极化码构造方法、数据传输方法、装置、设备及芯片与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种极化码构造方法、数据传输方法、装置、设备及芯片。

背景技术：

1、极化码是第一个在理论上被严格证明能够达到对称信道容量的香农极限的信道编码方案。极化码将信息等效为在比特信道中传输，准确估计比特信道的信道容量是极化码构造的关键。

2、相关技术中，通常根据比特信道的误码率确定用于传输信息比特的比特信道，从而进一步确定极化码的信息位。然而，相关技术无法实现为重要程度更高的信息数据提供更多的保护，基于极化码传输数据的可靠性有待提升。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种极化码构造方法，保证在数据传输过程中对重要程度较高的数据提供更多的保护，以提高基于极化码传输数据的可靠性。

2、本发明的第二个目的在于提出一种数据传输方法。

3、本发明的第三个目的在于提出一种极化码构造装置。

4、本发明的第四个目的在于提出一种数据传输装置。

5、本发明的第五个目的在于提出一种计算机设备。

6、本发明的第六个目的在于提出一种芯片。

7、本发明的第七个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

8、为达到上述目的，本发明第一方面实施方式提出了一种极化码构造方法，所述方法包括：基于所述极化码的码长和信息位长度，确定对原始传输信道进行信道极化处理后得到的初始可靠信道集合；其中，所述初始可靠信道集合中包括用于传输信息比特的可靠比特信道，所述可靠比特信道用于确定所述极化码的信息位；对所述可靠比特信道进行可靠度再估计，得到所述可靠比特信道的目标可靠度；根据所述目标可靠度对所述可靠比特信道进行重排序，得到目标可靠信道集合；基于所述目标可靠信道集合确定所述信息位的目标顺序。

9、根据本发明的一个实施方式，所述基于所述极化码的码长和信息位长度，确定对原始传输信道进行信道极化处理后得到的初始可靠信道集合，包括：基于所述极化码的码长对原始传输信道进行信道极化处理，得到极化后的比特信道；基于所述原始传输信道的输入码字和输出码字对所述比特信道进行初次错误概率估计，得到所述比特信道的初始可靠度；根据所述比特信道的初始可靠度对所述比特信道进行排序，得到排序后比特信道；在所述排序后比特信道中选取初始可靠度最高的指定数量的所述比特信道作为所述可靠比特信道，得到所述初始可靠信道集合；其中，所述指定数量是根据所述信息位长度确定。

10、根据本发明的一个实施方式，所述极化码构造方法还包括：将所述排序后比特信道中除所述可靠比特信道以外的剩余比特信道作为不可靠比特信道，得到不可靠信道集合；其中，所述不可靠信道集合用于确定所述极化码的冻结位。

11、根据本发明的一个实施方式，所述初始可靠信道集合对应有第一信道索引集合，所述不可靠信道集合对应有第二信道索引集合；所述第一信道索引集合中包括所述可靠比特信道对应的第一信道索引，所述第二信道索引集合中包括所述不可靠比特信道对应的第二信道索引；所述对所述可靠比特信道进行可靠度再估计，得到所述可靠比特信道的目标可靠度，包括：根据所述第一信道索引集合确定所述信息位的位置，以及根据所述第二信道索引集合确定所述冻结位的位置；根据所述信息位的位置和所述冻结位的位置对初始码字进行极化码编码，得到极化编码码字，并向接收端传输所述极化编码码字；基于所述极化编码码字、所述接收端的极化译码码字对所述可靠比特信道进行二次错误概率估计，得到所述目标可靠度；其中，所述极化译码码字是所述接收端对接收到的极化编码码字进行极化码译码得到。

12、根据本发明的一个实施方式，所述目标可靠信道集合对应有目标信道索引集合，所述目标信道索引集合是对所述第一信道索引进行重排序后得到的；所述基于所述目标可靠信道集合确定所述信息位的目标顺序，包括：根据所述目标信道索引集合中所述第一信道索引的排序位置关系确定所述信息位的目标顺序。

13、为达到上述目的，本发明第二方面实施方式提出了一种数据传输方法，所述方法包括：对待传输图像的原始像素数据进行比特编码，得到初始输入比特数据；根据所述初始输入比特数据对应的重要性等级将所述初始输入比特数据映射至极化码的信息位，得到经过极化码编码后的极化编码比特数据并传输出去；其中，所述重要性等级是根据所述初始输入比特数据包含的图像信息确定，所述极化码的信息位是按照前述任一项实施方式中的极化码构造方法确定的目标顺序排列得到。

14、根据本发明的一个实施方式，所述待传输图像对应有基于小波变换得到的多个待传输图像分块；通过以下方式确定所述重要性等级：针对任一待传输图像分块，确定所述任一待传输图像分块的敏感性数据；其中，所述敏感性数据用于描述恢复所述待传输图像时，待传输图像分块对应的数据传输错误所产生的影响；基于所述任一待传输图像分块的敏感性数据，确定第一分块比特数据对应的第一重要性等级；其中，所述第一分块比特数据是对所述任一待传输图像分块的分块像素数据进行比特编码得到；所述初始输入比特数据包括所述第一分块比特数据；所述重要性等级包括所述第一重要性等级。

15、根据本发明的一个实施方式，所述初始输入比特数据包括多个像素点比特数据，任一像素点比特数据是对所述待传输图像中任一像素点的像素数据进行比特编码得到；通过以下方式确定所述重要性等级：根据所述任一像素点比特数据中任一比特位对应的比特位高确定所述任一比特位对应的第二重要性等级；其中，所述重要性等级包括所述第二重要性等级。

16、根据本发明的一个实施方式，所述初始输入比特数据还包括第二分块比特数据，所述第二分块比特数据是在所述第一分块比特数据中加入校验码得到，且所述第二分块比特数据对应所述第一重要性等级；所述根据所述初始输入比特数据对应的重要性等级将所述初始输入比特数据映射至极化码的信息位，得到经过极化码编码后的极化编码比特数据，包括：根据所述第一重要性等级将所述第二分块比特数据映射至所述信息位，得到所述极化编码比特数据。

17、为达到上述目的，本发明第三方面实施方式提出了一种极化码构造装置，所述装置包括：信道集合确定模块，用于基于所述极化码的码长和信息位长度，确定对原始传输信道进行信道极化处理后得到的初始可靠信道集合；其中，所述初始可靠信道集合中包括用于传输信息比特的可靠比特信道，所述可靠比特信道用于确定所述极化码的信息位；可靠度获取模块，用于对所述可靠比特信道进行可靠度再估计，得到所述可靠比特信道的目标可靠度；信道重排序模块，用于根据所述目标可靠度对所述可靠比特信道进行重排序，得到目标可靠信道集合；目标顺序确定模块，用于基于所述目标可靠信道集合确定所述信息位的目标顺序。

18、根据本发明的一个实施方式，所述信道集合确定模块，还用于基于所述极化码的码长对原始传输信道进行信道极化处理，得到极化后的比特信道；基于所述原始传输信道的输入码字和输出码字对所述比特信道进行初次错误概率估计，得到所述比特信道的初始可靠度；根据所述比特信道的初始可靠度对所述比特信道进行排序，得到排序后比特信道；在所述排序后比特信道中选取初始可靠度最高的指定数量的所述比特信道作为所述可靠比特信道，得到所述初始可靠信道集合；其中，所述指定数量是根据所述信息位长度确定。

19、根据本发明的一个实施方式，所述信道集合确定模块，还用于将所述排序后比特信道中除所述可靠比特信道以外的剩余比特信道作为不可靠比特信道，得到不可靠信道集合；其中，所述不可靠信道集合用于确定所述极化码的冻结位。

20、根据本发明的一个实施方式，所述初始可靠信道集合对应有第一信道索引集合，所述不可靠信道集合对应有第二信道索引集合；所述第一信道索引集合中包括所述可靠比特信道对应的第一信道索引，所述第二信道索引集合中包括所述不可靠比特信道对应的第二信道索引；所述可靠度获取模块，还用于根据所述第一信道索引集合确定所述信息位的位置，以及根据所述第二信道索引集合确定所述冻结位的位置；根据所述信息位的位置和所述冻结位的位置对初始码字进行极化码编码，得到极化编码码字，并向接收端传输所述极化编码码字；基于所述极化编码码字、所述接收端的极化译码码字对所述可靠比特信道进行二次错误概率估计，得到所述目标可靠度；其中，所述极化译码码字是所述接收端对接收到的极化编码码字进行极化码译码得到。

21、为达到上述目的，本发明第四方面实施方式提出了一种数据传输装置，所述装置包括：比特编码模块，用于对待传输图像的原始像素数据进行比特编码，得到初始输入比特数据；比特数据映射模块，用于根据所述初始输入比特数据对应的重要性等级将所述初始输入比特数据映射至极化码的信息位，得到经过极化码编码后的极化编码比特数据并传输出去；其中，所述重要性等级是根据所述初始输入比特数据包含的图像信息确定，所述极化码的信息位是按照前述任一项实施方式中的极化码构造方法确定的目标顺序排列得到。

22、根据本发明的一个实施方式，所述待传输图像对应有基于小波变换得到的多个待传输图像分块；所述比特数据映射模块，还用于针对任一待传输图像分块，确定所述任一待传输图像分块的敏感性数据；其中，所述敏感性数据用于描述恢复所述待传输图像时，待传输图像分块对应的数据传输错误所产生的影响；基于所述任一待传输图像分块的敏感性数据，确定第一分块比特数据对应的第一重要性等级；其中，所述第一分块比特数据是对所述任一待传输图像分块的分块像素数据进行比特编码得到；所述初始输入比特数据包括所述第一分块比特数据；所述重要性等级包括所述第一重要性等级。

23、根据本发明的一个实施方式，所述初始输入比特数据包括多个像素点比特数据，任一像素点比特数据是对所述待传输图像中任一像素点的像素数据进行比特编码得到；所述比特数据映射模块，还用于根据所述任一像素点比特数据中任一比特位对应的比特位高确定所述任一比特位对应的第二重要性等级；其中，所述重要性等级包括所述第二重要性等级。

24、为达到上述目的，本发明第五方面实施方式提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有第一计算机程序，所述处理器执行所述第一计算机程序时实现前述任一项实施方式所述的极化码构造方法，和/或，数据传输方法的步骤。

25、为达到上述目的，本发明第六方面实施方式提出了一种芯片，包括存储单元和处理单元，所述存储单元存储有第二计算机程序，所述处理单元执行所述第二计算机程序时实现前述任一项实施方式所述的极化码构造方法，和/或，数据传输方法的步骤。

26、为达到上述目的，本发明第七方面实施方式提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一项实施方式所述的极化码构造方法，和/或，数据传输方法的步骤。

27、根据本发明提供的多个实施方式，通过对可靠比特信道的可靠度进行二次估计，可以进一步确保可靠比特信道的可靠度的准确性，从而一定程度上提高基于极化码传输数据的可靠性。根据重排序后的可靠比特信道确定信息位的目标顺序，使得极化码的信息位之间的可靠度具有较为准确的排序关系，由此便于将重要程度更高的信息数据映射至可靠度更高的信息位，以及将重要程度更低的信息数据映射至可靠度更低的信息位。以此实现极化码的不等差错保护传输，并可以保证对重要程度较高的数据提供更多的保护，减少重要程度更高的信息数据的传输错误，从而减少数据重传的次数，有效提升数据传输的性能。

28、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。