CN114337683A - 用于极化码的编码及译码方法、装置以及系统、介质 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种用于极化码的编码及译码方法、装置以及信息传输系统、存储介质，涉及通信技术领域，其中编码方法包括：依次获取对长度为N的每组待编码码元进行极化码编码后生成的一组编码码字；其中，N为2的整次幂；获取当前生成的一组编码码字在译码码树中的路径信息，将路径信息作为下一组编码码字的检验码；对包含此校验码的下一组待编码信息码元和冻结码元序列进行极化码编码，获取与下一组待编码码元相对应的下一组编码码字。本公开的编码及译码方法、装置以及信息传输系统、存储介质，通过利用前馈路径信息作为校验码辅助SCL译码，能够提高SCL译码性能。
Description
技术领域
本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于极化码的编码及译码方法、装置以及信息传输系统、存储介质。
背景技术
在对称二进制信道下，极化码((Polar)码)被证明容量可达香农极限。信道极化方法因信道类型不同而异，BEC(二进制擦除信道，Binary Erasure Channel)信道具有最简单的极化方法，BSC(Binary Symmetric Channel，二进制对称信道)信道的极化较复杂，高斯信道采用自启发式方法、密度演进极化方法和高斯近似法。Polar码的译码方案主要包括串行抵消(Successive Cancellation，SC)译码算法和串行抵消列表(SuccessiveCancellation List，SCL)译码算法两种。SCL算法使用CRC等进行辅助译码以提高译码性能。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种用于提高SCL译码性能的编码及译码方法、装置以及信息传输系统、存储介质。
根据本公开的第一方面，提供一种用于极化码的编码方法，包括：依次获取对长度为N的每组待编码码元进行极化码编码后生成的一组编码码字；其中，N为2的整次幂；获取当前生成的一组编码码字在译码码树中的路径信息，将所述路径信息作为下一组编码码字的检验码；对包含此校验码的下一组待编码信息码元和冻结码元序列进行极化码编码，获取与所述下一组待编码码元相对应的下一组编码码字。
可选地，获取预设的二进制码元序列，作为与第一组待编码信息码元相对应的初始校验码；其中，初始校验码的长度大于所述校验码的长度；对包含所述初始校验码的所述第一组待编码信息码元和所述冻结码元序列进行极化码编码，获取与所述第一组待编码元相对应的第一组编码码字。
可选地，当对最后一组待编码信息码元进行编码时，不生成所述校验码；对包含倒数第二组编码码字在译码码树中的路径信息的最后一组待编码信息码元和冻结码元序列进行极化码编码，获得最后一组编码码字，编码结束。
可选地，所述获取当前生成的一组编码码字在译码码树中的路径信息包括：在所述译码码树中获取与所述当前生成的一组编码码字相对应的路径；获取与此路径中的最后n位信息码元节点相对应的似然比、转移概率比值或出现概率比值，根据所述似然比、所述转移概率比值或所述出现概率比值计算所述路径信息。
可选地，根据所述似然比计算所述路径信息包括：在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的信息码元节点开始，获取n位信息码元节点的n个似然比；其中，基于预设的保留位数处理规则对所述似然比进行处理；设置似然比区间，如果所述似然比位于所述似然比区间内，则保留此似然比；如果所述似然比小于或等于所述似然比区间的区间下限值，则将此似然比设置为所述似然比下限值，如果所述似然比大于或等于所述似然比区间的区间上限值，则将此似然比设置为所述区间上限值；分别对n个似然比进行编码处理，获得n个编码信息；将所述n个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
可选地，所述根据所述转移概率比值计算所述路径信息包括：在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据转移概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的转移概率的比值，获得n-1个比值；其中，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理；设置比值区间，如果所述比值位于所述比值区间内，则保留此比值；如果所述比值小于或等于所述比值区间的区间下限值，则将此比值设置为所述区间下限值，如果所述比值大于或等于所述比值区间的区间上限值，则将此比值设置为所述区间上限值；分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息；将所述n-1个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
可选地，所述根据所述出现概率比值计算所述路径信息包括：在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据出现概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的出现概率的比值，获得n-1个比值；其中，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理；设置比值区间，如果所述比值位于所述比值区间内，则保留此比值；如果所述比值小于或等于所述比值区间的区间下限值，则将此比值设置为所述区间下限值，如果所述比值大于或等于所述比值区间的区间上限值，则将此比值设置为所述区间上限值；分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息；将所述n-1个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
根据本公开的第二方面，提供一种用于极化码的译码方法，包括：依次对编码端发送的各组编码码字进行SCL译码，在译码码树中获得与当前组编码码字相对应的多条备选路径；在上一组编码码字的译码结果中，获取与所述当前组编码码字相对应的检验码；其中，所述校验码为所述上一组编码码字在译码码树中的路径信息；基于与当前组编码码字相对应的多条备选路径，获取与当前组编码码字相对应的多个备选译码结果；在多个备选译码结果中确定包含有所述校验码的备选译码结果，将与此备选译码结果相对应的备选路径作为所述当前组编码码字的译码路径。
可选地，对所述编码端发送的第一组编码字进行SCL译码，在译码码树中获得与第一组编码字相对应的多条备选路径；基于与第一组编码字相对应的多条备选路径，获取与第一组编码字相对应的多个备选译码结果；在多个备选译码结果中确定包含有预设的初始校验码的备选译码结果，将与此备选译码结果相对应的备选路径作为所述第一组编码码字的译码路径；生成所述第一组编码码字的译码路径的路径信息，作为第二组编码码字译码时的校验码。
可选地，当所述当前组编码码字为最后一组编码码字时，在倒数第二组编码码字的译码结果中，获取与所述最后一组编码码字相对应的检验码；其中，此校验码为所述倒数第二组编码码字在译码码树中的路径信息；基于与最后一组编码码字相对应的多条备选路径，获取与最后一组编码码字相对应的多个备选译码结果；在多个备选译码结果中确定包含有此校验码的备选译码结果，将与此备选译码结果相对应的备选路径作为所述最后一组编码码字的译码路径，译码结束。
可选地，所述生成所述第一组编码码字的译码路径的路径信息包括：获取与所述第一组编码码字的译码路径中的最后n位信息码元节点相对应的似然比、转移概率比值或出现概率比值，根据所述似然比、所述转移概率比值或所述出现概率比值计算所述路径信息。
可选地，根据所述似然比计算所述路径信息包括：在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的信息码元节点开始，获取n位信息码元节点的n个似然比；其中，基于预设的保留位数处理规则对所述似然比进行处理；设置似然比区间，如果所述似然比位于所述似然比区间内，则保留此似然比；如果所述似然比小于或等于所述似然比区间的区间下限值，则将此似然比设置为所述似然比下限值，如果所述似然比大于或等于所述似然比区间的区间上限值，则将此似然比设置为所述区间上限值；分别对n个似然比进行编码处理，获得n个编码信息；将所述n个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
可选地，所述根据所述转移概率比值计算所述路径信息包括：在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据转移概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的转移概率的比值，获得n-1个比值；其中，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理；设置比值区间，如果所述比值位于所述比值区间内，则保留此比值；如果所述比值小于或等于所述比值区间的区间下限值，则将此比值设置为所述区间下限值，如果所述比值大于或等于所述比值区间的区间上限值，则将此比值设置为所述区间上限值；分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息；将所述n-1个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
可选地，所述根据所述出现概率比值计算所述路径信息包括：在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据出现概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的出现概率的比值，获得n-1个比值；其中，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理；设置比值区间，如果所述比值位于所述比值区间内，则保留此比值；如果所述比值小于或等于所述比值区间的区间下限值，则将此比值设置为所述区间下限值，如果所述比值大于或等于所述比值区间的区间上限值，则将此比值设置为所述区间上限值；分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息；将所述n-1个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
可选地，如果在多个备选译码结果中没有包含有所述校验码的备选译码结果，则选择出现概率最大的备选路径作为译码路径，或者停止译码。
可选地，使用预设的校验方法对所述校验码进行校验；其中，利用奇偶或者循环冗余校验码对所述校验码进行校验。
根据本公开的第三方面，提供一种用于极化码的编码装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的方法。
根据本公开的第四方面，提供一种用于极化码的译码装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的方法。
根据本公开的第五方面，提供一种信息传输系统，包括：信息发送端，包括如上所述的用于极化码的编码装置；信息接收端，包括如上所述的用于极化码的译码装置。
可选地，进行信息发送和信息接收的信道包括：BEC信道、BSC信道和高斯信道。
根据本公开的第六方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行如上所述的方法。
本公开的用于极化码的编码及译码方法、装置以及信息传输系统、存储介质，将编码码字在译码码树中的路径信息作为校验码，将校验码和信息码元一起进行极化码编码，并利用译码获得的校验码与译码时获得的备选码字的路径信息进行比较，用以选出正确的译码路径，提高了SCL译码性能。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本公开的用于极化码的编码方法的一个实施例的流程示意图；
图2为根据本公开的用于极化码的编码方法的一个实施例中的计算路径信息的流程示意图；
图3为极化码的译码结构的示意图；
图4为根据本公开的用于极化码的编码方法的一个实施例的编码示意图；
图5为根据本公开的用于极化码的译码方法的一个实施例的流程示意图；
图6为根据本公开的用于极化码的译码方法的一个实施例的译码示意图；
图7为根据本公开的用于极化码的编码装置的一个实施例的模块示意图；
图8为根据本公开的用于极化码的译码装置的一个实施例的模块示意图；
图9为根据本公开的信息传输系统的一个实施例的模块示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本公开进行更全面的描述，其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。下面结合各个图和实施例对本公开的技术方案进行多方面的描述。
Polar码的极化码编码公式为：
x1 N＝u1 N GN (1-1)；
其中，u1 N为原始码元序列，x1 N为编码后的码元序列，GN为生成矩阵，码长为N＝2n，n≥0。
极化码编码公式还可以为：
其中，GN(λ)是从矩阵GN中选出的由集合λ中的索引对应的行组成的子矩阵，与所选择的用来传输信息码元的信道编码相对应。GN(λc)从矩阵GN中选出的由集合λc中的索引对应的行所组成的子矩阵；编码时λ和uλ c是固定的，uλ c一般全设置为0。信息码元序列uλ作为自由变量，随着uλ的改变就可以得到从uλ到x1 N的编码。
校验码辅助的极化码编码公式为：
其中，uλ cc为校验码码元序列,占用非冻结码元位置。
Polar码译算法包括SC译码算法和SCL译码算法。SC译码算法在译码时，根据物理信道参数和似然比(Likelihood Ratio，LR)值计算第一码元的出现概率，似然比值为根据现有的SC译码算法计算的转移概率的比值，比值为似然数。将出现概率大的路径作为第一码元译码结果，然后根据第一码元的出现概率和似然比值计算第二码元的出现概率，将出现概率大的路径作为第二码元译码结果，以此类推，直到完成码字的译码。SCL译码算法将出现概率最大的L条路径作为备选路径，在完成码字的译码后选择出现概率最大的路径为译码结果。
图1为根据本公开的用于极化码的编码方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示：
步骤101，依次获取对长度为N的每组待编码码元进行极化码编码后生成的一组编码码字；其中，N为2的整次幂。
步骤102，获取当前生成的一组编码码字在译码码树中的路径信息，将路径信息作为下一组编码码字的检验码。
步骤103，对包含此校验码的下一组待编码信息码元和冻结码元序列进行极化码编码，获取与下一组待编码码元相对应的下一组编码码字。
获取预设的二进制码元序列，作为与第一组待编码信息码元相对应的初始校验码；其中，初始校验码的长度大于校验码的长度。对包含初始校验码的第一组待编码信息码元和冻结码元序列进行极化码编码，获取与第一组待编码元相对应的第一组编码码字。
图2为根据本公开的用于极化码的编码方法的一个实施例中的计算路径信息的流程示意图，如图2所示：
步骤201，在译码码树中获取与当前生成的一组编码码字相对应的路径。
步骤202，获取与此路径中的最后n位信息码元节点相对应的似然比、转移概率比值或出现概率比值，根据似然比、转移概率比值或出现概率比值计算路径信息。
可以使用多种方法根据转移概率计算路径信息。在最后n位信息码元节点中，从最低一层的信息码元节点开始，获取n位信息码元节点的n个似然比，可以使用现有的方法计算似然比。n为大于2的自然数，例如为3、4、5等。
基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理。保留位数处理规则可以有多种，例如，当似然比大于等于0.1并小于1时，保留小数点后两位；当似然比大于等于1并小于等于10时，保留小数点后一位。
在一个实施例中，如图3所示，似然比在数值上可以为LR8,1＝0.03/0.02＝1.5，LR8,2＝0.10/0.05＝2，LR8,3＝0.07/0.03＝2.333333，LR8,4＝0.20/0.05＝4，LR8,5＝0.10/0.02＝5，LR8,6＝0.01/0.02＝0.5，LR8,7＝0.18/0.02＝9，LR8,8＝0.04/0.01＝5。
设置似然比区间，如果似然比位于似然比区间内，则保留此似然比。如果似然比小于或等于似然比区间的区间下限值，则将此似然比设置为似然比下限值，如果似然比大于或等于似然比区间的区间上限值，则将此似然比设置为区间上限值。
出现概率为如图3中的节点下的概率，例如译码码树中最低一层的、最左侧的两个节点的出现概率为0.03，0.02。在译码码树中获取与当前生成的一组编码码字00001010相对应的路径(图3中位于左侧的、节点为实心的路径)。在此路径的最后3位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，最后3位信息码元节点似然比分别为：LR8,4＝4，LR7,2＝0.4，LR5,1＝0.714286。
似然比区间可以为0.10-9.9，如果似然比位于0.10-9.9内，则保留此似然比。如果似然比小于或等于似然比区间的区间下限值0.10，则将此似然比设置为0.10，如果似然比大于或等于似然比区间的区间上限值，则将此似然比设置为区间上限值9.9。分别对n个似然比进行编码处理，获得n个编码信息；将n个编码信息进行拼接，生成路径信息。
编码信息可以为二进制编码信息等。可以使用多种二进制编码方法，例如，当似然比在0.10<＝比值<0.99时，以似然比去掉小数点后的两位数为真值，进行二进制编码，以1为前缀。例如，似然比为0.21，将0.21去掉小数点后的两位数为21，21的二进制编码为0010101，0.21的二进制编码为10010101。
当似然比在1.0<＝比值<＝9.9时，以去掉小数点后的两位数为真值进行二进制编码，以0为前缀。例如，似然比为2.1，将2.1去掉小数点后的两位数为21，21的二进制编码为0010101，0.21的二进制编码为00010101。
在一个实施例中，似然比为
其中，LR为似然比，W(y|0)为译码为0的转移概率，W(y|1)为译码为1的转移概率。
在最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据转移概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的转移概率的比值，获得n-1个比值，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理。例如，当此比值大于等于0.1并小于1时，保留小数点后两位；当此比值大于等于1并小于等于10时，保留小数点后一位。
设置比值区间，如果比值位于比值区间内，则保留此比值；如果比值小于或等于比值区间的区间下限值，则将此比值设置为区间下限值，如果比值大于或等于比值区间的区间上限值，则将此比值设置为区间上限值。分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息；将n-1个编码信息进行拼接，生成路径信息。
在一个实施例中，可以采用现有的方法计算各个信息码元节点的转移概率。在译码码树中获取与当前生成的一组编码码字00001010相对应的路径(图3中位于左侧的、节点为实心的路径)。在此路径的最后4位信息码元节点中，从倒数第二层的节点开始，根据转移概率依次计算与位于上一层的节点的转移概率的比值，获得2个比值。对于这2个转移概率的比值进行编码处理以及生成路径信息的方法与如上的对于似然比进行编码处理以及生成路径信息的方法相同。
在一个实施例中，在最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据出现概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的出现概率的比值，获得n-1个比值，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理。例如，当此比值大于等于0.1并小于1时，保留小数点后两位；当此比值大于等于1并小于等于10时，保留小数点后一位。
设置比值区间，如果比值位于比值区间内，则保留此比值；如果比值小于或等于比值区间的区间下限值，则将此比值设置为区间下限值，如果比值大于或等于比值区间的区间上限值，则将此比值设置为区间上限值。分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息。将n-1个编码信息进行拼接，生成路径信息。
在一个实施例中，可以采用现有的方法计算各个信息码元节点的出现概率。在译码码树中获取与当前生成的一组编码码字00001010相对应的路径(图3中位于左侧的、节点为实心的路径)。在此路径的最后3位信息码元节点中，从倒数第一层的节点开始，根据出现概率依次计算与位于上一层的节点的出现概率的比值，获得2个比值。对于这2个出现概率的比值进行编码处理以及生成路径信息的方法与如上的对于似然比进行编码处理以及生成路径信息的方法相同。
在一个实施例中，如图4所示，在对极化码进行编码时，将待编码信息码元uλ,i的译码码树的最后n位的似然比的二进制编码uλ,i cc安排在uλ,i+1预设的位置中，并和冻结码元序列一起进行极化码编码，1<＝i<＝N。将似然比校验码生成器输出的初始校验码元uλ,0 cc安排在第一组待编码信息码元序列uλ,1预设的位置中，和冻结码元序列uλ c经极化编码后输出第一组编码码字x1,1 N。初始校验码元可以是任意设定的二进制码，通常为01交替的码型，例如010101…01。对最后一组待编码信息码元uλ,i，似然比校验码生成器不生成校验码。
图5为根据本公开的用于极化码的译码方法的一个实施例的流程示意图，如图5所示：
步骤501，依次对编码端发送的各组编码码字进行SCL译码，在译码码树中获得与当前组编码码字相对应的多条备选路径。
步骤502，在上一组编码码字的译码结果中，获取与当前组编码码字相对应的检验码；其中，校验码为上一组编码码字在译码码树中的路径信息。
步骤503，基于与当前组编码码字相对应的多条备选路径，获取与当前组编码码字相对应的多个备选译码结果。
步骤504，在多个备选译码结果中确定包含有校验码的备选译码结果，将与此备选译码结果相对应的备选路径作为当前组编码码字的译码路径。
例如，依次对编码端发送的各组编码码字进行SCL译码，在译码码树中获得与当前组编码码字相对应的多条备选路径。在上一组编码码字的译码结果中，获取与当前组编码码字相对应的检验码；其中，校验码为上一组编码码字在译码码树中的路径信息，路径信息可以为一组二进制编码，例如路径信息为01011101。
基于与当前组编码码字相对应的多条备选路径，获取与当前组编码码字相对应的多个备选译码结果。可以基于备选译码结果的结构，在多个备选译码结果中，判断备选译码结果的校验码位置是否包含有初始校验码或校验码，如果包含，则选取此备选译码结果。
多个备选译码结果可以多个二进制编码，例如一个备选译码结果为10101111……0101011101。在多个备选译码结果中确定备选译码结果“10101111……0101011101”的校验码位置包含有校验码“01011101”，将与此备选译码结果“10101111……0101011101”相对应的备选路径作为当前组编码码字的译码路径，进行译码。
在一个实施例中，对编码端发送的第一组编码字进行SCL译码，在译码码树中获得与第一组编码字相对应的多条备选路径。基于与第一组编码字相对应的多条备选路径，获取与第一组编码字相对应的多个备选译码结果。
编码端和译码端的初始校验码相同。在多个备选译码结果的校验码位置中确定包含有预设的初始校验码的备选译码结果，将与此备选译码结果相对应的备选路径作为第一组编码码字的译码路径。生成第一组编码码字的译码路径的路径信息，作为第二组编码码字译码时的校验码。编码端和译码端的路径信息生成方法相同。
当当前组编码码字为最后一组编码码字时，在倒数第二组编码码字的译码结果中，获取与最后一组编码码字相对应的检验码；其中，此校验码为倒数第二组编码码字在译码码树中的路径信息。基于与最后一组编码码字相对应的多条备选路径，获取与最后一组编码码字相对应的多个备选译码结果。在多个备选译码结果中确定包含有此校验码的备选译码结果，将与此备选译码结果相对应的备选路径作为最后一组编码码字的译码路径，译码结束。
在一个实施例中，编码端与译码端的译码码树相同，编码端与译码端获得路径信息的方法相同。生成第一组编码码字的译码路径的路径信息：获取与第一组编码码字的译码路径中的最后n位信息码元节点相对应的似然比、转移概率比值或出现概率比值，根据似然比、转移概率比值或出现概率比值计算路径信息。
根据似然比计算路径信息：在最后n位信息码元节点中，从最低一层的信息码元节点开始，获取n位信息码元节点的n个似然比，基于预设的保留位数处理规则对似然比进行处理，具体的处理方法与编码时的处理方法相同。
设置似然比区间，如果似然比位于似然比区间内，则保留此似然比；如果似然比小于或等于似然比区间的区间下限值，则将此似然比设置为似然比下限值，如果似然比大于或等于似然比区间的区间上限值，则将此似然比设置为区间上限值。分别对n个似然比进行编码处理，获得n个编码信息。将n个编码信息进行拼接，生成路径信息。
根据转移概率比值计算路径信息：在最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据转移概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的转移概率的比值，获得n-1个比值，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理，具体的处理方法与编码时的处理方法相同。
设置比值区间，如果比值位于比值区间内，则保留此比值；如果比值小于或等于比值区间的区间下限值，则将此比值设置为区间下限值，如果比值大于或等于比值区间的区间上限值，则将此比值设置为区间上限值。分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息。将n-1个编码信息进行拼接，生成路径信息。
根据出现概率比值计算路径信息：在最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据出现概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的出现概率的比值，获得n-1个比值，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理，具体的处理方法与编码时的处理方法相同。
设置比值区间，如果比值位于比值区间内，则保留此比值；如果比值小于或等于比值区间的区间下限值，则将此比值设置为区间下限值，如果比值大于或等于比值区间的区间上限值，则将此比值设置为区间上限值。分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息。将n-1个编码信息进行拼接，生成路径信息。
如果在多个备选译码结果中没有包含有校验码的备选译码结果，则选择出现概率最大的备选路径作为译码路径，或者停止译码。为保证校验的准确度，可以使用预设的校验方法对校验码进行再次校验，例如，利用奇偶或者循环冗余校验码对校验码进行再次校验。
在一个实施例中，如图6所示，SCL译码器接收输入的编码码字y1,1 N,y1,2 N,y1,3 N,…,y1,w N，进行SCL译码。似然比校验生成器基于译码结果输出校验码
其中，初始校验码元
与编码端的初始校验码元uλ,0 cc相同。
图7为根据本公开的用于极化码的编码装置的另一个实施例的模块示意图。如图7所示，该装置可包括存储器71、处理器72、通信接口73以及总线74。存储器71用于存储指令，处理器72耦合到存储器71，处理器72被配置为基于存储器71存储的指令执行实现上述的用于极化码的编码方法。
存储器71可以为高速RAM存储器、非易失性存储器(non-volatile memory)等，存储器71也可以是存储器阵列。存储器71还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器72可以为中央处理器CPU，或专用集成电路ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)，或者是被配置成实施本公开的用于极化码的编码方法的一个或多个集成电路。
图8为根据本公开的用于极化码的译码装置的一个实施例的模块示意图。如图8所示，该装置可包括存储器81、处理器82、通信接口83以及总线84。存储器81用于存储指令，处理器82耦合到存储器81，处理器82被配置为基于存储器81存储的指令执行实现上述的用于极化码的译码方法。
存储器81可以为高速RAM存储器、非易失性存储器(non-volatile memory)等，存储器81也可以是存储器阵列。存储器81还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器82可以为中央处理器CPU，或专用集成电路ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)，或者是被配置成实施本公开的用于极化码的译码方法的一个或多个集成电路。
在一个实施例中，如图9所示，本公开提供一种信息传输系统，包括：信息发送端91和信息接收端92，信息发送端91包括如上任一实施例中的用于极化码的编码装置；信息接收端92包括如上任一实施例中的用于极化码的译码装置。进行信息发送和信息接收的信道包括BEC信道、BSC信道等。
在一个实施例中，本公开提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一个实施例中的用于极化码的编码方法、用于极化码的译码方法。
上述实施例中的用于极化码的编码及译码方法、装置以及信息传输系统、存储介质，将编码码字在译码码树中的路径信息作为校验码，将校验码和信息码元一起进行极化码编码，并利用译码获得的校验码与译码时获得的备选码字的路径信息进行比较，用以选出正确的译码路径，提高了SCL译码性能。
可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (21)
1.一种用于极化码的编码方法，包括：
依次获取对长度为N的每组待编码码元进行极化码编码后生成的一组编码码字；其中，N为2的整次幂；
获取当前生成的一组编码码字在译码码树中的路径信息，将所述路径信息作为下一组编码码字的检验码；
对包含此校验码的下一组待编码信息码元和冻结码元序列进行极化码编码，获取与所述下一组待编码码元相对应的下一组编码码字。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
获取预设的二进制码元序列，作为与第一组待编码信息码元相对应的初始校验码；其中，初始校验码的长度大于所述校验码的长度；
对包含所述初始校验码的所述第一组待编码信息码元和所述冻结码元序列进行极化码编码，获取与所述第一组待编码元相对应的第一组编码码字。
3.如权利要求1所述的方法，包括：
当对最后一组待编码信息码元进行编码时，不生成所述校验码；
对包含倒数第二组编码码字在译码码树中的路径信息的最后一组待编码信息码元和冻结码元序列进行极化码编码，获得最后一组编码码字，编码结束。
4.如权利要求1所述的方法，所述获取当前生成的一组编码码字在译码码树中的路径信息包括：
在所述译码码树中获取与所述当前生成的一组编码码字相对应的路径；
获取与此路径中的最后n位信息码元节点相对应的似然比、转移概率比值或出现概率比值，根据所述似然比、所述转移概率比值或所述出现概率比值计算所述路径信息。
5.如权利要求4所述的方法，根据所述似然比计算所述路径信息包括：
在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的信息码元节点开始，获取n位信息码元节点的n个似然比；其中，基于预设的保留位数处理规则对所述似然比进行处理；
设置似然比区间，如果所述似然比位于所述似然比区间内，则保留此似然比；如果所述似然比小于或等于所述似然比区间的区间下限值，则将此似然比设置为所述似然比下限值，如果所述似然比大于或等于所述似然比区间的区间上限值，则将此似然比设置为所述区间上限值；
分别对n个似然比进行编码处理，获得n个编码信息；
将所述n个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
6.如权利要求4所述的方法，所述根据所述转移概率比值计算所述路径信息包括：
在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据转移概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的转移概率的比值，获得n-1个比值；其中，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理；
设置比值区间，如果所述比值位于所述比值区间内，则保留此比值；如果所述比值小于或等于所述比值区间的区间下限值，则将此比值设置为所述区间下限值，如果所述比值大于或等于所述比值区间的区间上限值，则将此比值设置为所述区间上限值；
分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息；
将所述n-1个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
7.如权利要求4所述的方法，所述根据所述出现概率比值计算所述路径信息包括：
在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据出现概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的出现概率的比值，获得n-1个比值；其中，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理；
设置比值区间，如果所述比值位于所述比值区间内，则保留此比值；如果所述比值小于或等于所述比值区间的区间下限值，则将此比值设置为所述区间下限值，如果所述比值大于或等于所述比值区间的区间上限值，则将此比值设置为所述区间上限值；
分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息；
将所述n-1个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
8.一种用于极化码的译码方法，包括：
依次对编码端发送的各组编码码字进行SCL译码，在译码码树中获得与当前组编码码字相对应的多条备选路径；
在上一组编码码字的译码结果中，获取与所述当前组编码码字相对应的检验码；其中，所述校验码为所述上一组编码码字在译码码树中的路径信息；
基于与当前组编码码字相对应的多条备选路径，获取与当前组编码码字相对应的多个备选译码结果；
在多个备选译码结果中确定包含有所述校验码的备选译码结果，将与此备选译码结果相对应的备选路径作为所述当前组编码码字的译码路径。
9.如权利要求8所述的方法，其中，
对所述编码端发送的第一组编码字进行SCL译码，在译码码树中获得与第一组编码字相对应的多条备选路径；
基于与第一组编码字相对应的多条备选路径，获取与第一组编码字相对应的多个备选译码结果；
在多个备选译码结果中确定包含有预设的初始校验码的备选译码结果，将与此备选译码结果相对应的备选路径作为所述第一组编码码字的译码路径；
生成所述第一组编码码字的译码路径的路径信息，作为第二组编码码字译码时的校验码。
10.如权利要求9所述的方法，其中，
当所述当前组编码码字为最后一组编码码字时，在倒数第二组编码码字的译码结果中，获取与所述最后一组编码码字相对应的检验码；其中，此校验码为所述倒数第二组编码码字在译码码树中的路径信息；
基于与最后一组编码码字相对应的多条备选路径，获取与最后一组编码码字相对应的多个备选译码结果；
在多个备选译码结果中确定包含有此校验码的备选译码结果，将与此备选译码结果相对应的备选路径作为所述最后一组编码码字的译码路径，译码结束。
11.如权利要求9所述的方法，所述生成所述第一组编码码字的译码路径的路径信息包括：
获取与所述第一组编码码字的译码路径中的最后n位信息码元节点相对应的似然比、转移概率比值或出现概率比值，根据所述似然比、所述转移概率比值或所述出现概率比值计算所述路径信息。
12.如权利要求11所述的方法，根据所述似然比计算所述路径信息包括：
在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的信息码元节点开始，获取n位信息码元节点的n个似然比；其中，基于预设的保留位数处理规则对所述似然比进行处理；
设置似然比区间，如果所述似然比位于所述似然比区间内，则保留此似然比；如果所述似然比小于或等于所述似然比区间的区间下限值，则将此似然比设置为所述似然比下限值，如果所述似然比大于或等于所述似然比区间的区间上限值，则将此似然比设置为所述区间上限值；
分别对n个似然比进行编码处理，获得n个编码信息；
将所述n个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
13.如权利要求11所述的方法，所述根据所述转移概率比值计算所述路径信息包括：
在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据转移概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的转移概率的比值，获得n-1个比值；其中，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理；
设置比值区间，如果所述比值位于所述比值区间内，则保留此比值；如果所述比值小于或等于所述比值区间的区间下限值，则将此比值设置为所述区间下限值，如果所述比值大于或等于所述比值区间的区间上限值，则将此比值设置为所述区间上限值；
分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息；
将所述n-1个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
14.如权利要求11所述的方法，所述根据所述出现概率比值计算所述路径信息包括：
在所述最后n位信息码元节点中，从最低一层的节点开始，根据出现概率依次计算与位于上一层的信息码元节点的出现概率的比值，获得n-1个比值；其中，基于预设的保留位数处理规则对此比值进行处理；
设置比值区间，如果所述比值位于所述比值区间内，则保留此比值；如果所述比值小于或等于所述比值区间的区间下限值，则将此比值设置为所述区间下限值，如果所述比值大于或等于所述比值区间的区间上限值，则将此比值设置为所述区间上限值；
分别对各个比值进行编码处理，获得n-1个编码信息；
将所述n-1个编码信息进行拼接，生成所述路径信息。
15.如权利要求9所述的方法，还包括：
如果在多个备选译码结果中没有包含有所述校验码的备选译码结果，则选择出现概率最大的备选路径作为译码路径，或者停止译码。
16.如权利要求9所述的方法，包括：
使用预设的校验方法对所述校验码进行校验；其中，利用奇偶或者循环冗余校验码对所述校验码进行校验。
17.一种用于极化码的编码装置，包括：
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
18.一种用于极化码的译码装置，包括：
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求9至16中任一项所述的方法。
19.一种信息传输系统，包括：
信息发送端，包括如权利要求17所述的用于极化码的编码装置；
信息接收端，包括如权利要求18所述的用于极化码的译码装置。
20.如权利要求19所述的系统，其中，
进行信息发送和信息接收的信道包括：BEC信道、BSC信道和高斯信道。
21.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行如权利要求1至8和/或9至16中任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011077005.6A CN114337683A (zh) | 2020-10-10 | 2020-10-10 | 用于极化码的编码及译码方法、装置以及系统、介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011077005.6A CN114337683A (zh) | 2020-10-10 | 2020-10-10 | 用于极化码的编码及译码方法、装置以及系统、介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114337683A true CN114337683A (zh) | 2022-04-12 |
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ID=81031974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011077005.6A Pending CN114337683A (zh) | 2020-10-10 | 2020-10-10 | 用于极化码的编码及译码方法、装置以及系统、介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114337683A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114996194A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-02 | 中国电信股份有限公司 | 并行总线中继方法、系统、装置、存储介质及电子设备 |
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2020
- 2020-10-10 CN CN202011077005.6A patent/CN114337683A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114996194A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-02 | 中国电信股份有限公司 | 并行总线中继方法、系统、装置、存储介质及电子设备 |
| CN114996194B (zh) * | 2022-06-10 | 2024-03-01 | 中国电信股份有限公司 | 并行总线中继方法、系统、装置、存储介质及电子设备 |
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