CN110121851A - 极化码的增量冗余和变型 - Google Patents

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Abstract

提供了一种发送增量冗余编码比特块的方法。所述方法包括使用外部编码器，将输入比特矢量的比特级联为外部编码比特矢量，所述外部编码比特矢量具有比输入比特矢量少的比特，其中所述外部编码比特矢量包括来自输入比特矢量的信息比特的混合。所述方法包括将外部编码比特矢量编码为映射到多个数据传输信道的内部编码数据，每个所述数据传输信道包括信道可靠性值。所述数据传输信道的第一部分用于发送与外部编码比特矢量相对应的信息比特，所述数据传输信道的第二部分用于发送不包括信息的冻结比特。

Description

极化码的增量冗余和变型
技术领域
所公开的主题一般涉及电信。某些实施例更具体地涉及诸如极化码、混合自动重复请求(HARQ)、增量冗余和系统信息块之类的概念。
背景技术
由Arikan[1]提出的极化码是第一类构造编码方案，可证明其在低复杂度连续消除(SC)解码器下实现二进制输入离散无记忆信道的对称容量。然而，与诸如低密度奇偶校验(LDPC)码和Turbo码之类的其他现代信道编码方案相比，SC下的极化码的有限长度性能可能并没有竞争力。另外，提出了SC列表(SCL)解码器，其可以接近最佳最大似然(ML)解码器的性能。通过将简单的CRC编码级联，示出了级联的极化码的性能与优化良好的LDPC和Turbo码的性能相当。结果是，极化码被认为是未来无线通信系统(例如，第5代或5G系统)的候选方案。
发明内容
一些实施例涉及支持用于数据传输的增量冗余HARQ的方法和/或装置。这些方法和/或装置也可以应用于IR的变型中，其中需要为给定的传输块单独生成和发送多个编码比特块。
本文所公开的一些实施例包括发送增量冗余编码比特块的方法。这种方法可以包括使用外部编码器将输入比特矢量的比特级联为外部编码比特矢量，所述外部编码比特矢量具有比输入比特矢量更少的比特，其中外部编码比特矢量包括来自输入比特矢量的信息比特的混合；将外部编码比特矢量编码为映射到多个数据传输信道的内部编码数据，每个数据传输信道包括信道可靠性值，其中多个数据传输信道的第一部分用于发送与外部编码比特矢量相对应的信息比特，多个数据传输信道的第二部分用于发送包括已知值的冻结比特。
在一些实施例中，对外部编码数据进行编码包括使用极化编码器，所述极化编码器可操作以使用数据传输信道来对用于传输的数据进行编码。一些实施例提供极化编码器，其被配置为将数据传输信道中的一些数据传输信道识别为数据传输信道的第一部分，并将多个数据传输信道中的其他一些数据传输信道识别为数据传输信道的第二部分。
一些实施例包括将内部编码数据发送给接收器，所述接收器包括极化解码器和外部解码器，所述极化解码器被配置为将内部编码数据解码为外部编码数据，所述外部解码器被配置为解码由极化解码器生成的外部编码数据。在一些实施例中，发送内部编码数据包括发送多个数据传输，每个数据传输包括彼此不同的信息。一些实施例提出，顺序地执行数据传输中的一些数据传输，并且所述数据传输中的后续数据传输的内容基于所述数据传输中先前执行的数据传输的执行。一些实施例提出，顺序地执行数据传输中的一些数据传输，并且响应于未接收到来自接收器的确认第一次数据传输的消息，执行在第一次数据传输之后发生的数据传输之一。
在一些实施例中，将外部编码比特矢量编码为映射到多个数据传输信道的内部编码数据包括：将外部编码比特矢量编码为被配置为在第一次数据传输中发送的第一传输数据，将外部编码比特矢量编码为被配置为在第二次数据传输中发送的第二传输数据，以及将外部编码比特矢量编码为被配置为在第三次数据传输中发送的第三传输数据。在一些实施例中，将外部编码比特矢量编码为内部编码数据包括：将多个数据传输信道的第一子集识别为用于第一次数据传输的数据传输信道的第一部分，将多个数据传输信道的第二子集识别为用于第二次数据传输的数据传输信道的第一部分，以及将多个数据传输信道的第三子集识别为用于第三次数据传输的数据传输信道的第一部分。一些实施例提出，数据传输信道的第一子集与数据传输信道的第二子集和数据传输信道的第三子集不同，并且数据传输信道的第二子集和数据传输信道的第三子集彼此不同。
在一些实施例中，与数据传输信道中的一些数据传输信道相对应的可靠性值指示与数据传输信道中的一些数据传输信道相对应的预测的可靠性。一些实施例提出，数据传输信道的第一部分包括数据传输信道中包括比数据传输信道的第二部分的可靠性值大的可靠性值的数据传输信道。在一些实施例中，数据传输信道的第一部分是数据传输信道总数的给定百分比。
一些实施例提出，多个数据传输信道的第一部分包括数据传输信道中包括比给定可靠性阈值大的可靠性值的数据传输信道。
一些实施例提出，使用在接收器处的解码操作中使用的生成矩阵来执行对输入比特矢量的比特的级联。
在一些实施例中，通过数据传输的接收器处的极化解码器已知的生成矩阵对用于发送不包括信息的冻结比特的数据传输信道的第二部分进行编码。
一些实施例提出，级联输入比特矢量的比特包括使用生成矩阵对比输入比特矢量的所有比特少的比特进行编码。
在一些实施例中，级联输入比特矢量的比特包括使用随机数对输入比特矢量的所有比特进行编码。
一些实施例提出，将增量冗余编码比特块用于混合自动重复请求(HARQ)重传协议，以重传相同的信息比特块的冗余信息。
在一些实施例中，将增量冗余编码比特块用于无线通信系统中的广播信息的传输。一些实施例提出，无线通信系统中的广播信息的传输包括4G和/或5G蜂窝系统的系统信息块(SIB)。
在一些实施例中，将增量冗余编码比特块用于窄带物联网(NB-IoT)系统的上行链路或下行链路中的重复传输，以扩展系统的覆盖范围。
一些实施例涉及可操作以执行本文所公开的方法的通信设备。
一些实施例涉及包括用于执行本文所公开的方法的编码模块的通信设备。
一些实施例涉及用于通信设备的计算机程序。计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码在通信设备中运行时使通信设备执行本文所公开的方法。
一些实施例涉及解码在多个极化编码比特信道上发送的多个信息比特的方法。这种方法可以包括：将第一次发送的码接收到极化解码器中，通过极化解码器输出多个对数似然比(LLR)值，所述多个LLR值与被接收到极化编码器中的比特相对应，并且与比特中的对应比特正确的可能性相对应；将所述多个LLR值接收到线性解码器中，以及通过线性解码器生成估计输入数据矢量，所述估计输入数据矢量与在发送了多个第一次发送的码的发送器处接收的输入数据矢量相对应。
一些实施例包括：将第二次发送的码接收到极化解码器中，通过极化编码器输出多个对数似然比(LLR)值，所述多个LLR值与被接收到极化编码器中的比特相对应，并且与比特中的对应比特正确的可能性相对应；将与多个第二次发送的码相对应的多个LLR值接收到线性解码器中，以及通过线性解码器生成估计输入数据矢量，所述估计输入数据矢量与在发送多个第二次发送的码的发送器处接收的输入数据矢量相对应。
一些实施例涉及使用级联极化编码进行通信的系统。这种系统包括发送器，所述发送器包括：线性编码器，其被配置为将输入比特矢量的比特编码为外部编码比特矢量，所述外部编码比特矢量具有比输入比特矢量更少的比特；以及极化编码器，其被配置为将外部编码比特矢量编码为映射到多个数据传输信道的内部编码数据，每个数据传输信道包括信道可靠性值，其中多个数据传输信道的第一部分用于发送与外部编码比特矢量相对应的信息比特，数据传输信道的第二部分用于发送包括已知值的冻结比特。系统可以包括接收器，所述接收器包括：极化解码器，其被配置为接收由极化编码器生成的数据并输出多个对数似然比(LLR)值，所述多个LLR值与被接收到极化编码器中的比特相对应，并且与比特中的对应比特正确的可能性相对应；以及线性解码器，其被配置为接收所述多个LLR值并生成估计输入数据矢量，所述估计输入数据矢量与在发送器处接收的输入数据矢量相对应。
一些实施例包括用于执行发送器的操作的编码模块和用于执行接收器的操作的解码模块。
附图说明
附图示出了所公开主题的所选择的实施例。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。
图1示出了N＝8的极化码结构的示例。
图2示出了N＝8的极化码编码器的示例。
图3示出了N＝8的基于蝶形的SC解码器的示例。
图4是示出根据本文实施例的HARQ增量冗余中的第二次传输中的极化码结构的示例的示意图。
图5是示出根据本文实施例的HARQ增量冗余中的第三次传输(即第二次重传)中的极化码结构的示例的示意图。
图6是示出具有3次传输的示例的实施例的框图。
图7和图8是分别示出如本文所述的与发送器和接收器相对应的结构和数据的方框示意图。
图9是示出给定信息矢量V的三次传输的外部码的示意图。
图10是示出根据所公开主题的一些实施例的通信系统的示意框图。
图11A是示出根据所公开主题的一些实施例的无线通信设备的示意框图。
图11B是示出根据所公开主题的一些实施例的无线通信设备的方框示意图。
图12A是示出根据所公开主题的一些实施例的无线电接入节点的方框示意图。
图12B是示出根据所公开主题的一些实施例的无线电接入节点的方框示意图。
图13是示出根据所公开主题的一些实施例的虚拟化无线电接入节点400的方框示意图。
图14是示出根据所公开主题的一些实施例的用于发送增量冗余编码比特块的操作的框图。
图15是示出根据所公开主题的一些实施例的用于编码外部编码比特矢量的操作的框图。
图16是示出根据所公开主题的一些实施例的用于编码外部编码比特矢量的操作的框图。
图17是示出根据所公开主题的一些实施例的用于解码作为外部编码比特矢量的信息比特的操作的框图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图更全面地描述本发明构思，在附图中示出了本发明构思的实施例的示例。然而，本发明构思可以用多种不同形式来体现，并且不应当被解释为限于本文中所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并且将本发明构思的范围充分传达给本领域技术人员。还应注意的是，这些实施例并不互相排斥。来自一个实施例的组成部分可以默认为存在于/用于另一实施例中。下面描述的任何两个或更多个实施例可以以任何方式彼此组合。此外，在不脱离所描述主题的范围的情况下，可以修改、省略或扩展所描述的实施例的某些细节。
以下描述呈现了所公开主题的各种实施例。这些实施例被呈现为教导示例，并且不被解释为限制所公开主题的范围。例如，在不脱离所公开主题的范围的情况下，可以修改、省略或扩展所述实施例的某些细节。
某些实施例的中心构思是在每次传输之前在内部极化码的编码器之前级联外部(可能是线性的)块码。外部码将输入比特混合，使得输入信息比特数可以大于极化解码器的输入处的比特数，其中极化编码器的输入是输入信息比特块的函数。在不同的传输中使用不同的外部“混合”码，使得它们的聚合生成矩阵的秩以高概率确定性地或随机地具有满秩，从而所有输入信息比特在接收器处是可解码的。
如本文所使用的，“无线电节点”是无线电接入节点或无线设备。
如本文所使用的，“无线电接入节点”是进行操作以无线地发送和/或接收信号的蜂窝通信网络的无线电接入网络中的任何节点。无线电接入节点的一些示例包括但不限于基站(例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)网络中的增强或演进的节点B(eNB))、高功率或宏基站、低功率基站(例如，微基站、微微基站、家庭eNB等)、和中继节点。
如本文所使用的，“核心网节点”是核心网(CN)中的任何类型的节点。核心网节点的一些示例包括例如移动性管理实体(MME)、分组数据网络(PDN)网关(P-GW)、服务能力开放功能(SCEF)等。
如本文所使用的，“无线设备”是能够向/从另一无线设备或向/从蜂窝通信网络中的网络节点无线地发送和/或接收信号，以获得对蜂窝通信网络的接入(即由蜂窝通信网络提供服务)的任何类型的设备。无线设备的一些示例包括但不限于3GPP网络中的用户设备(UE)、机器类型通信(MTC)设备、NB-IoT设备、FeMTC设备等。
如本文所使用的，“网络节点”是使用的任何节点，其可以对应于与UE和/或与另一网络节点通信的任何类型的无线电网络节点或任何网络节点。网络节点的示例是NodeB、MeNB、SeNB、属于MCG或SCG的网络节点、基站(BS)、诸如MSR BS之类的多标准无线电(MSR)无线电节点、eNodeB、网络控制器、无线电网络控制器(RNC)、基站控制器(BSC)、中继，施主节点控制中继、基站收发台(BTS)、接入点(AP)、传输点，传输节点、RRU、RRH、分布式天线系统(DAS)中的节点、核心网节点(例如MSC、MME等)、O&M、OSS、SON、定位节点(例如E-SMLC)、MDT等。
如本文所使用的，使用非限制性术语用户设备(UE)，其指代与蜂窝或移动通信系统中的网络节点和/或与另一UE通信的任何类型的无线设备。UE的示例是目标设备、设备到设备(D2D)UE、机器类型UE或能够进行机器到机器(M2M)通信的UE、PDA、PAD、平板电脑、移动终端、智能电话、膝上型嵌入式设备(LEE)、膝上型安装设备(LME)、USB适配器、ProSe UE、V2V UE、V2X UE等。
如本文所使用的，非限制性术语WAN(无线接入网络或RAN，无线电接入网络)节点可以是UE或网络节点(例如，接入点、BS等)。WAN节点可以被互换地称为蜂窝节点、NW源节点等。
请注意，本文中给出的描述集中于3GPP蜂窝通信系统，并且因此经常使用3GPPLTE术语或与3GPP LTE术语类似的术语。然而，本文所公开的构思不限于LTE或3GPP系统。此外，在本文的描述中，可以参考术语“小区”，然而，特别是对于第五代(5G)概念，可以使用波束来代替小区，因此，重要的是注意本文描述的构思同样适用于小区和波束。
极化编码通常可以涉及将一对相同的二进制输入信道变换成两个不同质量的不同信道，一个比原始二进制输入信道更好，一个比原始二进制输入信道更差。通过对二进制输入信道的2M个独立使用的组重复成对的极化操作，可以获得不同质量的2M个“比特信道”的组。这些比特信道中的一些比特信道可以是非常高的质量(即没有错误)，而其余部分可能几乎无用(即，完全是噪声)。目标可以是使用几乎完美的信道将数据发送给接收器，同时将无用信道的输入设置为包括接收器已知的固定值或冻结值(例如0)。由于这个原因，那些几乎无用的信道和非常高质量的信道的输入比特通常分别称为冻结比特和非冻结(或信息)比特。非冻结比特用于携带极化码中的数据。
现在简要参考图1，图1是示出长度为8的极化码的结构的示意图。如其中所示，定义了具有值u0至u7的8比特输入数据矢量u。输入数据矢量u包括冻结比特和非冻结比特两者。极化操作将相同的物理信道划分为8个比特信道，这些比特信道被分配有0至7的信道索引(i)。在该示例中，位置u6和u7(对应于信道索引6和7)处的比特是已被分配有0值的冻结比特，而位置u0至u5(对应于信道索引0至5)处的比特是非冻结信息比特。
将冻结比特或非冻结比特分配给单独的信道是基于信道的可靠性。每个比特信道具有可靠性I(Wi)，其对应于信道上发送比特和接收比特之间的相互信息。也就是说，低可靠性指示输入到比特信道的比特和比特信道输出的比特不是高度相关的，而高可靠性指示输入到比特信道的比特和比特信道输出的比特高度相关。在该示例中，具有索引6和7的信道具有相对低的可靠性，因此被分配有冻结比特，而具有索引0至5的信道具有相对高的可靠性，因此被分配有信息比特。在具有较大数量的比特信道的系统中，比特信道的可靠性之间的差异通常比在该示例中示出的更加极端。
极化编码/解码系统中的冻结比特是固定的并且对于发送器和接收器两者是已知的。在图1所示的示例中，冻结比特的值为0。冻结比特可以采用其他值，只要这些值对于接收器是已知的先验值或者可以由接收器计算。下面描述的一些实施例利用该属性来执行错误检测。
如图1所示，由i编索引的每个比特位置与对应的比特信道Wi的可靠性相关联。可靠性值可以是该比特与接收信号之间的相互信息I(Wi)，如图1左侧所示，或者它们可以是比特信道的预先计算的块错误概率。可以针对冻结比特位置和信息比特位置两者预先确定这些可靠性值。当相关联的比特位置用于携带信息比特时，高可靠性值对应于较低的比特错误概率。
N＝8的极化码结构可以用作具有增量冗余的HARQ中的第一次传输。
现在简要参考图2，图2是示出极化编码中的中间信息比特的标记的示意图。图2示出了在编码过程的每个级生成的中间信息比特sl，i，其中，l∈{0，1，...，n}是编码级或级别，i∈{0，1，...，N-1}是N＝8的极化编码的信道索引。参考图1和图2，输入数据矢量u被输入编码器，输入数据矢量u在图1的示例中具有值[1 0 1 0 1 0 0 0]，该编码器通过一系列“异或(XOR)”操作将数据编码为中间信息比特sl，i。在编码过程的输出处，获得用于在信道W上传输的传输数据矢量x(该示例中对应于中间信息比特s3，i)。在图1的示例中，传输数据矢量x具有值[1 1 0 0 0 0 1 1]。由于每个比特使用相同的物理信道，因此假设每个信道W的信道属性是相同的。在与传输数据矢量x相对应的信道W上接收的值的矢量y具有值y＝[y0y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7]。接收数据矢量y的值yi用于计算对数似然比(LLR)的值，该对数似然比(LLR)的值指示发送传输数据矢量x的对应值的概率。如应理解的是，LLR值具有大小和符号两者，其中LLR值的符号指示接收的符号(例如，负号对应于‘1’，而正号对应于‘0’)，LLR值的大小指示这种符号正确的可能性。通过解码过程，接收器根据接收的值y生成输入数据矢量u的估计
如图所示，中间信息比特可以标记为sl，i，其中在N＝8的极化编码期间，l∈{0，1，...，n}并且i∈{0，1，...，N-1}。中间信息比特可以通过下式相关：
如果
sl+1，i＝sl，i，如果
其中i∈{0，1，...，N-1}并且l∈{0，1，...，n-1}，对于i∈{0，1，...，N-1}，s0，i≡ui是信息比特且sn，i≡xi是码比特。
在一些实施例中，可以使用基于蝶形的解码器来对编码数据进行解码。简要参考图3，图3是示出N＝8的情况下基于蝶形的编码器的示意图。在解码器中传递的消息可以是表示为LI，i的对数似然比(LLR)值，其中I和i分别对应于解码器级索引和行索引。另外，Ln，i可以是根据信道输出yi直接计算得到的LLR。解码器的基本组件是两个函数，由下式给出：
如果B(l，i)＝0
如果B(l，i)＝1；
其中l∈{0，1，...，n-1}并且i∈{0，1，...，N-1}，其中B(l，i)表示i的二进制表示中的第l高比特，并且其中表示中间信息比特sl，i的估计。
从图3中可以看出，解码器使用LLR值Ln，i来计算与比特索引0相对应的软判决值L0，0，在函数节点14-1至14-6处仅使用等式[3]的“f”函数。通过判决块12处理软判决值L0，0，以生成信道索引0的比特估计为了生成用于生成信道索引1的比特估计的软判决值L0，1，解码器在函数节点14-7处使用“f”函数和“g”函数两者，其取与软判决值L0，0相对应的中间信息比特估计作为输入。因此，在确定了信道索引0的比特估计之后，确定信道索引1的比特估计以类似的方式连续地确定随后的比特估计。
随着生成每个连续比特估计，解码器生成与两个可能的比特值相对应的两个解码路径，每个路径具有相关联的正确概率。解码器可以在任何给定时间在存储器中保留最大数量的Lpath个这样的路径，仅保留Lpath个最可能的解码路径并丢弃不太可能的解码路径。当解码器到达数据的末尾时，选择与最可能的解码路径相对应的估计的矢量作为解码后的数据矢量。
无线宽带系统可能需要灵活的以及自适应的传输技术，因为它们可能在存在时变信道的情况下操作。对于这种系统，经常使用基于增量冗余的混合自动重复请求(HARQ)(HARQ-IR)方案，其中奇偶比特根据时变信道的质量以增量方式发送。IR系统需要使用速率兼容的打孔码。根据对数据调度实例的速率要求，调度器可以确定适当数量的编码比特。编码比特由编码器生成，并在第一次传输和/或后续重传期间由发送器发送。这里，较高速率码的编码比特集应该是较低速率码的编码比特集的子集。因此，在HARQ-IR系统中，如果接收器未能以特定速率解码，则仅需要请求发送器在后续重传中发送附加的编码比特。
先前已经引入了一类新的速率兼容的极化码以允许HARQ-IR重传。对于采用这类码的HARQ方案，每个(重新)传输使用单独的极化码(具有其自己的关联的极化编码器)来生成单独的码块。可以在随后的重传中将在每个先前传输中使用的一部分非冻结比特聚合、重新编码并发送。从每个先前的传输中获取以形成新的重传的非冻结比特的数量以如下方式确定：如果所有后续传输被成功解码，并且解码的比特被用作冻结比特，则每个先前的(重新)传输将导致相同的有效(降低的)编码率。这种在多次传输上发送增量冗余信息的方案可以被称为增量冻结。
在具有3次传输的示例中示出了增量冻结方案，例如图1至图3中所示。在第一次传输中，如图1所示，长度为8的极化码的8个比特信道中的6个比特信道装载有数据，而其余比特信道被冻结，整体码率为3/4。如果接收器未能解码这6个信息比特，则可以使用另一个长度为8的极化码来重传3个最不可靠的比特(u3，u4，u5)，如图4所示。第二个码块中的码率是3/8。如果比特(u3，u4，u5)从第二个码块中连续解码并被用作冻结比特以解码第一个码块，则第一个码块的有效码率也从3/4降低到3/8。如果接收器再次解码第二次传输(即，第一次重传)失败，则使用另一长度为8的极化码重传第二次传输的最不可靠比特u3和第一次传输的最不可靠比特u2(假设不是第二次传输中的所有数据比特都被连续解码)。在这种情况下，假设后续重传中的所有数据比特被连续解码并被用作对应先前传输中的冻结比特，则所有3个码块的有效码率都从3/8降低到1/4。
简要参考图4和图5，图4和图5是分别示出HARQ增量冗余中的第二次传输(即，第一次重传)中的极化码结构和HARQ增量冗余中的第三次传输(即，第二次重传)中的极化码结构的示例的示意图。参考图4，可以使用相对于其他信道具有更高可靠性的信道重传在第一次传输中使用最不可靠信道发送的比特(u3，u4，u5)。
在多次传输上连续解码的其他方法可以提供：解码器首先解码最后的重传中的最近的码块，然后使用解码后的(硬)比特作为冻结比特来解码先前的(重新)传输，直到第一次传输被解码。可以看出，这种简单的解码方法可以实现所有重传的聚合容量。
虽然信道的可靠性I(Wi)对于在传输之前识别信道性能估计可能是有用的，但是诸如信道衰落之类的不可预测的信道故障可能与可靠性估计无关并且因此是不可预测的。
某些实施例的构思是在每次传输之前在内部极化码的编码器之前级联外部(可能是线性的)块码。外部码将输入信息比特混合，使得影响极化编码器输入的输入信息比特数可以大于极化解码器输入处的比特数。在不同的传输中使用不同的外部“混合”码。可以对这些外部“混合”码进行选择，使得它们的聚合生成矩阵的秩以高概率确定性地或随机地具有满秩，从而输入信息比特在接收器处可以是可解码的。
与常规方法相比，某些实施例可以提供一种或多种潜在益处，例如以下示例。某些提出的方法和/或装置可以确保每个信息比特可以跨多次传输进行编码以提供鲁棒性，例如，防止衰落信道。通常，可以在跨信息块的多次传输中有效地利用分集(diversity)。通过使在每次传输中使用的级联码最小距离增加，某些提出的方法和/或装置还可以提高随信噪比增加的块错误率降低率(即更陡的块错误率曲线)。
某些实施例还可以避免与常规方法相关联的各种缺点。例如，增量冻结具有如下问题：(重新)传输是独立的极化码并且不在(重新)传输之间有效地共享信息。具体地，一些信息比特可能仅在单次传输上编码并发送。这可能导致无论整体编码率有多低，在衰落环境中保护这些信息比特时缺乏分集。例如，参考图1至图3所示的示例，信息比特u0和u1仅在第一次传输上发送。因此，如果第一次传输所经过的信道质量差(例如，衰减)，则解码器无法恢复这两个信息比特，因而导致帧/块错误，即使在3次传输之后整体编码率可能非常低。结果是，这种方案可能经历性能退化。
现在参考图6，图6是示出具有3次传输示例的实施例的框图。在每次传输时，输入比特选择器602选择来自矢量V的输入信息比特的某个子集(或全部)，将其馈送到外部码编码器604中，外部码编码器604的输出是V中信息比特的混合。然后将外部码编码器604的输出Uj馈送到极化编码器606，其中j＝1、2、3。然后调制每个极化编码器606的输出并发送，以用于对应的传输。可以针对所示的每次传输选择输入比特选择器602和外部码编码器604，使得所有先前(重新)传输的外部码的聚合生成矩阵的秩至少以高概率是满秩。这可以为接收器处的解码器提供足够的信息量以恢复输入信息比特。
根据一些实施例，可以根据随机数生成器伪随机地获得这些外部“混合”码的生成矩阵，其中该随机数生成器的种子在编码器和解码器两者处是已知的。在这种情况下，聚合生成矩阵可以在每次(重新)传输之后以高概率具有满秩。根据一些实施例，可以预先确定这些外部混合码以确保在每次传输之后，聚合生成矩阵将具有满秩，并且将每个输入信息比特混合到两次或更多次传输中，以为该信息比特提供分集。
一些实施例可以针对每次传输包括串行级联的块码和极化码。例如，在每次(重新)传输中，线性块码可以用作外部码，极化码可以用作内部码。这可以形成针对每次传输和/或重传的串行级联的编码方案。
对于线性块外部码，每个输出符号被生成为一些或所有输入符号的“异或(XOR)”。一些实施例提供Tanner图描述输入符号和输出符号之间的关系。解码过程基于置信传播(BP)和/或其他适合的算法。类似于LDPC码，在外部码的每次解码迭代中，BP算法可以在外部码的校验节点和变量节点之间交换消息，以便产生估计的信息矢量。
发送器和接收器可以在每次(重新)传输时共享关于外部码定义的相互信息。外部码的解码器知道每个输出符号是根据哪个输入比特产生的。例如，解码器可以具有与外部码的Tanner图相对应的信息。在一些实施例中，可以基于随机数生成器以伪随机方式构建输出符号，并且可以以类似的方式伪随机地选择输入比特的索引。如果编码器和解码器是同步的并且共享公共随机数生成器，则可以实现这一点。在一些实施例中，输入比特和输出符号之间的特定映射是确定性的并且是针对每次传输预先确定的。
某些实施例可以用以下3次(重新)传输的示例示出。然而，本文所描述的方法、设备和系统可以扩展到多于或少于三次(重新)传输。将首先描述与发送器相对应的实施例，然后描述与接收器相对应的实施例。
现在简要参考图7和图8，图7和图8是分别示出如本文所述的与发送器和接收器相对应的结构和数据的方框示意图。关于发送器，在第一次传输中，优选地由线性块编码器702对信息比特块V的整个集合进行编码。在一些实施例中，由线性块外部码利用生成矩阵G1对信息比特块V的子集进行编码。
在第T次传输中，T＞1，选择信息比特块V的另一个子集并由另一外部码利用矩阵GT对其进行编码。
根据一些实施例，可以基于线性块编码器702和接收器处的线性块解码器804两者均已知的随机数生成器来获得要编码的比特的选择和线性块编码器702的输入输出映射。根据一些实施例，输入比特的选择和从输入比特到输出比特的映射可以是预先确定的，并且对于发送器处的线性块编码器702和接收器处的线性块解码器804两者均是已知的。例如，可以预先确定输入比特和输出比特，使得聚合生成矩阵被定义为：
从而对于每个T＞1，具有满秩。一些实施例提出，当根据随机数生成器随机生成{Gi}时，聚合生成矩阵有高概率具有满秩。
关于接收器，在第一次传输中，接收器首先使用极化解码器802进行解码。针对矢量U1的每个比特，极化解码器802输出软LLR值LLRU1。然后将LLRU1用作线性块解码器804(例如BP解码器)的输入。在第T次传输中，T＞1，接收器使用极化解码器802对子集Utx，T进行解码，并针对UT生成软LLR输出LLLUT。将软LLR值[LLRU1，LLRU2，...，LLRUT]级联并用于线性块解码器804解码外部码。在解码第T次传输中使用的聚合线性块码是利用生成矩阵的第1次、第2次、.....、和第T次传输的组合线性码。
现在参考图9，图9是示出给定信息矢量V的三次传输的外部码的示意图。在第一次传输中，长度为J的二进制信息矢量V被编码为长度为K1的二进制矢量U1，其中J＝6，V＝[v0v1 v2 v3 v4 v5]T。通常，ui是所选vk集合的二进制“异或(XOR)”，其中0≤k≤K1-1，0≤j≤J-1。
通常，矢量U1由矢量V通过如下等式生成：
U1＝G1×V
例如，在图3中，这可以表示为：
在图3中，示出了K1＝J，ui＝vi的特殊情况。这里，生成器矩阵G1是单位矩阵，但是通常它可以是任何K1乘K1矩阵。矢量U1用作内部码极化码的输入以生成最终码字C1，以在第一次传输期间在信道上发送。
根据一些实施例，在接收器处接收信道信号Y1并将其馈送到内部解码器，该内部解码器是极化解码器。然后将内部解码器的软输出W1馈送到外部解码器，该外部解码器是线性块解码器。线性块解码器使用软输出W1产生估计信息矢量V Vest，1。在第一次传输中，线性块解码器对由生成器矩阵G1定义的线性码进行操作。根据另一实施例，使用联合解码器来获取信道信号Y1，并直接生成估计信息矢量Vest，1，同时考虑由生成器矩阵G1定义的外部码。
如果第一次传输在HARQ过程中不成功，则执行第二次传输。在信息矢量V的第二次传输中，由以下等式生成长度为K2的矢量U2＝[u6，u7，u8]：
U2＝G2×V
对于图3中的示例，可以将其写为：
矢量U2用作极化编码器704的输入以生成最终码字C2，以在第二次传输期间在信道上发送。在该示例中第二次传输的映射使得u6包括来自v0和v1的信息，u7包括来自v2和v5的信息，以及u8包括来自v1、v3和v5的信息。
根据一个实施例，在接收器处接收信道信号Y2，并将其馈送到极化解码器802。然后，将极化解码器802的软输出W2与来自第一次传输的软输出W1一起馈送到线性块解码器804。线性块解码器804使用软输出[W1 W2]来产生估计信息矢量V Vest，2。在第二次传输中，线性块解码器804对由复合生成器矩阵定义的线性码进行操作。根据一些实施例，可以使用联合解码器来获取接收的信号[Y1，Y2]，并直接生成估计信息矢量Vest，2，同时考虑由生成矩阵[G1，G2]定义的外部码。
如果第二次传输在HARQ过程中不成功，则可以执行第三次传输。在信息矢量V的第三次传输中，由以下等式生成长度为K3的矢量U3＝[u9，u10]：
U3＝G3×V
对于图3中的示例，可以将其写为：
组合第一次、第二次和第三次传输，可以将外部编码重写为：
矢量U3用作极化编码器704的输入以产生最终码字C3，以在第三次传输期间在信道上发送。在该示例中第三次传输的映射使得u9包括来自v0和v4的信息，u10包括来自v3和v5的信息。
根据一些实施例，在接收器处接收信道信号Y3，并将其馈送到极化解码器802。然后，将极化解码器802的软输出W3与来自第一次传输的软输出W1一起馈送到线性块解码器804。线性块解码器804使用软输出[W1 W2 W3]来产生估计信息矢量V Vest，3。在第三次传输中，线性块解码器804对由复合生成器矩阵定义的线性码进行操作。根据另一实施例，使用联合解码器来获取接收的信号[Y1，Y2，Y3]，并直接生成估计信息矢量Vest，2，同时考虑由生成器矩阵[G1，G2，G3]定义的外部码。
尽管上面提供的示例包括三次传输，但是根据本文的实施例，可以执行多于或少于三次传输。此外，尽管上面提供的示例包括外部编码使用生成器矩阵{G1，G2，G3，...}，但是可以通过对应的奇偶校验矩阵{H1，H2，H3，...}来描述相同的线性码。此外，尽管如上所述的内部码包括极化码，但是可以使用各种其他码作为内部码。这种内部码应该支持外部码的软判决解码，并且能够产生矢量W的软LLR比特。
虽然从将其应用于增量冗余(IR)HARQ的角度描述了上面的码设计，但是其变型可以容易地适应于如下的数据传输：其中针对给定的信息比特块生成了多个编码比特块，并在不需要从接收器接收重传请求的情况下发送多个编码比特块。其中一个示例是系统信息块(SIB)传输。
在LTE中，可以在若干编码比特块中执行SIB传输，并且每个块可以与不同的随机变量相关联。
当将级联码应用于SIB传输时，以与IR-HARQ的第一次传输的编码比特相同的方式生成第一编码比特块，以与IR-HARQ的第二次传输的编码比特相同的方式生成第二编码比特块，等等。第一编码比特块和第二编码比特块可以具有或可以不具有相同的大小。
接收器可以以与本文所描述的IR-HARQ接收器类似的方式操作。
在NB-IoT中，上行链路和下行链路单播数据传输可以使用本文所描述的构思来为给定传输块生成若干编码比特块。这通过简单地多次重复相同的编码比特集合提供了更多的性能增益。注意，重复被广泛用于MTC类型的服务的DL和UL数据传输，以对抗MTC UE经常经历的链路质量退化。
当将级联码应用于IR重复数据传输时，以与IR-HARQ的第一次传输的编码比特相同的方式生成第一编码比特块，以与IR-HARQ的第二次传输的编码比特相同的方式生成第二编码比特块，等等。第一编码比特块和第二编码比特块通常具有相同的大小。
接收器也与IR-HARQ接收器类似地操作。
所公开主题的实施例(例如任何上述方法和/或被配置为执行这些方法的装置)可以在支持任何合适的通信标准和使用任何合适的组件的任何适合类型的通信系统中实现。作为一个示例，某些实施例可以在通信系统(例如，图10中所示的通信系统)中实现。尽管针对LTE系统和有关术语描述了某些实施例，但是所公开的构思不限于LTE或3GPP系统。另外，尽管可以参考术语“小区”，但是所描述的构思也可以应用于其他上下文(例如，在第五代(5G)系统中使用的波束)中。
现在参考图10，图10是示出根据所公开主题的一些实施例的通信系统的示意框图。通信网络100包括多个无线通信设备105(例如，UE、机器类型通信[MTC]/机器对机器[M2M]UE)和多个无线电接入节点110(例如，eNodeB或其它基站)。通信网络100被组织成小区115，小区115经由对应的无线电接入节点110连接到核心网120。无线电接入节点110能够与无线通信设备105以及与适于支持无线通信设备之间或无线通信设备与另一通信设备(比如陆线电话)之间的通信的任何附加元素进行通信。
尽管无线通信设备105可以表示包括硬件和/或软件的任何合适组合的通信设备，但是在某些实施例中，这些无线通信设备可以表示例如在图11A和图11B中更详细示出的那些设备。类似地，尽管所示无线电接入节点可以表示包括硬件和/或软件的任何合适组合的网络节点，但是在特定实施例中，这些节点可以表示如由图12A、图12B和图13中更详细示出的那些设备之类的设备。
现在参考图11A，图11A是示出根据所公开主题的一些实施例的无线通信设备的示意框图。无线通信设备200A包括处理器205(例如，中央处理单元[CPU]、专用集成电路[ASIC]、现场可编程门阵列[FPGA]等)、存储器210、收发器215和天线220。在某些实施例中，可以通过设备处理器执行计算机可读介质(例如存储器210)上存储的指令，来提供被描述为由UE、MTC或M2M设备和/或任意其它类型的无线通信设备所提供的功能中的一些或全部功能。一些实施例可以包括图11A所示这些组件之外的附加组件，这些附加组件可以负责提供设备的功能的某些方面，包括本文中所述的任何功能。
现在参考图11B，图11B是示出根据所公开主题的另一实施例的无线通信设备的方框示意图。无线通信设备200B包括被配置为执行一个或多个对应功能的至少一个模块225。例如，可以使用线性编码模块225A、极化编码模块225B、极化解码模块225C和线性解码模块225D中的一个或多个来执行本文的方法。这些功能的示例包括如本文中参考无线通信设备所描述的各种方法步骤或方法步骤的组合。通常，模块可以包括被配置为执行对应功能的软件和/或硬件的任何合适组合。例如，在一些实施例中，当在相关联的平台上执行时，模块包括被配置为执行对应功能的软件，如图11A中所示。
现在参考图12A，图12A是示出根据所公开主题的实施例的无线电接入节点的方框示意图。无线电接入节点300A包括控制系统320，控制系统320包括节点处理器305(例如，中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)、存储器310和网络接口315。另外，无线电接入节点300A包括至少一个无线电单元325，其包括至少一个发送器335和耦接到至少一个天线330的至少一个接收器。在一些实施例中，无线电单元325在控制系统320的外部，并且经由例如有线连接(例如，光缆)连接到控制系统320。然而，在一些其它实施例中，无线电单元325和可能的天线330与控制系统320集成在一起。节点处理器305操作为提供如本文所述的无线电接入节点300A的至少一个功能345。在一些实施例中，所述功能以例如存储在存储器310中并由节点处理器305执行的软件来实现。
在某些实施例中，可以通过节点处理器305执行计算机可读介质(例如图12A中所示的存储器310)上存储的指令，来提供被描述为由基站、节点B、enodeB和/或任意其它类型的网络节点所提供的功能中的一些或全部功能。无线电接入节点300的一些实施例可以包括附加组件以提供附加功能，比如本文中所描述的功能和/相关支持功能。
现在参考图12B，图12B是示出根据所公开主题的一些实施例的无线电接入节点的方框示意图。无线电接入节点300B包括被配置为执行一个或多个对应功能的至少一个模块350。例如，可以使用线性编码模块350A、极化编码模块350B、极化解码模块350C和线性解码模块350D中的一个或多个来执行本文的方法。这些功能的示例包括如本文中参考无线电接入节点所描述的各种方法步骤或方法步骤的组合。通常，模块可以包括被配置为执行对应功能的软件和/或硬件的任何合适组合。例如，在一些实施例中，当在相关联的平台上执行时，模块包括被配置为执行对应功能的软件，如图12A中所示。
现在参考图13，图13是示出根据所公开主题的一些实施例的虚拟化无线电接入节点400的方框示意图。可以将关于图13描述的构思类似地应用于其他类型的网络节点。此外，其它类型的网络节点可以具有类似的虚拟化架构。如本文所使用的，术语“虚拟化无线电接入节点”指(例如，经由在网络中的物理处理节点上执行的虚拟机)无线电接入节点的功能的至少一部分被实现为虚拟组件的无线电接入节点的实现。
参考图13，无线电接入节点400包括如关于图12A所描述的控制系统320。控制系统320经由网络接口315连接到一个或多个处理节点420，一个或多个处理节点420与网络425耦接或被包括在网络425中而作为网络425的一部分。每个处理节点420包括一个或多个处理器405(例如，CPU、ASIC、FPGA等)、存储器410和网络接口415。
一些实施例提出，本文所描述的无线电接入节点300A的功能345在一个或多个处理节点420处实现，和/或以任何期望的方式分布在控制系统320和一个或多个处理节点420上。在一些实施例中，本文所描述的无线电接入节点300A的功能345中的一些或所有功能被实现为由在由处理节点420托管的虚拟环境中实现的一个或多个虚拟机执行的虚拟组件。如本领域普通技术人员将认识到的，使用处理节点420和控制系统320之间的附加信令或通信，以便执行期望功能345中的至少一些功能。如虚线所指示的，在一些实施例中，可以省略控制系统320，在这种情况下，无线电单元325经由适当的网络接口直接与处理节点420通信。
在一些实施例中，计算机程序包括指令，所述指令在由至少一个处理器执行时使至少一个处理器执行无线电接入节点(例如，无线电接入节点110或300A)或根据本文所描述的任何实施例的虚拟环境中实现无线电接入节点的一个或多个功能的另一节点(例如，处理节点420)的功能。
现在参考图14，图14是示出用于发送增量冗余编码比特块的操作的框图。所述操作包括：将输入比特矢量的比特级联为外部编码比特矢量，该外部编码比特矢量具有比输入比特矢量少的比特(框1402)。根据一些实施例，可以使用外部块编码器来执行级联，外部块编码器可以是线性编码器。在一些实施例中，可以使用在接收器处的解码操作中使用的生成矩阵来执行对输入比特矢量的比特的级联。例如，生成矩阵可以是发送器的编码器和接收器的解码器已知的。外部编码比特矢量可以包括来自输入比特矢量的信息比特的混合。
在一些实施例中，级联输入比特矢量的比特包括：使用接收器中的解码器可以已知的生成矩阵来对比输入比特矢量的所有比特少的比特进行编码。在一些实施例中，级联输入比特矢量的比特包括：使用随机数对输入比特矢量的所有比特进行编码。
操作可以包括：将外部编码比特矢量编码成映射到多个数据传输信道的内部编码数据(框1404)。数据传输信道可以各自包括信道可靠性值。一些实施例提出：数据传输信道的第一部分用于发送与外部编码比特矢量相对应的信息比特，数据传输信道的第二部分用于发送不包括信息的冻结比特。
一些实施例提出，使用极化编码器对外部编码数据执行编码，所述极化编码器使用数据传输信道对用于传输的数据进行编码。极化编码器可以基于与每个信道相对应的可靠性值来将数据传输信道中的特定数据传输信道识别为高可靠性数据信道。高可靠性数据信道可以用于发送与外部编码矢量相对应的信息。其他信道可以被识别为低可靠性数据信道，并且可以用于发送不具有信息的比特，例如冻结比特。
操作包括向包括极化解码器的接收器发送内部编码数据(框1406)。极化解码器被配置为将内部编码数据解码为接收器处的外部编码数据。接收器还可以包括外部解码器，其被配置为对由极化解码器生成的外部编码数据进行解码。在一些实施例中，发送内部编码数据包括多个数据传输，每个数据传输包括彼此不同的信息。一些实施例提出，顺序执行不同的数据传输。在一些实施例中，后续数据传输的内容可以基于先前执行的数据传输的执行。一些实施例提出，可以基于响应于未从第一次数据传输的接收器接收到消息而执行稍后发生的数据传输，来顺序地执行不同的数据传输。
现在参考图15，图15是示出根据本文一些实施例的用于编码外部编码比特矢量的操作的框图。将外部编码比特矢量编码为映射到数据传输信道的内部编码数据可以包括将外部编码比特矢量编码为第一传输数据(框1502)。根据一些实施例，第一传输数据被配置为在第一次数据传输中发送。操作可以包括将外部编码比特矢量编码为被配置为在第二处数据传输中发送的第二传输数据(框1504)，以及将外部编码比特矢量编码为被配置为在第三次数据传输中发送的第三传输数据(框1506)。
现在参考图16，图16是示出根据本文一些实施例的用于编码外部编码比特矢量的操作的框图。操作包括识别用于在第一次数据传输中发送信息比特的数据传输信道的第一子集(框1602)。操作还包括识别用于在第二次数据传输中发送信息比特的数据传输信道的第二子集(框1604)，以及识别用于在第三次数据传输中发送信息比特的数据传输信道的第三子集(框1606)。一些实施例提出，数据传输信道的第一子集与数据传输信道的第二子集和数据传输信道的第三子集不同。在一些实施例中，数据传输信道的第二子集和数据传输信道的第三子集彼此不同。
在一些实施例中，与不同数据传输信道相对应的可靠性值可以相对于彼此指示与数据传输信道相对应的预测的可靠性。在一些实施例中，被识别用于信息比特的数据传输信道可以是具有最高可靠性值的可用数据传输信道总数的固定百分比。在一些实施例中，可以将数据传输信道的可靠性值与给定的可靠性阈值进行比较，并且仅超过可靠性值阈值的那些数据传输信道可以用于信息比特。
一些实施例提出，通过数据传输的接收器处的极化解码器已知的生成矩阵对用于发送不包括信息的冻结比特的数据传输信道的第二部分进行编码。
在一些实施例中，将增量冗余编码比特块用于混合自动重复请求(HARQ)重传协议，以重传相同的信息比特块的冗余信息。一些实施例提出，将增量冗余编码比特块用于无线通信系统中的广播信息的传输。在一些实施例中，无线通信系统中的广播信息的传输包括4G和/或5G蜂窝系统的系统信息块(SIB)。一些实施例提出，将增量冗余编码比特块用于窄带物联网(NB-IoT)系统的上行链路或下行链路中的重复传输，以扩展系统的覆盖范围。
现在参考图17，图17是示出根据本文一些实施例的用于解码作为外部编码比特矢量的信息比特的操作的框图。操作包括将多个第一次发送的码接收到极化解码器中(框1702)。接收的码可以对应于发送给包括极化解码器的接收器的增量冗余编码比特。操作可以包括通过极化编码器输出多个对数似然比(LLR)值，所述多个LLR值与被接收到极化编码器中的比特相对应并且与所述比特中的对应比特正确的可能性相对应(框1704)。操作可以包括将LLR值接收到线性解码器中(框1706)，以及使用线性解码器来生成估计输入数据矢量，所述估计输入数据矢量对应于在发送了所述码的发送器处接收的输入数据矢量(框1708)。
根据本文的实施例，可以执行一次或多次数据重传。在这种情况下，操作还可以包括将第二次发送的码接收到极化解码器中(框1710)，输出与被接收到极化编码器中的第二传输比特相对应的多个对数似然比(LLR)值(框1712)，将与第二次发送的码相对应的LLR值接收到线性解码器中(框1714)，并生成与在发送了第二次发送的码的发送器处接收的输入数据矢量相对应的估计输入数据矢量(框1716)。
如前所述，某些实施例中的中心构思是在每次传输之前在内部极化码的编码器之前添加外部(可能是线性的)块码。外部码将输入比特混合，使得极化编码器的输入所依据的输入信息比特数可以大于极化解码器输入处的比特数。在不同的传输中使用不同的外部“混合”码，使得它们的聚合生成矩阵的秩以高概率确定性地或随机地具有满秩，从而所有输入信息比特在接收器处是可解码的。
缩略语列表
eNB 增强节点B
LTE 长期演进
LLR 对数似然比
SIB 系统信息块
IR 增量冗余
HARQ 混合自动重复请求
NB-IoT 窄带-物联网
MTC 机器类型通信
在对本公开的各种实施例的以上描述中，要理解的是此处使用的术语仅被用于描述具体的实施例，并且不意味着限制本发明。除非另外定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。将理解，诸如在通用词典中定义的输入应被解释为与它们在本说明书的上下文和相关技术中的意义相一致，而不被解释为理想或过于正式的意义，除非本文如此明确地定义。
当元件被称作相对于另一元件进行“连接”、“耦合”、“响应”或其变形时，它可以直接连接、耦合到或者响应于其他元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称作相对于另一元件进行“直接连接”、“直接耦合”、“直接响应”或其变型时，不存在中间元件。贯穿附图，类似附图标记表示类似的元素。此外，本文使用的“耦合”、“连接”、“响应”或其变型可以包括无线耦合、连接或响应。如本文中使用的，单数形式“一”，“一个”和“所述”意在还包括复数形式，除非上下文明确地给出相反的指示。为了简洁和/或清楚，可以不对公知的功能或结构进行详细描述。术语“和/或”包括关联列出的一个或多个项目的任意和所有组合。
将理解，虽然本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各元件/操作，但是这些元件/操作不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元素/操作与另一个元素/操作相区分。因此，在一些实施例中的第一元素/操作可以在其他实施例中称作第二元素/操作，而不会脱离本发明构思的教导。贯穿说明书，相同的附图标记或相同的参考符号表示相同或类似的元素。
本文使用的术语“包括”、“包含”、“含有”、“涵盖”、“由......构成”、“计入”、“有”、“拥有”、“具有”或其变形是开放式的，并且包括一个或多个所记载的特征、整数、元件、步骤、组件、或功能，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、元件、步骤、组件、功能或其组合。此外，如本文的使用，常用缩写“e.g.(例如)”从于拉丁短语“exempligratia”，其可以用于介绍或指定之前提到的项目的一般示例，而不意图作为该项目的限制。常用缩写“即(i.e.)”从拉丁短语“id est”，可以用于指定更一般引述的具体项目。
本文参考计算机实现的方法、装置(系统和/或设备)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图说明描述了示例实施例。应理解，可以通过由一个或多个计算机电路执行的计算机程序指令来实现框图和/或流程图图示的框以及框图和/或流程图图示中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机电路、专用计算机电路和/或其他可编程数据处理电路的处理器电路来产生机器，使得经由计算机和/或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令转换和控制晶体管、存储器位置中存储的值、以及这种电路内的其他硬件组件，以实现框图和/或流程图框中指定的功能/动作，并由此创建用于实现框图和/或流程图框中指定的功能/动作的装置(功能体)和/或结构。
这些计算机程序指令也可以存储在有形计算机可读介质中，所述有形计算机可读介质可以指导计算机或其他可编程数据处理装置按照具体的方式作用，使得在计算机可读介质中存储的指令产生制品，所述制品包括实现在所述框图和/或流程图的框中指定的功能/动作的指令。
有形非暂时计算机可读介质可以包括电子、磁性、光学、电磁或者半导体数据存储系统、装置或设备。计算机可读介质的更具体的示例将包括以下各项：便携计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)电路、只读存储器(ROM)电路、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)电路、便携紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、以及便携数字视频盘只读存储器(DVD/蓝光)。
计算机程序指令也可以加载到计算机和/或其他可编程数据处理装置，以使得在计算机和/或其他可编程装置上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的处理，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在方框图和/或流程模块中指定的功能/动作的步骤。因此，可通过硬件和/或处理器(例如，数字信号处理器)上运行的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)来实施本公开的实施例，该硬件和/或软件可被共同称为″电路″、″模块″或其变型。
还应当注意的是，在一些备选实施例中，在框中标记的功能/动作可以不以流程图中标记的顺序发生。例如依赖于所涉及的功能/动作，连续示出的两个方框实际上可以实质上同时执行，或者方框有时候可以按照相反的顺序执行。此外，可以将流程图和/或框图中的给定模块的功能分离成多个框和/或流程图的两个或更多框的功能和/或可以至少部分地集成框图。最后，示出了在框之间添加/插入的其它框。此外，尽管一些图包括关于通信路径的箭头来指示通信的主要方向，但是应当理解的是，通信可以以与所指示的箭头的相反方向发生。
结合以上描述和附图，这里公开了许多不同实施例。将理解的是，逐字地描述和说明这些实施例的每个组合和子组合将会过分冗余和混淆。因此，将诠释本说明书(包括附图)，来构建实施例的各种示例组合和子组合和制造和使用它们的方法和过程的完整书面说明，并且将支持主张任意这种组合或子组合的权益。
在基本上不脱离本发明构思原理的前提下，可以对实施例做出许多改变和修改。所有这些改变和修改旨在在本文中被包括在本发明构思的范围内。因此，上述主题应理解为示例性的而非限制性的，并且实施例的示例旨在覆盖落入本发明构思的精神和范围之内的所有这些修改、改进和其他实施例。因此，在法律允许的最大范围内，本发明构思的范围应由包括实施例的示例及其等同物的本公开的最宽允许解释来确定，并且不应受限于或限制于之前的具体实施方式。

Claims (31)

1.一种发送增量冗余编码比特块的方法，包括：
使用外部编码器(702)，将输入比特矢量的比特级联(1402)为外部编码比特矢量，所述外部编码比特矢量具有比所述输入比特矢量少的比特，其中，所述外部编码比特矢量包括来自所述输入比特矢量的信息比特的混合；以及
将所述外部编码比特矢量编码(1404)为映射到多个数据传输信道的内部编码数据，每个所述数据传输信道包括信道可靠性值，其中，所述多个数据传输信道的第一部分用于发送与所述外部编码比特矢量相对应的信息比特，所述多个数据传输信道的第二部分用于发送包括已知值的冻结比特。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，编码外部编码数据包括：使用极化编码器(704)，所述极化编码器操作为使用所述多个数据传输信道来编码用于传输的数据，其中，所述极化编码器被配置为将所述多个数据传输信道中的一些数据传输信道识别为数据传输信道的第一部分，以及将所述多个数据传输信道中的其他一些数据传输信道识别为数据传输信道的第二部分。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：将内部编码数据发送(1406)给接收器，所述接收器包括极化解码器(802)和外部解码器(804)，所述极化解码器(802)被配置为将所述内部编码数据解码为外部编码数据，所述外部解码器(804)被配置为解码由所述极化解码器生成的所述外部编码数据。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，发送内部编码数据包括发送多个数据传输，每个所述数据传输包括彼此不同的信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，顺序地执行所述多个数据传输中的一些数据传输，其中，所述多个数据传输中的后续数据传输的内容基于所述多个数据传输中先前执行的数据传输的执行。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，顺序地执行所述多个数据传输中的一些数据传输，其中，响应于未接收到来自接收器的确认第一次数据传输的消息，执行在第一次数据传输之后发生的所述多个数据传输之一。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述外部编码比特矢量编码为映射到多个数据传输信道的内部编码数据包括：
将所述外部编码比特矢量编码(1502)为第一传输数据，所述第一传输数据被配置为在第一次数据传输中发送；
将所述外部编码比特矢量编码(1504)为第二传输数据，所述第二传输数据被配置为在第二次数据传输中发送；以及
将所述外部编码比特矢量编码(1506)为第三传输数据，所述第三传输数据被配置为在第三次数据传输中发送。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述外部编码比特矢量编码为内部编码数据还包括：
将所述多个数据传输信道的第一子集识别(1602)为用于所述第一次数据传输的所述多个数据传输信道的第一部分；
将所述多个数据传输信道的第二子集识别(1604)为用于所述第二次数据传输的所述多个数据传输信道的第一部分；以及
将所述多个数据传输信道的第三子集识别(1606)为用于所述第三次数据传输的所述多个数据传输信道的第一部分；
其中，所述多个数据传输信道的第一子集与所述多个数据传输信道的第二子集和所述多个数据传输信道的第三子集不同，以及
其中，所述多个数据传输信道的第二子集与所述多个数据传输信道的第三子集彼此不同。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，与所述多个数据传输信道中的一些数据传输信道相对应的可靠性值指示与所述多个数据传输信道中的所述一些数据传输信道相对应的预测的可靠性。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个数据传输信道的第一部分包括所述多个数据传输信道中包括比所述多个数据传输信道的第二部分的可靠性值大的可靠性值的数据传输信道。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个数据传输信道的第一部分是所述多个数据传输信道总数的给定百分比。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个数据传输信道的第一部分包括所述多个数据传输信道中包括比给定可靠性阈值大的可靠性值的数据传输信道。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，使用在接收器处的解码操作中使用的生成矩阵来执行对所述输入比特矢量的比特的级联。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，通过所述数据传输的接收器处的极化解码器已知的生成矩阵对用于发送不包括信息的冻结比特的所述数据传输信道的第二部分进行编码。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，级联输入比特矢量的比特包括：使用生成矩阵对比所述输入比特矢量的所有比特少的比特进行编码。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，级联输入比特矢量的比特包括：使用随机数对所述输入比特矢量的所有比特进行编码。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，将增量冗余编码比特块用于混合自动重复请求HARQ重传协议，以重传相同的信息比特块的冗余信息。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，将增量冗余编码比特块用于无线通信系统中的广播信息的传输。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，无线通信系统中的广播信息的传输包括4G和/或5G蜂窝系统的系统信息块SIB。
20.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，将增量冗余编码比特块用于窄带物联网NB-IoT系统的上行链路或下行链路中的重复传输，以扩展系统的覆盖范围。
21.一种通信设备(200，300)，操作为执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法。
22.一种通信设备(200，300)，包括用于执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法的编码模块。
23.一种用于通信设备(200，300)的计算机程序，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码在所述通信设备(200，300)中运行时，使所述通信设备(200，300)执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法。
24.一种解码在多个极化编码比特信道上发送的多个信息比特的方法，所述方法包括：
将多个第一次发送的码接收(1702)到极化解码器(802)中；
通过所述极化解码器输出(1704)多个对数似然比LLR值，所述多个LLR值与被接收到极化编码器(704)中的比特相对应，并且与所述比特中的对应比特正确的可能性相对应；
将所述多个LLR值接收(1706)到线性解码器(804)中；以及
通过所述线性解码器生成(1708)估计输入数据矢量，所述估计输入数据矢量与在发送了所述多个第一次发送的码的发送器处接收的输入数据矢量相对应。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括：
将多个第二次发送的码接收(1710)到所述极化解码器中；
通过所述极化编码器输出(1712)多个对数似然比LLR值，所述多个LLR值与被接收到所述极化编码器中的比特相对应，并且与所述比特中的对应比特正确的可能性相对应；
将与所述多个第二次发送的码相对应的多个LLR值接收(1714)到所述线性解码器中；以及
通过所述线性解码器生成(1716)估计输入数据矢量，所述估计输入数据矢量与在发送了所述多个第二次发送的码的发送器处接收的输入数据矢量相对应。
26.一种通信设备(200，300)，操作为执行根据权利要求24至25中任一项所述的方法。
27.一种通信设备(200，300)，包括用于执行根据权利要求24至25中任一项所述的方法的解码模块。
28.一种用于通信设备(200，300)的计算机程序，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码在所述通信设备(200，300)中运行时，使所述通信设备(200，300)执行根据权利要求24至25中任一项所述的方法。
29.一种用于使用级联的极化编码进行通信的系统，包括：
发送器，所述发送器包括：
线性编码器，被配置为将输入比特矢量的比特编码为外部编码比特矢量，所述外部编码比特矢量具有比所述输入比特矢量少的比特；
极化编码器，被配置为将所述外部编码比特矢量编码为映射到多个数据传输信道的内部编码数据，每个所述数据传输信道包括信道可靠性值，其中，所述多个数据传输信道的第一部分用于发送与所述外部编码比特矢量相对应的信息比特，所述数据传输信道的第二部分用于发送包括已知值的冻结比特；以及
接收器，所述接收器包括：
极化解码器，被配置为接收由所述极化编码器生成的数据，并输出多个对数似然比LLR值，所述多个对数似然比LLR值与被接收到所述极化编码器中的比特相对应，并且与所述比特中的对应比特正确的可能性相对应；以及
线性解码器，被配置为接收多个LLR值，并生成与在所述发送器处接收的输入数据矢量相对应的估计输入数据矢量。
30.根据权利要求29所述的系统，还包括：
编码模块，用于执行所述发送器的操作；以及
解码模块，用于执行所述接收器的操作。
31.一种用于通信设备(300)的计算机程序，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码在所述通信设备(200，300)中运行时，使所述通信设备(200，300)执行与权利要求30的编码模块和/或解码模块相对应的操作。
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