CN115567151A - 一种编码、译码方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种编码、译码方法及装置，用于生成与高阶调制相匹配的Polar码。在本申请中，编码方法包括：根据编码比特数L和能量等级数B，确定符号数S，S为S1或S2，S1＝L/B，S2＝L/2B；根据符号数S、能量等级数B和可靠度序列，从编码序列中确定K个信息子信道；根据K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出比特序列；其中，K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，候选子信道是编码序列中能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道。

Description

一种编码、译码方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种编码、译码方法及装置。
背景技术
第五代(5th generation，5G)通信系统中，最典型的三个通信场景包括增强型移动互联网(enhance mobile broadband，eMBB)、海量机器连接通信(massive machine typecommunication，mMTC)和高可靠低延迟通信(ultra reliable low latencycommunication，URLLC)。编码作为最基本的无线接入技术，是满足5G通信需求的重要研究对象之一。极化码(Polar Codes)在5G标准中被选作控制编码方式。极化码也可以称为Polar码，是第一种、也是已知的唯一一种能够被严格证明“达到”信道容量的编码方法。在不同码长下，尤其对于有限码，Polar码的性能远优于Turbo码和低密度奇偶校验码(lowdensity parity check，LDPC)码。另外，Polar码在编译码方面具有较低的计算复杂度。这些优点让Polar码在5G中具有很大的发展和应用前景。
在Polar码的编码过程中，可以先确定信息子信道，然后根据信息子信道对待编码的比特序列进行编码。目前较为常用的构造方法比如比特交织编码调制(bit-interleavedcoded modulation，BICM)。BICM主要是基于低阶调制比如正交相移键控(quadraturephase shift keying，QPSK)或二进制相移键控(binary phase shift keying，BPSK)构造出信息子信道，而在构造过程中可假设符号中各比特位的能量是一致的。而高阶调制比如脉冲振幅调制(pulse amplitude modulation，PAM)16中，一个符号中包含的四个比特的能量不一致。若采用BICM生成高阶调制下的Polar码，存在构造结果与调制方式不匹配的问题。
目前，亟需提供一种适用于高阶调制下的Polar码生成方式。
发明内容
本申请提供一种编码、译码方法及装置，用于生成与高阶调制相匹配的Polar码。
第一方面，本申请提供一种编码方法，该方法可通过通信装置来执行，通信装置比如是终端设备、网络设备以及物联网设备等，也可以是网络设备中的模块(例如，芯片)，或者是终端设备中的模块(例如，芯片)。本申请在此不具体限定执行主体为哪个，只要通信设备中设置有发射机均可执行本申请提供的编码方法。
编码方法包括：获取信息比特数K和编码比特数L；根据所述编码比特数L和能量等级数B，确定符号数S，S为S1或S2，S1＝L/B，S2＝L/2B；根据所述符号数S、所述能量等级数B和可靠度序列，从编码序列中确定K个信息子信道；根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出比特序列；其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
上述技术方案中，可靠度序列是基于同一个符号中比特的相关性构造的，而且在构造过程中还考虑了同一个符号中不同比特之间的能量等级不同。发送端在发送信息时，可以根据可靠度序列，从编码序列中确定信息子信道，发送端根据该确定出的信息子信道对信息比特进行编码，可以得到与高阶调制较为匹配的比特序列。相应的，接收端可以根据可靠度序列，从编码序列中确定信息子信道，并根据信息子信道对比特序列进行译码，获取到发送端实际需要发送的信息，该方式可提高0.5dB至1.5dB左右的编码增益。而且无需改变编码器和译码器的设计，有助于节约成本。
而且可靠度序列可以是双重嵌套结构，即由预设符号数Smax和预设能量等级数Bmax共同对应的Smax×Bmax个子信道所组成的序列。该可靠度序列可适用于不同的符号数或者不同的能量等级，发送端可以根据待发送的信息比特对应的符号数和能量等级，以及可靠度序列，确定出候选子信道。然后从候选子信道中确定出信息子信道和冻结子信道。无需为每个能量等级数对应的调制设置不同的可靠度序列，有助于节约成本。
在一种可能的实现方式中，所述K个信息子信道为：所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
上述技术方案中，将候选子信道中的打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道排除，从剩余的候选子信道中按照可靠度从高到低的排序选取信息子信道，可以保障用于承载信息比特的子信道的可靠性均较高，有助于提高信息传输中的准确性。
在一种可能的实现方式中，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
上述技术方案中，根据能量等级(即符号中比特数)确定符号内的母码长度，即从符号间和符号内两个维度来确定母码长度，从而有助于确定出与能量等级数B和符号数S相对应的候选子信道。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出之后，还包括：将输出的所述比特序列进行速率匹配和调制，得到S个待发送符号；对所述S个待发送符号进行交织处理。
上述技术方案中，将调制之后的S个待发送符号，进行符号级别的交织处理，可以保障符号中多个比特之间具有的相关性不被破坏，且有助于提高待发送符号在发送过程中应对突发连续噪音的抗干扰性。
在一种可能的实现方式中，所述调制包括：按照能量等级从低到高的排序，在所述B个子序列的每个子序列中，依次选取一个比特映射至一个待发送符号中。在一种可能的实现方式中，可以将比特序列中，第(j1×B+j2)个比特映射至第j1个待发送符号中的第j2个比特位，其中j1为小于S的正整数，j2为小于B的正整数。
在一种可能的实现方式中，对于正交振幅调制(quadrature amplitudemodulation，QAM)256，所述调制还包括：对能量等级从低到高的排序中的、第三个能量等级对应的子序列中选取的比特和第四个能量等级对应的子序列中选取的比特交换映射次序。
上述技术方案中，将第三个能量等级对应的子序列中选取的比特和第四个能量等级对应的子序列中选取的比特调换映射顺序得到符号，可有助于提高符号在信道中的传输性能。
在一种可能的实现方式中，所述编码为极化Polar码编码。
第二方面，本申请提供一种译码方法，该方法可通过通信装置来执行，通信装置比如是终端设备、网络设备以及物联网设备等，也可以是网络设备中的模块(例如，芯片)，或者是终端设备中的模块(例如，芯片)。本申请在此不具体限定执行主体为哪个，只要通信设备中设置有接收机均可执行本申请提供的译码方法。
译码方法包括：接收S个符号，其中符号数S为S1或S2；根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特，所述L个比特中包括K个信息比特，L＝S1×B，或L＝2×S2×B；其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
上述技术方案中，可靠度序列是基于同一个符号中比特的相关性构造的，而且在构造过程中还考虑了同一个符号中不同比特之间的能量等级不同。发送端在发送信息时，可以根据可靠度序列，从编码序列中确定信息子信道，发送端根据该确定出的信息子信道对信息比特进行编码，可以得到与高阶调制较为匹配的比特序列。相应的，接收端可以根据可靠度序列，从编码序列中确定信息子信道，并根据信息子信道对比特序列进行译码，获取到发送端实际需要发送的信息。而且无需改变编码器和译码器的设计，有助于节约成本。
而且可靠度序列可以是双重嵌套结构，即由预设符号数Smax和预设能量等级数Bmax共同对应的Smax×Bmax个子信道所组成的序列。该可靠度序列可适用于不同的符号数或者不同的能量等级，发送端可以根据待发送的信息比特对应的符号数和能量等级，以及可靠度序列，确定出候选子信道。然后从候选子信道中确定出信息子信道和冻结子信道。无需为每个能量等级数对应的调制设置不同的可靠度序列，有助于节约成本。
在一种可能的实现方式中，所述K个信息子信道为：所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
在一种可能的实现方式中，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特之前，还包括：对所述S个符号进行解交织处理。
在一种可能的实现方式中，所述解调包括：将所述S个符号中的每个符号包括的B个比特，依次映射至能量等级从低到高排序的B个子序列中。
在一种可能的实现方式中，对于QAM256，所述解调还包括：对所述S个符号中的每个符号包括的第三个比特和第四个比特交换映射次序。
在一种可能的实现方式中，所述编码为极化Polar码译码。
第三方面，本申请提供一种通信装置，通信装置比如是终端设备、网络设备以及物联网设备等，也可以是网络设备中的模块(例如，芯片)，或者是终端设备中的模块(例如，芯片)。通信装置包括：输入输出单元和处理单元。
在一种可能的实现方式中，输入输出单元，用于获取信息比特数K和编码比特数L；处理单元，用于根据所述编码比特数L和能量等级数B，确定符号数S，S为S1或S2，S1＝L/B，S2＝L/2B；所述处理单元，还用于根据所述符号数S、所述能量等级数B和可靠度序列，从编码序列中确定K个信息子信道；所述处理单元，还用于根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出比特序列；其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
在一种可能的实现方式中，所述K个信息子信道为：所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
在一种可能的实现方式中，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
在一种可能的实现方式中，所述处理单元在根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出之后，还用于：将输出的所述比特序列进行速率匹配和调制，得到S个待发送符号；对所述S个待发送符号进行交织处理。
在一种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于：按照能量等级从低到高的排序，在所述B个子序列的每个子序列中，依次选取一个比特映射至一个待发送符号中。
在一种可能的实现方式中，对于QAM256，所述处理单元还用于：对能量等级从低到高的排序中的、第三个能量等级对应的子序列中选取的比特和第四个能量等级对应的子序列中选取的比特交换映射次序。
在一种可能的实现方式中，所述编码为极化Polar码编码。
第四方面，本申请提供一种通信装置，通信装置比如是终端设备、网络设备以及物联网设备等，也可以是网络设备中的模块(例如，芯片)，或者是终端设备中的模块(例如，芯片)。通信装置包括：输入输出单元和处理单元。
在一种可能的实现方式中，输入输出单元，用于接收S个符号，其中符号数S为S1或S2；处理单元，用于根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特，所述L个比特中包括K个信息比特，L＝S1×B，或L＝2×S2×B；其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
在一种可能的实现方式中，所述K个信息子信道为：所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
在一种可能的实现方式中，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
在一种可能的实现方式中，所述处理单元根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特之前，还用于：对所述S个符号进行解交织处理。
在一种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于：将所述S个符号中的每个符号包括的B个比特，依次映射至能量等级从低到高排序的B个子序列中。
在一种可能的实现方式中，对于QAM256，所述处理单元还用于：对所述S个符号中的每个符号包括的第三个比特和第四个比特交换映射次序。
在一种可能的实现方式中，所述编码为极化Polar码译码。
对于上述第三方面或第四方面，应理解，所述输入输出单元可以称为收发单元、通信单元等，当所述通信装置是终端设备时，所述输入输出单元可以是收发器；所述处理单元可以是处理器。当所述通信装置是终端设备中的模块(如，芯片)时，所述输入输出单元可以是输入输出接口、输入输出电路或输入输出管脚等，也可以称为接口、通信接口或接口电路等；所述处理单元可以是处理器、处理电路或逻辑电路等。
第五方面，本申请提供一种通信装置，包括至少一个处理器和存储器；该存储器用于存储计算机程序或指令，当该通信装置运行时，该处理器执行该存储器存储的该计算机程序或指令，以使该通信装置执行上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法，或执行上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式中的方法。在一种可选的实施方式中，该处理器和存储器可集成在同一芯片中，也可分别集成在不同的芯片中。
第六方面，本申请实施例中还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令在计算机上运行时，以使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法，或执行上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式中的方法。
第七方面，本申请提供一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法，或执行上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式中的方法。
第八方面，本申请实施例提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，还可以包括存储器，用于实现上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法，或执行上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式中的方法。该芯片系统可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
第九方面，本申请实施例提供了一种通信系统，所述通信系统包括发送端以及接收端，所述发送端用于执行上述第一方面或第一方面中任一种可能的实现方式中所述的方法，所述接收端用于执行上述第二方面或第二方面中任一种可能的实现方式中所述的方法。
上述第二方面至第九方面可以达到的技术效果，请参照上述第一方面中相应的可能实现方式可以达到的技术效果说明，本申请这里不再重复赘述。
附图说明
图1为本申请示例性提供一种可适用于Polar编码方法和译码方法的通信系统；
图2为本申请示例性提供一种发送端发送信号的流程示意图；
图3为本申请示例性提供一种具体的编码的过程；
图4为本申请示例性提供一种接收端对接收到的符号中多个比特进行译码的示意图；
图5a和图5b为本申请示例性提供一组符号中比特相关性的示意图；
图6为本申请示例性提供一种确定可靠度序列的流程示意图；
图7a为本申请示例性提供一种编码序列的示意图；
图7b为本申请示例性提供一种可靠度序列的示意图；
图8为本申请示例性提供的一种编码和译码的流程示意图；
图9为本申请示例性提供的一种构造出信息子信道和冻结子信道的示意图；
图10为本申请示例性提供一种发送端发送符号的流程示意图；
图11a和图11b为本申请示例性提供一组CAP与BICM的对比示意图；
图12a和图12b为本申请示例性提供再一组CAP与BICM的对比示意图；
图13为本申请示例性提供一种CAP与MLC的对比示意图；
图14示出了本申请实施例提供的第一种通信装置的结构示意图；
图15示出了本申请实施例提供的第二种通信装置的结构示意图；
图16示出了本申请实施例提供的第三种通信装置的结构示意图。
具体实施方式
在无线通信技术领域，通信设备(例如终端设备、网络设备等)可以通过Polar码的方式进行编码。Polar码基于信道极化(channel polarization)进行设计，是第一种能够通过严格的数学方法证明达到信道容量的构造性编码方案。
无线通信领域可以包括但不限于5G通信系统、未来的通信系统(如6G通信系统)、卫星通信系统、窄带物联网系统(narrow band-internet of things，NB-IoT)、全球移动通信系统(global system for mobile communications，GSM)、增强型数据速率GSM演进系统(enhanced data rate for GSM evolution，EDGE)、宽带码分多址系统(wideband codedivision multiple access，WCDMA)、码分多址2000系统(code division multipleaccess，CDMA2000)、时分同步码分多址系统(time division-synchronization codedivision multiple access，TD-SCDMA)，长期演进系统(long term evolution，LTE)以及5G移动通信系统的三大应用场景eMBB，URLLC，mMTC。
图1为本申请示例性提供的一种可适用于Polar编码和译码方法的通信系统。通信系统中包括发送端101和接收端102。其中，发送端101可以是网络设备或者可以是终端设备，接收端102可以是网络设备也可以是终端设备。
可选的，当发送端101是网络设备时，接收端102可以是终端设备；当接收端102是网络设备时，发送端101可以是终端设备。
其中，发送端101可以包括编码器，发送端101可以通过编码器对待编码的比特序列进行编码，并输出编码后的比特序列。编码后的比特序列经过速率匹配、交织以及调制之后得到待发送的符号，该待发送的符号可以在信道上传输至接收端102。接收端102可以包括译码器，接收端102可以接收并解调来自发送端101的符号，接收端102在对接收到的符号进行解调和解交织之后，可以通过译码器进行译码。
本申请涉及的终端设备，包括向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具体的，包括向用户提供语音的设备，或包括向用户提供数据连通性的设备，或包括向用户提供语音和数据连通性的设备。例如可以包括具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的处理设备。该终端设备可以包括用户设备(user equipment，UE)、无线终端设备、移动终端设备、设备到设备通信(device-to-device，D2D)终端设备、车到一切(vehicleto everything，V2X)终端设备、机器到机器/机器类通信(machine-to-machine/machine-type communications，M2M/MTC)终端设备、物联网(internet of things，IoT)终端设备、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station)，移动站(mobile station)、远程站(remote station)、接入点(access point，AP)、远程终端设备(remote terminal)、接入终端设备(access terminal)、用户终端设备(user terminal)、用户代理(useragent)、或用户装备(user device)、卫星、无人机、气球、飞机等。例如，可以包括移动电话(或称为“蜂窝”电话)，具有移动终端设备的计算机，便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的移动装置等。例如，个人通信业务(personal communication service，PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(session initiation protocol，SIP)话机、无线本地环路(wirelesslocal loop，WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、等设备。还包括受限设备，例如功耗较低的设备，或存储能力有限的设备，或计算能力有限的设备等。例如包括条码、射频识别(radio frequency identification，RFID)、传感器、全球定位系统(global positioning system，GPS)、激光扫描器等信息传感设备。作为示例而非限定，在本申请实施例中，该终端设备还可以是可穿戴设备。可穿戴设备也可以称为穿戴式智能设备或智能穿戴式设备等，是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称。而如上介绍的各种终端设备，如果位于车辆上(例如放置在车辆内或安装在车辆内)，都可以认为是车载终端设备，车载终端设备例如也称为车载单元(on-boardunit，OBU)。
本申请所涉及的网络设备，例如包括接入网(access network，AN)设备，例如基站(例如，接入点)，可以是指接入网中在空口通过一个或多个小区与无线终端设备通信的设备，或者例如，一种车到一切(vehicle-to-everything，V2X)技术中的网络设备为路侧单元(road side unit，RSU)。网络设备可以包括第五代移动通信技术(the 5th generation，5G)、新空口(new radio，NR)系统(也简称为NR系统)中的下一代节点B(next generationnode B，gNB)或者也可以包括云接入网(cloud radio access network，Cloud RAN)系统中的集中式单元(centralized unit，CU)和分布式单元(distributed unit，DU)，卫星、无人机、气球和飞机等，本申请实施例并不限定。
Polar码是一种线性块码。其生成矩阵为GN，其编码过程为
Figure BDA0003145070650000071
其中
Figure BDA0003145070650000072
是一个二进制的行矢量，长度为N(即码长)；GN是一个N×N的矩阵，且
Figure BDA0003145070650000073
这里，
Figure BDA0003145070650000074
定义为log2 N个矩阵F2的克罗内克(Kronecker)乘积。
Polar码的编码过程中，
Figure BDA0003145070650000075
中的一部分比特用来携带信息，称为信息比特，这些比特的索引的集合记作
Figure BDA0003145070650000076
另外的一部分比特置为收发端预先约定的固定值(称之为固定比特或者冻结比特)，其索引的集合用
Figure BDA0003145070650000077
的补集
Figure BDA0003145070650000078
表示。不失一般性，这些固定比特通常被设为0，只需要收发端预先约定，固定比特序列可以被任意设置。从而，Polar码的编码输出可简化为：
Figure BDA0003145070650000081
这里
Figure BDA0003145070650000082
为
Figure BDA0003145070650000083
中的信息比特集合，
Figure BDA0003145070650000084
为长度K的行矢量，即
Figure BDA0003145070650000085
|·|表示集合中元素的个数，K为信息块大小，
Figure BDA0003145070650000086
是矩阵GN中由集合
Figure BDA0003145070650000087
中的索引对应的那些行得到的子矩阵，
Figure BDA0003145070650000088
是一个K×N的矩阵。Polar码的构造过程即集合
Figure BDA0003145070650000089
的选取过程，集合
Figure BDA00031450706500000810
的选取过程决定了Polar码的性能。
参照图2示例性的示出的发送端发送信号的过程解释说明。发送端可以预先根据密度进化(density evolution，DE)、高斯近似(gaussian approximation，GA)，极化权重(polarization weight，PW)等方式构造出信息子信道和冻结子信道。根据构造出的信息子信道和冻结子信道，对待编码的比特序列进行信道编码，得到编码之后的比特序列。由于调制符号内的各比特能量不一致的，可将编码之后的比特序列输入至交织器执行交织。将交织之后的比特序列调制到多个符号中。发送端向接收端发送符号。
图3示例性示出一种具体的编码的过程，其中左侧可理解为待编码侧，右侧可理解为编码侧，从左往右的过程即发送端对待编码的比特序列进行编码的过程。在待编码侧，待编码的比特序列可用向量u表示，其中向量u为(0，0，0，u4，0，u6，u7，u8)，根据生成矩阵GN对向量u进行编码，得到编码后的比特序列，编码后的比特序列可参照图3中，表示为(1，1，0，0，0，0，1，1)。其中高可靠度的子信道用于映射信息比特，低可靠的子信道用于映射冻结比特。如图3中所示，将4个信息比特分别映射到信息子信道上，冻结子信道设置为0，经过
Figure BDA00031450706500000811
的编码过程之后生成长度为8的比特序列。
可以参见图3继续说明，在编码过程中，相邻两列即为一个编码层，左边一列比特为编码层的输入比特，右边一列比特为编码层的输出比特。比如最左侧的编码层中，输入比特序列(0，0，0，1，0，1，0，1)，输出比特序列(0，0，1，1，1，1，1，1)。编码层中间的操作符号
Figure BDA00031450706500000812
表示异或操作，
Figure BDA00031450706500000813
表示
Figure BDA00031450706500000814
所在行的比特与
Figure BDA00031450706500000815
所达行的比特之间的一次异或操作，
Figure BDA00031450706500000816
右侧的比特即为操作结果。比如最左侧编码层中，第一个输入比特(取值0)与第二个输入比特(取值0)执行
Figure BDA00031450706500000817
操作得到第一个输出比特(取值0)。
目前，较为常用的构造方法比如BICM。BICM主要是基于低阶调制比如QPSK或BPSK构造出信息子信道，在构造过程中可假设低阶调制的符号中比特的能量是一致的。而高阶调制比如QAM16中，符号中比特的能量不一致，若采用BICM生成高阶调制下的Polar码，存在构造的信息子信道与调制方式不匹配的问题。
基于此，本申请提供一种编码、译码方法及装置，利用高阶调制下符号中各比特之间的相关性，来构造信息子信道和冻结子信道，根据构造出的信息子信道和冻结子信道在高阶调制下生成Polar码，有助于提高信道传输的可靠性。
预先对高阶调制下同一个符号中多个比特之间的相关性解释说明：
在发送端通过信道向接收端发送符号时，同一个符号中的多个比特在信道中会受到相同的噪声干扰。接收端接收到的同一个符号中的多个比特的接收信息的分布之间是具有相关性的。如图4为接收端对接收到的符号中多个比特进行译码的示意图，其中的调制方式比如是幅移键控(amplitude shift keying，ASK)16，一个符号中的4个比特之间具有相关性。
预先说明的是，如图4中a0、a1、a2、a3、b0、b1、b2、b3等均表示比特位，每个比特位对应有各自的值。在译码过程中，可以包括多次译码，每次译码可对应一个译码层，一个译码层包括有输入比特位和输出比特位。比如最外译码层中，接收端可以对a0、a1、a2、a3译码得到b0、b1、b2、b3，其中，a0、a1、a2、a3即输入比特位，b0、b1、b2、b3即输出比特位。为方便描述，可以将a0、a1、a2、a3所在层称为是第一层，b0、b1、b2、b3所在层称为是第二层，c0、c1、c2、c3所在层称为是第三层，第一层与第二层组成第一译码层，第二层与第三层组成第二译码层，以此类推。
如图4示出的例子中，接收端可以接收到4个符号，每个符号中包括4个比特，即接收端可以收到由16个比特组成的比特序列。进一步的，该比特序列中a0、a1、a2、a3均是第一个符号中的比特。由于在发送过程中，a0、a1、a2、a3在同一个符号(即第一个符号)中受到相同的噪声干扰，a0、a1、a2、a3是具有相关性的。
相应的，接收端可以对第一个符号中a0、a1、a2、a3进行译码得到中间结果，该中间结果分别为b0、b1、b2、b3。b0、b1、b2、b3仍然对应于第一个符号，在同一个符号中受到相同的噪声干扰，b0、b1、b2、b3是具有相关性的。
接收端可以继续对b0、b1、b2、b3进行译码得到中间结果，该中间结果分别为c0、c1、c2、c3。c0、c1、c2、c3仍然是对应于第一个符号，在同一个符号中受到相同的噪声干扰，c0、c1、c2、c3是具有相关性的。
此处，需要说明的是，接收端对第一个符号中a0、a1、a2、a3进行两层译码，得到c0、c1、c2、c3。其中，a0、a1、a2、a3分别对应的概率密度函数可参见图5a所示，a0、a1、a2、a3分别对应的概率密度函数是具有相关性的。c0、c1、c2、c3分别对应的概率密度函数可参见图5b所示，c0、c1、c2、c3分别对应的概率密度函数同样是具有相关性的。
如图4中，接收端可以继续对c0、c1、c2、c3进行译码得到中间的译码结果。由图4中的各层比特的对应关系可知，经c0、c1、c2、c3译码得到的比特位不再对应于同一个符号，即得到的比特位不再具有相关性。
基于上述关于相关性的描述，本申请提供一种构造可靠度序列的方式，该可靠度序列可以是基于上述译码过程中，同一个符号中具有相关性的多个比特位得到的。
在构造可靠度序列中，可以预先确定预设符号数Smax和预设调制阶数Bmax，Smax和Bmax均为正整数。其中，预设调制阶数用于指示一个符号中包括的比特个数，一个符号中的多个比特又分别对应于各自的能量等级，可以理解，本申请中预设调制阶数、预设比特数和预设能量等级数三者的取值相同，在一些实施例中三者可以互换。
结合图6解释说明生成可靠度序列的流程示意图。该流程可以是由可靠度序列的生成装置执行，该可靠度序列的生成装置可以是接收端或者发送端，或者其他装置。
步骤601，根据预设信噪比和预设调制阶数，确定发送符号和接收符号的联合分布概率密度函数。其中，发送符号可表示为x，接收符号可表示为y，发送符号和接收符号的联合分布概率密度函数可表示为f(y，x)。
本申请中，发送符号的个数可以等于预设符号数Smax，接收符号的个数同样可以等于预设符号数Smax，即可以根据Smax个发送符号和Smax个接收符号，确定发送符号和接收符号的联合分布概率密度函数。
示例性的，发送符号和接收符号的联合分布概率密度函数f(y，x)符合公式：
f(y，x)＝X(x，σ2)×P(x)
其中，x0，x1，...，xmax-1是发送符号的值的取值范围。发送符号的值的取值范围与预设调制阶数Bmax有关。例如在ASK8情况下，预设调制阶数为3，发送符号的值的取值范围为x0，x1，...，x7。例如在ASK16情况下，预设调制阶数为4，发送符号的值的取值范围为x0，x1，...，x15。X(x，σ2)是服从N(x，σ2)的高斯分布，σ2为噪音功率密度。P(x)是发送符号的幅值等于x0，x1，...，xmax-1的先验概率。
步骤602，根据接收符号和发送符号，确定接收符号中第一比特位的LLR的表达式。
第一比特位可以是接收符号在译码过程中最外译码层的输入比特位。同一个接收符号中可以包括Bmax个第一比特位，可将Bmax个第一比特位分别表示为a0，a1，...，aBmax-1。比如图4示例性示出的ASK16中，有四个接收符号，每个接收符号对应的最外译码层包括四个第一比特位。以第一个接收符号举例说明，该第一个接收符号中包括的四个第一比特位，可分别表示为a0、a1、a2、a3。
预先说明的是，发送符号可以是多个比特的联合表达，发送符号可以二进制表达为(b0b1...bBmax-1)2，其中b0，b1，...，bBmax-1为发送符号在二进制表达下每个比特的值。
具体的，可以先确定先验概率
Figure BDA0003145070650000101
以及根据接收符号确定似然概率
Figure BDA0003145070650000102
其中，
Figure BDA0003145070650000103
是计算似然概率时可能的发送符号。然后根据先验概率
Figure BDA0003145070650000104
和似然概率
Figure BDA0003145070650000105
确定多个第一比特位的LLR的表达式。
示例性的，多个第一比特位中，第k个第一比特位的LLR可以表达为：
Figure BDA0003145070650000106
其中，k取值为0，1，...，Bmax-1；bk为x中第k个第一比特位的取值；
Figure BDA0003145070650000107
为
Figure BDA0003145070650000108
中第k个第一比特位的取值。
在构造过程中，可通过LLRk(y，x)来表征第k个第一比特位是否译码正确。示例性的，当LLR大于0时，表示第k个第一比特位译码正确，当LLR小于0时，表示第k个第一比特位译码错误。可以根据LLRk(y，x)大于0的(y，x)组合在f(y，x)的积分，得到第k个第一比特位的译码正确的概率。
本申请中，接收端接收到Smax个接收符号，每个接收符号中包括Bmax个第一比特位，即接收端接收到的比特序列中包括Nmax个第一比特位，其中Nmax＝预设符号数Smax×预设调制阶数Bmax。相应的，接收端可以确定出Nmax个第一比特位的LLR，即Nmax个第一比特位的LLR关于(y，x)的表达式。图4例子中，预设符号数Smax为4，预设调制阶数Bmax为4，即接收端接收到的比特序列中包括16个第一比特位。相应的，接收端可以根据16个(y，x)组合，得到的16个第一比特位的LLR关于(y，x)的表达式。
步骤603，根据接收符号中第一比特位的LLR的表达式，确定第二比特位的LLR的表达式。第二比特位指的是对第一比特位进行译码过程中的中间比特位。
具体的，可以针对任一个接收符号，根据该接收符号中第一比特位的LLR的表达式，确定第二比特位的LLR的表达式。其中，一个接收符号中包括Bmax个第一比特位，对该接收符号中Bmax个第一比特位的LLR进行译码，可得到Bmax个第二比特位的LLR，且Bmax个第二比特位也对应于该接收符号。本申请中，可将该Bmax个第二比特位分别表示为c0，c1，…，cBmax-1。
比如图4示例性示出的ASK16中，对第一个接收符号中的四个第一比特位的LLR(即a0、a1、a2、a3的LLR)执行符号译码运算，得到该第一个接收符号对应的四个第二比特位的LLR，其中该四个第二比特位可分别表示为c0、c1、c2、c3。
以a0、a1、a2、a3为第一比特位，c0、c1、c2、c3为第二比特位为例，来具体解释本申请中根据第一比特位的LLR的表达式确定第二比特位的LLR的表达式的过程。
第1步，根据a0、a1、a2、a3的LLR的表达式，得到b0、b1、b2、b3的LLR的表达式。
示例性的，b0、b1、b2、b3的LLR的表达式可以如下：
Figure BDA0003145070650000111
Figure BDA0003145070650000112
Figure BDA0003145070650000113
Figure BDA0003145070650000114
该表达式中，
Figure BDA0003145070650000115
分别表示a0、a1、a2、a3的LLR的表达式；
Figure BDA0003145070650000116
分别表示b0、b1、b2、b3的LLR的表达式。■表示boxplus运算，示例性的，boxplus也可以由表达式
Figure BDA0003145070650000117
取代，该表达式中sign表示取符号运算，正数输出0，负数输出1。abs表示取绝对值运算，min表示取最小值。
第2步，根据b0、b1、b2、b3的LLR的表达式，得到c0、c1、c2、c3的LLR的表达式。
示例性的，c0、c1、c2、c3的LLR的表达式可以如下：
Figure BDA0003145070650000118
Figure BDA0003145070650000119
Figure BDA00031450706500001110
Figure BDA00031450706500001111
该表达式中，
Figure BDA00031450706500001112
分别表示c0、c1、c2、c3的LLR。
进一步的，基于上述c0、c1、c2、c3的LLR关于b0、b1、b2、b3的LLR的表达式，以及上述b0、b1、b2、b3的LLR关于a0、a1、a2、a3的LLR的表达式，可得到c0、c1、c2、c3的LLR关于a0、a1、a2、a3的LLR的表达式为：
Figure BDA00031450706500001113
Figure BDA00031450706500001114
Figure BDA00031450706500001115
Figure BDA00031450706500001116
需要补充的是，上述仅是以ASK16为例说明。而在其他场景，比如ASK4或ASK8中，同样可以根据第一比特位的LLR的表达式，确定第二比特位的LLR的表达式。
比如在ASK8中：
Figure BDA00031450706500001117
Figure BDA00031450706500001118
Figure BDA00031450706500001119
还需要补充的是，在ASK16或ASK8中，第一比特位的LLR均经需两层译码得到第二比特位的LLR。而在ASK4中，第一比特位的LLR仅需要经一层译码即可以得到第二比特位的LLR。也即本申请中，由第一比特位的LLR译码至第二比特位的LLR的译码层数(可称为第一译码层数)，可与预设调制阶数相关。示例性的，第一译码层数＝log2(Bmax)，比如预设调制阶数是4，第一译码层数是2；预设调制阶数是2，第一译码层数是1等。
本申请中，接收端可以确定出Nmax个第二比特位的LLR的表达式，即Nmax个第二比特位的LLR关于(y，x)的表达式。图4例子中，预设符号数Smax为4，预设调制阶数Bmax为4，即接收端接收到的比特序列中包括16个第二比特位。相应的，接收端可以根据16个(y，x)组合，得到的16个第二比特位的LLR关于(y，x)的表达式。
步骤604，根据第二比特位的LLR的表达式，确定第二比特位的LLR分布。
第二比特位的LLR分布可基于如下表达式得到：
Figure BDA0003145070650000121
其中，fc(LLR＝L)即第二比特位的LLR分布。如此，第二比特位的LLR分布是与第二比特位的LLR有关的分布函数。本申请中，可以获得Nmax个第二比特位的LLR分布。
步骤605，根据第二比特位的LLR分布，确定第三比特位的LLR分布。
其中，第三比特位为译码过程中的最终比特位(相当于发送端的待编码比特位)，该多个第三比特位可用于接收端确定发送端实际发送的信息比特。比如图4示例性示出的ASK16中，最后一层即为译码得到的最终比特，其中包括16个第三比特。
针对于一个共色方块，可以基于共色方块中的两个输入比特位的LLR分布，确定该共色方块中的两个输出比特位的LLR分布。仍以图4解释，可以根据c0、c4的LLR分布，确定d0、d4的LLR分布。具体可参加下述关系式：
Figure BDA0003145070650000122
Figure BDA0003145070650000123
其中，
Figure BDA0003145070650000124
和
Figure BDA0003145070650000125
分别是c0、c4的LLR分布，
Figure BDA0003145070650000126
和
Figure BDA0003145070650000127
分别是d0、d4的LLR分布。
如此，可以根据译码过程中的第三层各比特位的LLR分布，得到译码过程中的第四层各比特位的LLR分布。进而基于译码过程中的第四层各比特位的LLR分布，确定译码过程中的第五层各比特位的LLR分布，依此类推，得到译码过程中最后一层各比特位的LLR分布(也即各第三比特位的LLR分布)。
本申请中，可以获得Nmax个第三比特位的LLR分布。
需要补充的是，在译码过程中，根据第二比特位的LLR分布确定第三比特位的LLR分布，该译码层数与预设符号数Smax相关联。也即，第二比特位译码至第三比特位的译码层数(可称为第二译码层数)可与预设符号数Smax相关。示例性的，第二译码层数＝log2(Smax)，比如预设符号数是4，第二译码层数是2；预设符号数是8，第二译码层数是3。
步骤606，根据第三比特位的LLR分布，确定可靠度序列。
可针对于Nmax个第三比特位中的每个第三比特位执行：将第三比特位的LLR分布中，LLR>0的部分做积分，得到第三比特位译码的正确率。
可选的，第三比特位译码的正确率可参见关系式Pu＝∫L＞0fu(L)得到，其中，u表示第三比特位，fu(L)表示第三比特位的LLR分布，Pu表示第三比特位译码的正确率。
在确定出第三比特位的正确率之后，可以根据第三比特位的正确率确定第三比特位的可靠度。示例性的，可以将第三比特位的正确率作为第三比特位的可靠度。然后根据Nmax个第三比特位的可靠度，确定可靠度序列。在确定可靠度序列中，具体可以是根据Nmax个第三比特位分别对应的可靠度，对Nmax个第三比特位进行排序，得到可靠度序列。
结合图6示例示出的确定可靠度序列的方法，本申请可以把比特位对应的联合概率密度函数f(y，x)转化成一个离散的概率分布，用概率分布求和的方式来完成实际的操作。为方便说明，仍结合图4示例性示出的ASK16举例说明。
第1步，可将接收符号进行离散化处理，得到离散化取值
Figure BDA0003145070650000131
其中，
Figure BDA0003145070650000132
有2n+1项，表示为
Figure BDA0003145070650000133
n为正整数。进一步的，
Figure BDA0003145070650000134
其中z表示一个正数。然后将概率密度函数f(y，x)转化成一个离散的概率分布
Figure BDA0003145070650000135
其中，x0，x1...，xmax-1是发送符号的值的取值范围，
Figure BDA0003145070650000136
P(x)是发送符号等于x0，x1...，xmax-1的先验概率。
第2步，根据接收符号
Figure BDA0003145070650000137
确定似然概率
Figure BDA0003145070650000138
根据似然概率
Figure BDA0003145070650000139
和先验概率
Figure BDA00031450706500001310
确定接收符号
Figure BDA00031450706500001311
中第一比特位的LLR的表达式。
第k个第一比特位的LLR可表达为：
Figure BDA00031450706500001312
其中，k取值为0、1、2、3中的一个；bk为x中第k个第一比特位的取值；
Figure BDA00031450706500001313
为
Figure BDA00031450706500001314
中第k个第一比特位的取值。为方便计算，可将上述
Figure BDA00031450706500001315
的表达式简化为：
Figure BDA00031450706500001316
其中max运算表示取最大值。
相应的，接收端可以根据16个(y，x)组合，得到16个第一比特位的LLR关于(y，x)的表达式。
第3步，根据接收符号
Figure BDA00031450706500001317
中第一比特位的LLR的表达式，确定第二比特位的LLR的表达式。其中包括：
根据a0、a1、a2、a3的LLR的表达式，得到c0、c1、c2、c3的LLR的表达式为：
Figure BDA00031450706500001318
Figure BDA00031450706500001319
Figure BDA00031450706500001320
Figure BDA00031450706500001321
其中，■表示boxplus运算，和高斯近似一致的是，此时LLR表征为译码正确和错误，因此G函数简化为加法。为简化运算，boxplus也可以由表达式
Figure BDA00031450706500001322
Figure BDA0003145070650000141
取代，该表达式中sign表示取符号运算，正数输出0，负数输出1。abs表示取绝对值运算，min表示取最小值。
第4步，根据第二比特位的LLR的表达式，确定第二比特位的LLR分布。
具体的，对于任一个第二比特位的LLR分布，可表示为
Figure BDA0003145070650000142
是LLR的离散化取值，
Figure BDA0003145070650000143
有2m+1项，表示为
Figure BDA0003145070650000144
m为正整数。其中，
Figure BDA0003145070650000145
第5步，根据第二比特位的LLR分布，确定第三比特位的LLR分布。
其中，可对共色方块内的基本做密度进化，获取到输入
Figure BDA0003145070650000146
和
Figure BDA0003145070650000147
的分布下，输出
Figure BDA0003145070650000148
和
Figure BDA0003145070650000149
的分布，表达式为：
Figure BDA00031450706500001410
Figure BDA00031450706500001411
其中，
Figure BDA00031450706500001412
第6步，根据第三比特位的LLR分布，确定可靠度序列。
具体的，可参照关系式
Figure BDA00031450706500001413
确定各第三比特位的正确率。根据各第三比特位的正确率确定各第三比特位的可靠度。根据各第三比特位的可靠度，确定可靠度序列。此处，可靠度序列中可以包括按照可靠度排序的16个第三比特位。
本申请中，第三比特位又可称为是极化子信道，极化子信道用于在Polar编码中映射待编码比特，可以将极化子信道简称为子信道。在一种可能的实现方式中，子信道的个数可以是Nmax(即Smax×Bmax)，Nmax个子信道可组成编码序列，该编码序列中每个子信道按照其所在的位置对应有各自的序号。示例性的，预设符号数Smax＝16，即编码序列中包括16个符号，16个符号可表示为符号0至符号15。预设调制阶数Bmax＝4，即每个符号对应于4个比特位。子信道个数Nmax为16×4＝64，64个子信道可表示为子信道0至子信道63。示例性的，编码序列可参照图7a，其中，子信道0、子信道16、子信道32、子信道48可对应于符号0，子信道1、子信道17、子信道33、子信道49可对应于符号1等。
又或者，可以用子信道所在的符号序号和符号内该子信道的序号，来表征该子信道在编码序列中的位置。比如，子信道(0，0)表征该子信道是符号0中的子信道0，即第一个符号中的第一个子信道。再比如，子信道(0，1)表征该子信道是符号0中的子信道1，即第一个符号中的第二个子信道。再比如，子信道(1，0)表征该子信道是符号1中的子信道0，即第二个符号中的第一个子信道。再比如，子信道(1，1)表征该子信道是符号1中的子信道1，即第二个符号中的第二个子信道，等等。
如下为方便描述，均以子信道序号来表征子信道在编码序列中的位置，来举例说明。
可以根据Nmax个子信道的可靠度，对Nmax个子信道从高到低排序，得到可靠度序列。该可靠度序列可以按照能量等级划分为Bmax个子序列，其中每个子序列对应于一个能量等级。进一步的，每个子序列中包括Smax个子信道。
如图7b为本申请示例性示出的可靠度序列的示意图，该可靠度序列与图7a示例性示出的编码序列相对应。该可靠度序列中，由上往下各子信道的可靠度逐渐增高，由左往右各子信道的可靠度逐渐增高，比如子信道62的可靠度大于子信道56的可靠度，子信道62的可靠度大于子信道61的可靠度。
进一步的，可靠度序列中可包括4个子序列，每个子序列对应于一个能量等级。比如4个子序列表示为子序列0、子序列1、子序列2、子序列3，分别对应于能量等级0、能量等级1、能量等级2和能量等级3。能量等级由低到高的排序为能量等级0、能量等级1、能量等级2和能量等级3。每个子序列中包括16个子信道，其中，子序列0中可包括图案1对应的16个子信道，子序列1中可包括图案2对应的16个子信道，子序列2中可包括图案3对应的16个子信道，子序列3中可包括图案4对应的16个子信道。
此处，需要补充的是，如图7b中，子序列0中包括的16个子信道即子信道0至子信道15，对应于图7a中第一行的子信道，也可以理解，图7a中第一行包括的子信道组成子序列0。同理，图7a中第二行包括的子信道组成子序列1，第三行包括的子信道组成子序列2，第四行包括的子信道组成子序列3。
基于已经构建好的可靠度序列，在发送端编码中，发送端可以根据当前编码中的符号数、调制阶数，结合可靠度序列中子信道的可靠度，从编码序列确定出信息子信道和冻结比特位，并根据该信息子信道和冻结比特位对待编码信息进行编码。
为了更好的解释本申请实施例，先对本申请在编码过程中涉及到的比特序列和子信道解释说明。在本申请中，发送端在需要向接收端发送K个信息比特时，可以根据信息比特数K和码率R得到发送长度L，其中发送长度L即发送端实际向接收端发送的比特数。
发送长度L对应有母码长度N，母码长度N可能小于或等于最大母码长度Nmax，最大母码长度Nmax可理解为可靠度序列中包括的子信道数。在这种情况中，母码长度N与最大母码长度Nmax之间的区域即为不可选区域，该不可选区域不能用于发送端确定信息子信道。也可以理解，母码长度N对应的区域为可选区域，最大母码长度Nmax对应的区域中除可选区域以外的区域为不可选区域。
进一步的，母码长度N可以大于或等于发送长度L，发送端可以通过速率匹配的方式将发送长度L与母码长度N进行匹配。在待编码侧，发送端从可选区域中选择信息子信道时，同时会选择缩短子信道或者打孔子信道，该缩短子信道或者打孔子信道在待编码侧对应于预冻结子信道，该缩短子信道或者打孔子信道在编码侧可被发送端删除。进一步的，在待编码侧，发送端从可选区域中排除缩短子信道或者打孔子信道之后，可以得到候选区域，发送端可从候选区域中选择信息子信道，候选区域中除信息子信道以外的子信道可设置为冻结子信道，该冻结子信道可用于放置冻结比特。
图8为本申请示例性提供的一种编码和译码的流程示意图：
步骤801，发送端获取信息比特数K和编码比特数L。
发送端在需要发送信息比特序列时，可以根据信息比特序列中包括的信息比特数K和码率R，确定编码比特数L。可选的，编码比特数L＝信息比特数K/码率R。其中K和L均为正整数，R小于或等于1。
步骤802，发送端根据编码比特数L和能量等级数B，确定符号数S，其中，符号数S为S1或S2，S1＝L/B，S2＝L/2B，S1、S2和B均为正整数。
本申请实施例可以适用于多种调制方式，比如PAM、QAM、ASK、PSK等。
对于单路调制(符号仅包括实部)，比如PAM或ASK来说，发送端可以根据编码比特数L和能量等级数B，确定符号数S1，其中S1＝L/B。
对于两路调制(符号包括实部和虚部)，比如QAM或PSK来说，发送端可以根据编码比特数L和能量等级数B，确定符号数S2，其中S2＝L/2B。
步骤803，发送端根据符号数S、能量等级数B和可靠度序列，从编码序列中确定K个信息子信道。K个信息子信道即用于放置K个信息比特的子信道。
在一种可选实现方式中，K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的。具体的，K个信息子信道可以是按照各候选子信道的可靠度由高至低的排序，从各候选子信道中选取K个信息子信道。进一步的，候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；其中，i可以取遍0至B-1的整数，也即，能量等级0至能量等级B-1对应有B个子序列，发送端可以从该B个子序列中的每个子序列中确定出S1个子信道或2×S2个子信道。
本申请中，发送端可以根据符号数S确定符号母码长度S’，以及根据能量等级数B(即符号内比特数B)确定符号内母码长度B’。符号母码长度S’和符号内母码长度B’可用于确定出母码长度N。可选的，母码长度N为符号母码长度S’和符号内母码长度B’的乘积。
示例性的，符号母码长度S’可以基于公式
Figure BDA0003145070650000161
得到。比如，符号数S＝14，符号母码长度
Figure BDA0003145070650000162
再比如，符号数S＝7，符号母码长度
Figure BDA0003145070650000163
符号内母码长度B’可以基于公式
Figure BDA0003145070650000164
得到。比如，符号内比特数B＝3，符号内母码长度
Figure BDA0003145070650000165
比如，符号内比特数B＝2，符号内母码长度
Figure BDA0003145070650000166
在符号母码长度S’小于预设符号数Smax时，和/或，符号内母码长度B’小于预设能量等级数Bmax时，发送端可以设置预冻结子信道，该预冻结子信道可以在编码和译码过程中被当做冻结比特处理。该预冻结子信道又可称为不可选子信道，可以理解，该预冻结子信道对应于编码序列中的不可选区域，编码序列中不可选区域以外的区域即可选区域。
发送端确定预冻结子信道的实现方式可参见下述示例1至示例3。
示例1，符号母码长度S’小于预设符号数Smax，发送端可以根据符号母码长度S’和预设符号数Smax，确定不可选子信道。参照图7a示例性示出的编码序列举例来说，预设符号数Smax＝16，假设符号母码长度S’＝8，则发送端可以确定符号8至符号15对应的子信道均为不可选子信道。
示例2，符号内母码长度B’小于预设能量等级数Bmax，发送端可以根据符号内母码长度B’和预设能量等级数Bmax，确定不可选子信道。参照图7a示例性示出的编码序列举例来说，预设能量等级数Bmax＝4，假设符号内母码长度B’＝2，则发送端可以确定各符号中第3个子信道和第4个子信道均为不可选子信道。
示例3，符号母码长度S’小于预设符号数Smax，且符号内母码长度B’小于预设能量等级数Bmax，发送端可以根据符号母码长度S’和预设符号数Smax，以及根据符号内母码长度B’和预设能量等级数Bmax，确定不可选子信道。参照图7a示例性示出的编码序列举例来说，预设符号数Smax＝16，预设能量等级数Bmax＝4，假设符号母码长度S’＝8，符号内母码长度B’＝2，则发送端可以确定符号8至符号15对应的子信道，以及符号0至符号7中每个符号的第3个子信道和第4个子信道均为不可选子信道。
当然，在符号母码长度S’等于预设符号数Smax时，以及符号内母码长度B’等于预设能量等级数Bmax的情况下，发送端可以无需执行确定可选区域的步骤(或者说发送端可以无需执行确定不可选区域的步骤)。
在一种可选实现方式中，在符号数S小于符号母码长度S’，和/或，能量等级数B小于符号内母码长度B’的情况下，发送端可以根据符号数S和能量等级数B从可选区域中确定出预冻结子信道，该预冻结子信道即打孔子信道或者缩短子信道在待编码侧对应的子信道。发送端将该候选区域中的预冻结子信道排除之后，得到候选区域，该候选区域中包括多个候选子信道，发送端可以从多个候选子信道中获取信息子信道。具体采用哪种速率匹配方式不是本申请的保护范畴，因此，为了方便描述，本申请中可以以速率匹配为缩短时的缩短子信道确定方式为例说明，速率匹配为打孔时的打孔子信道确定方式与缩短子信道类似，不再赘述。
发送端确定缩短子信道对应的预冻结子信道的实现方式可参见下述示例a至示例c。
示例a，符号内比特数B小于符号内母码长度B’，发送端可以根据符号内比特数B和符号内母码长度B’，从可选区域中确定缩短子信道对应的预冻结子信道，该预冻结子信道可用于符号内速率匹配。比如QAM64中，一路信号(比如I路或Q路)中包含3个比特，即符号内比特数B＝3，符号内母码长度B’＝4，可以确定符号内的缩短子信道对应的预冻结子信道是第4个子信道。再比如，QAM1024中，一路信号(比如I路或Q路)中包含5个比特，符号内比特数B＝5，符号内母码长度B’＝8，可以确定符号内的缩短子信道对应的预冻结子信道为第4个子信道、第6个子信道、第8个子信道。
示例b，符号数S小于符号母码长度S’，发送端可以根据符号数S和符号母码长度S’，从可选区域中确定缩短子信道对应的预冻结子信道，该预冻结子信道可用于符号间速率匹配。比如符号数为14，符号母码长度S’为16，则可确定符号0至符号15中，符号14和符号15对应的子信道为缩短子信道对应的预冻结子信道。
示例c，符号内比特数B小于符号内母码长度B’，且符号数S小于符号母码长度S’，发送端可以根据符号内比特数B和符号内母码长度B’，以及根据符号数S和符号母码长度S’，从可选区域中确定缩短子信道对应的预冻结子信道。举例来说，QAM64中，符号内比特数B＝3，符号内母码长度B’＝4，符号数为14，符号母码长度S’为16，则可以确定符号0至符号15中，符号14和符号15对应的子信道，以及符号0至符号13中各符号中的第4个子信道为缩短子信道对应的预冻结子信道。本例子中，用于符号间速率匹配的预冻结子信道可表示为Ps＝[14，15]，用于符号内速率匹配的预冻结子信道可表示为Pb＝[3]。
当然，在符号数S等于符号母码长度S’的情况下，以及在符号内比特数B等于符号内母码长度B’的情况下，发送端可以无需确定缩短子信道对应的预冻结子信道。
发送端在确定出缩短子信道以及各缩短子信道对应的预冻结子信道之后，可以将这些子信道从可选区域中排除，以得到候选区域。然后在候选区域的多个候选子信道中，基于可靠度从高至低的排序，依次确定各候选子信道是否为预冻结子信道，若是，则略过，若不是，则确定为信息子信道。
一种可能方式中，发送端若确定某个子信道的序号满足公式
Figure BDA0003145070650000181
或者满足公式mod(x，s′)∈Ps，则确定该子信道为预冻结子信道。
结合图7b示例性示出的可靠度序列，假设发送端需要发送的信息比特数K＝21，码率R＝0.5，调制阶数B＝3，符号数S＝14，则发送端需要根据可靠度序列从编码序列中确定出21个信息子信道。在该例子中，符号数S＝14，则符号14和符号15对应的子信道为预冻结子信道，而调制阶数B＝3，则图7b中图案4对应的子信道(或者说，符号0至符号13各符号中的第4个子信道)为预冻结子信道。示例性的，发送端可以根据可靠度由高至低的排序，确定第1个子信道(即子信道63)至第9个子信道(即子信道54)为预冻结子信道，第10个子信道(即子信道47)为信息子信道，第11个子信道(即子信道53)为预冻结子信道，以此类推，直至确定出21个信息子信道。然后将剩余的子信道作为冻结子信道。构造出的信息子信道和冻结子信道的位置可参见图9所示，其中，图案一表示缩短子信道对应的预冻结子信道。图案二表示信息子信道，用于承载待编码的比特序列中的21个比特。图案三表示冻结子信道，示例性的，各冻结子信道的值可设置为0。
在另一种可能的方式中，发送端可以将上述确定出的预冻结子信道从编码序列中排除之后，得到L个候选子信道。或者也可以理解，发送端根据符号数S和能量等级数B，从编码序列中确定出L个候选子信道。当调制方式为单路调制时，该L个候选子信道即S1×B个子信道。当调制方式为两路调制时，该L个候选子信道即2×S2×B个子信道。随后，发送端可以根据每个候选子信道的可靠度，按照可靠度由高至低的排序，从该L个候选子信道中确定出K个信息子信道，该K个信息子信道可用于承载K个信息比特。该L个候选子信道中剩余的(L-K)个子信道可用于承载(L-K)个冻结比特。进一步的，可将该(L-K)个子信道以及上述确定出的预冻结子信道作为冻结子信道。
结合图7b示例性示出的可靠度序列解释说明，假设发送端需要发送的信息比特数K＝21，码率R＝0.5，调制阶数B＝3，符号数S＝14，编码比特数L＝信息比特数K/码率R＝42。发送端可以从编码序列中确定子序列0、子序列1和子序列2，并分别从子序列0、子序列1和子序列2中的每个子序列中确定14个子信道。示例性的，发送端可以确定子序列0、子序列1和子序列2的每个子序列中的子信道0至子信道13作为候选子信道，从而得到42个候选子信道，然后按照候选子信道的可靠度从高到低的顺序，从42个候选子信道中确定出21个信息子信道，该21个信息子信道用于承载21个信息比特，剩余的21个候选子信道可用于承载21个冻结比特。
步骤804，发送端根据K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出。
发送端可以将K个信息比特分别放置于K个信息子信道中，(L-K)个冻结子信道以及预冻结子信道均设置为0，得到长度为N(符号母码长度S’×符号内母码长度B’)的待编码的比特序列。编码过程可参见图3的从左往右的过程，或者参见图4的从下往上的过程。该编码可以是采用现有Polar码的编码方案，不再赘述。
步骤805，发送端将输出的比特序列进行速率匹配和调制，得到S个待发送符号。
发送端在输出编码后的比特序列之后，可以将该输出的编码后的比特序列进行速率匹配，其中速率匹配可以是不发送缩短子信道对应的比特。以图9对应的实施例说明，图案一对应的子信道均为缩短子信道，发送端在进行速率匹配时，可以不发送这些子信道对应的比特。发送端执行速率匹配之后得到的比特序列可称为待调制的比特序列，发送端可以对待调制的比特序列进行调制，得到待发送的符号(可称为待发送符号)。此外，本申请不排除发送端无需对编码后的比特序列执行速率匹配的情况，此时，发送端将编码后的比特序列作为待调制的比特序列，调制成待发送符号。
本申请中，待调制的比特序列可以对应于B个子序列，每个子序列中包括的S个子信道分别对应于S个比特。在待调制的比特序列中，按照能量等级从低到高的排序，从每个子序列对应的比特中依次选取一个比特映射至一个待发送符号中，即映射得到S个待发送符号。一种可能的实现方式中，发送端可以将待调制的比特序列映射成S个待发送符号。示例性的，可以将待调制的比特序列中，第(j1×B+j2)个比特映射至第j1个待发送符号中的第j2个比特，其中j1为小于S的正整数，j2为小于B的正整数。
参照图9举例来说，S＝14，B＝3，待调制的比特序列中包括14×3＝42个比特，发送端可以将该42个比特映射至14个待发送符号中。具体的，可以按照能量等级从低到高的排序，将子信道0、子信道16、子信道32分别对应的比特0、比特16、比特32映射至符号0中；将子信道1、子信道17、子信道33分别对应的比特1、比特17、比特33映射至符号1中，以此类推，将待调制的42个比特映射至14个待发送符号中。
可选的，在经调制得到S个待发送符号之后，可以将S个待发送符号进行符号级的交织处理。比如，发送端将比特序列调制成14个待发送符号(表示为符号0至符号13)，发送端向接收端发送符号的顺序可以是：符号0、符号7、符号1、符号8、符号2、符号9、符号3、符号10、符号4、符号11、符号5、符号12、符号6、符号13。从而有助于提高待发送符号在发送过程中应对突发连续噪音的抗干扰性。
本申请中，不仅可以在调制之后，对S个待发送符号进行交织处理，还可以在调制之前，对比特序列进行交织处理。为保障具有相关性的比特仍映射至同一个待发送符号中，在对比特序列进行交织处理时，可以是每个子序列内部的子信道所对应的比特采用相同的交织序列。比如图9中，子序列0中包括子信道0至子信道13，并分别对应于比特0至比特13；子序列1中包括子信道16至子信道29，并分别对应于比特16至比特29；子序列2中包括子信道32至子信道45，并分别对应于比特32至比特45。比如在子序列0对应的14个比特的交织中，交织之后的比特的顺序可以是：比特0、比特7、比特1、比特8、比特2、比特9、比特3、比特10、比特4、比特11、比特5、比特12、比特6、比特13。相应的，子序列1和子序列2执行相同的交织，比如在子序列1对应的14个比特的交织中，交织之后的比特的顺序可以是：比特16、比特23、比特17、比特24、比特18、比特25、比特19、比特26、比特20、比特27、比特21、比特28、比特22、比特29。
本申请中，不同子序列对应于不同的能量等级，在将多个比特映射至同一个符号时，该同一个符号中的多个比特的能量等级具有高低排序。
以ASK为例解释，在能量等级数为2时，可以将两个比特映射到ASK4的星座上，对应的能量等级分别是能量等级0和能量等级1；在能量等级数为3时，可以将三个比特映射到ASK8的星座上，对应的能量等级分别是能量等级0、能量等级1和能量等级2；在能量等级数为4时，可以将四个比特映射到ASK16的星座上，对应的能量等级分别是能量等级0、能量等级1、能量等级2和能量等级3。
再以QAM为例解释，在能量等级数为2时，可以将两个比特映射到QAM16的星座上，对应的能量等级分别是能量等级0和能量等级1；在能量等级数为3时，可以将三个比特映射到QAM64的星座上，对应的能量等级分别是能量等级0、能量等级1和能量等级2；在能量等级数为4时，可以将四个比特映射到QAM256的星座上，对应的能量等级分别是能量等级0、能量等级1、能量等级2和能量等级3。
其中，能量等级0、能量等级1、能量等级2和能量等级3对应的能量由低至高。
此外，在能量等级数为4时，比如在ASK16或者QAM256中，可以将能量等级2对应的子序列中的比特和能量等级3对应的子序列中的比特调换映射顺序。比如将四个比特映射到ASK16的星座上，对应的能量等级分别是能量等级0、能量等级1、能量等级3和能量等级2。再比如将四个比特映射到QAM256的星座上，对应的能量等级分别是能量等级0、能量等级1、能量等级3和能量等级2。通过该方式，可有助于提高符号在信道中的传输性能。
步骤806，发送端向接收端发送S个符号。接收端接收来自发送端的该S个符号。
步骤807，接收端根据符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对S个符号解调和译码得到L个比特，L个比特中包括K个信息比特。
本申请中，接收端和发送端可以预先约定能量等级、可靠度序列和编码序列等，从而接收端在接收到来自发送端的该S个符号之后，可以根据预先约定的能量等级、可靠度序列和编码序列等，来解调和译码。具体的，接收端可以根据符号数S、能量等级B，对S个符号进行解调处理，得到解调之后的L个LLR，L个LLR对应于L个待译码比特，示例性的，在LLR大于0时，该LLR对应的待译码比特取值为1，在LLR小于0时，该LLR对应的待译码比特取值为0。接收端然后根据符号数S、可靠度序列和编码序列，确定出K个信息子信道，该K个信息子信道在L个待译码比特中对应于K个信息比特。从而接收端可得到发送端实际向接收端发送的信息。本申请中，接收端确定K个信息子信道的方式，可参见步骤803中发送端确定K个信息子信道的方式，不再赘述。
在接收端解调过程中，接收端可以将S个符号中每个符号包括的B个比特，依次映射至能量等级从低到高排序的B个子序列中。比如图9中例子，S＝14，B＝3，将符号0中包括的比特0、比特16、比特32，分别映射至子序列0、序列1、序列2的第一个子信道中，将符号1中包括的比特1、比特17、比特33，分别映射至子序列0、序列1、序列2的第二个子信道中，依此类推，得到序列0、序列1、序列2，每个序列中包括的14个子信道分别对应有14个比特，比如序列0中包括的14个子信道分别对应于比特0至比特13。
需要说明的是，在能量等级数为4时，比如在ASK16或者QAM256中，可能存在发送端在映射时调换了能量等级2对应的子序列和能量等级3对应的子序列之间的顺序。相应的，接收端在解调时，也需要调换符号中两个比特之间的映射顺序，将符号中第三个比特映射至能量等级3对应的子序列中，以及将符号中第四个比特映射至能量等级2对应的子序列中，从而接收端可以解调出正确的比特序列。
还需要说明的是，若发送端是对S个符号进行交织，则接收端可以在接收到该S个符号之后，先对该S个符号执行解交织，然后再对S个符号进行解调和译码。若发送端是对符号中的比特进行交织，则接收端可以在对S个符号解调之后，对符号中的比特进行解交织，然后再执行译码。
如图10为本申请示例性提供的一种发送端发送符号的流程示意图：发送端确定符号数和调制阶数；发送端根据符号数、调制阶数，从编码序列中确定预冻结子信道；然后发送端从编码序列中排除掉预冻结子信道，根据可靠度序列从剩余的子信道中确定信息子信道和冻结子信道。发送端根据确定出的信息子信道和冻结子信道，以及待发送的信息比特，进行码构造得到待编码的比特序列。发送端将待编码的比特序列进行Polar码编码，得到编码后的比特序列。发送端随后根据预冻结子信道，对编码后的比特序列执行速率匹配。发送端根据映射图样，确定速率匹配之后的比特序列中各比特与符号之间的映射关系。发送端根据各比特与符号之间的映射关系，将比特序列高阶调制至多个待发送符号中。发送端对多个待发送符号执行符号交织，然后经信道向接收端发送交织之后的多个符号。
本申请实施例中，发送端可以根据待发送信息的信息比特数、信息比特数对应的编码比特数和可靠度序列，从编码序列中确定出信息子信道和冻结子信道，根据信息子信道和冻结子信道，对信息比特进行编码。该方式中，可靠度序列是基于同一个符号中比特的相关性构造的，而且在构造过程中还考虑了同一个符号中不同比特之间的能量等级不同，根据该可靠度序列确定的信息子信道对信息比特进行编码，可以得到与高阶调制较为匹配的比特序列。相应的，接收端接收到符号之后，也可以根据该可靠度序列确定信息子信道，译码出较为准确的信息比特。无需改变编码器和译码器的设计，有助于节约成本。
进一步的，可靠度序列可以是双重嵌套结构，即由预设符号数和预设能量等级数共同对应的子信道所组成的序列。该可靠度序列可适用于不同的符号数或者不同的能量等级，发送端可以根据待发送的信息比特对应的符号数和能量等级，以及可靠度序列，确定出候选子信道，然后从候选子信道中确定出信息子信道和冻结子信道。示例性的，不同能量等级对应的调制，比如ASK4、ASK8和ASK16均可以对应于同一个可靠度序列，而无需为每个能量等级数对应的调制设置不同的可靠度序列，有助于节约成本。
本申请提供一种新的构造信息子信道的方法，可以称为是基于比特相关性的Polar码构造方法，英文可表示为correlation aware Polar，英文简称可表示为CAP。
本申请针对不同调制阶数以及不同的比特序列长度，对比CAP与现有构造方式的性能可知，CAP在不改变编码器和译码器的情况下，可获得1dB～1.5dB的增益。
如下示例性提供多个性能评估中内的对比图：
性能评估一：在QAM16、N＝1024的情况下，CAP与BICM的对比可参照图11a所示。在QAM16、N＝4096的情况下，CAP与BICM的对比可参照图11b所示。
性能评估二：在QAM256、N＝1024的情况下，CAP与BICM的对比可参照图12a所示。在QAM256、N＝4096的情况下，CAP与BICM的对比可参照图12b所示。
性能评估三：在QAM256、N＝1024的情况下，CAP与多级编码调制(multilevelcoded modulation，MLC)的对比可参照图13所示。
基于上述内容和相同构思，图14和图15为本申请提供的可能的通信装置的结构示意图。这些通信装置可以用于实现上述方法实施例中发送端或接收端的功能，因此也能实现上述方法实施例所具备的有益效果。在本申请中，该通信装置可以是如图1所示的发送端101，也可以是如图1所示的接收端102。
在通信装置为发送端时，包括：输入输出单元1401和处理单元1402。
在一种可能的实现方式中，输入输出单元1401，用于获取信息比特数K和编码比特数L；处理单元1402，用于根据所述编码比特数L和能量等级数B，确定符号数S，S为S1或S2，S1＝L/B，S2＝L/2B；所述处理单元1402，还用于根据所述符号数S、所述能量等级数B和可靠度序列，从编码序列中确定K个信息子信道；所述处理单元1402，还用于根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出比特序列；其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
在一种可能的实现方式中，所述K个信息子信道为：所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
在一种可能的实现方式中，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
在一种可能的实现方式中，所述处理单元1402在根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出之后，还用于：将输出的所述比特序列进行速率匹配和调制，得到S个待发送符号；对所述S个待发送符号进行交织处理。
在一种可能的实现方式中，所述处理单元1402具体用于：按照能量等级从低到高的排序，在所述B个子序列的每个子序列中，依次选取一个比特映射至一个待发送符号中。
在一种可能的实现方式中，对于QAM256，所述处理单元1402还用于：对能量等级从低到高的排序中的、第三个能量等级对应的子序列中选取的比特和第四个能量等级对应的子序列中选取的比特交换映射次序。
在一种可能的实现方式中，所述编码为极化Polar码编码。
在通信装置为接收端时，包括：输入输出单元1401和处理单元1402。
在一种可能的实现方式中，输入输出单元1401，用于接收S个符号，其中符号数S为S1或S2；处理单元1402，用于根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特，所述L个比特中包括K个信息比特，L＝S1×B，或L＝2×S2×B；其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
在一种可能的实现方式中，所述K个信息子信道为：所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
在一种可能的实现方式中，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
在一种可能的实现方式中，所述处理单元1402根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特之前，还用于：对所述S个符号进行解交织处理。
在一种可能的实现方式中，所述处理单元1402具体用于：将所述S个符号中的每个符号包括的B个比特，依次映射至能量等级从低到高排序的B个子序列中。
在一种可能的实现方式中，对于QAM256，所述处理单元1402还用于：对所述S个符号中的每个符号包括的第三个比特和第四个比特交换映射次序。
在一种可能的实现方式中，所述编码为极化Polar码译码。
此外，如图15所示，为本申请还提供的一种通信装置1500。示例性地，通信装置1500可以是芯片或芯片系统。可选的，在本申请实施例中芯片系统可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
通信装置1500可以包括至少一个处理器1510，通信装置1500还可以包括至少一个存储器1520，用于存储计算机程序、程序指令和/或数据。存储器1520和处理器1510耦合。本申请实施例中的耦合是装置、单元或模块之间的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式，用于装置、单元或模块之间的信息交互。处理器1510可能和存储器1520协同操作。处理器1510可能执行存储器1520中存储的计算机程序。可选的，所述至少一个存储器1520也可与处理器1510集成在一起。
通信装置1500中还可以包括收发器1530，通信装置1500可以通过收发器1530和其它设备进行信息交互。收发器1530可以是电路、总线、收发器或者其它任意可以用于进行信互的装置。
在一种可能的实施方式中，该通信装置1500可以是前述的发送端或者接收端。存储器1520保存实施上述任一实施例中的功能的必要计算机程序、程序指令和/或数据。所述处理器1510可执行所述存储器1520存储的计算机程序，完成上述任一实施例中的方法。
本申请实施例中不限定上述收发器1530、处理器1510以及存储器1520之间的具体连接介质。本申请实施例在图15中以存储器1520、处理器1510以及收发器1530之间通过总线连接，总线在图15中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图15中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。在本申请实施例中，处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实施或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
在本申请实施例中，存储器可以是非易失性存储器，比如硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)等，还可以是易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)。存储器还可以是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实施存储功能的装置，用于存储计算机程序、程序指令和/或数据。
基于以上实施例，参见图16，本申请实施例还提供另一种通信装置1600，包括：接口电路1610和逻辑电路1620；接口电路1610，可以理解为输入输出接口，可用于执行与上述图14示意的输入输出单元1402或如图15示意的收发器1530同样的操作步骤，本申请在此不再赘述。逻辑电路1620可用于运行所述代码指令以执行上述任一实施例中的方法，可以理解成上述图14中的处理单元1402或图15中的处理器1510，可以实现处理单元或处理器同样的功能，本申请在此不再赘述。
基于以上实施例，本申请实施例还提供一种可读存储介质，该可读存储介质存储有指令，当所述指令被执行时，使上述任一实施例中安全检测方法执行的方法被实施。该可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、装置(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理装置上，使得在计算机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，从而在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (31)

1.一种编码方法，其特征在于，包括：
获取信息比特数K和编码比特数L；
根据所述编码比特数L和能量等级数B，确定符号数S，S为S1或S2，S1＝L/B，S2＝L/2B；
根据所述符号数S、所述能量等级数B和可靠度序列，从编码序列中确定K个信息子信道；
根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出比特序列；
其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；
所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；
K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述K个信息子信道为：
所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出之后，还包括：
将输出的所述比特序列进行速率匹配和调制，得到S个待发送符号；
对所述S个待发送符号进行交织处理。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调制包括：按照能量等级从低到高的排序，在所述B个子序列的每个子序列中，依次选取一个比特映射至一个待发送符号中。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，对于正交振幅调制QAM256，所述调制还包括：对能量等级从低到高的排序中的、第三个能量等级对应的子序列中选取的比特和第四个能量等级对应的子序列中选取的比特交换映射次序。
7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述编码为极化Polar码编码。
8.一种译码方法，其特征在于，包括：
接收S个符号，其中符号数S为S1或S2；
根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特，所述L个比特中包括K个信息比特，L＝S1×B，或L＝2×S2×B；
其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；
所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；
K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述K个信息子信道为：
所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特之前，还包括：
对所述S个符号进行解交织处理。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述解调包括：将所述S个符号中的每个符号包括的B个比特，依次映射至能量等级从低到高排序的B个子序列中。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，对于正交振幅调制QAM256，所述解调还包括：对所述S个符号中的每个符号包括的第三个比特和第四个比特交换映射次序。
14.如权利要求8至13任一项所述的方法，其特征在于，所述编码为极化Polar码译码。
15.一种通信装置，其特征在于，包括：
输入输出单元，用于获取信息比特数K和编码比特数L；
处理单元，用于根据所述编码比特数L和能量等级数B，确定符号数S，S为S1或S2，S1＝L/B，S2＝L/2B；
所述处理单元，还用于根据所述符号数S、所述能量等级数B和可靠度序列，从编码序列中确定K个信息子信道；
所述处理单元，还用于根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出比特序列；
其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；
所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；
K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述K个信息子信道为：
所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
18.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述处理单元在根据所述K个信息子信道，对K个信息比特进行编码并输出之后，还用于：
将输出的所述比特序列进行速率匹配和调制，得到S个待发送符号；
对所述S个待发送符号进行交织处理。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：
按照能量等级从低到高的排序，在所述B个子序列的每个子序列中，依次选取一个比特映射至一个待发送符号中。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，对于正交振幅调制QAM256，所述处理单元还用于：对能量等级从低到高的排序中的、第三个能量等级对应的子序列中选取的比特和第四个能量等级对应的子序列中选取的比特交换映射次序。
21.如权利要求15至20任一项所述的装置，其特征在于，所述编码为极化Polar码编码。
22.一种通信装置，其特征在于，包括：
输入输出单元，用于接收S个符号，其中符号数S为S1或S2；
处理单元，用于根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特，所述L个比特中包括K个信息比特，L＝S1×B，或L＝2×S2×B；
其中，所述编码序列中包括Bmax个子序列，所述Bmax个子序列分别与Bmax个能量等级对应；所述Bmax个子序列中每个子序列包括Smax个子信道；所述可靠度序列用于指示所述编码序列中各子信道的可靠度的高低排序；
所述K个信息子信道是根据各候选子信道的可靠度的高低排序从候选子信道中选取的，所述候选子信道是能量等级为i的子序列中的S1个子信道或2×S2个子信道；
K、L、B、S、S1、S2、Bmax、Smax均为正整数，Smax大于或等于S，Bmax大于或等于B，i大于或等于0且小于B。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述K个信息子信道为：
所述候选子信道中除打孔子信道、缩短子信道、预冻结子信道以外的子信道中，按照可靠度从高到低的排序选取的。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述打孔子信道或缩短子信道是根据所述能量等级数B和所述能量等级数B对应的符号内母码长度确定的。
25.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述处理单元根据所述符号数S、能量等级B、可靠度序列和编码序列，对所述S个符号解调和译码得到L个比特之前，还用于：
对所述S个符号进行解交织处理。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：将所述S个符号中的每个符号包括的B个比特，依次映射至能量等级从低到高排序的B个子序列中。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，对于正交振幅调制QAM256，所述处理单元还用于：对所述S个符号中的每个符号包括的第三个比特和第四个比特交换映射次序。
28.如权利要求22至27任一项所述的装置，其特征在于，所述编码为极化Polar码译码。
29.一种通信装置，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器，用于存储计算机程序或指令；
所述至少一个处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述通信装置执行如权利要求1至7任一项所述的方法或如权利要求8至14中任一项所述的方法。
30.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被执行时，以使得计算机执行如权利要求1至7任一项所述的方法或如权利要求8至14中任一项所述的方法。
31.一种通信系统，其特征在于，包括如权利要求15至21任一项的通信装置，以及权利要求22至28任一项的通信装置。
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