[發明專利]Polar編碼方法和編碼裝置、譯碼方法和譯碼裝置

有效

• 申請號: 201710184922.6
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN108631930B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 徐晨;李榕;張公正;周悅;黃凌晨
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H03M13/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

Ploar編碼方法和編碼裝置、譯碼方法和譯碼裝置。本申請實施例提供Polar編碼方法和編碼裝置。該方法包括：獲取待發送的信息塊和Polar碼的目標碼長M；確定Polar編碼采用的母碼碼長N，當所述目標碼長M大于N，若所述信息塊的編碼參數滿足預設的條件，將待編碼的信息比特序列分成p個子段，對P個子段分別進行獨立的Polar編碼，得到p個長度為分別子段母碼長度的編碼比特序列，對p個編碼結果分別進行速率匹配，得到p個長度分別為子段的目標碼長的編碼比特序列；合并速率匹配后的p個編碼比特序列，得到長度為M的編碼比特序列；其中p為大于等于2的整數。該編碼方法能減少重復的速率匹配方案的使用次數，減少重復帶來的性能損失。

技術領域

本發明實施例涉及通信領域，并且更具體地，Polar編碼方法和編碼裝置、譯碼方法和譯碼裝置。

背景技術

通信系統通常采用信道編碼提高數據傳輸的可靠性，以保證通信的質量。土耳其教授Arikan提出的極化碼(Polar?codes)是第一個理論上證明可以達到香農容量且具有低編譯碼復雜度的好碼。Polar碼是一種線性塊碼，其編碼矩陣為G_N，編碼過程為其中是一個二進制的行矢量，長度為N(即母碼長度)；G_N是一個N×N的矩陣，且定義為log₂N個矩陣F₂的克羅內克(Kronecker)乘積。

上述矩陣

Polar碼的編碼過程中，中的一部分比特用來攜帶信息，稱為信息比特，這些比特的索引的集合記作A；另外的一部分比特設置為收發端預先約定的固定值，稱之為固定比特或凍結比特(frozen?bits)，其索引的集合用A的補集A^c表示。Polar碼的編碼過程相當于：這里，G_N.(A)是G_N.中由集合A中的索引對應的那些行得到的子矩陣，G_N(A^C)是G_N中由集合A^C中的索引對應的那些行得到的子矩陣。u_A為中的信息比特集合，信息比特個數為K；為中的固定比特集合，固定比特個數為(N-K)，是已知比特。這些固定比特通常被設置為0，但是只要收發端預先約定，固定比特可以被任意設置。固定比特設置為0時，Polar碼的編碼輸出可簡化為：是一個K×N的矩陣。

Polar碼的構造過程即集合A的選取過程，決定了Polar碼的性能。Polar碼的構造過程通常是，根據母碼碼長N確定共存在N個極化信道，分別對應編碼矩陣的N個行，計算極化信道可靠度，將可靠度較高的前K個極化信道的索引作為集合A的元素，剩余(N-K)個極化信道對應的索引作為固定比特的索引集合A^c的元素。集合A決定了信息比特的位置，集合A^c決定了固定比特的位置。

從編碼矩陣可以看出，原始Polar碼(母碼)的碼長為2的整數次冪，在實際應用中需要通過速率匹配實現任意碼長的Polar碼。

目前Polar碼的速率匹配方案主要有三種，分別是打孔(Puncture)縮短(Shorten)和重復(Repetition)。在前兩種方案中，確定母碼長度為大于等于目標碼長M的2的整數次冪，根據預設的規則確定打孔或者縮短位置，在發送時刪除對應位置的編碼比特，實現速率匹配。譯碼前根據預定的規則將對應位置的對數似然比LLR恢復，實現解速率匹配。

為了平衡編碼性能和復雜度，通信系統中可能根據約定的規則確定采用重復的速率匹配方案。對以母碼長度編碼的Polar碼進行重復，獲得大于母碼長度的目標碼長，從而實現Polar碼的速率匹配。與打孔或縮短不同的是，重復通過對已編碼為母碼長度的編碼比特序列按照特定順序重復發送，直到達到目標碼長，實現速率匹配。在譯碼端，通過對重復位置的LLR進行合并，從而實現解速率匹配，并以確定的母碼長度進行譯碼。采用重復的方式進行速率匹配可以降低譯碼復雜度、減少時延，并能減小硬件實現面積。但是，在某些情況下重復對Polar碼的性能會造成一定的損失。

發明內容