WO2018019044A1 - 编码方法和设备 - Google Patents

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WO2018019044A1
WO2018019044A1 PCT/CN2017/088023 CN2017088023W WO2018019044A1 WO 2018019044 A1 WO2018019044 A1 WO 2018019044A1 CN 2017088023 W CN2017088023 W CN 2017088023W WO 2018019044 A1 WO2018019044 A1 WO 2018019044A1
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陈莹
李榕
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Abstract

本申请提供一种编码方法和设备。该方法包括：确定N个待编码比特，N个待编码比特中包含信息比特和固定比特，获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，N个待编码比特对应N个极化信道，根据第一极化权重向量确定信息比特的位置，对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。

Description

编码方法和设备 技术领域
本申请涉及编解码技术领域，尤其涉及一种编码方法和设备。
背景技术
信道编码是通信系统中用于提高数据传输的可靠性，保证通信质量的无线接入技术，Polar(极化)码是一种理论上证明可以达到香农极限且具有低编译码复杂度的编码方式。Polar码是一种线性块码，其生成矩阵为GN,其编码过程为
Figure PCTCN2017088023-appb-000001
为编码后比特，
Figure PCTCN2017088023-appb-000002
为待编码比特，其中
Figure PCTCN2017088023-appb-000003
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 PCTCN2017088023-appb-000004
其中
Figure PCTCN2017088023-appb-000005
BN是一个N×N的转置矩阵，例如比特反转(Bit Reversal)矩阵；
Figure PCTCN2017088023-appb-000006
定义为log2N个矩阵F2的克罗内克(Kronecker)乘积。Polar码的编码过程中，首先需要确定
Figure PCTCN2017088023-appb-000007
中信息比特和固定比特的位置，用来携带信息的比特称为信息比特，剩下的比特置为收发端预先约定的固定值，称为固定比特，然后再根据
Figure PCTCN2017088023-appb-000008
进行编码。具体可通过不同的方式对每个输入比特对应的极化信道可靠度进行估计并优先选择可靠度高的极化信道放置信息比特。在实际应用当中，信息比特的位置需要用一个序列来指示，可以通过在线计算或者离线存储的方式来统一信息比特的位置。
现有技术中，有三种极化信道可靠度估计的方法，一种是计算每个极化信道的巴氏(Bhattacharyya)参数，该参数反应了极化信道的错误概率，然后选择K个最小的巴氏参数对应的极化信道放置信息比特，但是该方法只适用于二进制擦除信道，对于其他信道无法准确地进行可靠度估计，因此性能不高；另外两种分别是密度进化(Density evolution，DE)方法和高斯近似(Gaussion approximation，GA)法。DE方法和GA方法的计算复杂度相对较高，不适用于在线计算，对于离线存储，DE方法和GA方法在计算可靠度的时候依赖于实际信道的参数速率匹配方式，码率以及调制方式，上述参数中的任何一项发生变化极化信道的可靠度估计结果也会发生变化，对应的信息比特的位置也发生变化，最终导致存储的开销过大。
发明内容
本申请提供一种编码方法和设备，以降低Polar码编码的计算复杂度与存储复杂 度。
第一方面，本申请提供一种编码方法，包括：
接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，N为正整数，然后获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，极化权重是选择信息比特的依据，接着根据第一极化权重向量确定出信息比特，最后对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了通过Polar码极化信道的极化权重的计算来确定信息比特与固定比特的位置，与信道参数及码率没有关系，可以降低Polar码编码的计算复杂度，而且，对于不同码长和码率的Polar码对应的极化权重有相同的部分，大大降低存储空间，从而还可降低Polar码编码的存储复杂度。
在一种可能的设计中，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，M为正整数，确定N个待编码比特，包括：N等于M，Polar码的目标码长为Polar码的输出码长；获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，包括：计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量。
在一种可能的设计中，计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量，包括：根据如下公式计算N个极化信道的极化权重Wi，得到第一极化权重向量：
Figure PCTCN2017088023-appb-000009
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000010
i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，n为正整数，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
在一种可能的设计中，计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量，包括：根据如下公式通过递归计算得到第一极化权重向量W0 N-1：
βi＝(2i-1+φ)α；
Figure PCTCN2017088023-appb-000011
Figure PCTCN2017088023-appb-000012
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000013
其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，W0为任意常数。
在一种可能的设计中，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，包括：从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极化权重向量，第二极化权重向量包含Nmax个极化信道的极化权重，Nmax为预设的通信系统支持的最大码长所对应的母码码长，母码码长为2的正整数次幂。
通过接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，然后从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极化权重向量，第二极化权重向量包含通信系统所支持的最大码长所对应的母码码长Nmax个极化信道的极化权重，接着根据第一极化权重向量确定出信息比特，最后对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了通过离线存储的方式获得Polar码极化信道的极化权重来确定信息比特与固定比特的位置，对于不同码长和码率的Polar码，短码码长下极化权重向量中的元素集合为长码码长权重向量中的元素集合的子集，且索引(序号)相同的极化信道的极化权重值一样，因此可降低存储空间，降低Polar码编码的存储复杂度，相比较在线计算，在存储空间允许的情况下，离线存储的方式可降低在线计算带来的时延。
在一种可能的设计中，Polar码的目标码长M＜＝Nmax时，第一极化权重向量中的元素集合为第二极化权重向量中的元素集合的子集；Polar码的目标码长M＞＝Nmax时，信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重与第二极化权重向量中的极化权重一一对应，信道索引大于Nmax的极化信道的极化权重等于对应的信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重加上权重增量
Figure PCTCN2017088023-appb-000014
其中，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
通过接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，然后从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极化权重向量，第二极化权重向量包含通信系统所支持的最大码长Nmax个极化信道的极化权重，接着根据第一极化权重向量确定出信息比特，最后对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了通过半在线计算半离线存储的方式获得Polar码极化信道的极化权重来确定信息比特与固定比特的位置，对于不同码长和码率的Polar码，小于预存的Nmax的Polar码极化权重向量中的元素集合为Nmax权重向量中的元素集合的子集，且索引(序号)相同的极化信道的极化权重值一样，大于预存的Nmax的Polar码极化权重向量中，信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重与第二极化权重向量中的极化权重一一对应，信道索引大于Nmax的极化信道的极化权重等于对应的信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重加上权重增量
Figure PCTCN2017088023-appb-000015
因此可降低存储空间，降低Polar码编码的存储复杂度，该方式既可降低在线计算带来的时延，还可降低存储复杂度。
在一种可能的设计中，φ＝0，α＝1/4。
在一种可能的设计中，Polar码的目标码长M不等于2的正整数次幂，确定N个 待编码比特，包括：
Figure PCTCN2017088023-appb-000016
符号
Figure PCTCN2017088023-appb-000017
表示向下取整。
在一种可能的设计中，获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量之前，还包括：确定N个待编码比特中要删除的N-M个比特的位置，并根据确定结果计算包含N个待编码比特对应的极化权重的修正系数集合，修正系数用于表征删除的比特对每一极化权重的修正量；获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，包括：根据修正系数集合计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量。
在一种可能的设计中，确定N个比特中要删除的N-M个比特的位置，包括：确定N个极化信道的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000018
对信道索引序列中的每一个索引，进行如下操作：将每一索引对应的二进制数进行比特逆序，再转化为十进制数，得到新的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000019
对新的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000020
中的索引排序；按照从小到大的顺序选择信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000021
中的N-M个索引为要删除的比特索引。
需要说明的，该步骤中不限于对每一索引做比特逆序操作，例如还可以是将每一索引对应的二进制数进行交织或扰码等等，或者不对每一索引做处理。
在一种可能的设计中，根据确定结果计算包含N个比特的修正系数的修正系数集合，包括：
修正系数集合
Figure PCTCN2017088023-appb-000022
修正系数集合g中的每一项g(i,j)按照如下公式计算：
Figure PCTCN2017088023-appb-000023
Figure PCTCN2017088023-appb-000024
其中，i∈{0,1,···,N-1}，j∈{0,1,···,n-1}，N＝2n，pi为信道索引为i的极化信道对应的比特是否要被删除的标识，pi∈{0,1}。
在一种可能的设计中，根据修正系数集合计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量，包括：根据如下公式计算N个极化信道的极化权重Wi，得到第一极化权重向量：
Figure PCTCN2017088023-appb-000025
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000026
i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素,φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
在一种可能的设计中，根据修正系数集合计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量，包括：根据如下公式通过递归计算得到第一极化权重向量W0 N-1：
βi＝(2i-1+φ)α；
Figure PCTCN2017088023-appb-000027
Figure PCTCN2017088023-appb-000028
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000029
其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素，W0为任意常数。
上述可能的设计中，通过接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，然后确定N个待编码比特中要删除的N-M个比特的位置，并根据确定结果计算包含N个待编码比特的修正系数的修正系数集合，接着根据修正系数集合计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量，最后根据第一极化权重向量确定出信息比特，对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了对于任意目标码长的Polar码，通过Polar码极化信道的极化权重的计算来确定信息比特与固定比特的位置，与信道参数及码率没有关系，可以降低Polar码编码的计算与实现复杂度。
在一种可能的设计中，φ＝0，α＝1/4。
在一种可能的设计中，根据第一极化权重向量确定信息比特的位置，包括：将第一极化权重向量中的极化权重从大到小进行排序，选择前K个极化权重对应的比特作为信息比特。
第二方面，本申请提供一种编码设备，包括：
第一确定模块，用于确定N个待编码比特，N个待编码比特中包含信息比特和固 定比特，N为正整数，获取模块，用于获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，极化权重是选择信息比特的依据，N个待编码比特对应N个极化信道，第二确定模块，用于根据第一极化权重向量确定信息比特的位置，编码模块，用于对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。
在一种可能的设计中，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，M为正整数，第一确定模块具体用于：确定N等于M，Polar码的目标码长为Polar码的输出码长；获取模块具体用于：计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量。
在一种可能的设计中，获取模块具体用于：根据如下公式计算N个极化信道的极化权重Wi，得到第一极化权重向量：
Figure PCTCN2017088023-appb-000030
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000031
i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，n为正整数，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
在一种可能的设计中，获取模块具体用于：根据如下公式通过递归计算得到第一极化权重向量W0 N-1：
βi＝(2i-1+φ)α；
Figure PCTCN2017088023-appb-000032
Figure PCTCN2017088023-appb-000033
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000034
其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，W0为任意常数。
在一种可能的设计中，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，获取模块具体用于：从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极化权重向量，第二极化权重向量包含Nmax个极化信道的极化权重，Nmax为预设的通信系统支持的最大码长所对应的母码码长，母码码长为2的正整数次幂。
在一种可能的设计中，Polar码的目标码长M＜＝Nmax时，第一极化权重向量中的元素集合为第二极化权重向量中的元素集合的子集；Polar码的目标码长M＞＝Nmax时，信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重与第二极化权重向量中的极化权 重一一对应，信道索引大于Nmax的极化信道的极化权重等于对应的信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重加上权重增量
Figure PCTCN2017088023-appb-000035
其中，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
在一种可能的设计中，φ＝0，α＝1/4。
在一种可能的设计中，Polar码的目标码长M不等于2的正整数次幂，第一确定模块具体用于：确定
Figure PCTCN2017088023-appb-000036
符号
Figure PCTCN2017088023-appb-000037
表示向下取整。
在一种可能的设计中，还包括：第三确定模块，用于在获取模块获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量之前，确定N个待编码比特中要删除的N-M个比特的位置；计算模块，用于根据第三确定模块确定的结果计算包含N个待编码比特对应的极化权重的修正系数集合，修正系数用于表征删除的比特对每一极化权重的修正量；获取模块具体用于：根据修正系数集合计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量。
在一种可能的设计中，第三确定模块具体用于：确定N个极化信道的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000038
对信道索引序列中的每一个索引，进行如下操作：将每一索引对应的二进制数进行比特逆序，再转化为十进制数，得到新的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000039
对新的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000040
中的索引排序；按照从小到大的顺序选择信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000041
中的N-M个为要删除的比特索引。
在一种可能的设计中，修正系数集合
Figure PCTCN2017088023-appb-000042
计算模块具体用于按照如下公式计算修正系数集合g中的每一项g(i,j)：
Figure PCTCN2017088023-appb-000043
Figure PCTCN2017088023-appb-000044
其中，i∈{0,1,···,N-1}，j∈{0,1,···,n-1}，N＝2n，pi为信道索引为i的极化信道对应的比特是否要被删除的标识，pi∈{0,1}。
在一种可能的设计中，获取模块具体用于：根据如下公式计算N个极化信道的极化权重Wi，得到第一极化权重向量：
Figure PCTCN2017088023-appb-000045
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000046
i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素,φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
在一种可能的设计中，获取模块具体用于：根据如下公式通过递归计算得到第一极化权重向量W0 N-1：
βi＝(2i-1+φ)α；
Figure PCTCN2017088023-appb-000047
Figure PCTCN2017088023-appb-000048
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000049
其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素，W0为任意常数。
在一种可能的设计中，φ＝0，α＝1/4。
在一种可能的设计中，第二确定模块具体用于：将第一极化权重向量中的极化权重从大到小进行排序，选择前K个极化权重对应的比特作为信息比特。
上述第二方面以及上述第二方面的各可能的设计所提供的编码设备，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的设计所带来的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
图1为现有的Polar码的编码过程示意图；
图2为本申请编码方法实施例一的编码结构框图；
图3为本申请编码方法实施例一的流程图；
图4为本申请编码方法实施例二的流程图；
图5为本申请实施例二中N＝4，8，16的极化码分别对应的极化权重向量的示意图；
图6为本申请实施例三中N＝4，8，16的极化码分别对应的极化权重向量的示意图；
图7为本申请编码方法实施例四的流程图；
图8为本申请编码设备实施例一的结构示意图；
图9为本申请编码设备实施例二的结构示意图。
具体实施方式
图1为现有的Polar码的编码过程示意图，Polar码的编码由发送端执行，如图1所示，Polar码的编码过程包括构造、编码和速率匹配三个处理过程。首先是构造过程：接收到输入数据(即输入的信息比特，如信息比特为N1个)之后，要根据编码后的目标码长M确定待编码的比特的个数N，待编码的比特包括信息比特(个数为N1)和固定比特(个数为N2)，M＝N1+N2，还要确定信息比特和固定比特的位置，一个比特对应一个极化信道。接着是编码过程：对待编码的比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。最后是速率匹配过程：由于Polar码编码后的码长为2的正整数次幂，而实际实现当中需要对码长进行灵活配置，因此需要进行速率匹配得到任意码长的编码，具体实现是删掉2的正整数次幂的码长中的部分N-M个比特，得到目标码长。其中N、M、N1、N2均为正整数，本申请提供的编码方法主要涉及图1所示的Polar码的编码过程，最主要涉及构造过程。在现有的构造过程中，现有技术中大多是根据所有极化信道的实际参数以及码率进行信道的可靠度估计从而确定出信息比特的位置，剩下的位置为固定比特的位置，在实际应用当中，信息比特的位置需要用一个序列来指示，可以通过在线计算或者离线存储的方式来统一信息比特的位置，离线存储时需要一个非常大的表来存序列，考虑不同的信道参数，码率和不同的码长，所要存的序列会是上百万个，因此现有的确定信息比特位置的方式对于在线计算与离线存储都有较高的复杂度。针对上述问题，本申请提供一种编码方法，通过Polar码极化信道的极化权重的计算来确定信息比特与固定比特的位置，与信道参数及码率没有关系，可以降低Polar码编码的计算复杂度与存储复杂度。下面结合附图详细说明本申请提供的编码方法和设备。
本申请主要应用于各种无线通信系统，作用于该系统中的数字信号处理单元，提高无线通信的可靠性。
本申请涉及的网元主要是基站和终端，基站实现与终端之间的通信。
图2为本申请编码方法实施例一的编码结构框图，如图2所示，信息比特(个数N1)和Polar码的目标码长M同为输入，接着进行Polar码构造，首先根据Polar码的目标码长M确定出N个待编码比特，固定比特个数为N2，则N＝N1+N2，接着确定出信息比特和固定比特的位置，然后通过编码矩阵GN进行编码，获得Polar编码后的比特。
图3为本申请编码方法实施例一的流程图，如图3所示，本实施例的方法可以包括：
S101、确定N个待编码比特，N个待编码比特中包含信息比特和固定比特。
具体地，由于Polar码编码后的码长为2的正整数次幂，而实际实现当中需要对码长进行灵活配置，也就是要得到任意码长的Polar码，因此在接收到输入的信息比特后，要根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，N个待编码比特中包含信息比特和固定比特，Polar码的目标码长为Polar码的输出码长。具体有两种情况：一是Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，即就是不需要进行速率匹配， 此时确定的待编码比特的个数N等于M。另一种是Polar码的目标码长M不等于2的正整数次幂，即就是需要进行速率匹配，则此时确定的待编码比特的个数
Figure PCTCN2017088023-appb-000050
符号
Figure PCTCN2017088023-appb-000051
表示向下取整。
S102、获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，极化权重是选择信息比特的依据，N个待编码比特对应N个极化信道。
具体地，一个比特对应一个极化信道，极化信道的极化权重是选择信息比特的依据，极化权重与现有技术中的信道的可靠度不同，对于Polar码的目标码长M是否满足2的正整数次幂极化权重的获取是不同的，下面详细说明在待编码比特的个数N等于Polar码的目标码长M时如何获取第一极化权重向量，具体地，第一极化权重向量中的N个极化信道的极化权重Wi是根据如下公式计算出的：
Figure PCTCN2017088023-appb-000052
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000053
i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，对于不同码长与码率的Polar码，可对参数φ与α进行调整，得到更好性能的Polar码信息比特指示序列。
可选的，
Figure PCTCN2017088023-appb-000054
中，φ＝0，α＝1/4，计算公式即为：
Figure PCTCN2017088023-appb-000055
通过该公式计算出极化信道的极化权重进而确定出信息比特即就是得到信息比特指示序列，性能较优。以N＝8为例，则n＝log2(8)＝3,对于
Figure PCTCN2017088023-appb-000056
极化权重W3的计算过程如下：
W3＝1*2^(0*(1/4))+1*2^(1*(1/4))+0*2^(2*(1/4))＝2.8192
需要说明的是，本申请中的所有实施例对应的极化权重对应不包含比特逆序操作BN的Polar码编码矩阵FN，若编码矩阵带有比特逆序BN，则需要将计算出来的极化权重进行对应的比特逆序操作。
作为另一种可实施的方式，根据如下公式通过递归计算得到第一极化权重向量W0 N-1：
βi＝(2i-1+φ)α；
Figure PCTCN2017088023-appb-000057
Figure PCTCN2017088023-appb-000058
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000059
其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，W0为任意常数。
由上述公式可知，相邻两阶极化码的极化权重的关系可简单描述为WN＝[WN/2,WN/2+βi]，i＝log2(N)。当i＝1时，代入上述递归计算公式，得到递归计算的初始公式为：β1＝(1+φ)α；
W1＝W0+β1；
Figure PCTCN2017088023-appb-000060
例如当W0＝0时，则可得到计算公式
Figure PCTCN2017088023-appb-000061
当W0＝0，φ＝0，α＝1/4，则可得到计算公式
Figure PCTCN2017088023-appb-000062
下面以N＝8为例，递归计算的过程如下：
首先，初始化极化信道的极化权重为W0＝a，a为一常数值，通常可设置为0。然后，根据Polar码的码长N(N＝2n)，取i＝1到n，逐阶增加极化信道的极化权重至目标码长N，计算过程如下所示：
(1)设置初始值，W0＝a。
(2)i＝1，β1＝(1+φ)α，W1＝W0+β1，W0 1＝[W0,W1]＝[W0,W0+β1]。
(3)i＝2，β2＝(2+φ)α，[W0,W1,W2,W3]＝[W0,W1,W0+β2,W1+β2]。
(4)i＝3，β3＝(4+φ)α，
[W0,W1,W2,W3,W4,W5,W6,W7]＝[W0,W1,W2,W3,W0+β3,W1+β3,W2+β3,W3+β3]。
最终得到：W0 7＝[W0，W1，W2，W3，W4，W5，W6，W7]。
S103、根据第一极化权重向量确定信息比特的位置。
具体地，可以是将第一极化权重向量中的极化权重从大到小进行排序，选择前K个极化权重对应的比特作为信息比特，也就是选择出信息比特的位置，其余位置设置为固定比特，得到完整的长度为N的待编码比特。
S104、对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。
具体地，使用Polar码的编码矩阵FN完成待编码比特的编码过程。
本实施例提供的编码方法，通过接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标 码长M确定待编码比特的个数N，然后获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，接着根据第一极化权重向量确定出信息比特，最后对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了通过Polar码极化信道的极化权重的计算来确定信息比特与固定比特的位置，与信道参数及码率没有关系，可以降低Polar码编码的计算复杂度，而且，对于不同码长和码率的Polar码对应的极化权重有相同的部分，大大降低存储空间，从而还可降低Polar码编码的存储复杂度。
更进一步地，根据图3所示实施例一中的极化权重的计算公式可获知相邻两阶极化码的极化权重之间差一权重增量βi，上述实施例一中S102的一种具体实现方式是通过在线计算获取第一极化权重向量，作为另一种可实施的方式，还可通过离线存储的方式获取，相比较在线计算，在存储空间允许的情况下，离线存储的方式可降低在线计算带来的时延。下面结合附图4详细说明离线存储的方式，需要说明的是，离线存储的方式适用于Polar码的目标码长M满足2的正整数次幂的场景。
图4为本申请编码方法实施例二的流程图，如图4所示，本实施例的方法可以包括：
S201、确定N个待编码比特，N个待编码比特中包含信息比特和固定比特。
S202、从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极化权重向量，第一极化权重向量中的元素集合为第二极化权重向量中的元素集合的子集，第二极化权重向量包含Nmax个极化信道的极化权重，Nmax为预设的通信系统支持的最大码长所对应的母码码长，母码码长为2的正整数次幂。
具体来说，可预先根据实际通信场景设定一个通信系统所支持的最大码长所对应的母码码长Nmax，所述母码码长为2的正整数次幂，预先通过实施例一所示的计算公式计算出第二极化权重向量，并进行离线存储。在使用时，直接从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极化权重向量。从实施例一所示的计算公式可以获知，在2的正整数次幂码长时，短码码长下极化权重向量中的元素集合为长码码长权重向量中的元素集合的子集，且索引(序号)相同的极化信道的极化权重值一样。
以N＝4，8，16的极化码为例，图5为本申请实施例二中N＝4，8，16的极化码分别对应的极化权重向量的示意图，如图5所示，N＝8码长时的极化权重向量中的元素集合为N＝16码长时的极化权重向量中的元素集合的子集，N＝4码长的极化权重向量中的元素集合为N＝8码长时的极化权重向量中的元素集合的子集。而且相同位置上极化信道的极化权重相同。因此，预存最长码长Nmax下极化信道的极化权重向量，就可以得到任何码长为N<＝Nmax的极化信道权重向量。
S203、根据第一极化权重向量确定信息比特的位置。
具体地，可以是将第一极化权重向量中的极化权重从大到小进行排序，选择前K个极化权重对应的比特作为信息比特。也就是选择出信息比特的位置，其余位置设置为固定比特，得到完整的长度为N的待编码比特。
S204、对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。
具体地，使用Polar码的编码矩阵FN完成待编码比特的编码过程。
本实施例提供的编码方法，通过接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，然后从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极 化权重向量，第二极化权重向量包含通信系统所支持的最大码长所对应的母码码长Nmax个极化信道的极化权重，接着根据第一极化权重向量确定出信息比特，最后对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了通过离线存储的方式获得Polar码极化信道的极化权重来确定信息比特与固定比特的位置，对于不同码长和码率的Polar码，短码码长下极化权重向量中的元素集合为长码码长权重向量中的元素集合的子集，且索引(序号)相同的极化信道的极化权重值一样，因此可降低存储空间，降低Polar码编码的存储复杂度，相比较在线计算，在存储空间允许的情况下，离线存储的方式可降低在线计算带来的时延。
可选的，区别于上述实施例二中S202的一种具体实现方式是通过离线存储的方式获取，作为另一种可实施的方式，还可通过半在线计算半离线存储的方式获取。下面在本申请实施例三中详细说明半在线计算半离线存储的方式，需要说明的是，该方式适用于Polar码的目标码长M满足2的正整数次幂的场景。
S202中从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极化权重向量，具体可以是：Polar码的目标码长M＜＝Nmax时，第一极化权重向量中的元素集合为第二极化权重向量中的元素集合的子集；Polar码的目标码长M＞＝Nmax时，信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重与第二极化权重向量中的极化权重一一对应，信道索引大于Nmax的极化信道的极化权重等于对应的信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重加上权重增量
Figure PCTCN2017088023-appb-000063
其中，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。例如，图6为本申请实施例三中N＝4，8，16的极化码分别对应的极化权重向量的示意图，本实施例中Nmax＝8，如图6所示，第二极化权重向量存储的极化权重为W0到W7，其中码长小于Nmax＝8的极化权重从该第二极化权重向量中提取，码长为16的极化权重向量中其索引从8到15的极化权重由索引从到0到7的极化权重增加上权重增量(8+φ)α得到。
可选的，上述实施例中，φ＝0，α＝1/4。
本实施例提供的编码方法，通过接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，然后从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极化权重向量，第二极化权重向量包含通信系统所支持的最大码长Nmax个极化信道的极化权重，接着根据第一极化权重向量确定出信息比特，最后对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了通过半在线计算半离线存储的方式获得Polar码极化信道的极化权重来确定信息比特与固定比特的位置，对于不同码长和码率的Polar码，小于预存的Nmax的Polar码极化权重向量中的元素集合为Nmax权重向量中的元素集合的子集，且索引(序号)相同的极化信道的极化权重值一样，大于预存的Nmax的Polar码极化权重向量中，信道索引小于或等于Nmax的极化信道 的极化权重与第二极化权重向量中的极化权重一一对应，信道索引大于Nmax的极化信道的极化权重等于对应的信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重加上权重增量
Figure PCTCN2017088023-appb-000064
因此可降低存储空间，降低Polar码编码的存储复杂度，该方式既可降低在线计算带来的时延，还可降低存储复杂度。
图7为本申请编码方法实施例四的流程图，本实施例中详细说明在Polar码的目标码长M不等于2的正整数次幂时，也就是需要进行速率匹配时如何获取第一极化权重向量，如图7所示，本实施例的方法可以包括：
S301、确定N个待编码比特，N个待编码比特中包含信息比特和固定比特。
具体地，由于Polar码编码后的码长为2的正整数次幂，而实际实现当中需要对码长进行灵活配置，也就是要得到任意码长的Polar码，因此在接收到输入的信息比特后，要根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，N个待编码比特中包含信息比特和固定比特。当Polar码的目标码长M不等于2的正整数次幂，即就是需要进行速率匹配，则此时确定的待编码比特的个数
Figure PCTCN2017088023-appb-000065
符号
Figure PCTCN2017088023-appb-000066
表示向下取整。
S302、确定N个待编码比特中要删除的N-M个比特的位置，并根据确定结果计算包含N个待编码比特对应的极化权重的修正系数集合，修正系数用于表征删除的比特对每一极化权重的修正量。
具体地，确定N个待编码比特中要删除的N-M个比特的位置，包括：
(1)确定N个极化信道的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000067
(2)对信道索引序列中的每一个索引，进行如下操作：
(3)将每一索引对应的二进制数进行比特逆序，再转化为十进制数，得到新的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000068
需要说明的，该步骤中不限于对每一索引做比特逆序操作，例如还可以是将每一索引对应的二进制数进行交织或扰码等等，或者不对每一索引做处理。
(4)对新的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000069
中的索引排序；
(5)按照从小到大的顺序选择信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000070
中的N-M个索引为要删除的比特索引。
例如，原始信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000071
对其中的一个索引，其对应的二进制数
Figure PCTCN2017088023-appb-000072
Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1},则比特逆序之后，
Figure PCTCN2017088023-appb-000073
对
Figure PCTCN2017088023-appb-000074
中所有元素都进行比特逆序操作后得到
Figure PCTCN2017088023-appb-000075
，将
Figure PCTCN2017088023-appb-000076
中的所有索引重新排序之后，按顺序从小到大取信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000077
中的N-M个索引对应的比特为要删除的比特。
其中，由于引入了比特删除需要对极化权重的系数进行修正，对应的修正系数集合g与蝶形译码树中的每个计算节点一一对应,因此为N×n的向量，根据确定结果计算包含N个比特的修正系数的修正系数集合，具体可以为：
修正系数集合
Figure PCTCN2017088023-appb-000078
修正系数集合g中的每一项g(i,j)按照如下公式计算：
Figure PCTCN2017088023-appb-000079
Figure PCTCN2017088023-appb-000080
其中，i∈{0,1,···,N-1}，j∈{0,1,···,n-1}，N＝2n，pi为信道索引为i的极化信道对应的比特是否要被删除的标识，pi∈{0,1}。
具体地，当j＝n-1时，使用如下公式计算初始的g
Figure PCTCN2017088023-appb-000081
Figure PCTCN2017088023-appb-000082
当j＝[n-2，n-3，，，1，0]时，使用如下公式计算剩余的g系数
Figure PCTCN2017088023-appb-000083
Figure PCTCN2017088023-appb-000084
下面举例说明，以N＝2n为例：
当j＝2时，
g(0，2)＝(P0+P4)/2，g(4，2)＝g(0，2)
g(1，2)＝(P1+P5)/2，g(5，2)＝g(1，2)
g(2，2)＝(P2+P6)/2，g(6，2)＝g(2，2)
g(3，2)＝(P3+P7)/2，g(7，2)＝g(3，2)
当j∈{0,1}时，
g(0，1)＝(g(0，2)+g(2，2))/2，g(2，1)＝g(0，1)
g(1，1)＝(g(1，2)+g(3，2))/2，g(3，1)＝g(1，1)
g(0，0)＝(g(0，1)+g(1，1))/2，g(1，0)＝g(0，0)
剩余的g(i,j)按照相同的规则进行计算。
S303、根据修正系数集合计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量。
具体地，作为一种可实施的方式，根据如下公式计算N个极化信道的极化权重Wi，得到第一极化权重向量：
Figure PCTCN2017088023-appb-000085
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000086
i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素,φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
作为另一种可实施的方式，根据如下公式通过递归计算得到第一极化权重向量W0 N-1：
βi＝(2i-1+φ)α；
Figure PCTCN2017088023-appb-000087
Figure PCTCN2017088023-appb-000088
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000089
其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素，W0为任意常数。
可选的，上述公式中的φ＝0，α＝1/4。
S304、根据第一极化权重向量确定信息比特的位置。
具体地，可以是将第一极化权重向量中的极化权重从大到小进行排序，选择前K个极化权重对应的比特作为信息比特。也就是选择出信息比特的位置，其余位置设置为固定比特，得到完整的长度为N的待编码比特。
S305、对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。
具体地，使用Polar码的编码矩阵FN完成待编码比特的编码过程。
本实施例提供的编码方法，通过接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，然后确定N个待编码比特中要删除的N-M个比特 的位置，并根据确定结果计算包含N个待编码比特的修正系数的修正系数集合，接着根据修正系数集合计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量，最后根据第一极化权重向量确定出信息比特，对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了对于任意目标码长的Polar码，通过Polar码极化信道的极化权重的计算来确定信息比特与固定比特的位置，与信道参数及码率没有关系，可以降低Polar码编码的计算与实现复杂度。
图8为本申请编码设备实施例一的结构示意图，如图8所示，本实施例的编码设备100可以包括：第一确定模块11、获取模块12、第二确定模块13和编码模块14。其中，第一确定模块11用于确定N个待编码比特，N个待编码比特中包含信息比特和固定比特；获取模块12用于获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，极化权重是选择信息比特的依据，N个待编码比特对应N个极化信道；第二确定模块13用于根据第一极化权重向量确定信息比特的位置；编码模块14用于对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。
进一步地，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，第一确定模块11具体用于：确定N等于M，Polar码的目标码长为Polar码的输出码长。获取模块12具体用于：计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量。
可选的，获取模块12具体用于：根据如下公式计算N个极化信道的极化权重Wi，得到第一极化权重向量：
Figure PCTCN2017088023-appb-000090
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000091
i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
可选的，获取模块12具体用于：根据如下公式通过递归计算得到第一极化权重向量W0 N-1：
βi＝(2i-1+φ)α；
Figure PCTCN2017088023-appb-000092
Figure PCTCN2017088023-appb-000093
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000094
其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，W0为任意常数。
本实施例的编码设备，可以用于执行图3所示方法实施例的技术方案，其实现原理类似，此处不再赘述。
需要说明说明的，本申请中的编码设备可以是基站或终端。
本实施例提供的编码设备，接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，然后获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，极化权重是选择信息比特的依据，接着根据第一极化权重向量确定出信息比特，最后对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了通过Polar码极化信道的极化权重的计算来确定信息比特与固定比特的位置，与信道参数及码率没有关系，可以降低Polar码编码的计算复杂度，而且，对于不同码长和码率的Polar码对应的极化权重有相同的部分，大大降低存储空间，从而还可降低Polar码编码的存储复杂度。
可选的，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，获取模块12具体用于：从预先存储的第二极化权重向量中获取第一极化权重向量，第二极化权重向量包含Nmax个极化信道的极化权重，Nmax为预设的通信系统支持的最大码长所对应的母码码长，母码码长为2的正整数次幂。
本实施方式采用离线存储的方式获取极化权重，相比较在线计算，在存储空间允许的情况下，离线存储的方式可降低在线计算带来的时延。
可选的，Polar码的目标码长M＜＝Nmax时，第一极化权重向量中的元素集合为第二极化权重向量中的元素集合的子集；Polar码的目标码长M＞＝Nmax时，信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重与第二极化权重向量中的极化权重一一对应，信道索引大于Nmax的极化信道的极化权重等于对应的信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重加上权重增量
Figure PCTCN2017088023-appb-000095
其中，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
本实施方式通过半在线计算半离线存储的方式，既可降低在线计算带来的时延，还可降低存储复杂度。
在上述实施方式中，进一步地，φ＝0，α＝1/4。
进一步地，Polar码的目标码长M不等于2的正整数次幂，第一确定模块11具体用于：确定
Figure PCTCN2017088023-appb-000096
符号
Figure PCTCN2017088023-appb-000097
表示向下取整。
图9为本申请编码设备实施例二的结构示意图，如图9所示，本实施例的编码设备200在图8所示编码设备结构的基础上，进一步地，还可以包括：第三确定模块15和计算模块16，第三确定模块15用于在获取模块12获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量之前，确定N个待编码比特中要删除的N-M个比特的位置。计算模块16用于根据第三确定模块15确定的结果计算包含N个待编码比特对应的极化权重的修正系数集合，修正系数用于表征删除的比特对每一极化权重的修正量；获 取模块12具体用于：根据修正系数集合计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量。
进一步地，第三确定模块15具体用于：确定N个极化信道的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000098
对信道索引序列中的每一个索引，进行如下操作：将每一索引对应的二进制数进行比特逆序，再转化为十进制数，得到新的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000099
对新的信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000100
中的索引排序，按照从小到大的顺序选择信道索引序列
Figure PCTCN2017088023-appb-000101
Figure PCTCN2017088023-appb-000102
中的N-M个为要删除的比特索引。
可选的，修正系数集合
Figure PCTCN2017088023-appb-000103
计算模块16具体用于按照如下公式计算修正系数集合g中的每一项g(i,j)：
Figure PCTCN2017088023-appb-000104
Figure PCTCN2017088023-appb-000105
Figure PCTCN2017088023-appb-000106
其中，i∈{0,1,···,N-1}，j∈{0,1,···,n-1}，N＝2n，pi为信道索引为i的极化信道对应的比特是否要被删除的标识，pi∈{0,1}。
可选的，获取模块12具体用于：根据如下公式计算N个极化信道的极化权重Wi，得到第一极化权重向量：
Figure PCTCN2017088023-appb-000107
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000108
i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素,φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
可选的，获取模块12具体用于：根据如下公式通过递归计算得到第一极化权重向量W0 N-1：
βi＝(2i-1+φ)α；
Figure PCTCN2017088023-appb-000109
Figure PCTCN2017088023-appb-000110
其中，
Figure PCTCN2017088023-appb-000111
其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素，W0为任意常数。
在上述实施方式中，φ＝0，α＝1/4。
在上述实施方式中，第二确定模块13具体用于：将第一极化权重向量中的极化权重从大到小进行排序，选择前K个极化权重对应的比特作为信息比特。
本实施例的编码设备，可以用于执行图7所示方法实施例的技术方案，其实现原理类似，此处不再赘述。
本实施例提供的编码设备，通过接收到输入的信息比特后，根据Polar码的目标码长M确定待编码比特的个数N，然后确定N个待编码比特中要删除的N-M个比特的位置，并根据确定结果计算包含N个待编码比特的修正系数的修正系数集合，接着根据修正系数集合计算N个极化信道的极化权重，得到第一极化权重向量，最后根据第一极化权重向量确定出信息比特，对N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。从而实现了对于任意目标码长的Polar码，通过Polar码极化信道的极化权重的计算来确定信息比特与固定比特的位置，与信道参数及码率没有关系，可以降低Polar码编码的计算与实现复杂度。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (28)

  1. 一种编码方法，其特征在于，包括：
    确定N个待编码比特，所述N个待编码比特中包含信息比特和固定比特，N为正整数；
    获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，所述极化权重是选择信息比特的依据，所述N个待编码比特对应所述N个极化信道；
    根据所述第一极化权重向量确定所述信息比特的位置；
    对所述N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。
  2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，M为正整数，所述确定N个待编码比特，包括：
    N等于M，所述Polar码的目标码长为Polar码的输出码长；
    所述获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，包括：
    计算所述N个极化信道的极化权重，得到所述第一极化权重向量。
  3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述N个极化信道的极化权重，得到所述第一极化权重向量，包括：
    根据如下公式计算所述N个极化信道的极化权重Wi，得到所述第一极化权重向量：
    其中，
    Figure PCTCN2017088023-appb-100002
    i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，n为正整数。
  4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述N个极化信道的极化权重，得到所述第一极化权重向量，包括：
    根据如下公式通过递归计算得到所述第一极化权重向量W0 N-1：
    βi＝(2i-1+φ)α；
    Figure PCTCN2017088023-appb-100003
    Figure PCTCN2017088023-appb-100004
    其中，
    Figure PCTCN2017088023-appb-100005
    其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，W0为任意常数。
  5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，所述获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，包括：
    从预先存储的第二极化权重向量中获取所述第一极化权重向量，所述第二极化权重向量包含Nmax个极化信道的极化权重，Nmax为预设的通信系统支持的最大码长所对应的母码码长，所述母码码长为2的正整数次幂。
  6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
    Polar码的目标码长M＜＝Nmax时，所述第一极化权重向量中的元素集合为所述第二极化权重向量中的元素集合的子集；
    Polar码的目标码长M＞＝Nmax时，信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重与所述第二极化权重向量中的极化权重一一对应，信道索引大于Nmax的极化信道的极化权重等于对应的所述信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重加上权重增量
    Figure PCTCN2017088023-appb-100006
    其中，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
  7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Polar码的目标码长M不等于2的正整数次幂，所述确定N个待编码比特，包括：
    Figure PCTCN2017088023-appb-100007
    符号
    Figure PCTCN2017088023-appb-100008
    表示向下取整。
  8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量之前，还包括：
    确定所述N个待编码比特中要删除的N-M个比特的位置，并根据确定结果计算包含N个待编码比特对应的极化权重的修正系数集合，所述修正系数用于表征删除的比特对每一极化权重的修正量；
    所述获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，包括：
    根据所述修正系数集合计算所述N个极化信道的极化权重，得到所述第一极化权重向量。
  9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定所述N个比特中要删除的N-M个比特的位置，包括：
    确定所述N个极化信道的信道索引序列
    Figure PCTCN2017088023-appb-100009
    对所述信道索引序列中的每一个索引，进行如下操作：
    将每一索引对应的二进制数进行比特逆序，再转化为十进制数，得到新的信道索引序列
    Figure PCTCN2017088023-appb-100010
    对新的信道索引序列
    Figure PCTCN2017088023-appb-100011
    中的索引排序；
    按照从小到大的顺序选择所述信道索引序列
    Figure PCTCN2017088023-appb-100012
    中的N-M个索引为要删除的比特索引。
  10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据确定结果计算包含N个比特的修正系数的修正系数集合，包括：
    所述修正系数集合
    Figure PCTCN2017088023-appb-100013
    所述修正系数集合g中的每一项g(i,j)按照如下公式计算：
    Figure PCTCN2017088023-appb-100014
    其中，i∈{0,1,···,N-1}，j∈{0,1,···,n-1}，N＝2n，pi为信道索引为i的极化信道对应的比特是否要被删除的标识，pi∈{0,1}。
  11. 根据权利要求7～10任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述修正系数集合计算所述N个极化信道的极化权重，得到所述第一极化权重向量，包括：
    根据如下公式计算所述N个极化信道的极化权重Wi，得到所述第一极化权重向量：
    Figure PCTCN2017088023-appb-100015
    其中，
    Figure PCTCN2017088023-appb-100016
    i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素,φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
  12. 根据权利要求7～10任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述修正系数集合计算所述N个极化信道的极化权重，得到所述第一极化权重向量，包括：
    根据如下公式通过递归计算得到所述第一极化权重向量W0 N-1：
    βi＝(2i-1+φ)α；
    Figure PCTCN2017088023-appb-100017
    其中，
    Figure PCTCN2017088023-appb-100018
    其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素，W0为任意常数。
  13. 根据权利要求3或4或6或11或12所述的方法，其特征在于，φ＝0，α＝1/4。
  14. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一极化权重向量确定所述信息比特的位置，包括：
    将所述第一极化权重向量中的极化权重从大到小进行排序，选择前K个极化权重对应的比特作为所述信息比特。
  15. 一种编码设备，其特征在于，包括：
    第一确定模块，用于确定N个待编码比特，所述N个待编码比特中包含信息比特和固定比特，N为正整数；
    获取模块，用于获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量，所述极化权重是选择信息比特的依据，所述N个待编码比特对应所述N个极化信道；
    第二确定模块，用于根据所述第一极化权重向量确定所述信息比特的位置；
    编码模块，用于对所述N个待编码比特进行Polar编码，获得Polar编码后的比特。
  16. 根据权利要求15所述的编码设备，其特征在于，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，N为正整数，所述第一确定模块具体用于：
    确定N等于M，所述Polar码的目标码长为Polar码的输出码长；
    所述获取模块具体用于：
    计算所述N个极化信道的极化权重，得到所述第一极化权重向量。
  17. 根据权利要求16所述的编码设备，其特征在于，所述获取模块具体用于：
    根据如下公式计算所述N个极化信道的极化权重Wi，得到所述第一极化权重向量：
    Figure PCTCN2017088023-appb-100019
    其中，
    Figure PCTCN2017088023-appb-100020
    i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，φ 与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，n为正整数。
  18. 根据权利要求16所述的编码设备，其特征在于，所述获取模块具体用于：
    根据如下公式通过递归计算得到所述第一极化权重向量W0 N-1：
    βi＝(2i-1+φ)α；
    Figure PCTCN2017088023-appb-100021
    其中，
    Figure PCTCN2017088023-appb-100022
    其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，W0为任意常数。
  19. 根据权利要求15所述的编码设备，其特征在于，Polar码的目标码长M等于2的正整数次幂，所述获取模块具体用于：
    从预先存储的第二极化权重向量中获取所述第一极化权重向量，所述第二极化权重向量包含Nmax个极化信道的极化权重，Nmax为预设的通信系统支持的最大码长所对应的母码码长，母码码长为2的正整数次幂。
  20. 根据权利要求19所述的编码设备，其特征在于，
    Polar码的目标码长M＜＝Nmax时，所述第一极化权重向量中的元素集合为所述第二极化权重向量中的元素集合的子集；
    Polar码的目标码长M＞＝Nmax时，信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重与所述第二极化权重向量中的极化权重一一对应，信道索引大于Nmax的极化信道的极化权重等于对应的所述信道索引小于或等于Nmax的极化信道的极化权重加上权重增量
    Figure PCTCN2017088023-appb-100023
    其中，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
  21. 根据权利要求15所述的编码设备，其特征在于，Polar码的目标码长M不等于2的正整数次幂，所述第一确定模块具体用于：
    确定
    Figure PCTCN2017088023-appb-100024
    符号
    Figure PCTCN2017088023-appb-100025
    表示向下取整。
  22. 根据权利要求21所述的编码设备，其特征在于，还包括：
    第三确定模块，用于在所述获取模块获取包含N个极化信道的极化权重的第一极化权重向量之前，确定所述N个待编码比特中要删除的N-M个比特的位置；
    计算模块，用于根据所述第三确定模块确定的结果计算包含N个待编码比特对应的极化权重的修正系数集合，所述修正系数用于表征删除的比特对每一极化权重的修正量；
    所述获取模块具体用于：
    根据所述修正系数集合计算所述N个极化信道的极化权重，得到所述第一极化权重向量。
  23. 根据权利要求22所述的编码设备，其特征在于，所述第三确定模块具体用于：
    确定所述N个极化信道的信道索引序列
    Figure PCTCN2017088023-appb-100026
    对所述信道索引序列中的每一个索引，进行如下操作：
    将每一索引对应的二进制数进行比特逆序，再转化为十进制数，得到新的信道索引序列
    Figure PCTCN2017088023-appb-100027
    对新的信道索引序列
    Figure PCTCN2017088023-appb-100028
    中的索引排序；
    按照从小到大的顺序选择所述信道索引序列
    Figure PCTCN2017088023-appb-100029
    中的N-M个为要删除的比特索引。
  24. 根据权利要求23所述的编码设备，其特征在于，
    所述修正系数集合
    Figure PCTCN2017088023-appb-100030
    所述计算模块具体用于按照如下公式计算所述修正系数集合g中的每一项g(i,j)：
    Figure PCTCN2017088023-appb-100031
    其中，i∈{0,1,···,N-1}，j∈{0,1,···,n-1}，N＝2n，pi为信道索引为i的极化信道对应的比特是否要被删除的标识，pi∈{0,1}。
  25. 根据权利要求21～24任一项所述的编码设备，其特征在于，所述获取模块具体用于：
    根据如下公式计算所述N个极化信道的极化权重Wi，得到所述第一极化权重向 量：
    Figure PCTCN2017088023-appb-100032
    其中，
    Figure PCTCN2017088023-appb-100033
    i为信道索引，Bn-1Bn-2…B0为i的二进制表示，其中Bn-1为最高位，B0为最低位，Bj∈{0,1}，j∈{0,1,···,n-1}，i∈{0,1,···,N-1}，N＝2n，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素,φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数。
  26. 根据权利要求21～24任一项所述的编码设备，其特征在于，所述获取模块具体用于：
    根据如下公式通过递归计算得到所述第一极化权重向量W0 N-1：
    βi＝(2i-1+φ)α；
    Figure PCTCN2017088023-appb-100034
    其中，
    Figure PCTCN2017088023-appb-100035
    其中，i∈{1,···,N-1}，βi为与信道索引i有关的中间变量，φ与α为根据Polar码的目标码长和码率预设的参数，g(i,j)为修正系数集合g中第i行第j列的元素，W0为任意常数。
  27. 根据权利要求17或18或20或25或26所述的编码设备，其特征在于，φ＝0，α＝1/4。
  28. 根据权利要求15所述的编码设备，其特征在于，所述第二确定模块具体用于：
    将所述第一极化权重向量中的极化权重从大到小进行排序，选择前K个极化权重对应的比特作为所述信息比特。
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