[發明專利]任意碼長的Polar碼編碼方法

有效

• 申請號: 201910313439.2
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110048727B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 鄧宏貴;熊儒菁;王文慧;楊凱
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H03M13/13
• 分類號: H03M13/13
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

1.一種任意碼長的Polar碼編碼方法，包括如下步驟：

S1.根據編碼需求，確定編碼參數；

S2.對所有用于傳輸信息的子信道進行標記，對特定信噪比下的若干個子信道的信道容量進行排序，并將排序后的信道索引序列進行存儲；

S3.設定極化核，并根據設定的極化核及編碼參數計算中間矩陣和需要刪除的行數；

S4.根據步驟S3得到的中間矩陣和需要刪除的行數，計算得到初始約化矩陣；具體為采用如下步驟計算得到初始約化矩陣：

a.對于中間矩陣G_N，計算列權重為1的列數m和需要約化的行列數t，并對m和t進行比較：

若m＞t，則根據信道容量矩陣p中信道容量大小，在列權重為1的m列中，選取t列，對其中元素1所在的行列進行刪除；選取和刪除的標準為：依據矩陣p中信道容量大小順序，刪除信道容量小的索引號所對應的列；

若m＝t，則刪除列權重為1的m列中，元素1所在的行列；

若m＜t，則列權重為1的m列中，刪除元素1所在的行列，并再一次進行極化矩陣列權重的計算，刪除剩下的權重為1的列，并保證總刪除的列數為t；刪除的標準為：信道容量小的優先刪除；

b.得到初始約化矩陣G_M＇；

S5.對步驟S4得到的初始約化矩陣進行判定和修正，從而得到新的極化矩陣；

S6.根據步驟S5得到的新的極化矩陣，構造信息序列并進行極化編碼，從而得到最終的編碼。

2.根據權利要求1所述的任意碼長的Polar碼編碼方法，其特征在于步驟S1所述的確定編碼參數，具體包括信息位長度K、預編碼長度N和編碼長度M；預編碼長度為通過傳統極化編碼所需要的固定編碼長度；K＜M＜N，且N＝2ⁿ，為向上取整函數。

3.根據權利要求2所述的任意碼長的Polar碼編碼方法，其特征在于步驟S2所述的對所有用于傳輸信息的子信道進行標記，對特定信噪比下的若干個子信道的信道容量進行排序，并將排序后的信道索引序列進行存儲，具體為將所用于傳輸信息的預子信道標記為W₁,W₂,...,W_N，采用巴氏參數法對特定信噪比下N個子信道的信道容量進行排序，并將排序后的信道索引序列存為信道容量矩陣p＝[W_i W_j W_m…W_z]。

4.根據權利要求3所述的任意碼長的Polar碼編碼方法，其特征在于步驟S3所述的設定極化核，并根據設定的極化核及編碼參數計算中間矩陣和需要刪除的行數，具體為采用如下步驟計算中間矩陣和需要刪除的行數：

A.設定極化核對F進行n次Kronecker冪計算從而得到極化矩陣

B.將極化矩陣G進行反序重排得到中間矩陣

C.計算約化矩陣需要刪除的行數t＝N-M。

5.根據權利要求4所述的任意碼長的Polar碼編碼方法，其特征在于步驟S5所述的對步驟S4得到的初始約化矩陣進行判定和修正，從而得到新的極化矩陣，具體為采用如下規則進行判定和修正：

判斷初始約化矩陣G_M＇的最后一列的最后一個元素是否為1：

若是，則認定步驟S4得到的初始約化矩陣為新的極化矩陣G_M；

若不是，則選擇初始約化矩陣G_M＇中，列元素最后一個為1且權值最小的列，將該列與最后一列交換列位置，從而生成新的極化矩陣G_M。

6.根據權利要求5所述的任意碼長的Polar碼編碼方法，其特征在于步驟S6所述的根據步驟S5得到的新的極化矩陣，構造信息序列并進行極化編碼，從而得到最終的編碼，具體為采用如下步驟構造信息序列和進行極化編碼：

1)在信道容量矩陣p中刪除t列的列索引，得到矩陣p'；

2)在矩陣p'中選取信道容量最大的K個作為信息位；

3)構造信息序列

4)進行極化編碼編碼長度為M；G_M為步驟S5得到的新的極化矩陣。