一种Polar码传输方法及装置与流程

文档序号:15927996发布日期:2018-11-14 01:20阅读:146来源:国知局
本申请实施例涉及通信
技术领域
,尤其涉及一种polar码传输方法及装置。
背景技术
在长期演进(英文:longtermevolution,简称:lte)系统中,物理广播信道(英文:physicalbroadcastchannel,简称:pbch)承载主信息块(英文:masterinformationblock,简称:mib)。其中,mib的长度为24比特,mib包含下行链路系统带宽、物理混合自动重传请求指示信道(英文:physicalhybridarqindicatorchannel,phich)大小、以及系统帧号(英文:systemfrequencynumber,简称:sfn)的高八位等内容。发送端pbch的处理过程如图1所示。基站首先对要发送的mib进行循环冗余校验(英文:cyclicalredundancycheck,简称:crc)编码,得到16位crc序列,然后基站将40比特长的序列(包含24bits的mib和16bits的crc)进行信道编码以及速率匹配后得到编码序列,将该编码序列复制得到4个大小相等的pbch独立单元,每个pbch独立单元携带相同数据,将4个pbch独立单元采用4个扰码序列分别进行加扰,最后,基站完成加扰后续的调制、映射和发送流程。其中,pbch的信道编码采用咬尾卷积编码(英文:tailingbitconvolutioncoding,简称:tbcc),4个扰码序列采用不同的相位。4个pbch独立单元携带相同的编码比特,4个pbch独立单元执行加扰、调制以及映射等流程后,在40ms(4个无线帧的传输时间,每个无线帧10ms)的时间间隔内发送。接收端pbch的处理过程如图2所示。由发送端描述可知,4个pbch独立单元携带相同的编码比特,因此信道质量足够好的情况下,接收端只接收40ms内的一个pbch独立单元就成功完成解扰、译码以及crc校验的操作。由于接收端通过解扰成功的扰码序列,得到发送端是在40ms内的第几个无线帧发送mib,即知道了sfn的低2位。对于信道质量较差的情况,接收端如果只接收一个pbch独立单元不能成功解扰译码,就与下一个10ms发送的pbch独立单元进行软合并再进行译码,直到成功解码。由于第五代(英文:5thgeneration,简称:5g)5g或之后的通信技术与4g通信技术存在很大差异,因此,lte中对pbch的编译码方式在已经不能沿用,需要有新解决方案。技术实现要素:本申请实施例提供一种polar码传输方法及装置,用以将polar码编码方式应用到pbch中。本申请实施例提供的具体技术方案如下:第一方面,提供一种polar码传输方法,发送端将polar码编码后的编码序列进行加扰和交织,避免了当待编码的比特序列为全0向量时,不同时序发送的polar码完全相同从而导致的时序混淆,有助于polar码编码方式更好的应用到pbch中。在一个可能的设计中,发送端将待编码的部分或全部比特序列u进行polar码编码,生成编码序列,所述u的长度为n;所述发送端采用加扰序列sx和交织矩阵px,对所述编码序列进行加扰和交织。在一个可能的设计中,母码长度为n,所述u的长度与母码长度相同,其中:若u中第n/2位置的比特为信息比特,且u中第n/2位置的比特为固定比特,则所述sx中第1至第n/4位置的比特设置为1;或者,若u中第n/4位置的比特为固定比特,所述sx=su·gn,所述gn为polar码的生成矩阵,所述su为1×n的向量,所述su中与u中第一个信息比特位置对应的比特被设置为1;或者,所述sx=su·gn,所述gn·px·gn=tu,所述gn为polar码的生成矩阵,所述su为1×n的向量,所述tu为变换矩阵,tu中与u的信息比特位置对应的列向量组成信息位变换矩阵,所述su中与所述信息位变换矩阵中m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1,所述m为大于或等于2的正整数。这样,通过sx加扰,可以有效避免待编码的比特序列为全0向量时,不同传输版本携带的隐式信息不能被接收端正确检测出。在一个可能的设计中,母码长度为d*n,所述待编码的序列被分成了等长的d个部分,所述u为所述d个部分中的任意一部分,所述d为2的指数次方;其中:若u中第n/2位置的比特为信息比特,且u中第n/2位置的比特为固定比特,则所述su中第n/4位置的比特设置为1;或者,若u中第n/4位置的比特为固定比特,所述sx=su·gn,所述gn为polar码的生成矩阵,所述su为1×n的向量,所述su中与u中第一个信息比特位置对应的比特被设置为1;或者,所述sx=su·gn,所述gn·px·gn=tu,gn,所述gn为polar码的生成矩阵,所述su为1×n的向量,所述tu为变换矩阵,tu中与u的信息比特位置对应的列向量组成信息位变换矩阵,所述su中与所述信息位变换矩阵中m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1,所述m为大于或等于2的正整数。在一个可能的设计中,所述发送端对所述编码序列进行先加扰后交织;或者,所述发送端对所述编码序列进行先交织后加扰。在一个可能的设计中,若所述信息位变换矩阵中存在至少两个m×m的上三角矩阵,则所述su中与至少一个m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1。在一个可能的设计中,所述交织矩阵为置换矩阵,可选的,为循环移位矩阵。第二方面,提供一种polar码传输方法,发送端将待编码的部分或全部比特序列u进行polar码编码,生成编码序列,所述u的长度为n;所述发送端采用交织矩阵px,对所述编码序列进行交织。其中,将u中特定位置的固定比特设置为1。在一个可能的设计中,若u中第n/2位置的比特为固定比特,则u中第n/2位置的固定比特被设置为1;或者,若u中第n/2位置的比特为信息比特,且u中第n/4位置的比特为固定比特,则u中第n/4位置的比特设置为1;或者,若u中第一个信息比特的序号大于n/4,则u中第一个信息比特沿polar码自然顺序之前的第n/4的固定比特位置被设置为1;或者,tu中与u的信息比特位置对应的列向量组成信息位变换矩阵,信息位变换矩阵中mxm上三角矩阵中行重最大的行在u中对应一个位置索引,若u中该位置索引沿polar码自然顺序之前的第n/4的比特是固定比特,则u中该位置索引沿polar码自然顺序之前的第n/4的固定比特被设置1。所述m为大于或等于2的正整数。可选的,若所述信息位变换矩阵中存在至少两个m×m的上三角矩阵,则选择至少一个m×m的上三角矩阵执行上述处理。在一个可能的设计中,所述交织矩阵为置换矩阵,可选的,为循环移位矩阵。第三方面,提供一种polar码传输装置,该装置具有实现上述第一方面和第一方面的任一种可能的设计中发送端行为的功能。所述功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。在一个可能的设计中,当所述功能的部分或全部通过硬件实现时,所述polar码传输装置包括:输入接口电路,用于获取部分或全部比特序列u;逻辑电路,用于执行上述第一方面和第一方面的任一种可能的设计中发送端的行为;输出接口电路,用于输出加扰和交织后的比特序列。可选的,所述polar码传输装置可以是芯片或者集成电路。在一个可能的设计中,当所述功能的部分或全部通过软件实现时,所述polar码传输装置包括:存储器,用于存储程序;处理器,用于执行所述存储器存储的所述程序,当所述程序被执行时,所述polar码传输装置可以实现如上述第一方面和第一方面的任一种可能的设计中所述的方法。可选的,上述存储器可以是物理上独立的单元,也可以与处理器集成在一起。在一个可能的设计中,当所述功能的部分或全部通过软件实现时,所述polar码传输装置包括处理器。用于存储程序的存储器位于所述编码装置之外,处理器通过电路/电线与存储器连接,用于读取并执行所述存储器中存储的程序。第四方面,提供一种polar码传输装置,该装置具有实现上述第二方面和第二方面的任一种可能的设计中发送端行为的功能。所述功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。在一个可能的设计中,当所述功能的部分或全部通过硬件实现时,所述polar码传输装置包括:输入接口电路,用于获取部分或全部比特序列u;逻辑电路,用于执行上述第一方面和第一方面的任一种可能的设计中发送端的行为;输出接口电路,用于输出交织后的比特序列。可选的,所述polar码传输装置可以是芯片或者集成电路。在一个可能的设计中,当所述功能的部分或全部通过软件实现时,所述polar码传输装置包括:存储器,用于存储程序;处理器,用于执行所述存储器存储的所述程序,当所述程序被执行时,所述polar码传输装置可以实现如上述第一方面和第一方面的任一种可能的设计中所述的方法。可选的,上述存储器可以是物理上独立的单元,也可以与处理器集成在一起。在一个可能的设计中,当所述功能的部分或全部通过软件实现时,所述polar码传输装置包括处理器。用于存储程序的存储器位于所述编码装置之外,处理器通过电路/电线与存储器连接,用于读取并执行所述存储器中存储的程序。第五方面,提供了一种无线通信系统,该系统包括第三方面所述的装置,和第四方面所述的装置。第六方面,提供了一种计算机存储介质,用于存储计算机程序,该计算机程序包括用于执行第一方面、第二方面、第一方面的任一可能的实施方式或第二方面的任一可能的实施方式中的方法的指令。第七方面,提供了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各方面所述的方法。附图说明图1为现有技术中发送端pbch的处理过程示意图;图2为现有技术中接收端pbch的处理过程示意图;图3为本申请实施例中无线通信系统示意图;图4为本申请实施例中polar码的代数特性示意图;图5为本申请实施例中polar码的累进交织和加扰的方式示意图之一;图6为本申请实施例中接收端译码和解交织方式示意图之一;图7为本申请实施例中接收端盲检流程示意图之一;图8为本申请实施例中polar码的累进加扰和交织的方式示意图;图9为本申请实施例中接收端译码和解交织方式示意图之二;图10为本申请实施例中接收端盲检流程示意图之二;图11为本申请实施例中polar码的累进交织和加扰的方式示意图之二;图12为本申请实施例中polar码传输方法流程示意图;图13a~图13c为本申请实施例中变换矩阵示意图;图14a~图14c为本申请实施例中信息位变换矩阵示意图;图15为本申请实施例中信息位变换矩阵中上三角矩阵示意图;图16为本申请实施例中发送端分段循环移位示意图;图17为本申请实施例中polar码传输装置结构示意图之一;图18为本申请实施例中polar码传输装置结构示意图之二;图19为本申请实施例中polar码传输装置结构示意图之三;图20为本申请实施例中polar码传输装置结构示意图之四。具体实施方式下面将结合附图,对本申请实施例进行详细描述。如图3所示,本申请实施例应用的无线通信系统300中包括发送端301和接收端302。其中,发送端301可以为网络设备,接收端302为终端;或者,发送端301为终端,接收端302为网络设备。该网络设备可以是基站,也可以是基站与基站控制器集成后的设备,还可以是具有类似通信功能的其它设备。需要说明的是,本申请实施例提及的无线通信系统包括但不限于:窄带物联网系统(英文:narrowband-internetofthings,简称:nb-iot)、全球移动通信系统(英文:globalsystemformobilecommunications,简称:gsm)、增强型数据速率gsm演进系统(英文:enhanceddatarateforgsmevolution,简称:edge)、宽带码分多址系统(英文:widebandcodedivisionmultipleaccess,简称:wcdma)、码分多址2000系统(英文:codedivisionmultipleaccess,简称:cdma2000)、时分同步码分多址系统(英文:timedivision-synchronizationcodedivisionmultipleaccess,简称:td-scdma),长期演进系统(英文:longtermevolution,简称:lte)、下一代5g移动通信系统的三大应用场景embb,urllc和emtc或者将来出现的新的通信系统。本申请实施例中所涉及到的终端可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。所述终端可以是ms(英文:mobilestation)、用户单元(英文:subscriberunit)、蜂窝电话(英文:cellularphone)、智能电话(英文:smartphone)、无线数据卡、个人数字助理(英文:personaldigitalassistant,简称:pda)电脑、平板型电脑、无线调制解调器(英文:modem)、手持设备(英文:handset)、膝上型电脑(英文:laptopcomputer)、机器类型通信(英文:machinetypecommunication,简称:mtc)终端等。本申请实施例将polar码编码方式应用到pbch中,将polar码编码后的编码序列进行加扰和交织,避免了当待编码的比特序列为全0向量时,不同时序发送的polar码完全相同从而导致的时序混淆,有助于polar码编码方式更好的应用到pbch中。为方便对本申请实施例的理解,下面对polar码作简单介绍。polar码的编码策略利用无噪信道传输用户有用的信息,全噪信道传输约定的信息或者不传信息。polar码也是一种线性块码,其编码矩阵为gn,编码过程为其中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,且定义为log2n个矩阵f2的克罗内克(kronecker)乘积。上述矩阵polar码的编码过程中,中的一部分比特用来携带信息,称为信息比特集合,这些比特的索引的集合记作另外的一部分比特设置为接收端和发送端预先约定的固定值,称之为固定比特集合或冻结比特集合(frozenbits),其索引的集合用的补集表示。polar码的编码过程相当于:这里,gn(a)是gn中由集合中的索引对应的那些行得到的子矩阵,gn(ac)是gn中由集合中的索引对应的那些行得到的子矩阵。为中的信息比特集合,数量为k;为中的固定比特集合,其数量为(n-k),是已知比特。这些固定比特通常被设置为0,但是只要接收端和发送端预先约定,固定比特可以被任意设置。从而,polar码的编码输出可简化为:这里为中的信息比特集合,为长度k的行矢量,即|·|表示集合中元素的个数,k为信息块大小,是矩阵gn中由集合中的索引对应的那些行得到的子矩阵,是一个k×n的矩阵。polar码的构造过程即集合的选取过程,决定了polar码的性能。polar码的构造过程通常是,根据母码码长n确定共存在n个极化信道,分别对应编码矩阵的n个行,计算极化信道可靠度,将可靠度较高的前k个极化信道的索引作为集合的元素,剩余(n-k)个极化信道对应的索引作为固定比特的索引集合的元素。集合决定了信息比特的位置,集合决定了固定比特的位置。以上为常规的polar码的编码方式,基于上述常规的polar码的编码方式,本申请实施例中,第一种情况,待编码的比特序列长度为n,可以适用于两种情况,待编码的比特序列长度与母码长度相同,均为n;或者,第一种情况,母码长度为d*n,即待编码的序列被分成了等长的d个部分,u为d个部分中的任意一部分,d为2的指数次方。在第二种情况下,gn可以认为n长的待编码序列对应的编码矩阵1/d个部分。第二种情况下,母码长度为d*n的polar的编码矩阵为:其中母码长度为n的polar的编码矩阵为:两者的关系为:为kronecke积。基于累进交织的polar码可以实现隐式传输,携带隐式信息。本申请实施例中,在基于累进交织的基础上增加了加扰的方式,可以认为是一种基于累进交织和加扰的polar码,这种基于累进交织和加扰的polar码的方法可以但不限于应用于以下应用场景:场景一、pbch的时序隐式传输,可以同时支持多次传输的软合并和时序的盲检测。场景二、超高可靠低时延通信(英文:ultra-reliableandlowlatencycommunications,urllc)中隐式信息传输,可以同时支持多分并发传输和某种信息的盲检测。场景三、一般的单次传输,支持某种信息的盲检测。下面介绍一下基于累进交织和加扰的polar码传输隐式信息的实现方法。一、polar码的加扰特性polar编码过程可表示为u·gn=x,其中u是1xn待编码向量,x是1xn的编码后向量,gn是nxn编码矩阵。根据矩阵相乘的性质,(u+p)·gn=x+q,其中p·gn=q,p和q都为1xn向量,分别可以看做对u和x的加扰向量。二、polar码的代数特性基于第一点所述的polar码的加扰特性,可以获得如图4所示的代数特性。图4中,f为polar码的待编码待编码向量u中的固定比特集合,包括(n-k)个元素。i为polar码的待编码待编码向量u中的待编码信息,包括k个元素,其中包括信息比特和校验比特。校验方式均以crc为例,校验比特即为crc比特。u为polar码的待编码信息向量或待编码的比特序列,为1xn的向量。px为nxn的矩阵,表示对输入比特向量乘以px操作,可选的,px为置换矩阵,即行列变换矩阵,每行每列均只有一个元素1。对输入比特向量乘以px,由于px是行列变换矩阵,相当于对输入bit向量做交织操作。更一般的,px可以称为交织矩阵。tu为nxn的矩阵,表示对输入bit向量乘以tu操作。sx和su均为1xn向量,表示输入比特向量进行加扰操作。若tu=gn·px·gn,sx=su·gn,则图4中上半部分和下半部分操作流程实现的结果是等价的,所输出的比特序列是相同的。本申请实施例中,tu可称为变换矩阵,px可以称为交织矩阵,sx和su均可称为加扰向量。将图4中tu和su操作位置互换,编码方法依然等价。将图4中px和sx操作的位置互换,两种编码方法同样依然等价。具体地,图4上半部分中,固定比特集合f和信息比特集合i组成待编码的信息向量u,u与变换矩阵tu相乘,su对u与变换矩阵tu相乘后输出的向量进行加扰操作,加扰后的向量经过编码矩阵gn编码,输出编码后的比特序列。图4下半部分中,固定比特集合f和信息比特集合i组成待编码的信息向量u,u经过编码矩阵gn编码,编码后的向量与交织矩阵px相乘,sx对编码后的向量与px相乘后得到的向量进行加扰操作,输出加扰后的比特序列。三、基于累进交织和加扰的polar码传输方法基于第一点所述的polar码的代数特性,可以设计一种累进交织和加扰的方式,通过交织和加扰的次数m来传输隐式信息。如图5所示,交织和加扰的次数m不同,可以输出不同的版本,即输出不同的比特序列。不同的版本携带隐式信息m,m可被用于描述天线端口、载波位置、时序等各种信息。m取值从0~m-1,m的值可以由收发双方约定。图5中,交织和加扰次数m分别取值为0~m-1时,输出版本用ss#0~ss#m-1来表示。累进交织和加扰可以理解为每一层在上一层交织和加扰的基础上再进行交织和加扰操作。同理,图5中上半部分和下半部分在操作流程实现的结果是等价的,所输出的比特序列是相同的。发送端发送的不同的版本所携带的隐式信息m是不同的,接收端在接收到译码序列后,通过图5所示流程的反向流程进行盲检,可以根据m获得隐式信息,例如可以获得时序信息,即该版本对应传输的时序。另外,接收端还可以将接收到的不同版本实现软合并,然后再进行译码,在信道条件不好的情况下有助于成功译码。具体地,如图6所示,接收端接收到的待译码的版本用llr#m、llr#m+1、llr#m+2……llr#m+j表示,接收端通过如图6所示的流程进行与图5所示流程的逆向操作。其中,sx表示对对数似然比(loglikelyratio,llr)向量进行加扰,llr在接受符号解调后得到,用于表征该比特为0和为1的概率。在二进制条件下,加扰和解扰操作相同。px-1表示对输入的llr向量解交织操作。解交织操作得到的不同llr相加,对相加后的信号进行polar译码,得到译码后的向量。例如,一种可选的实现方式中,polar译码方式采用常规的串行干扰消除(successcancellationlist,scl)-xpolar译码方式,获取x个译码向量,可以根据pm绝对值从小到大对x个译码向量进行排序,得到当然,也可以通过其他的polar译码方式,本申请中不作限定。如图7所示,接收端在得到x个译码向量之后,进行盲检,获取数据信息和隐式信息m。可以采用5所示流程的上半部分的反向流程,具体步骤如下所述。步骤701、接收端接收x个译码向量,初始的隐式信息m为0,crc检测计数的初始值i=1。步骤702、接收端选择第i个译码向量步骤703、对译码向量使用su进行加扰。以及对获得的加扰后的向量乘以tu-1进行解变换。重复执行步骤703共m次。步骤704、提取步骤703解变换后的数据信息,该数据信息中包括信息比特和crc比特。步骤705、接收端对数据信息进行crc检测。步骤706、接收端判断crc检测是否通过,若是,则获取到信息比特和本轮校验使用的隐式信息m,否则,执行步骤707。步骤707、接收端判断m是否小于m-1,若是,执行步骤708,否则,执行步骤709。步骤708、执行m++,即按照m=m+1更新m,并返回执行步骤703。步骤709、接收端判断i是否小于crc检测大小(英文:checksize),若是,则执行步骤710,否则,判定译码失败。其中,crc检测大小是预定义的。步骤710、执行i++,即按照i=i+1更新i,并返回执行步骤702。如上所述,将图5中加扰和交织的顺序互换,可以实现相同效果,且数学上可以完全等价。以类似图5中下半部分为例,将加扰和交织的顺序互换,得到如图8所示的流程。其中,图5中所用的sx将假设记为sx-1,,图8中所用的sx将假设记为sx-2,sx-1,与sx-2满足以下关系:当u的长度与母码长度相同时sx-1=su-1·gn,sx-2=su-2·gn;当u的长度为n,母码长度为nxd时,sx-1与su-1的关系、以及sx-2与su-2的关系可以引用分段式polar码的加扰向量变换规则。本申请实施例中,可以定义分段式polar码的加扰向量变换规则为:对于nxd长的polar码,首先确定每一段在u上的加扰向量su1,su2,...,sud,然后将其拼成一个长的nxd的向量[su1,su2,...,sud],对其乘以nxd的polar码编码矩阵,得到[sx1,sx2,...,sxd],其中sx1,sx2,...,sxd为分别与su1,su2,...,sud对应加扰向量。公式如下:[su1,su2,...,sud]·gn×d=[sx1,sx2,...,sxd]。为方便对比,图5和图8中的加扰向量均用sx示意。加扰和交织的次数m不同,可以输出不同的版本,即输出不同的比特序列。m取值从0~m-1,m的值可以由收发双方约定。加扰和交织次数m分别取值为0~m-1时,输出版本用ss#0~ss#m-1来表示。累进交织和加扰可以理解为每一层在上一层交织和加扰的基础上再进行交织和加扰操作。同样,接收端在接收到译码序列后,通过图8所示流程的反向流程进行盲检,可以根据m获得隐式信息。具体地,如图9所示,接收端接收到的待译码的版本用llr#m、llr#m+1、llr#m+2……llr#m+j表示,px-1表示对输入的llr向量解交织操作。sx表示对解交织操作后的向量进行加扰,加扰和解扰操作相同。sx加扰后得到的不同llr相加,对相加后的信号进行常规的scl-xpolar译码,获取x个译码向量,可以根据pm绝对值从小到大对x个译码向量进行排序,得到如图10所示,接收端在得到x个译码向量之后,进行盲检,获取数据信息和隐式信息m。可以采用5所示流程的上半部分的反向流程,具体步骤如下所述。步骤1001、接收端接收x个译码向量,初始的隐式信息m为0,crc检测计数的初始值i=1。步骤1002、接收端选择第i个译码向量步骤1003、对译码向量乘以tu-1进行解变换,使用su对解变换后的的向量进行加扰。重复执行步骤1003共m次。步骤1004、提取步骤1003解变换后的数据信息,该数据信息中包括信息比特和crc比特。步骤1005、接收端对数据信息进行crc检测。步骤1006、接收端判断crc检测是否通过,若是,则获取到信息比特和本轮校验使用的隐式信息m,否则,执行步骤10010。步骤1007、接收端判断m是否小于m-1,若是,执行步骤10010,否则,执行步骤1009。步骤1008、接收端执行m++,即按照m=m+1更新m,并返回执行步骤1003。步骤1009、接收端判断i是否小于crc检测大小(英文:checksize),若是,则执行步骤1010,否则,判定译码失败。其中,crc检测大小是预定义的。步骤1010、接收端执行i++,即按照i=i+1更新i,并返回执行步骤1002。通过以上描述可知,发送端每次发送的数据,经过m次变换和加扰,隐式信息m被携带,不同次发送的数据可以是不同时间、不同频率上的。针对单次发送的数据,如图11所示,经过m次交织和加扰,可以在经过编码矩阵gn编码之前通过变换矩阵tu和加扰向量su进行交织和加扰,也可以在经过编码矩阵gn编码之后通过交织矩阵px和加扰向量sx进行交织和加扰。当然,交织和加扰两个步骤的操作顺序可以互换,在实现效果上是等价的。基于上述描述,下面详细介绍一下本申请实施例提供的polar码传输方法,如图12所示,本申请实施例中,polar码传输方法的具体流程如下所述。步骤1201、发送端将待编码的部分或全部比特序列u进行polar码编码,生成编码序列。其中,u的长度为n;步骤1202、发送端采用加扰序列sx和交织矩阵px,对编码序列进行加扰和交织。具体地,步骤1201中所述的比特序列u可以适用于两种情况。第一种情况,母码长度为n,u的长度与母码长度相同。第二种情况,母码长度为d*n,即待编码的序列被分成了等长的d个部分,u为d个部分中的任意一部分,d为2的指数次方。在第二种情况下,gn可以认为n长的待编码序列对应的编码矩阵1/d个部分。为方便说明,首先介绍一下如何从tum中提取信息位变换矩阵,信息位变换矩阵为tum中与u的信息比特位置对应的列向量组成的矩阵,1≤m≤m-1。根据m的不同取值,u经历变换和加扰的次数不同,不同次数的传输版本对应不同的tum。以n=16、信息比特长度k为8为例,px为循环移位矩阵,偏移量为n/4,一共支持4个传输版本,对应的变换矩阵为i、tu1、tu2、tu3。其中,tu1、tu2、tu3分别如图13a~图13c所示。u中信息比特位置为{810111213141516},分别将tu1、tu2、tu3中位置索引为{810111213141516}的行和列取出,生成tua,tua2,tua3为信息位变换矩阵,分别如图14a、图14b和图14c所示,tua,tua2,tua3为8x8的矩阵,tua,tua2,tua3分别tu1、tu2、tu3的子矩阵。以下介绍一下对于第一种情况和第二种情况下如何确定加扰序列sx。由于sx=su·gn,因此,也可以通过确定su来确定sx。第一种情况下,可以但不限于通过以下几种方式确定sx。1)、若u中第n/2位置的比特为信息比特,且u中第n/4位置的比特为固定比特,则sx中第1至第n/2位置的比特设置为1,sx中序号从0开始编号的话,则将sx中第0至第(n/2)-1位置的比特设置为1;或者,若u中第n/2位置的比特为信息比特,且u中第n/4位置的比特为固定比特,则su中第n/2位置的比特设置为1。2)、若u中第n/4位置的比特为固定比特,则su中与u中第一个信息比特位置对应的比特被设置为1。3)、tu中与u的信息比特位置对应的列向量组成信息位变换矩阵,su中与信息位变换矩阵中m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1,m为大于或等于2的正整数。可选的,若信息位变换矩阵中存在至少两个m×m的上三角矩阵,则su中与至少一个m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1。例如,在信息位变换矩阵tuam中可能找到不止一个2x2上三角矩阵,1≤m≤m-1,图15中两个虚线矩形框出的部分为其中一个2x2上三角矩阵。如,在tua2中只能找到一个2x2上三角矩阵,在tua3中能找到多个2x2上三角矩阵,并且存在一个3x3上三角矩阵。第二种情况下,可以但不限于通过以下几种方式确定su。1、若u中第n/2位置的比特为信息比特,且u中第n/4位置的比特为固定比特,则su中第n/2位置的比特设置为1。2、若u中第n/4位置的比特为固定比特,su中与u中第一个信息比特位置对应的比特被设置为1。3、tu中与u的信息比特位置对应的列向量组成信息位变换矩阵,su中与信息位变换矩阵中m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1,m为大于或等于2的正整数。可选的,若所述信息位变换矩阵中存在至少两个m×m的上三角矩阵,则所述su中与至少一个m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1。确定su之后,通过分段式polar码的加扰向量变换规则计算sx。通过上述图12所示的方法,避免了当待编码的比特序列u为全0向量时,不同时序发送的polar码完全相同从而导致的时序混淆,有助于polar码编码方式更好的应用到pbch中。另一种可能的实现方式中,加扰序列sx可能为全0向量,更一般的,发送端也可以省略加扰步骤,即在步骤1202中,发送端只采用交织矩阵px对所述编码序列进行交织,而省略加扰步骤。在这种情况下,可以通过将u中特定位置的固定比特设置为1的方式,来解决u为全零向量导致的时序混淆的问题。具体地,可以包括以下几种设置规则。第一种规则:若u中第n/2位置的比特为固定比特,则u中第n/2位置的固定比特被设置为1。第二种规则:若u中第n/2位置的比特为信息比特,且u中第n/4位置的比特为固定比特,则u中第n/4位置的比特设置为1。第三种规则:若u中第一个信息比特的序号大于n/4,则u中第一个信息比特沿polar码自然顺序之前的第n/4的固定比特位置被设置为1。第四种规则:tu中与u的信息比特位置对应的列向量组成信息位变换矩阵,信息位变换矩阵中mxm上三角矩阵中行重最大的行在u中对应一个位置索引,若u中该位置索引沿polar码自然顺序之前的第n/4的比特是固定比特,则u中该位置索引沿polar码自然顺序之前的第n/4的固定比特被设置1。m为大于或等于2的正整数。可选的,若信息位变换矩阵中存在至少两个mxm上三角变换矩阵,则至少选一个mxm上三角变换矩阵进行上述处理。下面结合具体的应用场景对加扰向量sx的确定或者u中被设置为1的固定比特位置的确定方式进行详细说明。原始方案:假设交织矩阵px为循环移位矩阵,在步骤1202没有加扰操作、且不采用本申请实施例上述提供的u中特定固定比特位置被设置为1的方案时,只采用循环移位矩阵进行循环移位,只能在不改变构造的情况下最多产生4个版本,无法支持更多版本。以px为循环移位矩阵,偏移量为n/4为例,在tu,tu2,…,tum-1中,u中的信息比特所对应的行列构成一组信息位变换矩阵:tua,tua2,…,tuam-1,下标a表示抽取信息位变换矩阵tum中信息比特所对应的行列,1≤m≤m-1。抽取信息位变换矩阵tum中一些行列可发现存在以下子矩阵:2x2上三角变换矩阵最多产生2个版本;3x3上三角变换矩阵最多产生4个版本;4x4上三角变换最多产生4个版本。所谓版本,即对于一份待编码的序列,可通过累进交织产生的不同版本的发送单元,不同版本的发送单元在不同时序发送,接收端能够通过不同版本交织次数获知时序信息,并可以对不同版本的发送单元实现软合并。本申请实施例提供的方案:以上述第4)种确定su的方式为例进行介绍。应用场景1、px偏移量为n/2。支持2个传输版本。在信息位变换矩阵中找到2x2上三角矩阵,根据polar码构造,确定2x2上三角矩阵中行重最大的行在u中的位置索引,将su中该位置索引对应的su元素置为1。应用场景2、px偏移量为n/4。支持4个传输版本,在信息位变换矩阵中找到3x3上三角矩阵,根据polar码构造,确定3x3上三角矩阵中行重最大的行在u中的位置索引,将su中该位置索引对应的su元素置为1。需要说明的是,当有至少两个个2x2或者3x3上三角矩阵时,至少选择其中一个上三角矩阵进行上述操作。如果只选其中一个上三角矩阵,可以选择在polar排序中最靠前的。举例说明,以四个传输版本为例,相当于u分别乘以变换矩阵tu0、1、2、3次,即u乘以i,tu,tu^2,tu^3,i为单位矩阵。取出i,tu,tu^2,tu^3这四个矩阵中为u的信息比特位置对应的行和列,记为信息位变换矩阵:i,tua,tua2,tua3,将这四个信息位变换矩阵按行求和,获取它们行重最大位置的序号在u中自然序号的位置,将su中这个自然序号位置的比特设置为1。以n=512,k=40的polar码为例,信息比特使用pw序列构造,对i,tua,tua2,tua3这四个矩阵观察可见,tua3矩阵中第一行行重最大。该第一行在u中序号为256,则su(256)=1。这样,可以通过加扰操作解决全零混淆的问题。如上述原始方案所述,2x2上三角矩阵结构只支持2份传输版本不重复,其余结构支持4份传输版本不重复。实际上,能支持传输版本不重复的最大数目取决于tu中能提取的最大上三角矩阵维度。如果在上述变换后引入一个加扰,比如在上三角矩阵行重最大行对应的位置每次都引入加扰“1”,则上述2x2上三角矩阵结构可支持4份不重复,4x4上三角矩阵结构可支持8份不重复。下面对传输版本增加方式进行详细描述。(1)对polar码字进行循环移位的处理,这种情况只有在高码率情况下能够出现。其中高码率的定义为u的第n/4位置为信息比特,此时信息比特的变换矩阵能够出现行重为4,即存在4x4上三角变换的情况,将su中与4x4上三角变换中行重最大的行在tu中的位置对应的比特设置为1。以su中第n/4位置的比特被设为1为例,编码后的比特序列呈现出经典规律:如果u表示为[abcd],输出的8个传输版本分别如表1所示,用#1~#8表示。其中,⊕表示异或操作,即加扰。表1#1abcd#2bcda⊕1#3cda⊕1b⊕1#4da⊕1b⊕1c⊕1#5a⊕1b⊕1c⊕1d⊕1#6b⊕1c⊕1d⊕1a#7c⊕1d⊕1ab#8d⊕1abcsu中被设为1的元素序号小于等于n/4,相应的也能产生8个传输版本,具体形式与表1不同而已。(2)母码长度为d*n,即待编码的序列被分成了等长的d个部分,u为d个部分中的任意一部分,d为2的指数次方。例如,d为2份,4份,或者8份。每一个部分均进行相同的循环移位。对于px对应的变换矩阵tu,根据构造取出其信息位变换矩阵。找到信息位变换矩阵中行重大于4的行,将su中对应位置的比特设为1。例如n=512,k=40的polar码,设d=8,不同的信息位变换矩阵tum中只有一个4x4的上三角矩阵,该4x4的上三角矩阵中行重最大的行在信息位变换矩阵排序第10个,对应u中的排序为464,则将su中464位置的比特设为1。在加扰的情况下,在px偏移量为n/4方案基础上,即4份循环移位方案基础上,能够产生8个传输版本,并且接收端的软合并和盲检只用一套规则即可。具体传输版本的增加情况如表2所示。表2如图16所示,为发送端分段循环移位示意图。基于图12所示的polar码传输方法的同一发明构思,如图17所示,本申请实施例还提供一种polar码传输装置1700,该polar码传输装置1700用于执行图12所示的polar码传输方法。包括:接收单元1701,用于获取待编码的部分或全部比特序列u;处理单元1702,用于将接收单元1701获取的待编码的部分或全部比特序列u进行polar码编码,生成编码序列,u的长度为n;处理单元1702,还用于采用加扰序列sx和交织矩阵px,对编码序列进行加扰和交织。可选的,母码长度为n,u的长度与母码长度相同,其中:若u中第n/2位置的比特为信息比特,且u中第n/4位置的比特为固定比特,则sx中第1至第n/2位置的比特设置为1;或者,若u中第n/4位置的比特为固定比特,sx=su·gn,gn为polar码的生成矩阵,su为1×n的向量,su中与u中第一个信息比特位置对应的比特被设置为1;或者,sx=su·gn,gn·px·gn=tu,gn为polar码的生成矩阵,su为1×n的向量,tu为变换矩阵,tu中与u的信息比特位置对应的列向量组成信息位变换矩阵,su中与信息位变换矩阵中m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1,m为大于或等于2的正整数。可选的,母码长度为d*n,待编码的序列被分成了等长的d个部分,u为d个部分中的任意一部分,d为2的指数次方;:若u中第n/2位置的比特为信息比特,且u中第n/4位置的比特为固定比特,则su中第n/2位置的比特设置为1;或者,若u中第n/4位置的比特为固定比特,sx=su·gn,gn为polar码的生成矩阵,su为1×n的向量,su中与u中第一个信息比特位置对应的比特被设置为1;或者,sx=su·gn,gn·px·gn=tu,gn,gn为polar码的生成矩阵,su为1×n的向量,tu为变换矩阵,tu中与u的信息比特位置对应的列向量组成信息位变换矩阵,su中与信息位变换矩阵中m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1,m为大于或等于2的正整数。可选的,处理单元1702用于:对编码序列进行先加扰后交织;或者,对编码序列进行先交织后加扰。可选的,若信息位变换矩阵中存在至少两个m×m的上三角矩阵,则su中与至少一个m×m的上三角矩阵中行重最大的行在tu中的位置对应的比特被设置为1。可选的,交织矩阵包括循环移位矩阵。基于图12所示的polar码传输方法的同一发明构思,如图18所示,本申请实施例中还提供一种polar码传输装置1800,该polar码传输装置1800用于执行图12所示的polar码传输方法。上述实施例的polar码传输方法中的部分或全部可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现,当通过硬件实现时,所述polar码传输装置1800包括:输入接口电路1801,用于获取待编码的部分或全部比特序列u;逻辑电路1802,用于执行上述图12所示的polar码传输方法,具体请见前面方法实施例中的描述,此处不再赘述;输出接口电路1803,用于输出加扰交织后的比特序列。可选的,polar码传输装置1800在具体实现时可以是芯片或者集成电路。可选的,当上述实施例的polar码传输方法中的部分或全部通过软件来实现时,如图19所示,polar码传输装置1800包括:存储器1901,用于存储程序;处理器1902,用于执行存储器1901存储的程序,当程序被执行时,使得polar码传输装置1800可以实现上述实施例提供的polar码传输方法。可选的,上述存储器1901可以是物理上独立的单元,也可以如图20所示,存储器1901与处理器1902集成在一起。可选的,当上述实施例的编码方法中的部分或全部通过软件实现时,polar码传输装置1800也可以只包括处理器1902。用于存储程序的存储器1901位于polar码传输装置1800之外,处理器1902通过电路/电线与存储器1901连接,用于读取并执行存储器1901中存储的程序。本申请实施例提供了一种计算机存储介质,用于存储计算机程序,该计算机程序包括用于执行图12所示的polar码传输方法。本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行图12所示的polar码传输方法。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实施例的方法、设备(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设备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设备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设备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设备上,使得在计算机或其他可编程设备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设备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。尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样,倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12
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