CN114189311B - 5g极化码的自适应ir-harq传输方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种5G极化码的自适应IR‑HARQ传输方法，包括：发送端发送极化编码符号；接收端基于极化编码符号的对数似然比进行译码；当译码结果CRC校验不通过时，接收端至少一次向发送端反馈需要重传的符号位数，以使发送端每次从打孔比特中截取重传符号返回给接收端；接收端到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行译码；如果译码结果的CRC校验通过，完成传输；如果校验不通过，再次向发送端反馈需要重传的符号位数；其中，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，是基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的。本发明将IR‑HARQ与5G极化码结合，降低了通信时延。

Description

5G极化码的自适应IR-HARQ传输方法及系统
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及5G极化码的自适应 IR-HARQ(IncrementalRedundancy-Hybrid Automatic Repeat Request，递增冗余混合自动请求重传)传输方法及系统。
背景技术
HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request，混合自动重传请求)技术是一种将前向纠错编码和自动重传请求相结合而形成的技术。该技术中，接收端在译码失败的情况下，保存接收到的数据，并要求发送端重传数据，接收端将重传的数据和先前接收到的数据进行合并后再解码。在HARQ技术的基础上，IR-HARQ技术可以大大地增加系统的吞吐量，同时降低误帧率，提高通信传输的成功率。因此，若能将IR-HARQ技术与5G中极化(Polar) 码的结合，将使5G移动通信系统的性能得到进一步的提升，具有重要的研究意义。
相关技术中，一篇发表在《IEEE Communications Letters》上的题目为《A hybridARQ scheme based on Polarcodes》、检索号为13875572的论文，公开了一种基于极化码的递增冗余混合自动重传请求方案；该方案中，利用递增冗余混合自动重传请求机制对于新的信息比特进行了重传，并利用了之前次传输的数据；但是，该方法通过计算传输帧的伴随式来确认是否需要重传，运算过程较为复杂，容易导致通信延迟；且该方法在确认需要重传的信息比特的位数时，需要通过穷搜的方式确定需要重传的信息比特的位数，计算量较大，从而导致通信时延较高。因此，如何将IR-HARQ技术与5G中的极化码进行结合，并降低通信时延，进一步提升5G移动通信系统的性能，现有技术还没有切实可行的方案。
发明内容
为了将IR-HARQ技术与5G中极化码的结合，并降低通信时延，进一步提升5G移动通信系统的性能，本发明提供了一种5G极化码的自适应 IR-HARQ传输方法。
本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种5G极化码的自适应IR-HARQ传输方法，包括：
发送端为信源序列级联CRC校验比特，得到消息序列；
发送端通过高斯构造得到所述消息序列对应的编码输入序列，并基于所述编码输入序列和打孔生成矩阵实现极化编码，得到极化编码符号和对应的打孔比特；
发送端向接收端发送所述极化编码符号，以使接收端基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL(CRC-aidedSuccessive Cancellation List，循环冗余校验辅助的逐次抵消列表)译码，得到第一译码结果，并对该第一译码结果进行CRC(CyclicRedundancy Check，循环冗余校验)校验；
当所述第一译码结果的CRC校验通过时，向发送端发送确认符号ACK 完成传输；
当所述第一译码结果的CRC校验不通过时，接收端至少一次向发送端反馈需要重传的符号位数，以使发送端每次从所述打孔比特中截取未被传输过的、最后打孔的符号作为重传符号返回给接收端；
接收端每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，并对该第二译码结果进行CRC校验；如果校验通过，向发送端发送确认符号ACK完成传输；如果校验不通过，在反馈次数未达到上限的情况下，接收端再次向发送端反馈需要重传的符号位数；
其中，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，是基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的。
优选地，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的方式，包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度；根据预设的关于译码可靠度与码率的映射关系，确定当前的译码可靠度对应的当前码率；根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数。
优选地，所述映射关系是预先构建完成的，构建过程包括：
通过在发送端和接收端之间传输多个训练序列，在接收端得到每个训练序列中的符号的对数似然比；其中，所述多个训练序列分别具有不同的码率；
基于每个训练序列中的符号的对数似然比，计算该训练序列的译码可靠度；
根据每个训练序列的译码可靠度与码率的对应关系，得到所述映射关系。
优选地，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度，包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，利用预设的译码可靠度计算公式，计算当前的译码可靠度；
所述译码可靠度计算公式为：
Figure BDA0002680803870000041
其中，γ0代表计算得到的译码可靠度，L(i)[l]代表当前的译码结果中的第i个符号的对数似然比，l代表CA-SCL译码得到当前的译码结果时选择的是第l条译码路径，K代表当前的译码结果的长度。
优选地，接收端根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数，包括：
根据所确定的当前码率和期望码率，利用预设的重传符号位数计算公式，计算本次需要重传的符号位数；
所述重传符号位数计算公式为：
Figure BDA0002680803870000042
其中，Rneed代表期望码率，Rtemp代表所确定的当前码率，S代表需要重传的符号位数。
优选地，接收端基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果，包括：
接收端对收到的极化编码符号进行解调，得到该极化编码符号的对数似然比；基于该极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果。
优选地，接收端每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，包括：
接收端每次收到重传符号时，对收到的重传符号进行解调，得到本次的重传符号的对数似然比；
基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果。
第二方面，本发明提供了一种5G极化码的自适应IR-HARQ传输系统，包括：发送端和接收端；
所述发送端，用于为信源序列级联CRC校验比特，得到消息序列；通过高斯构造得到所述消息序列对应的编码输入序列，并基于所述编码输入序列和打孔生成矩阵实现极化编码，得到极化编码符号和对应的打孔比特；向所述接收端发送所述极化编码符号；
所述接收端，用于基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL 译码，得到第一译码结果，并对该第一译码结果进行CRC校验；当所述第一译码结果的CRC校验通过时，向所述发送端发送确认符号ACK完成传输；
所述接收端，还用于当所述第一译码结果的CRC校验不通过时，至少一次向所述发送端反馈需要重传的符号位数，以使所述发送端每次从所述打孔比特中截取未被传输过的、最后打孔的符号作为重传符号返回给该接收端；
所述接收端，还用于在每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，并对该第二译码结果进行CRC校验；如果校验通过，向所述发送端发送确认符号ACK完成传输；如果校验不通过，在反馈次数未达到上限的情况下，该接收端再次向所述发送端反馈需要重传的符号位数；
其中，所述接收端每次向所述发送端反馈需要重传的符号位数时，是基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的。
优选地，所述接收端每次向所述发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的方式，包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度；根据预设的译码可靠度与码率的映射关系，确定当前的译码可靠度对应的当前码率；根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数。
优选地，所述映射关系是预先构建完成的，构建过程包括：
通过在发送端和接收端之间传输多个训练序列，在接收端得到每个训练序列中的符号的对数似然比；其中，所述多个训练序列分别具有不同的码率；
基于每个训练序列中的符号的对数似然比，计算该训练序列的译码可靠度；
根据每个训练序列的译码可靠度与码率的对应关系，得到所述映射关系。
优选地，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度，包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，利用预设的译码可靠度计算公式，计算当前的译码可靠度；
所述译码可靠度计算公式为：
Figure BDA0002680803870000061
其中，γ0代表计算得到的译码可靠度，L(i)[l]代表当前的译码结果中的第i个符号的对数似然比，l代表CA-SCL译码得到当前的译码结果时选择的是第l条译码路径，K代表当前的译码结果的长度。
优选地，接收端根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数，包括：
根据所确定的当前码率和期望码率，利用预设的重传符号位数计算公式，计算本次需要重传的符号位数；
所述重传符号位数计算公式为：
Figure BDA0002680803870000071
其中，Rneed代表期望码率，Rtemp代表所确定的当前码率，S代表需要重传的符号位数。
优选地，接收端基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果，包括：
接收端对收到的极化编码符号进行解调，得到该极化编码符号的对数似然比；基于该极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果。
优选地，接收端每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，包括：
接收端每次收到重传符号时，对收到的重传符号进行解调，得到本次的重传符号的对数似然比；
基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果。
本发明提供的5G极化码的自适应IR-HARQ传输方法中，通过至少一次的信号传输实现自适应IR-HARQ传输；在每次传输中，接收端基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到译码结果；如果该译码结果的CRC校验不通过，则基于该译码结果计算所需重传的符号位数；这样，与现有的穷搜方式相比，可以降低运算量，降低通信时延，从而可以进一步提升5G移动通信系统的性能。
并且，本发明通过CRC校验的方式确定是否需要重传的实现方式，与现有技术通过计算伴随式确定是否需要重传的实现方式相比，运算量更低，从而可以进一步降低通信时延。
以下将结合附图及对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种5G极化码的自适应IR-HARQ传输方法的流程示意图；
图2是图1所示方法中发送端向接收端发送5G极化码的发送过程示意图；
图3示例性的示出了本发明实施例的通信原理框图；
图4是本发明与现有IR-HARQ传输方法的吞吐量仿真对比示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
为了将IR-HARQ技术与5G中极化码的结合，并降低通信时延，进一步提升5G移动通信系统的性能，本发明实施例提供了一种5G极化码的自适应 IR-HARQ传输方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S10：发送端为信源序列级联CRC校验比特，得到消息序列。
这里，为信源序列级联的CRC校验比特，主要用于接收端进行译码时的译码路径的选择和译码结果正确与否的判决。
S20：发送端通过高斯构造得到消息序列对应的编码输入序列，并基于编码输入序列和打孔生成矩阵实现极化编码，得到极化编码符号和对应的打孔比特。
具体的，首先对大小为N0×N0极化码的原生成矩阵进行打孔得到大小为N0×M的打孔生成矩阵，通过对打孔生成矩阵进行高斯构造，得到M个比特信道的可靠度，将消息序列映射到最可靠的K个比特信道上，剩余的S 个比特信道作为冻结比特的比特信道，得到编码器输入序列。然后，利用编码器输入序列和打孔生成矩阵实现极化编码，得到码长为M的极化编码符号和对应的长度为F＝N0-M的打孔比特；其中，码长为M的极化编码符号包括长度为K的信息比特和长度为S的冻结比特，此时发送端可以将这F 个打孔比特存入缓存器中作为后续传输的冻结比特备用。
S30：发送端向接收端发送极化编码符号，以使接收端基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果，并对该第一译码结果进行CRC校验；当该第一译码结果的CRC校验通过时，向发送端发送确认符号ACK完成传输。
具体的，接收端对收到的极化编码符号进行解调，得到该极化编码符号的对数似然比；然后，接收端基于该极化编码符号的对数似然比进行 CA-SCL译码，得到第一译码结果。如果该第一译码结果的CRC校验结果为通过，则向发送端发送确认符号ACK完成传输，否则，转入步骤S40。
S40：当第一译码结果的CRC校验不通过时，接收端至少一次向发送端反馈需要重传的符号位数，以使发送端每次从打孔比特中截取未被传输过的、最后打孔的符号作为重传符号返回给该接收端。
其中，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，是基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的。具体的，接收端第一次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于第一译码结果的译码可靠度计算第一次需要重传的符号位数；而对于接收端非第一次向发送端反馈需要重传的符号位数时，则基于该次重新译码后的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数。
可以理解的是，发送端每次从打孔比特中截取未被传输过的、最后打孔的符号作为重传符号，是指从未被传输过的符号中截取最后打孔的符号。
S50：接收端每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，并对该第二译码结果进行CRC校验；如果校验通过，向发送端发送确认符号ACK完成传输；如果校验不通过，在反馈次数未达到上限的情况下，接收端再次向发送端反馈需要重传的符号位数。
该步骤中，接收端每次收到重传符号时，首先对本次收到的重传比特进行解调，得到本次的重传比特的对数似然比；然后，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果。相应的，此时如果接收端需要向发送端反馈所需重传的符号位数，则基于该第二译码结果的译码可靠度进行计算。也就是说，步骤S30中，对于接收端每次非第一次向发送端反馈需要重传的符号位数时，是基于该次得到的第二译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的。
可以理解的是，随着重传次数的增加，接收端收到的符号位数越来越多，相应计算出的译码可靠度越来越高，随之计算出的所需要重传的符号位数也可如图2所示的越来越少。
基于上述实施例可见，与现有的穷搜方式确定重传符号位数的方式相比，本发明实施例可以降低运算量，降低通信时延，从而可以进一步提升 5G移动通信系统的性能。并且，本发明实施例通过CRC校验的方式确定是否需要重传的实现方式，与现有技术通过计算伴随式确定是否需要重传的实现方式相比，运算量更低，从而可以进一步降低通信时延。
本发明实施例中，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的方式，可以包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度；根据预设的关于译码可靠度与码率的映射关系，确定当前的译码可靠度对应的当前码率；根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数。
其中，预设的映射关系是预先构建的，具体的构建过程参见如下：
(1)通过在发送端和接收端之间传输多个训练序列，在接收端得到每个训练序列中的符号的对数似然比；其中，这些训练序列分别具有不同的码率；
(2)基于每个训练序列中的符号的对数似然比，计算该训练序列的译码可靠度；
(3)根据每个训练序列的译码可靠度与码率的对应关系，得到上述的映射关系。
可以理解的是，通过预先构建译码可靠度与码率的映射关系，可以使得接收端基于每次的译码结果计算出当前的译码可靠度时，能够立即确定当前的译码可靠度对应的当前码率，从而根据所确定的当前码率和期望码率，快速计算出需要重传的符号位数返回给发送端，计算效率较高。
其中，接收端基于每次的译码结果，计算当前的译码可靠度，主要是利用一个预设的译码可靠度计算公式来计算的，该译码可靠度计算公式为：
Figure BDA0002680803870000121
这里，该译码可靠度计算公式中，γ0代表计算得到的译码可靠度，L(i)[l] 代表接收端每次的译码结果的第i个符号的对数似然比，l代表CA-SCL译码得到该译码结果时选择的是第l条译码路径，K代表该译码结果的长度。
另外，接收端根据所确定的当前码率和期望码率，计算需要重传的符号位数返回给发送端，主要是利用一个预设的重传符号位数计算公式来计算的；该重传符号位数计算公式为：
Figure BDA0002680803870000122
其中，Rneed代表期望码率，Rtemp代表所确定的当前码率，S代表需要重传的符号位数。
为了方案更为清楚，下面以一个三次重传的实施例为例，对本发明实施例提供的5G极化码的自适应IR-HARQ传输过程进行进一步的详细说明。该传输过程具体可以包括：
S301：发送端为信源序列级联24位的CRC校验比特，得到长度为1024 的消息序列。
S302：发送端通过高斯构造得到消息序列对应的编码输入序列，并基于该编码输入序列和打孔生成矩阵实现极化编码，得到长度为1862的极化编码符号和对应的长度为2234的打孔比特；其中，该极化编码符号包括长度为1024的信息比特和长度为838的冻结比特。
S303：发送端首次将长度为1862的极化编码符号发送至接收端。
S304：接收端对收到的极化编码符号进行解调，得到该极化编码符号的对数似然比，并将该极化编码符号的对数似然比送入CA-SCL译码器进行译码，得到第一译码结果。
S305：接收端对该第一译码结果进行CRC校验，并判断CRC校验结果是否为0；如果为0，校验成功，向发送端发送ACK完成传输；如果不为0，则校验失败，转入步骤S306，开启第一次重传。
S306：接收端根据步骤S304中得到的第一译码结果计算当前的译码可靠度γ1；根据预设的关于译码可靠度与码率的映射关系，确定当前的译码可靠度γ1对应的当前码率Rtem1；根据所确定的当前码率Rtem1和期望码率Rneed，计算第一次重传的符号位数S1发给发送端。
S307：发送端收到S1，从838位的打孔比特中截取在后打孔的S1位符号作为重传符号返回给接收端。
S308：接收端收到S1位重传符号，对这S1位重传符号进行解调，得到这 S1位重传符号的对数似然比；将已收到的极化编码符号的对数似然比和这 S1位重传符号的对数似然比送入CA-SCL译码器进行译码，得到新的第二译码结果。
S309：接收端对步骤S308中得到的第二译码结果进行CRC校验；如果校验通过，向发送端发送ACK完成传输；如果校验不通过，转入步骤S310，开启第二次重传。
S310：接收端根据步骤S308中得到的第二译码结果计算当前的译码可靠度γ2；根据上述的映射关系，确定当前的译码可靠度γ2对应的当前码率 Rtemp2；根据所确定的当前码率Rtem2和期望码率Rneed，计算第二次重传的符号位数S2发给发送端。
S311：发送端收到S2，从剩余的838-S1位的打孔比特中截取在后打孔的S2位符号作为重传符号返回给接收端。
S312：接收端收到S2位重传符号，对这S2位重传符号进行解调，得到这S2位重传符号的对数似然比，并将已收到的极化编码符号的对数似然比、S1位重传符号的对数似然比，以及新收到的S2位重传符号的对数似然比送入CA-SCL译码器进行译码，得到又一个新的第二译码结果。
S313：接收端对步骤S312中得到的第二译码结果进行CRC校验；如果校验通过，向发送端发送ACK完成传输；如果校验不通过，转入步骤 S314，开启第三次重传。
S314：接收端根据步骤S312中得到的第二译码结果计算当前的译码可靠度γ3；根据上述的映射关系，确定当前的译码可靠度γ3对应的当前码率Rtemp3；根据所确定的当前码率Rtem3和期望码率Rneed，计算第三次重传的符号位数S3发给发送端。
S315：发送端收到S3，从剩余的838-S1-S2位的打孔比特中截取在后打孔的S3位符号作为重传符号返回给接收端。
S316：接收端收到S3位重传符号，对这S3位重传符号进行解调，得到这S3位重传符号的对数似然比，并将已收到的极化编码符号的对数似然比、S1位重传符号的对数似然比、S2位重传符号的对数似然比，以及新收到的S3位重传符号的对数似然比送入CA-SCL译码器进行译码，得到再一个新的第二译码结果。
S317：接收端对步骤S316中得到的第二译码结果进行CRC校验；如果校验通过，向发送端发送ACK完成传输；如果校验不通过，传输失败，作丢包处理。
图3示例性地示出了本发明实施例的通信原理框图。其中，CRC编码器和Polar编码器主要用于发送端中生成极化编码符号和对应的打孔比特；缓存器用于缓存打孔比特；调制器用于发送端向接收端发送极化编码符号时的信道调制，解调器用于接收端接收极化编码符号和重传比特的信道解调；CRC译码器和Polar译码器主要用于接收端的译码和CRC校验；重传判决器主要用于接收端判断CRC校验结果是否为0、计算所需重传的符号位数S；HARQ控制器主要用于发送端根据收到的所需重传的符号位数从缓存器中截取重传比特。
图4是本发明与现有IR-HARQ传输方法的吞吐量仿真对比示意图；其中，横轴表示传输信道的信噪比SNR，纵轴表示每次传输的吞吐量。实线表示本发明传输方案的吞吐量曲线，两条虚线分别表示现有IR-HARQ传输方案和CC-HARQ(Chase Combine-HybridAutomatic Repeat Request，软合并混合自动请求重传)方案的吞吐量曲线；图4中，最上方的曲线表示香农理论限，从图4中可以看到，在低信噪比且相同译码算法下，本发明的传输方案比现有方案高出0.4dB的增益，且在CA-SCL译码算法下，本发明距离香农理论只有0.5dB的距离。
相应于上述的一种5G极化码的自适应IR-HARQ传输方法，本发明实施例还提供了一种5G极化码的自适应IR-HARQ传输系统，该系统包括发送端和接收端。
其中，发送端，用于为信源序列级联CRC校验比特，得到消息序列；通过高斯构造得到消息序列对应的编码输入序列，并基于编码输入序列和打孔生成矩阵实现极化编码，得到极化编码符号和对应的打孔比特；向接收端发送极化编码符号。
接收端，用于基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果，并对该第一译码结果进行CRC校验；当第一译码结果的CRC校验通过时，向发送端发送确认符号ACK完成传输。
接收端，还用于当第一译码结果的CRC校验不通过时，至少一次向发送端反馈需要重传的符号位数，以使发送端每次从打孔比特中截取未被传输过的、最后打孔的符号作为重传符号返回给该接收端。
接收端，还用于在每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，并对该第二译码结果进行 CRC校验；如果校验通过，向发送端发送确认符号ACK完成传输；如果校验不通过，在反馈次数未达到上限的情况下，该接收端再次向发送端反馈需要重传的符号位数。
其中，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，是基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的。
优选地，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的方式，包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度；根据预设的译码可靠度与码率的映射关系，确定当前的译码可靠度对应的当前码率；根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数。
优选地，上述的映射关系是预先构建完成的，构建过程包括：
通过在发送端和接收端之间传输多个训练序列，在接收端得到每个训练序列中的符号的对数似然比；其中，多个训练序列分别具有不同的码率；
基于每个训练序列中的符号的对数似然比，计算该训练序列的译码可靠度；
根据每个训练序列的译码可靠度与码率的对应关系，得到映射关系。
优选地，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度，包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，利用预设的译码可靠度计算公式，计算当前的译码可靠度；
所述译码可靠度计算公式为：
Figure BDA0002680803870000171
其中，γ0代表计算得到的译码可靠度，L(i)[l]代表当前的译码结果中的第i个符号的对数似然比，l代表CA-SCL译码得到当前的译码结果时选择的是第l条译码路径，K代表当前的译码结果的长度。
优选地，接收端根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数，包括：
根据所确定的当前码率和期望码率，利用预设的重传符号位数计算公式，计算本次需要重传的符号位数；
所述重传符号位数计算公式为：
Figure BDA0002680803870000172
其中，Rneed代表期望码率，Rtemp代表所确定的当前码率，S代表需要重传的符号位数。
优选地，接收端基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果，包括：
接收端对收到的极化编码符号进行解调，得到该极化编码符号的对数似然比；基于该极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果。
优选地，接收端每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，包括：
接收端每次收到重传符号时，对收到的重传符号进行解调，得到本次的重传符号的对数似然比；
基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果。
需要说明的是，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种5G极化码的自适应IR-HARQ传输方法，其特征在于，包括：
发送端为信源序列级联CRC校验比特，得到消息序列；
发送端通过高斯构造得到所述消息序列对应的编码输入序列，并基于所述编码输入序列和打孔生成矩阵实现极化编码，得到极化编码符号和对应的打孔比特；
发送端向接收端发送所述极化编码符号，以使接收端基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果，并对该第一译码结果进行CRC校验；
当所述第一译码结果的CRC校验通过时，向发送端发送确认符号ACK完成传输；
当所述第一译码结果的CRC校验不通过时，接收端至少一次向发送端反馈需要重传的符号位数，以使发送端每次从所述打孔比特中截取未被传输过的、最后打孔的符号作为重传符号返回给接收端；
接收端每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，并对该第二译码结果进行CRC校验；如果校验通过，向发送端发送确认符号ACK完成传输；如果校验不通过，在反馈次数未达到上限的情况下，接收端再次向发送端反馈需要重传的符号位数；
其中，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，是基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的；
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的方式，包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度；根据预设的关于译码可靠度与码率的映射关系，确定当前的译码可靠度对应的当前码率；根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射关系是预先构建完成的，构建过程包括：
通过在发送端和接收端之间传输多个训练序列，在接收端得到每个训练序列中的符号的对数似然比；其中，所述多个训练序列分别具有不同的码率；
基于每个训练序列中的符号的对数似然比，计算该训练序列的译码可靠度；
根据每个训练序列的译码可靠度与码率的对应关系，得到所述映射关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度，包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，利用预设的译码可靠度计算公式，计算当前的译码可靠度；
所述译码可靠度计算公式为：
Figure FDA0003800957010000021
其中，γ0代表计算得到的译码可靠度，L(i)[l]代表当前的译码结果中的第i个符号的对数似然比，l代表CA-SCL译码得到当前的译码结果时选择的是第l条译码路径，K代表当前的译码结果的长度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，接收端根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数，包括：
根据所确定的当前码率和期望码率，利用预设的重传符号位数计算公式，计算本次需要重传的符号位数；
所述重传符号位数计算公式为：
Figure FDA0003800957010000031
其中，Rneed代表期望码率，Rtemp代表所确定的当前码率，S代表需要重传的符号位数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收端基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果，包括：
接收端对收到的极化编码符号进行解调，得到该极化编码符号的对数似然比；基于该极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，接收端每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，包括：
接收端每次收到重传符号时，对收到的重传符号进行解调，得到本次的重传符号的对数似然比；
基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果。
7.一种5G极化码的自适应IR-HARQ传输系统，其特征在于，包括：发送端和接收端；
所述发送端，用于为信源序列级联CRC校验比特，得到消息序列；通过高斯构造得到所述消息序列对应的编码输入序列，并基于所述编码输入序列和打孔生成矩阵实现极化编码，得到极化编码符号和对应的打孔比特；向所述接收端发送所述极化编码符号；
所述接收端，用于基于收到的极化编码符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第一译码结果，并对该第一译码结果进行CRC校验；当所述第一译码结果的CRC校验通过时，向所述发送端发送确认符号ACK完成传输；
所述接收端，还用于当所述第一译码结果的CRC校验不通过时，至少一次向所述发送端反馈需要重传的符号位数，以使所述发送端每次从所述打孔比特中截取未被传输过的、最后打孔的符号作为重传符号返回给该接收端；
所述接收端，还用于在每次收到重传符号时，基于已收到的所有符号的对数似然比进行CA-SCL译码，得到第二译码结果，并对该第二译码结果进行CRC校验；如果校验通过，向所述发送端发送确认符号ACK完成传输；如果校验不通过，在反馈次数未达到上限的情况下，该接收端再次向所述发送端反馈需要重传的符号位数；
其中，所述接收端每次向所述发送端反馈需要重传的符号位数时，是基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的；
所述接收端每次向所述发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果的译码可靠度计算本次需要重传的符号位数的方式，包括：
接收端每次向发送端反馈需要重传的符号位数时，基于当前的译码结果，计算当前的译码可靠度；根据预设的译码可靠度与码率的映射关系，确定当前的译码可靠度对应的当前码率；根据所确定的当前码率和期望码率，计算本次需要重传的符号位数。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述映射关系是预先构建完成的，构建过程包括：
通过在发送端和接收端之间传输多个训练序列，在接收端得到每个训练序列中的符号的对数似然比；其中，所述多个训练序列分别具有不同的码率；
基于每个训练序列中的符号的对数似然比，计算该训练序列的译码可靠度；
根据每个训练序列的译码可靠度与码率的对应关系，得到所述映射关系。
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