CN112003672B - 一种Polar码的速率匹配方法、解速率匹配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种Polar码的速率匹配方法、解速率匹配方法及装置。所述速率匹配方法包括：按照根据CRC编码后、Polar编码后、速率匹配后的码块长度之间的比较结果而确定的速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列，当比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列，将新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块，从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合。本发明能够有效提高信道传输速率，降低Polar译码误块率。

Description

一种Polar码的速率匹配方法、解速率匹配方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种Polar码的速率匹配方法、解速率匹配方法及装置。

背景技术

在3GPP RAN1#87次会议中，确定Polar Code(极化码)方案成为5G控制信道的编码方案。Polar码的编码过程主要包括CRC计算、Polar编码和速率匹配三部分，速率匹配是采用重复、打孔或缩短的方式灵活配置Polar码的码长，将Polar编码后的比特序列匹配到对应物理信道资源上，而Polar编码后的比特序列包含携带信息的信息比特和置为定值的冻结比特，要求打孔比特或缩短比特不能为信息比特，以避免丢失信息。但基于3GPP协议的速率匹配方法是先进行子块交织后进行比特选择，难以确保打孔比特或缩短比特均为冻结比特，使得Polar码的速率匹配影响Polar码的编码过程，可能无法完整传输信息比特。因此，需要为Polar码设计合适的速率匹配方法以实现提高信道传输速率，降低Polar译码误块率。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种Polar码的速率匹配方法、解速率匹配方法及装置，能够有效提高信道传输速率，降低Polar译码误块率。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明一实施例提供一种Polar码的速率匹配方法，包括：

根据CRC编码后的码块长度、Polar编码后的码块长度、速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式；

按照所述速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与所述速率匹配后的码块长度相等的比特序列；

当所述比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对所述比特序列添加预设比特得到新的比特序列；

将所述新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有所述子块进行子块交织得到交织码块；

从所述交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取所述交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合。

进一步地，所述Polar码的速率匹配方法，还包括：

当所述比特序列的长度满足所述子块等分条件时，将所述比特序列等分为多个子块。

进一步地，所述根据CRC编码后的码块长度、Polar编码后的码块长度、速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式，具体为：

当所述速率匹配后的码块长度大于等于所述Polar编码后的码块长度时，确定所述速率匹配方式为重复速率匹配方式；

当所述速率匹配后的码块长度小于所述Polar编码后的码块长度，且所述CRC编码后的码块长度与所述速率匹配后的码块长度的比值小于等于预设阈值时，确定所述速率匹配方式为打孔速率匹配方式；

当所述速率匹配后的码块长度小于所述Polar编码后的码块长度，且所述CRC编码后的码块长度与所述速率匹配后的码块长度的比值大于所述预设阈值时，确定所述速率匹配方式为缩短速率匹配方式。

进一步地，所述按照所述速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与所述速率匹配后的码块长度相等的比特序列，具体为：

当所述速率匹配方式为重复速率匹配方式时，从所述Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取Nr个比特，并继续从所述Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取mod[(Er-Nr),Nr]个比特，得到长度为Er的所述比特序列；

当所述速率匹配方式为打孔速率匹配方式时，跳过所述Polar编码后的码块中(Nr-Er)个比特，顺序读取所述Polar编码后的码块中第(Nr-Er)个比特至第(Nr-1)个比特，得到长度为Er的所述比特序列；

当所述速率匹配方式为缩短速率匹配方式时，从所述Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取Er个比特，得到长度为Er的所述比特序列；

其中，Nr等于所述Polar编码后的码块长度，Er等于所述速率匹配后的码块长度。

进一步地，所述当所述比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对所述比特序列添加预设比特得到新的比特序列，具体为：

判断所述比特序列的长度是否满足所述子块等分条件；其中，所述子块等分条件为ceil(Er/32)×32-Er＝0，Er表示所述比特序列的长度；

当所述比特序列的长度不满足所述子块等分条件时，对所述比特序列添加所述预设比特得到所述新的比特序列；其中，所述预设比特的添加个数为result＝ceil(Er/32)×32-Er。

进一步地，所述将所述新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有所述子块进行子块交织得到交织码块，具体为：

将所述新的比特序列等分为32个子块，并根据所述交织图样对所有所述子块进行子块交织得到所述交织码块；其中，所述交织图样为3GPP协议标准的交织图样。

进一步地，所述从所述交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，具体为：

将所述交织码块输入长度为Nr的循环缓存器，从所述循环缓存器中交织码块的第一个比特开始顺序读取Er个所述目标比特得到所述速率匹配序列；其中，所述目标比特为除所述预设比特外的比特，Nr等于所述Polar编码后的码块长度，Er等于所述速率匹配后的码块长度。

第二方面，本发明一实施例提供一种Polar码的速率匹配装置，包括：

速率匹配方式确定模块，用于根据CRC编码后的码块长度，Polar编码后的码块长度，速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式；

比特选择处理模块，用于按照所述速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与所述速率匹配后的码块长度相等的比特序列；

预设比特添加模块，用于当所述比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对所述比特序列添加预设比特得到新的比特序列；

子块交织处理模块，用于将所述新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有所述子块进行子块交织得到交织码块；

速率匹配序列获取模块，用于从所述交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取所述交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合。

第三方面，本发明一实施例提供一种Polar码的解速率匹配方法，包括：

根据预设比特位置集合，在接收的速率匹配序列的对应位置添加预设比特得到交织码块；

将所述交织码块等分为多个子块，并根据预先定义的解交织图样对所有所述子块进行子块解交织得到比特序列；

从所述比特序列对应的起点位置开始顺序读取每一比特直至读取到终点位置上的比特，得到解速率匹配序列。

第四方面，本发明一实施例提供一种Polar码的解速率匹配装置，包括：

交织码块恢复模块，用于根据预设比特位置集合，在接收的速率匹配序列的对应位置添加预设比特得到交织码块；

子块解交织处理模块，用于将所述交织码块等分为多个子块，并根据预先定义的解交织图样对所有所述子块进行子块解交织得到比特序列；

解速率匹配序列获取模块，用于从所述比特序列对应的起点位置开始顺序读取每一比特直至读取到终点位置上的比特，得到解速率匹配序列。

本发明的实施例，具有如下有益效果：

通过按照根据CRC编码后、Polar编码后、速率匹配后的码块长度之间的比较结果而确定的速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列，当比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列，将新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块，从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合，从而完成Polar码的速率匹配。相比于现有技术，本发明的实施例先进行比特选择后进行子块交织，且在子块交织处理过程中进行子块等分判断和预设比特添加，能够最大化地保留信息比特，确保打孔比特或缩短比特均为冻结比特，从而有效提高信道传输速率，降低Polar译码误块率。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的一种Polar码的速率匹配方法的流程示意图；

图2为本发明第一实施例中的打孔速率匹配方式的示意图；

图3为本发明第一实施例中的缩短速率匹配方式的示意图；

图4为本发明第一实施例中的交织图样的示意图；

图5为本发明第二实施例中的一种Polar码的速率匹配装置的结构示意图；

图6为本发明第三实施例中的一种Polar码的解速率匹配方法的流程示意图；

图7为本发明第三实施例中的解交织图样的示意图；

图8为本发明第四实施例中的一种Polar码的解速率匹配装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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。

需要说明的是，文中的步骤编号，仅为了方便具体实施例的解释，不作为限定步骤执行先后顺序的作用。

第一实施例：

如图1所示，第一实施例提供一种Polar码的速率匹配方法，包括步骤S11～S15：

S11、根据CRC编码后的码块长度，Polar编码后的码块长度，速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式；

S12、按照速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列；

S13、当比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列；

S14、将新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块；

S15、从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合。

在本实施例当中，Polar码的速率匹配方法，还包括：当比特序列的长度满足子块等分条件时，将比特序列等分为多个子块。

作为示例性地，在步骤S11中，获取CRC编码后的码块长度Kr、Polar编码后的码块序列值Zr及其长度Nr，速率匹配后的码块长度Er，并根据CRC编码后的码块长度Kr、Polar编码后的码块长度Nr，速率匹配后的码块长度Er之间的比较结果确定速率匹配方式。

在优选的实施例当中，根据CRC编码后的码块长度，Polar编码后的码块长度，速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式，具体为：当速率匹配后的码块长度大于等于Polar编码后的码块长度时，确定速率匹配方式为重复速率匹配方式；当速率匹配后的码块长度小于Polar编码后的码块长度，且CRC编码后的码块长度与速率匹配后的码块长度的比值小于等于预设阈值时，确定速率匹配方式为打孔速率匹配方式；当速率匹配后的码块长度小于Polar编码后的码块长度，且CRC编码后的码块长度与速率匹配后的码块长度的比值大于预设阈值时，确定速率匹配方式为缩短速率匹配方式。

其中，预设阈值取7/16。

可以理解的是，当Er≥Nr时，速率匹配方式为重复速率匹配方式；当Er≥Nr时，确定速率匹配方式为重复速率匹配方式；当Er<Nr且Kr/Er<＝7/16时，确定速率匹配方式为打孔速率匹配方式；当Er<Nr且Kr/Er>7/16时，确定速率匹配方式为缩短速率匹配方式。

作为示例性地，在步骤S12中，按照确定的速率匹配方式，即重复速率匹配方式或打孔速率匹配方式或缩短速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列。

在优选的实施例当中，按照速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列，具体为：当速率匹配方式为重复速率匹配方式时，从Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取Nr个比特，并继续从Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取mod[(Er-Nr),Nr]个比特，得到长度为Er的比特序列；当速率匹配方式为打孔速率匹配方式时，跳过Polar编码后的码块中(Nr-Er)个比特，顺序读取Polar编码后的码块中第(Nr-Er)个比特至第(Nr-1)个比特，得到长度为Er的比特序列；当速率匹配方式为缩短速率匹配方式时，从Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取Er个比特，得到长度为Er的比特序列；其中，Nr等于Polar编码后的码块长度，Er等于速率匹配后的码块长度。

可以理解的是，当速率匹配方式为重复速率匹配方式时，从Polar编码后的码块的第一个比特(序号0)开始顺序读取Nr个比特，并继续从Polar编码后的码块的第一个比特(序号0)开始顺序读取mod[(Er-Nr),Nr]个比特，得到长度为Er的比特序列；当速率匹配方式为打孔速率匹配方式时，跳过Polar编码后的码块中(Nr-Er)个比特，顺序读取Polar编码后的码块中第(Nr-Er)个比特至第(Nr-1)个比特共Er个比特，得到长度为Er的比特序列；当速率匹配方式为缩短速率匹配方式时，从Polar编码后的码块的第一个比特(序号0)开始顺序读取Er个比特，最后(Nr-Er)个比特不选择，得到长度为Er的比特序列。打孔速率匹配方式的示意图如图2所示，缩短速率匹配方式的示意图如图3所示。

作为示例性地，在步骤S13中，当判定比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列，以保证能够将比特序列等分为多个子块。

在优选的实施例当中，当比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列，具体为：判断比特序列的长度是否满足子块等分条件；其中，子块等分条件为ceil(Er/32)×32-Er＝0，Er表示比特序列的长度；当比特序列的长度不满足子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列；其中，预设比特的添加个数为result＝ceil(Er/32)×32-Er。

其中，ceil()为向上取整函数，预设比特NULL可取值999999.11111。

可以理解的是，令result＝ceil(Er/32)×32-Er，若result＝0为真，则认为比特序列的长度Er为32的整数倍，此时不对比特序列添加预设比特，比特序列BlockBits＝Zr；若result＝0为假，则认为比特序列的长度Er不为32的整数倍，此时需在比特序列前添加result个预设比特NULL，得到新的比特序列BlockBits＝[NULL×ones(1,result)Zr]，ones(1,n)表示所有元素均为1的1*n矩阵，[A B]表示矩阵/数组的联合。

作为示例性地，在步骤S14中，将新的比特序列等分为多个子块，或者将比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块。

在优选的实施例当中，将新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块，具体为：将新的比特序列等分为32个子块，并根据交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块；其中，交织图样为3GPP协议标准的交织图样。

其中，交织图样为Rate_Interleaver_Polar＝{0 1 2 4 3 5 6 7 8 16 9 17 1018 11 19 12 20 13 21 14 22 15 23 24 25 26 28 27 29 30 31}。交织图样的示意图如图4所示。

可以理解的是，将新的比特序列BlockBits分为32个子块，排列为ceil(result+Er/32)×32的矩阵，每一个子块比特数为ceil(result+Er/32)，根据交织图样Rate_Interleaver_Polar，将ceil(result+Er/32)×32矩阵进行列重新排列，重组为1*length(BlockBits)矩阵，length(BlockBits)表示数组BlockBits的长度。

同样地，将比特序列BlockBits分为32个子块，排列为ceil(Er/32)×32的矩阵，每一个子块比特数为ceil(Er/32)，根据交织图样Rate_Interleaver_Polar，将ceil(Er/32)×32矩阵进行列重新排列，重组为1*length(BlockBits)矩阵，length(BlockBits)表示数组BlockBits的长度。

作为示例性地，在步骤S15中，从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合NullsMap，从而完成Polar码的速率匹配。

在优选的实施例当中，从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，具体为：将交织码块输入长度为Nr的循环缓存器，从循环缓存器中交织码块的第一个比特开始顺序读取Er个目标比特得到速率匹配序列；其中，目标比特为除预设比特外的比特，Nr等于Polar编码后的码块长度，Er等于速率匹配后的码块长度。

可以理解的是，将交织码块输入长度为Nr的循环缓存器，从循环缓存器中交织码块的第一个比特开始顺序读取Er个目标比特，即除预设比特外的比特，也就是1*length(BlockBits)矩阵中的非NULL值，得到速率匹配序列。

本实施例通过按照根据CRC编码后、Polar编码后、速率匹配后的码块长度之间的比较结果而确定的速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列，当比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列，将新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块，从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合，从而完成Polar码的速率匹配。本实施例先进行比特选择后进行子块交织，且在子块交织处理过程中进行子块等分判断和预设比特添加，能够最大化地保留信息比特，确保打孔比特或缩短比特均为冻结比特，从而有效提高信道传输速率，降低Polar译码误块率。

第二实施例：

如图5所示，第二实施例提供一种Polar码的速率匹配装置，包括：速率匹配方式确定模块21，用于根据CRC编码后的码块长度，Polar编码后的码块长度，速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式；比特选择处理模块22，用于按照速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列；预设比特添加模块23，用于当比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列；子块交织处理模块24，用于将新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块；速率匹配序列获取模块25，用于从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合。

其中，Polar码的速率匹配装置设置在发射机端。

在本实施例当中，子块交织处理模块24，还用于当比特序列的长度满足子块等分条件时，将比特序列等分为多个子块。

作为示例性地，通过速率匹配方式确定模块21，获取CRC编码后的码块长度Kr、Polar编码后的码块序列值Zr及其长度Nr，速率匹配后的码块长度Er，并根据CRC编码后的码块长度Kr、Polar编码后的码块长度Nr，速率匹配后的码块长度Er之间的比较结果确定速率匹配方式。

在优选的实施例当中，根据CRC编码后的码块长度，Polar编码后的码块长度，速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式，具体为：当速率匹配后的码块长度大于等于Polar编码后的码块长度时，确定速率匹配方式为重复速率匹配方式；当速率匹配后的码块长度小于Polar编码后的码块长度，且CRC编码后的码块长度与速率匹配后的码块长度的比值小于等于预设阈值时，确定速率匹配方式为打孔速率匹配方式；当速率匹配后的码块长度小于Polar编码后的码块长度，且CRC编码后的码块长度与速率匹配后的码块长度的比值大于预设阈值时，确定速率匹配方式为缩短速率匹配方式。

其中，预设阈值取7/16。

可以理解的是，当Er≥Nr时，速率匹配方式为重复速率匹配方式；当Er≥Nr时，确定速率匹配方式为重复速率匹配方式；当Er<Nr且Kr/Er<＝7/16时，确定速率匹配方式为打孔速率匹配方式；当Er<Nr且Kr/Er>7/16时，确定速率匹配方式为缩短速率匹配方式。

作为示例性地，通过比特选择处理模块22，按照确定的速率匹配方式，即重复速率匹配方式或打孔速率匹配方式或缩短速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列。

在优选的实施例当中，按照速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列，具体为：当速率匹配方式为重复速率匹配方式时，从Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取Nr个比特，并继续从Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取mod[(Er-Nr),Nr]个比特，得到长度为Er的比特序列；当速率匹配方式为打孔速率匹配方式时，跳过Polar编码后的码块中(Nr-Er)个比特，顺序读取Polar编码后的码块中第(Nr-Er)个比特至第(Nr-1)个比特，得到长度为Er的比特序列；当速率匹配方式为缩短速率匹配方式时，从Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取Er个比特，得到长度为Er的比特序列；其中，Nr等于Polar编码后的码块长度，Er等于速率匹配后的码块长度。

可以理解的是，当速率匹配方式为重复速率匹配方式时，从Polar编码后的码块的第一个比特(序号0)开始顺序读取Nr个比特，并继续从Polar编码后的码块的第一个比特(序号0)开始顺序读取mod[(Er-Nr),Nr]个比特，得到长度为Er的比特序列；当速率匹配方式为打孔速率匹配方式时，跳过Polar编码后的码块中(Nr-Er)个比特，顺序读取Polar编码后的码块中第(Nr-Er)个比特至第(Nr-1)个比特共Er个比特，得到长度为Er的比特序列；当速率匹配方式为缩短速率匹配方式时，从Polar编码后的码块的第一个比特(序号0)开始顺序读取Er个比特，最后(Nr-Er)个比特不选择，得到长度为Er的比特序列。打孔速率匹配方式的示意图如图2所示，缩短速率匹配方式的示意图如图3所示。

作为示例性地，通过预设比特添加模块23，当判定比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列，以保证能够将比特序列等分为多个子块。

在优选的实施例当中，当比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列，具体为：判断比特序列的长度是否满足子块等分条件；其中，子块等分条件为ceil(Er/32)×32-Er＝0，Er表示比特序列的长度；当比特序列的长度不满足子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列；其中，预设比特的添加个数为result＝ceil(Er/32)×32-Er。

其中，ceil()为向上取整函数，预设比特NULL可取值999999.11111。

可以理解的是，令result＝ceil(Er/32)×32-Er，若result＝0为真，则认为比特序列的长度Er为32的整数倍，此时不对比特序列添加预设比特，比特序列BlockBits＝Zr；若result＝0为假，则认为比特序列的长度Er不为32的整数倍，此时需在比特序列前添加result个预设比特NULL，得到新的比特序列BlockBits＝[NULL×ones(1,result)Zr]，ones(1,n)表示所有元素均为1的1*n矩阵，[A B]表示矩阵/数组的联合。

作为示例性地，通过子块交织处理模块24，将新的比特序列等分为多个子块，或者将比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块。

在优选的实施例当中，将新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块，具体为：将新的比特序列等分为32个子块，并根据交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块；其中，交织图样为3GPP协议标准的交织图样。

其中，交织图样为Rate_Interleaver_Polar＝{0 1 2 4 3 5 6 7 8 16 9 17 1018 11 19 12 20 13 21 14 22 15 23 24 25 26 28 27 29 30 31}。交织图样的示意图如图4所示。

可以理解的是，将新的比特序列BlockBits分为32个子块，排列为ceil(result+Er/32)×32的矩阵，每一个子块比特数为ceil(result+Er/32)，根据交织图样Rate_Interleaver_Polar，将ceil(result+Er/32)×32矩阵进行列重新排列，重组为1*length(BlockBits)矩阵，length(BlockBits)表示数组BlockBits的长度。

同样地，将比特序列BlockBits分为32个子块，排列为ceil(Er/32)×32的矩阵，每一个子块比特数为ceil(Er/32)，根据交织图样Rate_Interleaver_Polar，将ceil(Er/32)×32矩阵进行列重新排列，重组为1*length(BlockBits)矩阵，length(BlockBits)表示数组BlockBits的长度。

作为示例性地，通过速率匹配序列获取模块25，从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合NullsMap，从而完成Polar码的速率匹配。

在优选的实施例当中，从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，具体为：将交织码块输入长度为Nr的循环缓存器，从循环缓存器中交织码块的第一个比特开始顺序读取Er个目标比特得到速率匹配序列；其中，目标比特为除预设比特外的比特，Nr等于Polar编码后的码块长度，Er等于速率匹配后的码块长度。

可以理解的是，将交织码块输入长度为Nr的循环缓存器，从循环缓存器中交织码块的第一个比特开始顺序读取Er个目标比特，即除预设比特外的比特，也就是1*length(BlockBits)矩阵中的非NULL值，得到速率匹配序列。

本实施例通过比特选择处理模块22，按照根据CRC编码后、Polar编码后、速率匹配后的码块长度之间的比较结果而确定的速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列，通过预设比特添加模块23，当比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列，通过子块交织处理模块24，将新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块，通过速率匹配序列获取模块25，从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合，从而完成Polar码的速率匹配。本实施例先进行比特选择后进行子块交织，且在子块交织处理过程中进行子块等分判断和预设比特添加，能够最大化地保留信息比特，确保打孔比特或缩短比特均为冻结比特，从而有效提高信道传输速率，降低Polar译码误块率。

第三实施例：

如图6所示，第三实施例提供一种Polar码的解速率匹配方法，包括步骤S31～S33：

S31、根据预设比特位置集合，在接收的速率匹配序列的对应位置添加预设比特得到交织码块；

S32、将交织码块等分为多个子块，并根据预先定义的解交织图样对所有子块进行子块解交织得到比特序列；

S33、从比特序列对应的起点位置开始顺序读取每一比特直至读取到终点位置上的比特，得到解速率匹配序列。

其中，预设比特NULL可取值999999.11111，解交织图样为Rate_DeInterleaver_Polar＝{0 1 2 4 3 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 22 9 11 13 15 17 19 21 23 24 2526 28 27 29 30 31}。解交织图样的示意图如图7所示。

作为示例性地，在步骤S31中，根据预设比特位置集合NullsMap，在接收的速率匹配序列的对应位置添加预设比特NULL得到交织码块BlockBits，此时速率匹配序列的长度为Er，交织码块的长度为length(BlockBits)。

在步骤S32中，将交织码块BlockBits表示为ceil(length(BlockBits)/32)*32的矩阵，即将交织码块等分为32个子块，根据解交织图样Rate_DeInterleaver_Polar，将ceil(length(BlockBits)/32)*32矩阵进行重新排列，重组为1*length(BlockBits)矩阵。

在步骤S33中，令NrInterleaveNulls＝ceil(length(BlockBits)/32)*32–Er，从1*length(BlockBits)矩阵中选取NrInterleaveNulls+1:end的元素，end表示最后一个比特，从而得到解速率匹配序列。

本实施例作为对应第一实施例所述的Polar码的速率匹配方法的解速率方法，能够有效提高信道传输速率，降低Polar译码误块率。

第四实施例：

如图8所示，第四实施例提供一种Polar码的解速率匹配装置，包括：交织码块恢复模块41，用于根据预设比特位置集合，在接收的速率匹配序列的对应位置添加预设比特得到交织码块；子块解交织处理模块42，用于将交织码块等分为多个子块，并根据预先定义的解交织图样对所有子块进行子块解交织得到比特序列；解速率匹配序列获取模块43，用于从比特序列对应的起点位置开始顺序读取每一比特直至读取到终点位置上的比特，得到解速率匹配序列。

其中，Polar码的解速率匹配装置设置在接收机端。

作为示例性地，通过交织码块恢复模块41，根据预设比特位置集合NullsMap，在接收的速率匹配序列的对应位置添加预设比特NULL得到交织码块BlockBits，此时速率匹配序列的长度为Er，交织码块的长度为length(BlockBits)。

通过子块解交织处理模块42，将交织码块BlockBits表示为ceil(length(BlockBits)/32)*32的矩阵，即将交织码块等分为32个子块，根据解交织图样Rate_DeInterleaver_Polar，将ceil(length(BlockBits)/32)*32矩阵进行重新排列，重组为1*length(BlockBits)矩阵。

通过解速率匹配序列获取模块43，令NrInterleaveNulls＝ceil(length(BlockBits)/32)*32–Er，从1*length(BlockBits)矩阵中选取NrInterleaveNulls+1:end的元素，end表示最后一个比特，从而得到解速率匹配序列。

综上所述，实施本发明的实施例，具有如下有益效果：

通过按照根据CRC编码后、Polar编码后、速率匹配后的码块长度之间的比较结果而确定的速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与速率匹配后的码块长度相等的比特序列，当比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对比特序列添加预设比特得到新的比特序列，将新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有子块进行子块交织得到交织码块，从交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合，从而完成Polar码的速率匹配。本发明的实施例先进行比特选择后进行子块交织，且在子块交织处理过程中进行子块等分判断和预设比特添加，能够最大化地保留信息比特，确保打孔比特或缩短比特均为冻结比特，从而有效提高信道传输速率，降低Polar译码误块率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

Claims (9)

1.一种Polar码的速率匹配方法，其特征在于，包括：

根据CRC编码后的码块长度、Polar编码后的码块长度、速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式；

按照所述速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与所述速率匹配后的码块长度相等的比特序列；

当所述比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对所述比特序列添加预设比特得到新的比特序列；

所述当所述比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对所述比特序列添加预设比特得到新的比特序列，具体为：

判断所述比特序列的长度是否满足所述子块等分条件；其中，所述子块等分条件为ceil(Er/32)×32-Er＝0，Er表示所述比特序列的长度；

当所述比特序列的长度不满足所述子块等分条件时，对所述比特序列添加所述预设比特得到所述新的比特序列；其中，所述预设比特的添加个数为result＝ceil(Er/32)×32-Er；

将所述新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有所述子块进行子块交织得到交织码块；

从所述交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取所述交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合。

2.如权利要求1所述的Polar码的速率匹配方法，其特征在于，还包括：

当所述比特序列的长度满足所述子块等分条件时，将所述比特序列等分为多个子块。

3.如权利要求1或2所述的Polar码的速率匹配方法，其特征在于，所述根据CRC编码后的码块长度、Polar编码后的码块长度、速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式，具体为：

当所述速率匹配后的码块长度大于等于所述Polar编码后的码块长度时，确定所述速率匹配方式为重复速率匹配方式；

当所述速率匹配后的码块长度小于所述Polar编码后的码块长度，且所述CRC编码后的码块长度与所述速率匹配后的码块长度的比值小于等于预设阈值时，确定所述速率匹配方式为打孔速率匹配方式；

当所述速率匹配后的码块长度小于所述Polar编码后的码块长度，且所述CRC编码后的码块长度与所述速率匹配后的码块长度的比值大于所述预设阈值时，确定所述速率匹配方式为缩短速率匹配方式。

4.如权利要求1或2所述的Polar码的速率匹配方法，其特征在于，所述按照所述速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与所述速率匹配后的码块长度相等的比特序列，具体为：

当所述速率匹配方式为重复速率匹配方式时，从所述Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取Nr个比特，并继续从所述Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取mod[(Er-Nr),Nr]个比特，得到长度为Er的所述比特序列；

当所述速率匹配方式为打孔速率匹配方式时，跳过所述Polar编码后的码块中(Nr-Er)个比特，顺序读取所述Polar编码后的码块中第(Nr-Er)个比特至第(Nr-1)个比特，得到长度为Er的所述比特序列；

当所述速率匹配方式为缩短速率匹配方式时，从所述Polar编码后的码块的第一个比特开始顺序读取Er个比特，得到长度为Er的所述比特序列；

其中，Nr等于所述Polar编码后的码块长度，Er等于所述速率匹配后的码块长度。

5.如权利要求1或2所述的Polar码的速率匹配方法，其特征在于，所述将所述新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有所述子块进行子块交织得到交织码块，具体为：

将所述新的比特序列等分为32个子块，并根据所述交织图样对所有所述子块进行子块交织得到所述交织码块；其中，所述交织图样为3GPP协议标准的交织图样。

6.如权利要求1或2所述的Polar码的速率匹配方法，其特征在于，所述从所述交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，具体为：

将所述交织码块输入长度为Nr的循环缓存器，从所述循环缓存器中交织码块的第一个比特开始顺序读取Er个所述目标比特得到所述速率匹配序列；其中，所述目标比特为除所述预设比特外的比特，Nr等于所述Polar编码后的码块长度，Er等于所述速率匹配后的码块长度。

7.一种Polar码的速率匹配装置，其特征在于，包括：

速率匹配方式确定模块，用于根据CRC编码后的码块长度、Polar编码后的码块长度、速率匹配后的码块长度之间的比较结果确定速率匹配方式；

比特选择处理模块，用于按照所述速率匹配方式，从Polar编码后的码块对应的起点位置开始顺序读取比特，得到长度与所述速率匹配后的码块长度相等的比特序列；

预设比特添加模块，用于当所述比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对所述比特序列添加预设比特得到新的比特序列；

所述当所述比特序列的长度不满足预先定义的子块等分条件时，对所述比特序列添加预设比特得到新的比特序列，具体为：判断所述比特序列的长度是否满足所述子块等分条件；其中，所述子块等分条件为ceil(Er/32)×32-Er＝0，Er表示所述比特序列的长度；当所述比特序列的长度不满足所述子块等分条件时，对所述比特序列添加所述预设比特得到所述新的比特序列；其中，所述预设比特的添加个数为result＝ceil(Er/32)×32-Er；

子块交织处理模块，用于将所述新的比特序列等分为多个子块，并根据预先定义的交织图样对所有所述子块进行子块交织得到交织码块；

速率匹配序列获取模块，用于从所述交织码块的起点位置开始顺序读取目标比特得到速率匹配序列，并获取所述交织码块中预设比特的所在位置，得到预设比特位置集合。

8.一种Polar码的解速率匹配方法，其特征在于，包括：

根据预设比特位置集合，在接收的速率匹配序列的对应位置添加预设比特得到交织码块；其中，所述预设比特位置集合是根据如权利要求1所述的Polar码的速率匹配方法得到的；

将所述交织码块等分为多个子块，并根据预先定义的解交织图样对所有所述子块进行子块解交织得到比特序列；

从所述比特序列对应的起点位置开始顺序读取每一比特直至读取到终点位置上的比特，得到解速率匹配序列。

9.一种Polar码的解速率匹配装置，其特征在于，包括：

交织码块恢复模块，用于根据预设比特位置集合，在接收的速率匹配序列的对应位置添加预设比特得到交织码块；其中，所述预设比特位置集合是根据如权利要求1所述的Polar码的速率匹配方法得到的；

子块解交织处理模块，用于将所述交织码块等分为多个子块，并根据预先定义的解交织图样对所有所述子块进行子块解交织得到比特序列；

解速率匹配序列获取模块，用于从所述比特序列对应的起点位置开始顺序读取每一比特直至读取到终点位置上的比特，得到解速率匹配序列。

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