CN112640335A - 极化编码系统的增量冗余混合自动重传请求传输 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及用于极化编码系统的增量冗余混合自动重传请求(IR‑HARQ)传输的设备、方法、装置和计算机可读存储介质。在示例实施例中，基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码以生成第一参考奇偶校验比特序列。至少部分地基于第一参考奇偶校验比特序列针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列，其中用于多个传输中的传输的奇偶校验比特序列被包含在用于多个传输中的稍后传输的奇偶校验比特序列中。通过级联信息比特序列和相应奇偶校验比特序列来针对多个传输生成多个编码比特序列。

Description

极化编码系统的增量冗余混合自动重传请求传输

技术领域

本公开的实施例总体上涉及通信领域，并且具体地涉及用于增量冗余混合自动重传请求(IR-HARQ)传输的设备、方法、装置和计算机可读存储介质。

背景技术

新无线电(NR)超可靠低延迟通信(URLLC)当前正在第三代合作伙伴计划(3GPP)中研发。NR URLLC要求低至1E-6的误块率(BLER)的较高可靠性和大约0.5至1ms的较短延迟。与增强型移动宽带(eMBB)相比，这样的要求更具挑战性。为了满足这些要求，就物理层增强而言，需要改进为eMBB而设计的信道码。

数据信道的编码方案的选择是URLLC的关键方面。对于eMBB低密度奇偶校验码(LDPC)基图2(BG2)，在加性高斯白噪声(AWGN)信道下，在利用短块大小(例如，典型的200、400、600或1000比特的URLLC有效载荷大小)的仿真中观察到1E-4至1E-5的BLER附近的错误底限。因此，eMBB LDPC似乎无法满足URLLC提出的高可靠性要求。另一方面，极化码似乎是URLLC数据信道的有利候选，因为循环冗余校验(CRC)辅助列表解码可以提供优于LDPC和很多其他码的卓越的错误性能。

另外，混合自动重传请求(HARQ)是前向纠错(FEC)和自动重传请求(ARQ)的合并。使用HARQ技术，如果由发送方发送的数据丢失或无法在接收方处解码，则发送器可以重传数据。跟踪合并HARQ和增量冗余HARQ(IR-HARQ)是两种典型的HARQ技术。跟踪合并HARQ允许在接收方处合并初始传输的数据和重传的数据以进行联合解码。通常，在每次重传中都传输与原始传输中相同的一组编码比特。

相反，IR-HARQ允许附加奇偶校验比特用于稍后传输，以便在重传的每个步骤期间递增地提供额外的冗余。与跟踪合并HARQ相比，所引入的额外冗余使得多个冗余版本(RV)中的合并信号能够提供改进的纠错能力。因此，对于超高可靠性场景(例如，URLLC)，IR-HARQ比跟踪合并HARQ优选。为了适格URLLC数据信道，已经讨论了用于极化码的HARQ方案。用于URLLC的极化IR-HARQ方案的一些传统设计通常基于非系统性极化码，其导致计算复杂性相对较高。

发明内容

总体上，本公开的示例实施例提供了一种用于IR-HARQ传输的设备、方法、装置和计算机可读存储介质。

在第一方面，提供了一种设备，该设备包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起引起该设备基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码以生成第一参考奇偶校验比特序列。该设备还被引起至少部分地基于第一参考奇偶校验比特序列来针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列。用于多个传输中的传输的奇偶校验比特序列被包含在用于多个传输中的稍后传输的奇偶校验比特序列中。该设备还被引起通过级联信息比特序列和相应奇偶校验比特序列来针对多个传输生成多个编码比特序列。

在第二方面，提供了一种方法。在该方法中，基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码以生成第一参考奇偶校验比特序列。至少部分地基于第一参考奇偶校验比特序列来针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列，其中用于多个传输中的传输的奇偶校验比特序列被包含用于多个传输中的稍后传输的奇偶校验比特序列中。通过级联信息比特序列和相应奇偶校验比特序列来针对多个传输生成多个编码比特序列。

在第三方面，提供了一种装置，该装置包括用于执行根据第二方面的方法的部件。

在第四方面，提供了一种在其上存储有计算机程序的计算机可读存储介质。该计算机程序在由设备的处理器执行时引起该设备执行根据第二方面的方法。

应当理解，“发明内容”部分不旨在标识本公开的实施例的关键或必要特征，也不旨在用于限制本公开的范围。通过以下描述，本公开的其他特征将变得容易理解。

附图说明

现在将参考附图描述一些示例实施例，在附图中：

图1示出了根据本公开的一些实施例的示例性的基于增量冻结的过程；

图2示出了可以在其中实现本公开的实施例的示例环境；

图3示出了根据本公开的一些实施例的系统性极化IR-HARQ码字的示例结构；

图4示出了根据本公开的一些其他实施例的不同冗余版本(RV)的示例嵌套结构；

图5示出了根据本公开的一些实施例的示例方法的流程图；

图6示出了根据本公开的一些实施例的生成用于后续传输的奇偶校验比特序列的示例过程；

图7示出了根据本公开的一些实施例的所提出的系统性极化IR-HARQ方案和跟踪合并HARQ方案的Eb/N0与误比特率(BER)的关系；

图8示出了根据本公开的一些实施例的所提出的系统性极化IR-HARQ方案和跟踪合并HARQ方案的Eb/N0与误块率(BLER)的关系；以及

图9示出了适于实现本公开的实施例的设备的简化框图。

在所有附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。

具体实施方式

现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。应当理解，这些实施例仅出于说明的目的进行描述，并且帮助本领域技术人员理解和实现本公开，而没有对本公开的范围提出任何限制。本文中描述的公开可以以除了下面描述的方式之外的各种其他方式来实现。

在下面的描述和权利要求中，除非另有定义，否则本文中使用的所有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相同含义。

如本文中使用的，术语“网络设备”是指在通信网络的网络侧的任何合适的设备。网络设备可以包括通信网络的接入网络中的任何合适的设备，例如，包括基站(BS)、中继、接入点(AP)、节点B(NodeB或NB)、演进型NodeB(eNodeB或eNB)、NR NodeB(gNB)、远程无线电模块(RRU)、无线电头端(RH)、远程无线电头端(RRH)、低功率节点(诸如毫微微、微微)等。

如本文中使用的，术语“终端设备”是指能够、被配置用于、被布置用于、和/或可操作用于与通信网络中的网络设备或另一终端设备通信的设备。通信可以涉及使用电磁信号、无线电波、红外信号和/或适合于在空中传送信息的其他类型的信号来发送和/或接收无线信号。在一些实施例中，终端设备可以被配置为在没有直接人类交互的情况下发送和/或接收信息。例如，当由内部或外部事件触发时，或者响应于来自网络侧的请求，终端设备可以按调度向网络设备发送信息。

终端设备的示例包括但不限于用户设备(UE)，诸如智能电话、支持无线的平板电脑、膝上型嵌入式设备(LEE)、膝上型安装设备(LME)和/或无线客户驻地设备(CPE)。为了讨论的目的，将参考UE作为终端设备的示例来描述一些实施例，并且术语“终端设备”和“用户设备”(UE)在本公开的上下文中可以互换使用。

如本文中使用的，术语“电路系统”可以是指以下中的一个或多个或全部：

(a)纯硬件电路实现(诸如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现)；以及

(b)硬件电路和软件的合并，诸如(如适用)：(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的合并，以及(ii)具有软件(包括数字信号处理器)的硬件处理器、软件和存储器的任何部分，这些部分联合工作以引起诸如移动电话或服务器等装置执行各种功能；以及

(c)需要软件(例如，固件)用于操作但是当不需要操作时软件可以不存在的硬件电路和/或处理器，诸如微处理器或微处理器的一部分。

电路系统的这种定义适用于该术语在本申请中的所有使用，包括在任何权利要求中。作为另一示例，如本申请中使用的，术语“电路系统”也涵盖纯硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器及其(或它们的)随附软件和/或固件的一部分的实现。术语电路系统还涵盖(例如并且如果适用于特定权利要求元素)用于移动设备的基带集成电路或处理器集成电路、或者服务器、蜂窝网络设备或其他计算或网络设备中的类似集成电路。

如本文中使用的，单数形式的“一个”、“一”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。术语“包括”及其变体应当理解为开放术语，表示“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应当理解为“至少一个其他实施例”。下面可以包括其他定义(显式和隐式)。

eMBB标准化的极化码方案不具有HARQ的特征。为了适格URLLC数据信道，已经讨论了用于极化码的HARQ方案。极化IR-HARQ解决方案的传统设计通常基于非系统性极化码。

用于非系统性极化码的典型IR-HARQ方案依赖于被称为“增量冻结”的技术。由于IR-HARQ过程，所重传的编码比特序列(也称为码字序列)(例如，RV1、RV2、……、RVN)的长度逐渐增加。增量冻结表示，如果发现扩展序列中的某些位置更可靠，则将信息比特复制到这些新位置。从中复制信息比特的位置用于传输冻结比特或奇偶校验(PC)比特。

下面将参考图1讨论示例性的基于增量冻结的过程。如图所示，在初始传输(M₁＝8)期间，将8比特[u₇u₆u₅u₄u₃u₂u₁u₀]与极化码G₈的生成矩阵相乘，以得出编码序列[c₇c₆c₅c₄c₃c₂c₁c₀]。序列中的位置u₀至u₄用于承载信息比特(由I表示)，并且序列中的位置u₅至u₇用于冻结比特(由F表示)。

在响应于初始传输失败而进行的第一重传期间(M₂＝12)，将12比特[u₁₁u₁₀u₉u₈u₇u₆u₅u₄u₃u₂u₁u₀](包括来自先前传输的8比特和新添加到该重传中的4比特)乘以G₁₂以生成编码序列[c₁₁c₁₀c₉c₈c₇c₆c₅c₄c₃c₂c₁c₀]。在该重传之前，确定新比特u₈的可靠性高于u₄的可靠性。因此，将信息比特从u₄复制到u₈。PC比特(由P表示)位于u₄的位置。类似地，在第二重传期间(M₃＝16)，将16比特[u₁₅u₁₄u₁₃u₁₂u₁₁u₁₀u₉u₈u₇u₆u₅u₄u₃u₂u₁u₀](包括来自先前传输的12比特和新添加到该重传中的4比特)乘以G₁₆以生成编码序列[c₁₅c₁₄c₁₃c₁₂c₁₁c₁₀c₉c₈c₇c₆c₅c₄c₃c₂c₁c₀]。此时，未发现扩展位置u₁₂、u₁₃、u₁₄和u₁₅的单独的比特的可靠性高于位置[u₀～u₁₁]处的任何比特的可靠性，因此不会发生比特复制。

在该示例中，出于说明目的，从u₄到u₈复制了仅1比特。然而，实际上，如果在正确接收之前执行了若干HARQ过程，则编码序列可以从几百比特到几千比特变化。在这种情况下，复制量很大。此复制会引入大量操作并且需要大量存储器寻址和访问，因此可能会降低URLLC应用(其以低至0.5ms的总延迟为目标)的延迟性能。

另外，根据信道极化理论，与编码序列的单独的比特相对应的可靠性是不同的，因此信息比特按可靠性从高到低的顺序被分配给序列中具有较高可靠性的特定位置。在IR-HARQ码字(或编码比特)的准备期间，随着RV数变大，先前计算的可靠性可能会发生移位。

对于每个不同RV，需要确定单独的比特的可靠性顺序。在由于深度衰落而导致信号质量较差的情况下，HARQ过程中可能发生至多8次重传。这表示，为了执行如上所述的“增量冻结”方案，需要进行大量可靠性计算和比较。这种比较通常在速率匹配之后执行，因此编码比特序列的长度可以在几十个到数千个比特的范围内。很难采用预定义的值来绕过在线计算。此外，使用基于密度演化的高斯近似法进行的在线计算会产生非常大的工作量。

发明人注意到，常规极化IR-HARQ方案的设计原理遵循非系统性极化码的嵌套结构。发明人还发现，根据经典编码理论，对于每个非系统性线性分组码，都存在原始码的等效系统版本。注意，本质上，系统性和非系统性极化码是等效的，它们只是极化码表示的两种不同类型。嵌套结构也可以用系统性极化码来实现，这可以确保在接收方侧进行直接合并和联合解码。

本公开的实施例提供了用于系统性极化码的新颖的IR-HARQ方案。利用该方案，通过基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码来生成参考奇偶校验比特序列。使用参考奇偶校验比特序列，针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列。用于传输的奇偶校验比特序列被包含在用于后续传输的奇偶校验比特序列中。此外，通过级联信息比特序列和相应奇偶校验比特序列来针对多个传输生成多个编码比特序列。

在一个方面，所生成的编码序列具有与很多其他系统性线性分组码相似的系统性结构，其中信息比特和奇偶校验比特被完全分离且透明。由于系统性极化码的独特特性，IR-HARQ方案变得相当简单，并且具有较短处理延迟。例如，可以避免大量复制以减少处理延迟。此外，与非系统性极化码相比，系统性极化码具有卓越的误比特性能，这对于诸如URLLC等高可靠性应用至关重要。

在另一方面，所生成的编码序列已经继承了非系统性极化码的嵌套特征。这允许将附加奇偶校验比特附加到较早传输的编码序列的端部，以便形成用于下一重传的新的编码序列。例如，将在初始传输期间(由RV0表示)发送的码字(或编码比特)在尾部与一些额外奇偶校验比特级联，以生成要在第一重传期间发送的码字(由RV1表示)。类似地，用于第二重传的码字(由RV2表示)是通过将RV1在尾部与其他额外奇偶校验比特级联而生成的。可以以类似的方式生成用于第三重传的码字(由RV3表示)和用于第四重传的码字(由RV4表示)，以此类推。这个嵌套特征例如确保了IR-HARQ极化码的性能优于跟踪合并极化码。

图2示出了可以在其中实现本公开的实施例的示例环境200。可以是通信网络的一部分的环境200包括网络设备210和终端设备220。应当理解，仅出于说明目的，在环境200中示出了一个网络设备210和一个终端设备220，而无意于对本公开的范围提出任何限制。环境200可以包括适合于实现本公开的实施例的任何合适数目的网络设备和终端设备。

终端设备220可以与网络设备210通信或者直接或经由网络设备210与另一终端设备(未示出)通信。通信可以遵循任何合适的通信标准或协议，诸如通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、高级LTE(LTE-A)、第五代(5G)NR、无线保真(Wi-Fi)和微波接入全球互操作性(WiMAX)标准，并且采用任何合适的通信技术，包括例如多输入多输出(MIMO)、正交频分复用(OFDM)、时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、码分复用(CDM)、蓝牙(Bluetooth、ZigBee和机器类型通信(MTC)、增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类型通信(mMTC)和超可靠低延迟通信(URLLC)技术。

IR-HARQ方案应用于环境200中的通信。例如，如果由于深度衰落或解码不正确(导致CRC校验失败)而导致在接收方处错过来自发送方的具有RV0的初始传输，则包含额外冗余的RV1(等效地，RV0的较低速率编码版本)将在下一可用传输时隙中发送。在接收方处，在初始传输期间接收的RV0被存储在缓冲区中以备将来处理。在第一重传期间接收到RV1之后，将RV1和RV0以顺序逐比特方式合并以获取相对较高的有效信噪比(SNR)，使得所发送的信息更有机会被成功恢复。如果在RV1和RV2的接收过程中发生重复失败，则将继而发送具有甚至更低编码率的RV3。如果CRC校验通过，或者达到HARQ的最大数目，则该重传过程将一直持续直到解码比特被视为正确。

根据本公开的实施例，极化IR-HARQ码字是系统性的且嵌套的。如图3示出了根据本公开的一些实施例的系统性极化IR-HARQ码字的示例结构300。

如图所示，在n次传输期间发送n个编码比特序列305-1、305-2、……、305-n(统称为编码比特序列305)。n表示大于2的正整数。每个编码比特序列305是系统性的，它由两部分组成，包括信息比特序列(也称为系统性比特序列)310和相应奇偶校验比特序列315-1、315-2、……、315-n(统称为奇偶校验比特序列315)。信息比特序列310包含未编码信息比特的重复。如图所示，由极化编码引入的所有冗余形成在接收方处用来校正错误的奇偶校验比特序列315。

对于分别具有不同冗余度RV0、RV1、……、RVN(分别对应于第N重传，其中N表示大于1的正整数)的不同编码比特序列305-1、305-2、……、305-n，冗余部分递增附加到在先前传输中使用的编码比特序列。在该嵌套结构中，RV0是RV1的子码，RV1是RV2的子码，以此类推，如图4所示。应当理解，仅出于说明的目的示出了两个以上的传输，而无意于提出任何限制。在一些实施例中，为了在接收方处成功解码，可能仅需要初始传输和第一重传。

用于每个传输的奇偶校验比特序列315可以使用等式(1)来确定：

其中u表示信息比特序列310(即，有效载荷)，并且Kronecker第n次幂

表示极化矩阵，A表示用于指示给定序列中承载有信息比特的位置的一组索引，

表示用于指示冻结比特的位置的一组索引，G_AA指示极化矩阵G的子矩阵，其中第i行第j列的元素由G_ij定义，i∈A，j∈A。

集合A和

可以使用基于密度演化的高斯近似算法而基于可靠性排序来确定。例如，给定序列中具有较高可靠性的特定位置可以用于传输信息比特，并且位置的对应索引号形成集合A。

是A的互补集合。

发明人发现，等式(1)中的v可以是任意向量。发明人还发现，

始终是空矩阵，而与G的维数和集合A的选择无关。结果，等式(1)的等效形式可以用等式(2)表示：

在等式(2)中，消除了u与

之间的依赖性，这使得针对系统性极化码的IR-HARQ设计更加简单。

图5示出了根据本公开的一些实施例的示例方法500的流程图。如图5所示，方法500可以由发送方(诸如图2所示的网络设备210或终端设备220等)来实现以用于具有系统性极化码的IR-HARQ传输。在方法500中，编码比特序列可以如图3所示构造。为了讨论的目的，将参考图3描述方法500。

在框505，基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码以生成参考奇偶校验比特序列(称为第一参考奇偶校验比特序列)。在一些实施例中，参考编码率可以是用于多个传输中的初始传输的编码率(称为第一编码率)。初始传输的第一编码率可以以任何合适的方式确定。例如，如果发送方有一些数据有效载荷要传输，则发送方可以基于信道质量测量反馈(诸如信道质量指示符(CQI)或秩指示符(RI))从调制编码方案(MCS)表中选择用于初始传输的第一编码率R_RV0。

在一些其他实施例中，发送方可以选择低于预定阈值的编码率作为参考编码率。例如，可以将要在整个HARQ过程中使用的最低编码率确定为参考编码率。

基于参考编码率，可以例如使用等式(2)对信息比特序列执行极化编码。可以使用TS 38.212中定义的集合A。A的其他选择也是可能的。例如，集合A可以基于具有给定长度的码字序列的单独的位置的可靠性排序来确定。在这一点上，本公开的范围将不受限制。所得出的奇偶校验比特序列被认为是第一参考奇偶校验比特序列。

在框510处，至少部分地基于第一参考奇偶校验比特序列，针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列315。用于多个传输中的传输的奇偶校验比特序列315-1被包含在用于多个传输中的稍后传输的奇偶校验比特序列315-2或315-n中，如图3所示。

在参考编码率是多个传输中的初始传输的第一编码率的实施例中，可以将第一参考奇偶校验比特序列确定为初始传输的奇偶校验比特序列。可以基于第一参考奇偶校验比特序列来确定多个传输中的至少一个后续传输的奇偶校验比特序列。下面将参考图6讨论确定后续传输的奇偶校验比特序列的示例过程。

如图6示出了根据本公开的一些实施例的针对后续传输生成奇偶校验比特序列315的示例过程600。

如图所示，在框605处，在初始传输不成功的情况下，针对后续传输确定编码率(称为第二编码率)。例如，在IR-HARQ过程中，可以选择重传的编码率不大于先前传输的编码率以加强有效的接收SNR，即，R_RV0≥R_RV1≥R_RV2.....≥R_RVN。特定编码率可以由网络或系统预定义或调度。

在框610处，基于用于后续传输的第二编码率，对信息比特序列310执行极化编码以生成另一参考奇偶校验比特序列(称为第二参考奇偶校验比特序列)。还可以通过使用TS38.212中定义的集合A，使用等式(2)来执行极化编码，尽管A的其他选择也是可能的。在这一点上，本公开的范围将不受限制。

在框615处，基于第二参考奇偶校验比特序列和参考奇偶校验比特序列(称为第三参考奇偶校验比特序列)来确定冻结比特序列，其中第三参考奇偶校验比特序列是针对紧接在当前传输之前的传输而确定的。第三参考奇偶校验比特序列也可以使用等式(2)来生成。如果当前传输是紧接在初始传输之后的第一重传，则第三参考奇偶校验比特序列是基于初始传输的编码率而生成的第一参考奇偶校验比特序列。

冻结比特序列可以与信息比特序列310和传输次数t(t＞＝1)有关。对于初始传输，传输号t＝0。在一些实施例中，冻结比特序列f_t可以使用下面的等式(3)来确定：

c_RVt(作为第二参考奇偶校验比特序列)和c_RVt-1(作为第三参考奇偶校验比特序列)可以使用等式(2)在v＝φ的情况下计算，其中φ表示零矩阵或空矩阵。c_RVt-1用零填充以强制两个操作数具有相同长度。例如，通过使用v＝φ的等式(2)基于单独的编码率R_RV0≥R_RV1≥R_RV2...≥R_RVN对信息比特序列310进行编码，以获取参考奇偶校验比特序列C_RVt(t＞＝1)。编码可以从要用于多个传输的最高编码率开始。

在框620处，基于冻结比特序列来调整第二参考奇偶校验比特序列以针对当前传输生成奇偶校验比特序列315。例如，当前传输的奇偶校验比特序列315可以被计算为

等效于：

其中

等效于

其中任意向量v设置为合适的向量。

在准备用于传输次数t(0＜＝t＜＝N)的码字(或RVt)时，可以按照c_RV0、c′_RV1、c′_RV2、......、c′_RVN的顺序确定要发送的奇偶校验比特序列315。这样，在特定传输的极化编码之后生成的奇偶校验比特序列315-1被包含在针对稍后传输而生成的奇偶校验比特序列315-2或315-n中。

在将参考编码率确定为将用于整个HARQ过程的最低编码率的实施例中，所有传输的奇偶校验比特序列315基于使用参考编码率而生成的第一参考奇偶校验比特序列来生成。在这种情况下，第一参考奇偶校验比特序列可以用于最后的传输。

例如，对于传输之一，在确定编码率(称为第三编码率)之后，可以基于第三编码率从第一参考奇偶校验比特序列的开始提取第一参考奇偶校验比特序列的子序列。通过利用这种编码规则，针对特定传输而生成的结果奇偶校验比特被固有地包含在要在稍后传输中使用的奇偶校验比特中。

以这种方式，最长的被发送奇偶校验序列c_RVN可以用作生成要在HARQ过程中使用的剩余奇偶校验比特序列c'_RVN-1、……、c'_RV1、c'_RV0的模板。因此，可以跳过其他编码率R_RVN-1、……、R_RV1、R_RV0的编码过程，以进一步减少处理延迟。

在这种情况下，可以将初始编码步骤中的冻结比特序列选择为全零或空向量φ。剩余传输次数t(0<＝t<＝N)的对应冻结比特序列可以通过

来获取，其中c′_RVt-1用零填充以强制具有相同长度的两个操作数。在实际传输期间，要附加到信息比特序列310的尾部的奇偶校验比特的顺序可以颠倒，例如c'_RV0、c'_RV1、c'_RV2、……、c'_RVN。

仍然参考图5，在框515处，通过级联信息比特序列310和相应奇偶校验比特序列315来针对多个传输生成多个编码比特序列305。这样，每个奇偶校验比特序列315被附加到数据有效载荷(或信息比特序列305)的尾部使得每个编码比特序列305具有系统性结构，如图3所示。

在接收方处，可以使用任何合适的合并技术来接收多个RV并且将其合并在一起。解码器可以将合并信号视为常规系统性极化码，而无需进行特殊修改。

就所生成的极化奇偶校验比特是固有的和隐含的IR-HARQ兼容而言，根据本公开的实施例的系统性极化IR-HARQ方案从码域提供灵活的IR-HARQ支持。应当理解，所提出的系统性极化IR-HARQ方案不限于任何特定系统架构，并且可以适用于上行链路(UL)中的物理上行链路共享信道(PUSCH)和下行链路(DL)中的物理下行链路共享信道PDSCH。类似于传统HARQ方案，所提出的IR-HARQ方案依赖于用于追踪RV数的指示符以及用于发送确认(ACK)/否定确认(NACK)消息以标识数据有效载荷的成功接收的反馈信道。UE与gNB之间的信令(这是已知的或将来会开发的)可以适用于所提出的IR-HARQ方案。例如，可以将eMBB信令重新用于所提出的IR-HARQ方案。

特别是在URLLC场景中，与跟踪合并HARQ方案相比，所提出的系统性极化IR-HARQ方案具有更好的性能。在有效载荷轻并且编码率为低到中等(例如，以0.1至0.5的速率传输128比特)的仿真中，比较上述两种HARQ方案的性能。在仿真中，接收方由电池供电，并且处理能力有限，因此列表大小的选择简化为1，即，在解码中使用了通用连续消除算法。为eMBB极化码而设计的速率匹配方案(打孔)被复用。

当比较跟踪合并和IR HARQ方案的性能时，确保有效编码率是相同的。有效编码率定义为在成功解码之前有效载荷大小与传输码字总数之比。例如，假定对于初始传输，总共传输256个编码比特，其中一半是信息比特。因此，对于初始传输，有效率为1/2。对于第一重传(RV1)，假定编码比特数是相同的(256)，合并块(RV0+RV1)将为256+256＝512比特。然后，在第一重传之后的有效率为128/512＝1/4。同样，在第二重传之后，它是128/(3*256)＝1/6。注意，在这样的假定下，对于每个跟踪合并RV，所发送的码字的数目完全相同，而该数目在各个IR-HARQ RV之间变化。

表1中示出了用于系统性极化IR-HARQ和跟踪合并HARQ性能比较的速率分配。

表1

RV#	IR-HARQ	跟踪合并	有效率
				RV0	0.5	0.5	0.5
RV0+RV1	[0.5 0.3333]	[0.4 0.4]	0.2
				RV0+RV1+RV2	[0.5 0.3333 0.25]	[0.3333 0.3333 0.3333]	0.1111

表2中总结了详细的仿真配置。

表2

信道	AWGN信道
		调制	QPSK
速率匹配	TS38.212
		解码算法	连续取消
传输帧	10<sup>6</sup>个帧

图7和图8示出了针对所提出的系统性极化IR-HARQ方案和跟踪合并HARQ方案的Eb/N0对误比特率(BER)以及Eb/N0对误块率(BLER)。在图7和图8中，针对初始传输以及第一重传和第二重传绘制了所提出的系统性极化IR-HARQ方案的BER和BLER性能。可以看出，系统性极化IR-HARQ方案对于每个传输(重传)具有明显更好的性能。所获取的增益约为1dB。

在一些实施例中，一种能够执行方法500的装置可以包括用于执行方法500的相应步骤的部件。该部件可以以任何合适的形式实现。例如，该部件可以在电路系统或软件模块中实现。

在一些实施例中，能够执行方法500的装置包括：用于基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码以生成第一参考奇偶校验比特序列的部件；用于至少部分地基于第一参考奇偶校验比特序列来针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列的部件，其中用于多个传输中的传输的奇偶校验比特序列被包含在用于多个传输中的稍后传输的奇偶校验比特序列中；以及用于通过级联信息比特序列和相应奇偶校验比特序列来针对多个传输生成多个编码比特序列的部件。

在一些实施例中，多个传输可以包括初始传输和至少一个后续传输，并且参考编码率是用于初始传输的第一编码率。

在一些实施例中，用于生成多个奇偶校验比特序列的部件可以包括用于将第一参考奇偶校验比特序列确定为用于初始传输的奇偶校验比特序列的部件。

在一些实施例中，用于生成多个奇偶校验比特序列的部件还可以包括：用于针对至少一个后续传输中的传输确定第二编码率的部件；用于基于第二编码率对信息比特序列执行极化编码以生成第二参考奇偶校验比特序列的部件；用于基于第二参考奇偶校验比特序列和第三参考奇偶校验比特序列来确定冻结比特序列的部件，第三参考奇偶校验比特序列用于多个传输中的、紧接在至少一个后续传输中的传输之前的传输、的；以及用于基于冻结比特序列调整第二参考奇偶校验比特序列以针对至少一个后续传输中的传输生成奇偶校验比特序列的部件。

在一些实施例中，至少一个后续传输中的传输可以紧接在初始传输之后。在这些实施例中，第三参考奇偶校验比特序列可以是第一参考奇偶校验比特序列。

在一些实施例中，参考编码率可以低于预定阈值。例如，可以在整个HARQ过程中使用的最低编码率可以用作参考编码率。

在一些实施例中，用于生成多个奇偶校验比特序列的部件可以包括：用于针对多个传输中的传输确定第三编码率的部件；以及用于基于第三编码率从第一参考奇偶校验比特序列的开始选择第一参考奇偶校验比特序列的子序列作为用于该传输的奇偶校验比特序列的部件。在这种情况下，第一参考奇偶校验比特序列可以用于最后的传输。

图9是适合于实现本公开的实施例的设备900的简化框图。设备900可以在诸如图2所示的网络设备210或终端设备220等发送方处或至少作为其一部分来实现。

如图所示，设备900包括处理器910、耦合到处理器910的存储器920、耦合到处理器910的通信模块930和耦合到通信模块930的通信接口(未示出)。存储器920至少存储程序940。通信模块930用于双向通信。通信接口可以代表通信所必需的任何接口。

假定程序940包括程序指令，该程序指令在由相关联的处理器910执行时使得设备900能够根据本公开的实施例进行操作，如本文中参考图2到图8讨论的。本文中的实施例可以通过由设备900的处理器910可执行的计算机软件，或者通过硬件，或者通过软件和硬件的合并来实现。处理器910可以被配置为实现本公开的各种实施例。

存储器920可以是适合于本地技术网络的任何类型，并且作为非限制性示例，可以使用任何合适的数据存储技术来实现，诸如非暂态计算机可读存储介质、基于半导体的存储器设备、磁性存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。尽管在设备900中仅示出了一个存储器920，但是在设备900中可以存在若干物理上不同的存储器模块。处理器910可以是适合于本地技术网络的任何类型，并且作为非限制性示例，可以包括以下中的一种或多种：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器。设备900可以具有多个处理器，诸如在时间上从属于与主处理器同步的时钟的专用集成电路芯片。

以上参考图2到图8描述的所有操作和特征同样适用于设备900并且具有类似的效果。为了简化的目的，将省略细节。

通常，本公开的各种实施例可以用硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何合并来实现。一些方面可以用硬件来实现，而其他方面可以用可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件来实现。虽然本公开的实施例的各个方面被示出和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应当理解，作为非限制性示例，本文所述的框、装置、系统、技术或方法可以用硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种合并来实现。

本公开还提供了有形地存储在非暂态计算机可读存储介质上的至少一个计算机程序产品。该计算机程序产品包括计算机可执行指令，诸如程序模块中包括的计算机可执行指令，该计算机可执行指令在目标真实或虚拟处理器上的设备中执行以执行上面参考图2-8所述的方法500和过程600。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据结构的例程、程序、库、对象、类、组件、数据类型等。程序模块的功能可以根据各种实施例中的需要而在程序模块之间进行合并或拆分。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质中。

用于执行本公开的方法的程序代码可以用一种或多种编程语言的任何合并来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得这些程序代码在由处理器或控制器执行时引起在流程图和/或框图中指定的功能/操作被实现。程序代码可以完全在机器上执行，部分在机器上执行，作为独立软件包执行，部分在机器上并且部分在远程机器上执行，或者完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，计算机程序代码或相关数据可以由任何合适的载体来携带，以使得设备、装置或处理器能够执行如上所述的各种处理和操作。载体的示例包括信号、计算机可读介质。

计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备、或者其任何合适的合并。计算机可读存储介质的更具体示例包括具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)、光学存储设备、磁存储设备、或其任何合适的合并。

此外，尽管以特定顺序描绘了操作，但是这不应当被理解为要求这样的操作以所示的特定顺序或以连续的顺序执行或者执行所有示出的操作以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。同样，尽管以上讨论中包含若干具体的实现细节，但是这些细节不应当被解释为对本公开的范围的限制，而应当被解释为可以是特定于特定实施例的特征的描述。在独立的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中合并实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施例中或以任何合适的子合并来实现。

尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本公开，但是应当理解，所附权利要求书中定义的本公开不必限于上述特定特征或动作。相反，上述特定特征和动作被公开作为实现权利要求的示例形式。

已经描述了技术的各种实施例。作为上述各项的补充或替代，描述了以下示例。以下任何示例中描述的功能均可以与本文中描述的其他示例一起使用。

Claims (29)

1.一种用于增量冗余混合自动重传请求IR-HARQ传输的设备，包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，包括计算机程序代码；

所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起引起所述设备：

基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码以生成第一参考奇偶校验比特序列；

至少部分地基于所述第一参考奇偶校验比特序列，来针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列，其中用于所述多个传输中的传输的奇偶校验比特序列被包含在用于所述多个传输中的稍后传输的奇偶校验比特序列中；以及

通过级联所述信息比特序列和相应奇偶校验比特序列，来针对所述多个传输生成多个编码比特序列。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个传输包括初始传输和至少一个后续传输，并且所述参考编码率是用于所述初始传输的第一编码率。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述设备被引起如下生成所述多个奇偶校验比特序列：

将所述第一参考奇偶校验比特序列确定为所述初始传输的奇偶校验比特序列。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述设备还被引起如下生成所述多个奇偶校验比特序列：

针对所述至少一个后续传输中的传输确定第二编码率；

基于所述第二编码率对所述信息比特序列执行所述极化编码以生成第二参考奇偶校验比特序列；

基于所述第二参考奇偶校验比特序列和第三参考奇偶校验比特序列来确定冻结比特序列，所述第三参考奇偶校验比特序列用于所述多个传输中的、紧接在所述至少一个后续传输中的所述传输之前的传输；以及

基于所述冻结比特序列调整所述第二参考奇偶校验比特序列以针对所述至少一个后续传输中的所述传输生成奇偶校验比特序列。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述至少一个后续传输中的所述传输紧接在所述初始传输之后，并且所述第三参考奇偶校验比特序列是所述第一参考奇偶校验比特序列。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述参考编码率低于预定阈值。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述设备被引起如下生成所述多个奇偶校验比特序列：

针对所述多个传输中的传输确定第三编码率；以及

基于所述第三编码率从所述第一参考奇偶校验比特序列的开始选择所述第一参考奇偶校验比特序列的子序列作为用于所述传输的奇偶校验比特序列。

8.一种增量冗余混合自动重传请求IR-HARQ传输的方法，包括：

基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码以生成第一参考奇偶校验比特序列；

至少部分地基于所述第一参考奇偶校验比特序列，来针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列，其中用于所述多个传输中的传输的奇偶校验比特序列被包含在用于所述多个传输中的稍后传输的奇偶校验比特序列中；以及

通过级联所述信息比特序列和相应奇偶校验比特序列，来针对所述多个传输生成多个编码比特序列。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多个传输包括初始传输和至少一个后续传输，并且所述参考编码率是用于所述初始传输的第一编码率。

10.根据权利要求9所述的方法，其中生成所述多个奇偶校验比特序列包括：

将所述第一参考奇偶校验比特序列确定为用于所述初始传输的奇偶校验比特序列。

11.根据权利要求10所述的方法，其中生成所述多个奇偶校验比特序列还包括：

针对所述至少一个后续传输中的传输确定第二编码率；

基于所述第二编码率对所述信息比特序列执行所述极化编码以生成第二参考奇偶校验比特序列；

基于所述第二参考奇偶校验比特序列和第三参考奇偶校验比特序列来确定冻结比特序列，所述第三参考奇偶校验比特序列用于所述多个传输中的、紧接在所述至少一个后续传输中的所述传输之前的传输；以及

基于所述冻结比特序列调整所述第二参考奇偶校验比特序列以针对所述至少一个后续传输中的所述传输生成奇偶校验比特序列。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述至少一个后续传输中的所述传输紧接在所述初始传输之后，并且所述第三参考奇偶校验比特序列是所述第一参考奇偶校验比特序列。

13.根据权利要求8所述的方法，其中所述参考编码率低于预定阈值。

14.根据权利要求13所述的方法，其中生成所述多个奇偶校验比特序列包括：

针对所述多个传输中的传输确定第三编码率；以及

基于所述第三编码率从所述第一参考奇偶校验比特序列的开始选择所述第一参考奇偶校验比特序列的子序列作为用于所述传输的奇偶校验比特序列。

15.一种用于增量冗余混合自动重传请求IR-HARQ传输的装置，包括：

用于基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码以生成第一参考奇偶校验比特序列的部件；

用于至少部分地基于所述第一参考奇偶校验比特序列来针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列的部件，其中用于所述多个传输中的传输的奇偶校验比特序列被包含在用于所述多个传输中的稍后传输的奇偶校验比特序列中；以及

用于通过级联所述信息比特序列和相应奇偶校验比特序列来针对所述多个传输生成多个编码比特序列的部件。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述多个传输包括初始传输和至少一个后续传输，并且所述参考编码率是用于所述初始传输的第一编码率。

17.根据权利要求16所述的装置，其中用于生成所述多个奇偶校验比特序列的部件包括：

用于将所述第一参考奇偶校验比特序列确定为用于所述初始传输的奇偶校验比特序列的部件。

18.根据权利要求17所述的装置，其中用于生成所述多个奇偶校验比特序列的所述部件还包括：

用于针对所述至少一个后续传输中的传输确定第二编码率的部件；

用于基于所述第二编码率对所述信息比特序列执行所述极化编码以生成第二参考奇偶校验比特序列的部件；

用于基于所述第二参考奇偶校验比特序列和第三参考奇偶校验比特序列来确定冻结比特序列的部件，所述第三参考奇偶校验比特序列用于所述多个传输中的、紧接在所述至少一个后续传输中的所述传输之前的传输的；以及

用于基于所述冻结比特序列调整所述第二参考奇偶校验比特序列以针对所述至少一个后续传输中的所述传输生成奇偶校验比特序列的部件。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述至少一个后续传输中的所述传输紧接在所述初始传输之后，并且所述第三参考奇偶校验比特序列是所述第一参考奇偶校验比特序列。

20.根据权利要求15所述的装置，其中所述参考编码率低于预定阈值。

21.根据权利要求20所述的装置，其中用于生成所述多个奇偶校验比特序列的所述部件包括：

用于针对所述多个传输中的传输确定第三编码率的部件；以及

用于基于所述第三编码率从所述第一参考奇偶校验比特序列的开始选择所述第一参考奇偶校验比特序列的子序列作为用于所述传输的奇偶校验比特序列的部件。

22.根据权利要求15至21中任一项所述的装置，其中所述部件包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，包括计算机程序代码，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起引起所述装置的执行。

23.一种计算机可读存储介质，包括存储在其上的程序指令，所述指令在由设备的处理器执行时引起所述设备执行动作，所述动作包括：

基于参考编码率对信息比特序列执行极化编码以生成第一参考奇偶校验比特序列；

至少部分地基于所述第一参考奇偶校验比特序列，来针对多个传输生成多个奇偶校验比特序列，其中用于所述多个传输中的传输的奇偶校验比特序列被包含在用于所述多个传输中的稍后传输的奇偶校验比特序列中；以及

通过级联所述信息比特序列和相应奇偶校验比特序列来针对所述多个传输生成多个编码比特序列。

24.根据权利要求23所述的计算机可读存储介质，其中所述多个传输包括初始传输和至少一个后续传输，并且所述参考编码率是用于所述初始传输的第一编码率。

25.根据权利要求24所述的计算机可读存储介质，其中生成所述多个奇偶校验比特序列包括：

将所述第一参考奇偶校验比特序列确定为用于所述初始传输的奇偶校验比特序列。

26.根据权利要求25所述的计算机可读存储介质，其中生成所述多个奇偶校验比特序列还包括：

针对所述至少一个后续传输中的传输确定第二编码率；

基于所述第二编码率对所述信息比特序列执行所述极化编码以生成第二参考奇偶校验比特序列；

基于所述第二参考奇偶校验比特序列和第三参考奇偶校验比特序列来确定冻结比特序列，所述第三参考奇偶校验比特序列用于所述多个传输中的、紧接在所述至少一个后续传输中的所述传输之前的传输；以及

基于所述冻结比特序列调整所述第二参考奇偶校验比特序列以针对所述至少一个后续传输中的所述传输生成奇偶校验比特序列。

27.根据权利要求26所述的计算机可读存储介质，其中所述至少一个后续传输中的所述传输紧接在所述初始传输之后，并且所述第三参考奇偶校验比特序列是所述第一参考奇偶校验比特序列。

28.根据权利要求23所述的计算机可读存储介质，其中所述参考编码率低于预定阈值。

29.根据权利要求28所述的计算机可读存储介质，其中生成所述多个奇偶校验比特序列包括：

针对所述多个传输中的传输确定第三编码率；以及

基于所述第三编码率从所述第一参考奇偶校验比特序列的开始选择所述第一参考奇偶校验比特序列的子序列作为用于所述传输的奇偶校验比特序列。

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