1.一种用于获得级联码结构的装置,所述装置包括:
至少一个处理器,和
与所述至少一个处理器耦合的存储器,所述存储器存储处理器可执行指令,所述处理器可执行指令由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器:
接收输入数据,所述输入数据包括:
由外码和内极化码组成的级联码的期望长度m,
表示信息比特的数量的级联码维度k,和
预定义的比特索引序列;
基于所述期望长度m,计算外码长度t和级联母码的长度n=t·2n,使得m≤n≤nmax,其中nmax是所述级联母码的最大长度,2n是极化码长度,n是正整数;
基于所述长度t、n和m以及所述级联码维度k,定义打孔或缩短模式;
根据所述预定义的比特索引序列和所述打孔或缩短模式,计算外码维度的向量,其中所述外码维度的向量的每个向量分量表示旨在用于每个外码的信息比特的部分ki,使得
根据所述输入数据和所述长度t、n,确定所述内极化码的生成矩阵;和
基于所述长度t、n和m,所述外码维度的向量,所述打孔或缩短模式以及所述内极化码的生成矩阵,获得所述级联码结构。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述外码包括线性块码,并且所述至少一个处理器还被配置为:
基于所述长度t、所述外码维度的向量和所述打孔或缩短模式,确定所述外码的生成矩阵;和
基于所述长度t、n和m,所述外码维度的向量,所述打孔或缩短模式,所述外码的生成矩阵以及所述内极化码的生成矩阵,获得所述级联码结构。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其中通过使用循环冗余校验crc比特设置所述级联码维度k。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置,其中所述输入数据还包括用于选择所述打孔或缩短模式的选择参数rpsthr,并且其中所述至少一个处理器被配置为:
当k/m≤rpsthr时,定义所述打孔模式,和
当k/m>rpsthr时,定义所述缩短模式。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置,其中所述至少一个处理器被配置为通过以下方式定义所述打孔或缩短模式:
以大小为n/t×t的比特索引矩阵的形式,逐行写入所述级联母码的比特索引1至n;
将所述比特索引矩阵划分为比特索引束集合,每个比特索引束包括所述比特索引矩阵的至少一行;
根据束优先级对所述比特索引束集合进行排序;
以所得向量的形式逐行重写所述比特索引矩阵;和
使用所述所得向量的前(n-m)个向量分量作为所述打孔模式的比特索引,并使用所述所得向量的后(n-m)个向量分量作为所述缩短模式的比特索引。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其中所述预定义的比特索引序列的长度
从所述预定义的比特索引序列中去除大于n的比特索引以及与所述打孔或缩短模式相对应的比特索引,以获得缩减的比特索引序列;
将信息比特屏蔽向量u=[uj]初始化,其中每个向量分量uj=0且j=1,...,n;
为所述信息比特屏蔽向量u的每个向量分量uj赋1,所述向量分量uj的索引出现在所述缩减的比特索引序列的前k个比特索引中;和
从所述信息比特屏蔽向量通过如下方式计算所述旨在用于每个外码的信息比特的部分ki:
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置,其中所述预定义的比特索引序列的长度
从所述预定义的比特索引序列中去除大于n/t的比特索引以及与所述打孔或缩短模式相对应的比特索引,以获得缩减的比特索引序列;
用n/t个零向量分量ki将所述外码维度的向量初始化;以及
每当各向量分量ki的索引出现在所述缩减的比特索引序列的前k个比特索引中时,将所述各向量分量ki增加一。
8.根据权利要求1至7所述的装置,其中通过以下方式生成所述预定义的比特索引序列:
将(1,2,...,nsequence)范围内的所有可能值k作为所述信息比特的数量,
通过使用每个k计算所述外码维度的向量,
更改所述外码维度的向量,以使得对于每对相邻值k和k-1,所述外码维度的向量彼此仅相差一个向量分量,以及
通过使用所述这种向量分量的索引,生成所述预定义的比特索引序列。
9.根据权利要求8所述的装置,其中通过以下方式计算针对每个k的所述外码维度的向量:
估计由每个内极化码提供的极化比特信道的容量ci;
如下计算所述旨在用于每个外码的所述信息比特的部分ki:
获得旨在用于所述外码的信息比特的所有部分ki之和;以及
确定所述获得的和是否等于k;
如果所获得的和小于/大于k,分别:
a)找到所述索引i,以使差
b)从所述相应部分ki中加一/减一,同时确保在所述加/减之后的部分ki满足以下条件:0≤ki≤t,以及
c)执行操作a)至b),直到所述获得的和等于k。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的装置,其中所述存储器还存储所述生成矩阵的数据库,所述生成矩阵的每一个与所述外码维度的相应部分ki和所述外码长度t相关联,并且其中所述至少一个处理器还被配置为通过以下方式确定所述外码的生成矩阵:
访问所述数据库并选择与构成所述外码维度的向量的部分ki和所述外码长度t相关联的所述生成矩阵。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的装置,其中在所述缩短模式的情况下,所述至少一个处理器还被配置为:在用于所述外码的每个生成矩阵中,将具有与所述缩短模式相对应的索引的所有列设置为零。
12.一种信息编码装置,包括:
至少一个处理器,和
与所述至少一个处理器耦合的存储器,所述存储器存储处理器可执行指令,所述处理器可执行指令由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器:
接收k个信息比特的向量;
接收由权利要求1至11中任一项所述的装置获得的级联码结构;和
通过使用所述级联码结构对所述k个信息比特的向量进行编码。
13.一种信息译码装置,包括:
至少一个处理器,和
与所述至少一个处理器耦合的存储器,所述存储器存储处理器可执行指令,所述处理器可执行指令由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器:
接收包括通过使用由权利要求1至11中任一项所述的装置获得的级联码结构编码的信息比特的信道输出;
接收所述级联码结构;和
通过使用所述级联码结构从所述接收的信道输出中检索所述信息比特。
14.根据权利要求13所述的装置,其中所述至少一个处理器被配置为通过并行译码所述内极化码检索所述信息比特。
15.一种用于获得级联码结构的方法,所述方法包括:
接收输入数据,所述输入数据包括:
由外码和内极化码组成的级联码的期望长度m,
表示信息比特的数量的级联码维度k,和
预定义的比特索引序列;
基于所述期望长度m,计算外码长度t和级联母码的长度n=t·2n,使得m≤n≤nmax,其中nmax是所述级联母码的最大长度,2n是极化码长度,n是正整数;
基于所述长度t、n和m以及所述级联码维度k,定义打孔或缩短模式;
根据所述预定义的比特索引序列和所述打孔或缩短模式,计算外码维度的向量,其中所述外码维度的向量的每个向量分量表示旨在用于每个外码的信息比特的部分ki,使得
根据所述输入数据和所述长度t、n,确定所述内极化码的生成矩阵;和
基于所述长度t、n和m,所述外码维度的向量,所述打孔或缩短模式以及所述内极化码的生成矩阵,获得所述级联码结构。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:如果所述外码包括线性块码,则基于所述长度t、所述外码维度的向量和所述打孔或缩短模式,确定所述外码的生成矩阵,并且其中所述获得所述级联码结构包括:基于所述长度t、n和m,所述外码维度的向量,所述打孔或缩短模式,所述外码的生成矩阵以及所述内极化码的生成矩阵,获得所述级联码结构。
17.一种信息编码方法,包括:
接收k个信息比特的向量;
接收由权利要求15或16所述的方法获得的级联码结构;和
通过使用所述级联码结构对所述k个信息比特的向量进行编码。
18.一种信息译码方法,包括:
接收包括通过使用由权利要求15或16所述的方法获得的级联码结构编码的信息比特的信道输出;
接收所述级联码结构;和
通过使用所述级联码结构从所述接收的信道输出中检索所述信息比特。
19.一种计算机程序产品,包括存储计算机程序的计算机可读存储介质,所述计算机程序在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行权利要求15或16所述的方法。