读表的方式选择较优的极化信道，产生信息比特序号集合另外的一部分比特置为收发端预先约定的固定值，称之为固定比特，其索引的集合用的补集表示。
编码模块64，用于对待编码比特进行编码。
对待编码比特进行极性编码。具体地，需要根据和待编码序列与编码矩阵G相乘得到母码
进一步地，所述待发送的比特序列还包括：
长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
进一步地，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt，则母码长度N的取值为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax),其中，“m^ceil(logmM)”表示与M最接近且大于等于M的编码长度,Pt表示一个打孔数目的阈值数，Nmax为Polar码系统预设的最大母码长度。当m^(ceil(logmM)+1)<Nmax，母码长度N的取值为m^(ceil(logmM)+1)；当m^(ceil(logmM)+1)>Nmax，则母码长度N的取值为Nmax；当m^(ceil(logmM)+1)＝Nmax，则母码的长度N的取值为m^(ceil(logmM)+1)，或者，Nmax。其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为系统设定的最大母码长度。在该实现方式中，设计母码长度时，考虑更多的是选择母码的长度尽可能长一点，使得可以产生更多(N-M)个比特供选择，应用到重传的场景中，在重传时使用(N-M)个比特进行重传，进而可以带来一定的编码增益，在译码时，可以通过额外的编码增益，降低译码的FER，提高译码的性能。进一步地，母码的长度N的设计应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt；其中，Pt为打孔数目阈值。在该实现方式中，设计母码长度时，使得待发送的比特中包含大于或等于阈值的比特可供选择，尤其是应用到重传的应用场景中，选择满足上述条件的母码长度N，使得可以产生更多(N-M)个比特供重传时使用，进而可以带来一定的编码增益，在译码时，可以通过额外的编码增益，降低译码的FER，提高译码的性能。
进一步地，打孔数目阈值Pt根据以下至少一个参数进行确定：码率R、码长M和速率匹配方式包括缩短或者打孔的方式。例如：Pt是根据公式Pt＝m^ceil(logmM)/K,来确定，K大于或者等于2的正整数。Pt也可以是接收端和发送端共同约定的固定的值，例如10、20等。
进一步地，所述装置为网络设备或终端设备。
根据本申请实施例提供的一种数据传输装置，这种数据传输的方案在译码时产生了额外的编码增益，降低了译码的FER，提高了译码的性能。
本申请实施例还提供了一种数据传输系统，所述数据传输系统包括：网络设备和终端设备，该网络设备/终端设备包括上述的数据传输装置。
基于图4所示的数据传输方法，如图7所示，本申请实施例中还提供一种编码装置7000，该编码装置7000用于执行图4所示的数据传输方法。该装置可以适用于图3所示的通信系统中。图4所示的数据传输方法中的部分或全部可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现，当通过硬件实现时，编码装置包括：输入接口电路71，用于获取母码的长度为N的比特序列；逻辑电路72，用于生成待发送的比特序列；输出接口电路73，用于输出待发送的比特序列，其中，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M。
进一步地，所述待发送的比特序列还包括：
长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
进一步地，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt时，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
进一步地，N应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
进一步地，所述装置为网络设备或终端设备。
具体上述数据传输装置中逻辑电路执行的功能，请见前面方法实施例中的描述，此处不再赘述。
可选的，编码装置在具体实现时可以是芯片或者集成电路。
可选的，当上述实施例的编码方法中的部分或全部通过软件来实现时，如图8所示，编码装置8000包括：存储器81，用于存储程序；处理器82，用于执行存储器81存储的程序，当程序被执行时，使得编码装置获取母码的长度为N的比特序列；生成待发送的比特序列；以及输出待发送的比特序列。该装置可以适用于图3所示的通信系统中。
可选的，上述存储器81可以是物理上独立的单元，也可以与处理器82集成在一起。
可选的，当上述图4实施例的数据传输方法中的部分或全部通过软件实现时，编码装置8000也可以只包括处理器82。用于存储程序的存储器81位于编码装置8000之外，处理器82通过电路/电线与存储器81连接，用于读取并执行存储器81中存储的程序。
处理器82可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，网络处理器(network processor，NP)或者CPU和NP的组合。
处理器82还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmablelogic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)或其任意组合。
存储器81可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；存储器81也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器81还可以包括上述种类的存储器的组合。
图9为本申请实施例提供的一种译码方法的流程示意图，该方法可包括以下步骤：
S91、接收比特序列对应的软信息，所述软信息包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特对应的软信息，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；
S92、对所述软信息进行合并译码，获得译码后的比特。
进一步地，所述待发送的比特序列还包括：
长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
具体实现中，接收端在接收到初传序列和重传序列后，接收端的软信息合并只需要维护一个大小为N的一维矩阵的初始值为0。接收端每次接收到的软信息按照每比特在母码中的位置与中相应位置的软信息进行相加，即由于在传输比特时需进行速率匹配、交织和缓存等，每比特在母码中的位置与中的位置未必是对齐的，因此，接收端在接收到初传或重传序列时，需要将其在母码中的位置与中的位置对齐。具体地，假设从信道接收到的重传软信息为则中的软信息更新为yi＝yi+sj,f(i)＝j，其中，j是比特在s中的位置，i是比特在y中的位置。因此，接收端只需预留Seq.2大小的缓存用于软信息合并。例如，如图10所示的接收端的软信息合并过程示意图，初传序列Seq.0的长度为16，并被打孔掉4个比特，则接收端需维护一个N＝16的一维矩阵且设置的初始值为0。当接收到初传序列时(即第一次传输，1st received LLR)，对齐Seq.0中的比特在中的位置，将Seq.0合并到当接收到第一次重传序列(2nd received LLR)、第二次重传序列(3rdreceived LLR)时，对齐每个重传序列的比特在中的位置，将接收到的重传序列合并到也可以是接收到初传序列和所有重传序列后，再统一合并到
根据本申请实施例提供的一种译码方法，在译码时产生了额外的编码增益，降低了译码的FER，提高了译码的性能。
基于与上述实施例提供的译码方法同一发明构思，如图11所示，本申请实施例还提供一种译码装置1100，译码装置1100可用于执行本申请实施例提供的译码方法。该装置可以适用于图3所示的通信系统中。该译码装置1100包括：
接收模块111，用于接收比特序列对应的软信息；
译码模块112，用于对所述软信息进行合并译码，获得译码后的比特。
基于上述实施例提供的译码方法的同一发明构思，如图12所示，本申请实施例中还提供一种译码装置1200，该译码装置1200用于执行上述译码方法。该装置可以适用于图3所示的通信系统中。上述译码方法中的部分或全部可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现，当通过硬件实现时，译码装置1200包括：输入接口电路121，用于接收比特序列对应的软信息；逻辑电路1102，用于执行上述译码方法；输出接口电路1103，用于输出译码后的比特。
可选的，译码装置1200在具体实现时可以是芯片或者集成电路。
可选的，当上述实施例的译码方法中的部分或全部通过软件来实现时，如图13所示，译码装置1300包括：存储器131，用于存储程序；处理器132，用于执行存储器131存储的程序，当程序被执行时，使得译码装置1300可以实现上述实施例提供的译码方法。
可选的，上述存储器131可以是物理上独立的单元，也可以与处理器132集成在一起。
可选的，当上述实施例的译码方法中的部分或全部通过软件实现时，译码装置1300也可以只包括处理器132。该装置可以适用于图3所示的通信系统中。用于存储程序的存储器131位于译码装置1300之外，处理器132通过电路/电线与存储器131连接，用于读取并执行存储器131中存储的程序。
处理器132可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，网络处理器(network processor，NP)或者CPU和NP的组合。
处理器132还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmablelogic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)或其任意组合。
存储器131可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；存储器131也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器131还可以包括上述种类的存储器的组合。
本申请实施例还提供了一种网络设备，参见图14所示，上述编码装置和/或译码装置可以被安装在网络设备1400中。该装置可以适用于图3所示的通信系统中。除了上述编码装置和译码装置外，网络设备1400还可以包括一个收发器142，编码装置编码后的比特序列经过后续的变化或处理后通过收发器142发送给终端设备，或者该收发器142还用于接收来自于终端设备的信息/数据，这些信息/数据经过一系列处理被转换成待译码的序列，经过译码装置的处理后得到译码后的序列。当网络设备1400还可以包括网络接口144，用于与其它的网络设备进行通信。
同理，上述编码装置和/或译码装置可以被安装在终端设备1500中，如图15所示。该装置可以适用于图3所示的通信系统中。除了上述编码装置和译码装置外，终端设备1500还可以包括一个收发器152，编码装置编码后的比特序列经过后续的变化或处理后通过收发器152发送给网络设备，或者该收发器152还用于接收来自于网络设备的信息/数据，这些信息/数据经过一系列处理被转换成待译码的序列，经过译码装置的处理后得到译码后的序列。终端1500还可以包括用于输入输出接口154，用于接收用户输入的信息，对于需要发送给网络设备的信息，则需要经过编码器的处理后再通过收发器152发送给网络设备。译码器译码后的数据经过后续处理后也可以通过输入输出接口154呈现给用户。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序包括用于执行图4所示的数据传输方法和上述实施例提供的译码方法。
本申请实施例还提供了一种Polar码编码装置，包括上述图7～图9任一种编码装置和图11～图13任一种译码装置。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行图4所示的数据传输方法以及上述实施例提供的译码方法。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriberline，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字通用光盘(digital versatiledisc，DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成，该程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：只读存储器(read-only memory，ROM)或随机存储存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

Claims (21)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：
生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；
发送所述生成的比特序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待发送的比特序列还包括：
长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
3.如权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt时，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
4.如权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，N应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
5.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
处理模块，用于生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；
发送模块，用于发送所述生成的比特序列。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述待发送的比特序列还包括：
长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
7.如权利要求5或者6所述的装置，其特征在于，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt时，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
8.如权利要求5或者6所述的装置，其特征在于，N应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
9.根据权利要求5～8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置为网络设备或终端设备。
10.一种编码装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于：
生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述待发送的比特序列还包括：
长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
12.如权利要求10或者11所述的装置，其特征在于，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt时，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
13.如权利要求10或者11所述的装置，其特征在于，N应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
14.根据权利要求10～13任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括存储器，所述存储器用于存储程序指令。
15.根据权利要求10～13任一项所述的装置，其特征在于，所述装置为网络设备或终端设备。
16.一种数据传输装置，其特征在于，包括：
输入接口电路，用于获取母码的长度为N的比特序列；
逻辑电路，用于生成待发送的比特序列，所述待发送的比特序列包括：长度为(N-M)的比特序列中的一个或者多个比特，其中，所述N为极性编码的母码的长度，M为对所述N个比特序列进行速率匹配之后的编码比特长度；N为m的整数次方，m为大于1的正整数，M为正整数，N<M；
输出接口电路，用于输出待发送的比特序列。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述待发送的比特序列还包括：
长度为N的比特序列中的一个或者多个比特。
18.如权利要求16或者17所述的装置，其特征在于，当m^ceil(logmM)-M<＝Pt时，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
19.如权利要求16或者17所述的装置，其特征在于，N应满足以下条件：N/2-M≤Pt，且N-M≥Pt，则所述待发送的比特序列的长度为min(m^(ceil(logmM)+1)，Nmax)；
其中，Pt为打孔数目阈值，Nmax为母码的最大长度。
20.根据权利要求5～8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置为网络设备或终端设备。
21.一种数据传输系统，所述数据传输系统包括：网络设备和终端设备，其特征在于，
所述网络设备包括如权利要求5～9或16～20任一项所述的数据传输装置；和/或，
所述终端设备包括如权利要求5～9或16～20任一项所述的数据传输装置。
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