本申请实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及polar码的速率匹配方法和装置、 通信设备。
背景技术：
无线通信的快速演进预示着未来5G通信系统将呈现出一些新的特点，最典型的三个 通信场景包括eMBB,mMTC和URLLC，这些通信场景的需求将对现有LTE技术提出新 的挑战。信道编码作为最基本的无线接入技术，是满足5G通信需求的重要研究对象之一。 在香农理论提出后，各国学者一直致力于寻找能够达到香农极限同时具有相对较低复杂 度的编译码方法。虽然成为主流研究方向的Turbo码和重新被提出的LDPC码已经在LTE 和WiMAX中得到了很好的应用，但这两种码不能够很好的解决5G通信中的一些重要 问题。例如，eMBB和mMTC需要未来信道编码能够以较低的复杂度支持更大范围的码 率。未来控制信道的编码相比LTE的TBCC编码，要有更大的增益，更低的漏检和虚警 概率以及更低的译码延迟。这些通信场景的一个重要特点是中短包传输，因此要求信道 编码可以更好的支持该类码长的通信。URLLC进一步对数据传输的可靠度提出了更加严 格的要求。另外，5G通信对于码率，目前LTE turbo不能够支持过低和过高的码率；对 于中短包传输，Turbo码和LDPC码由于自身编译码的特点，在有限码长下很难达到理想 的性能；对于长包，虽然Turbo和LDPC码随着码长的变长能够逼近香农极限，但理论 性能始终未能到达。另外，在实现方面，Turbo码和LDPC码在编译码实现过程中具有较 高的复杂度。因此，5G通信系统中，急需一种新的编码技术来解决现有技术在短包，码 率、可靠度以及复杂度上存在的问题。
Arikan基于信道极化提出了一种编码方式，起名为极化码(Polar Codes)。极化码 是第一种、也是已知的唯一一种能够被严格证明“达到”信道容量的信道编码方法。在 不同码长下，尤其对于有限码，Polar码的性能远优于Turbo码和LDPC码。另外，Polar 码在编译码方面具有较低的计算复杂度。这些优点让Polar码在5G中具有很大的发展和 应用前景。
由Polar码的编码原理可知，Polar码的一个特点是其码长为2的正整数次幂，而实 际通信中要求码长可以灵活配置。因此，需要通过速率匹配技术实现码长的灵活可变。
通常可以采用打孔(puncture)或缩短(shorten)的速率匹配方式实现速率匹配。现 有技术中，可以采用传统的随机打孔，即对于需要打孔的位置随机产生，比如，Polar码 的母码码长是16，需要的打孔数是6，则在这16个位置中随机选择6个打孔位置。采用 随机打孔的方式来实现速率匹配降低了Polar码的性能。
技术实现要素：
本发明提供了一种Polar码的速率匹配方法及装置、通信设备，可以提高Polar码的 编码性能。
第一方面，本发明提供一种Polar码的速率匹配方法，包括：
获取信息比特序列，所述信息比特序列中包括K个信息比特，用于对所述信息比特 序列进行编码的母码的码长为N；
所述母码对应N个子信道，所述N个子信道包括S个区间，每个区间中映射的信息 比特的位置是根据所述每个区间中映射的信息比特的数目、构造序列和速率匹配方式确 定的，所述构造序列用于指示所述N个子信道的可靠度排序，S为正整数；
根据所述每个区间中映射的信息比特的位置对所述信息比特序列进行Polar码编码 和速率匹配。
第二方面，本发明提供一种Polar码的速率匹配装置，包括：
获取模块，用于获取信息比特序列，所述信息比特序列中包括K个信息比特，用于 对所述信息比特序列进行编码的母码的码长为N；
所述母码对应N个子信道，所述N个子信道包括S个区间，每个区间中映射的信息 比特的位置是根据所述每个区间中映射的信息比特的数目、构造序列和速率匹配方式确 定的，所述构造序列用于指示所述N个子信道的可靠度排序，S为正整数；
编码模块，用于根据所述每个区间中映射的信息比特的位置对所述信息比特序列进 行Polar码编码和速率匹配。
在上述第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，所述每个区间中映射的信息 比特的数目是利用所述每个区间对应的调整量对所述每个区间中初始的信息比特的数目 调整后确定的。
在上述第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，在所述N个子信道包括两个 区间[1，N/2]和[N/2+1，N]时，区间[1，N/2]所对应的调整量ΔK通过如下公式计算：
其中，-ΔK为区间[N/2，N]所对应的调整量，P为在所述速率匹配方式下区间[1，N/2] 中打孔数目或缩短数目，N为所述母码码长，K1为所述构造序列中可靠度最高的前K个 子信道位于区间[1，N/2]中的子信道数目。
在上述第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，区间[1，N/2]中初始的信息比 特的数目为K1，区间[N/2，N]中初始的信息比特的数目K2为所述构造序列中可靠度最 高的前K个子信道位于区间[N/2，N]中的子信道数目，区间[1，N/2]中映射的信息比特 的数目等于K1+ΔK，区间[N/2，N]中映射的信息比特的数目等于K2-ΔK。
在上述第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，所述每个区间中映射的信息 比特的数目是根据速率匹配方式、所述母码码长N、构造序列确定的。
在上述第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，针对第i个区间，1≤i≤S， 所述第i个区间中映射的信息比特的数目Ki'通过如下公式计算：
其中，Ki为所述构造序列中可靠度最高的前K个子信道位于第i个区间中的子信道 数目，P为所述第i个区间中所述打孔模式下的打孔数目或所述缩短模式下的缩短数目，Ni为所述第i个区间中子信道的数目。
在上述第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，在所述N个子信道包括两个 区间[1，N/2]和[N/2+1，N]时，所述区间[1，N/2]中映射的信息比特的数目K1'通过如下公 式计算：
所述区间[N/2+1，N]中映射的信息比特的数目为：K-K1'；
其中，K1'为所述区间[1，N/2]中映射的信息比特的数目，K1为所述构造序列中可靠 度最高的前K个子信道位于区间[1，N/2]中的子信道数目，P为区间[1，N/2]中所述打孔 模式下的打孔数目或所述缩短模式下的缩短数目，N为所述母码码长。
在上述第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，所述每个区间中映射的信息 比特的数目是根据所述每个区间中每个子信道的容量和速率匹配方式确定的。
在上述第一方面或第二方面的一种可能的实现方式中，针对第i个区间，1≤i≤S， 所述第i个区间中映射的信息比特的数目ki根据如下公式确定：
其中，K1用于指示总的打孔数目或缩短数目，K2用于指示第i个区间中的打孔数目 或缩短数目，Cj表示区间中子信道j的容量，[Xi,Yi]用于指示第i个区间。
第三方面，本发明提供一种Polar码的速率匹配方法，包括：
获取母码码长N对应的构造序列，该母码对应N个子信道，该N个子信道包括S 个区间，该构造序列用于指示该N个子信道的可靠度排序；在采用速率匹配时，确定S 个区间中每个区间中映射的信息比特的位置；将每个区间中映射的信息比特的位置的并 集作为该码长N所对应的信息比特位置集合；根据该码长N所对应的信息比特位置集合 进行Polar码编码和速率匹配。
第四方面，本发明提供一种Polar码的速率匹配方法，包括：
获取母码码长N对应的构造序列，该母码对应N个子信道，该N个子信道包括S 个区间，该构造序列用于指示该N个子信道的可靠度排序；
在采用速率匹配时，确定S个区间中每个区间中映射的信息比特的位置，以及将每 个区间中映射的信息比特的位置的并集作为该码长N所对应的信息比特位置集合；
在不采用速率匹配时，在该构造序列中选择出可靠度最高的K个且为非打孔位置或 非缩短位置的序号作为所述码长N所对应的信息比特位置集合，K为输入的信息比特的 数目；
根据该码长N所对应的信息比特位置集合进行Polar码编码和速率匹配。
在第三方面或第四方面的一种可能的实现方式中，针对第i个区间，1≤i≤S，确定 第i个区间中映射的信息比特的位置包括：
根据输入的信息比特数目和该构造序列，确定第i个区间中信息比特的数目；对第i 个区间中信息比特的数目进行调整以得到调整后的信息比特的数目；根据调整后的信息 比特的数目、该构造序列和速率匹配方式确定第i个区间中映射的信息比特的位置。
在第三方面或第四方面的一种可能的实现方式中，针对第i个区间，1≤i≤S，确定 第i个区间中映射的信息比特的位置包括：
根据第i个区间中每个子信道的容量和速率匹配方式确定第i个区间中映射的信息比 特的数目；根据第i个区间映射的信息比特数目、该构造序列和速率匹配方式确定第i 个区间中映射的信息比特的位置。
第五方面，提供一种通信设备，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，所述处理器 用于执行各方面或各方面所述的任意一种可能的实现方式。
本申请的又一方面提了供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存 储有指令，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。
本申请的又一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。
本申请的又一方面提供了一种计算机程序，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。
本申请实施例中，基于S个区间所确定出的N个子信道映射的信息比特的位置可以 提高Polar码的性能。
附图说明
图1是本申请提供的无线通信系统的结构；
图2是无线通信发送端和接收端的基本流程示意图；
图3a是本申请提供的一种Polar码速率匹配方法的流程示意图；
图3b是本申请提供的又一种Polar码速率匹配方法的流程示意图
图3c是图3b中步骤S320的一种实现流程示意图；
图3d是图3b中步骤S320的另一种实现流程示意图；
图4a是本申请提供的又一种Polar码速率匹配方法的流程示意图；
图4b是图4a中步骤S420的实现流程示意图；
图5是本申请提供的又一种Polar码速率匹配方法的流程示意图；
图6是本申请提供的一种Polar码的速率匹配装置的结构图；
图7是本申请提供的一种通信设备的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施例作进一步的详细描述。
本发明实施例可应用于各种通信系统，因此，下面的描述不限制于特定通信系统。 全球移动通讯(Global System of Mobile communication，简称“GSM”)系统、码分多 址(Code Division Multiple Access，简称“CDMA”)系统、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)系统、通用分组无线业务(General Packet Radio Service，简称“GPRS”)、长期演进(Long Term Evolution，简称“LTE”)系统、LTE 频分双工(Frequency Division Duplex，简称“FDD”)系统、LTE时分双工(Time Division Duplex，简称“TDD”)、通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System， 简称“UMTS”)等。在上述的系统中的基站或者终端使用传统Turbo码、LDPC码编码 处理的信息或者数据都可以使用本实施例中的Polar码编码。
在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的 实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但 不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计 算机。通过图示，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件 可驻留在进程和/或执行线程中，部件可位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算 机之间。此外，这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。 部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间 的另一部件交互的二个部件的数据，例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过 本地和/或远程进程来通信。
此外，结合接入终端描述了各个实施例。接入终端也可以称为系统、用户单元、用 户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设 备、用户代理、用户装置或UE(User Equipment，用户设备)。接入终端可以是蜂窝电 话、无绳电话、SIP(Session Initiation Protocol，会话启动协议)电话、WLL(Wireless Local Loop，无线本地环路)站、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字处理)、具有无线 通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。此外，结合 基站描述了各个实施例。基站可用于与移动设备通信，基站可以是GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯)或CDMA(Code Division Multiple Access，码 分多址)中的BTS(Base Transceiver Station，基站)，也可以是WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)中的NB(NodeB，基站)，还可以是LTE(Long Term Evolution，长期演进)中的eNB或eNodeB(Evolutional Node B，演进型基站)， 或者中继站或接入点，或者未来5G网络中的基站设备等。
现在，参照图1，示出根据本文所述的各个实施例的无线通信系统100。系统100包 括基站102，后者可包括多个天线组。例如，一个天线组可包括天线104和106，另一个 天线组可包括天线108和110，附加组可包括天线112和114。对于每个天线组示出了2 个天线，然而可对于每个组使用更多或更少的天线。基站102可附加地包括发射机链和 接收机链，本领域普通技术人员可以理解，它们均可包括与信号发送和接收相关的多个 部件(例如处理器、调制器、复用器、解调器、解复用器或天线等)。
基站102可以与一个或多个接入终端(例如接入终端116和接入终端122)通信。 然而，可以理解，基站102可以与类似于接入终端116和122的基本上任意数目的接入 终端通信。接入终端116和122可以是例如蜂窝电话、智能电话、便携式电脑、手持通 信设备、手持计算设备、卫星无线电装置、全球定位系统、PDA和/或用于在无线通信系 统100上通信的任意其它适合设备。如图所示，接入终端116与天线112和114通信， 其中天线112和114通过前向链路118向接入终端116发送信息，并通过反向链路120 从接入终端116接收信息。此外，接入终端122与天线104和106通信，其中天线104 和106通过前向链路124向接入终端122发送信息，并通过反向链路126从接入终端122 接收信息。在FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)系统中，例如，前向链路118 可利用与反向链路120所使用的不同频带，前向链路124可利用与反向链路126所使用 的不同频带。此外，在TDD(Time Division Duplex，时分双工)系统中，前向链路118 和反向链路120可使用共同频带，前向链路124和反向链路126可使用共同频带。
被设计用于通信的每组天线和/或区域称为基站102的扇区。例如，可将天线组设计 为与基站102覆盖区域的扇区中的接入终端通信。在通过前向链路118和124的通信中， 基站102的发射天线可利用波束成形来改善针对接入终端116和122的前向链路118和 124的信噪比。此外，与基站通过单个天线向它所有的接入终端发送相比，在基站102 利用波束成形向相关覆盖区域中随机分散的接入终端116和122发送时，相邻小区中的 移动设备会受到较少的干扰。
在给定时间，基站102、接入终端116和/或接入终端122可以是发送无线通信设备 和/或接收无线通信设备。当发送数据时，发送无线通信设备可对数据进行编码以用于 传输。具体地，发送无线通信设备可具有(例如生成、获得、在存储器中保存等)要通 过信道发送至接收无线通信设备的一定数目的信息比特。这种信息比特可包含在数据的 传输块(或多个传输块)中，其可被分段以产生多个代码块。此外，发送无线通信设备 可使用Polar码编码器(未示出)来对每个代码块编码。
图2是采用无线技术进行通信的基本流程，发送端的信源依次经过信源编码、信道 编码、速率匹配和调制后在信道上发出，接收端收到信号后依次经过解调、解速率匹配、 信道解码和信源解码后获得信宿。
信道编解码是无线通信领域的核心技术之一，其性能的改进将直接提升网络覆盖及 用户传输速率。目前，极化码是可理论证明达到香农极限，并且具有可实用的线性复杂 度编译码能力的信道编码技术。极化码构造的核心是通过“信道极化”的处理，在编码 侧，采用编码的方法使各个子信道呈现出不同的可靠性，当码长持续增加时，一部分信 道将趋向于容量接近于1的无噪信道，另一部分信道趋向于容量接近于0的全噪信道， 选择在容量接近于1的信道上直接传输信息以逼近信道容量。
Polar码的编码策略正是应用了这种现象的特性，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(frozen bits)，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 |·|表示集合中元素的数目，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。
实施例1
本申请实施例1提供了一种Polar码速率匹配方法300a，如图3a所示，具体地，该 速率匹配方法包括：
S310、获取信息比特序列，该信息比特序列中包括K个信息比特，用于对该信息比 特序列进行编码的母码的码长为N；
S320、该母码对应N个子信道，该N个子信道包括S个区间，每个区间中映射的信 息比特的位置是根据每个区间中映射的信息比特的数目、构造序列和速率匹配方式确定 的，该构造序列用于指示该N个子信道的可靠度排序，S为正整数；
本发明中构造序列包括但不限于可靠度排序序列可靠度序列PW1N、归一化可靠 度序列等。其中，可靠度排序序列是按照N个极化信道按照可靠度升序或者降序排 列对应的极化信道序号构成的排序序列，可靠度序列PW1N是根据Polar码构造算法计算得 到的每个极化信道的可靠度或错误概率大小构成的可靠度序列，归一化可靠度序列是 对每个极化信道可靠度按照线性或者非线性进行归一化处理后获得的归一化可靠度序 列。
该构造序列可以通过在线计算、查表、或者在线计算与查表相结合的方式获得。
示例地，针对查表方式，可以在通信系统中存储不同的码长所对应的构造序列，基 于查表来获取码长N所对应的构造序列。比如，在通信系统中存储码长为64所对应的构 造序列：[1,2,3,5,9,17,4,33,6,7,10,11,18,13,19,34,21,35,8,25,37,12,41,14,20,15, 49,22,36,23,26,38,27,39,42,29,43,16,50,45,51,24,53,28,40,57,30,44,31,46,52, 47,54,55,58,59,32,61,48,56,60,62,63,64]。
S330、根据每个区间中映射的信息比特的位置对该信息比特序列进行Polar码编码和 速率匹配。
在上述S320的一种实现方式中，所述每个区间中映射的信息比特的数目是利用所述 每个区间对应的调整量对所述每个区间中初始的信息比特的数目调整后确定的。
示例1：在所述N个子信道包括两个区间[1，N/2]和[N/2+1，N]时，区间[1，N/2]所 对应的调整量ΔK通过如下公式计算：
其中，-ΔK为区间[N/2，N]所对应的调整量，P为在所述速率匹配方式下区间[1，N/2] 中打孔数目或缩短数目，N为所述母码码长，K1为所述构造序列中可靠度最高的前K个 子信道位于区间[1，N/2]中的子信道数目。
示例2：针对极化信道序号区间[1，N]不均匀的划分成3个(即S＝3)极化信道序号 区间[1，N/4]、[N/4+1，N/2]和[N/2+1，N]，该三个区间所对应的调整量依次Δk1，Δk2和 Δk3，如下给出了每个区间所对应的调整量ΔKj，其中，1≤j≤3，N为码长，P为总的打 孔数目或shorten数目。
当P＜N/4
当N/4≤P＜N/2
Δk1＝-k1
需要说明的是，取整函数int()包括但不限于向上取整、向下取整、四舍五入等；另 外，该调整量可以为负数，该调整量为负数表示信息比特的数目将会减小。
由于存在S个极化信道序号区间，每个极化信道序号区间都存在一个对应的调整量， 因此共存在S个调整量，该S个调整量之和为零，且该S个调整量均为整数。
进一步，区间[1，N/2]中初始的信息比特的数目为K1，区间[N/2，N]中初始的信息 比特的数目K2为所述构造序列中可靠度最高的前K个子信道位于区间[N/2，N]中的子 信道数目，
区间[1，N/2]中映射的信息比特的数目等于K1+ΔK，区间[N/2，N]中映射的信息比 特的数目等于K2-ΔK。
在上述S320的又一种实现方式中，所述每个区间中映射的信息比特的数目是根据速 率匹配方式、所述母码码长N、构造序列确定的。
针对第i个区间，1≤i≤S，所述第i个区间中映射的信息比特的数目Ki′通过如下公 式计算：
其中，Ki为所述构造序列中可靠度最高的前K个子信道位于第i个区间中的子信道 数目，P为所述第i个区间中所述打孔模式下的打孔数目或所述缩短模式下的缩短数目， Ni为所述第i个区间中子信道的数目。
示例地，在所述N个子信道包括两个区间[1，N/2]和[N/2+1，N]时，所述区间[1， N/2]中映射的信息比特的数目K1'通过如下公式计算：
所述区间[N/2+1，N]中映射的信息比特的数目为：K-K1'；
其中，K1'为所述区间[1，N/2]中映射的信息比特的数目，K1为所述构造序列中可靠 度最高的前K个子信道位于区间[1，N/2]中的子信道数目，P为区间[1，N/2]中所述打孔 模式下的打孔数目或所述缩短模式下的缩短数目，N为所述母码码长。
在上述S320的又一种实现方式中，所述每个区间中映射的信息比特的数目是根据所 述每个区间中每个子信道的容量和速率匹配方式确定的。
针对第i个区间，1≤i≤S，所述第i个区间中映射的信息比特的数目ki根据如下公 式确定：
其中，K1用于指示总的打孔数目或缩短数目，K2用于指示第i个区间中的打孔数目 或缩短数目，Cj表示区间中子信道j的容量，[Xi,Yi]为第i个区间。
进一步，关于Cj的计算在实施例2中有进一步描述，此处不再赘述。
本申请实施例中，基于S个区间所确定出的N个子信道映射的信息比特的位置可以 提高Polar码的性能。
实施例2
本申请实施例2又提供了一种Polar码速率匹配方法300b，如图3b所示，具体地， 该速率匹配方法包括：
S310、获取母码码长N对应的构造序列，该母码对应N个子信道，该N个子信道包 括S个区间，该构造序列用于指示该N个子信道的可靠度排序；
其中，该S个极化信道序号区间由码长N所对应的区间[1，N]按照均匀或非均匀的 方式划分形成，S为正整数。
S320、在采用速率匹配时，确定S个区间中每个区间中映射的信息比特的位置；
其中，采用速率匹配是指采用打孔方式且打孔数目为非零，或者缩短方式且缩短数 目为非零。区间[1，N]用于指示从1开始到N结束的N个子信道，该S个区间组成区间 [1，N]。
示例地，区间[1，N]可以不均匀的划分成3个(即S＝3)区间，依次为[1，N/4]、[N/4+1， N/2]和[N/2+1，N]，其中，区间[1，N/4]用于指示从1开始到N/4结束的N/4个子信道， 区间[N/4+1，N/2]用于指示从N/4+1开始到N/2+1结束的N/4个子信道，区间[N/2+1， N]用于指示从N/2+1开始到N结束的N/2个子信道；
示例地，区间[1，N]可以均匀分成两个区间[1，N/2]和[N/2+1，N]，其中，区间[1， N/2]用于指示从1开始到N/2结束的N/2个子信道，区间[N/2+1，N]用于指示从N/2+1 开始到N结束的N/2个子信道。
需要说明的是，对于N个子信道序号，也可以从0开始到N-1结束，此时N个子信 道的区间为[0，N-1]，本发明对于子信道序号从1或从0开始不做限定。
关于S320的具体实现将在本实施例的后面部分描述。
S330、将每个区间中映射的信息比特的位置的并集作为该码长N所对应的信息比特 位置集合；
由于存在S个区间，针对每个区间都能确定出一个对应的信息比特的位置集合，则 确定出的S个信息比特的位置集合的并集即为码长N所对应的信息比特位置集合。
S340、根据该码长N所对应的信息比特位置集合进行Polar码编码和速率匹配。
Polar编码和速率匹配后得到的为待发送的编码比特。
下文将具体描述S320的两种不同的实现方式：
实现方式一：如图3c所示，在S320步骤中，针对第i个区间，1≤i≤S，确定第i 个区间中映射的信息比特的位置包括：
S321a、根据输入的信息比特数目和该构造序列，确定第i个区间中信息比特的数目；
具体地，根据信息比特数目K取该构造序列中可靠度最高的前K个极化信道序号， 在该前K个极化信道序号中确定处于第i个区间中的子信道的数目Ki，Ki即为第i个区 间中信息比特的数目。
进一步，根据信息比特数目K和该构造序列还可以确定出第i个区间中初始的信息 比特位置集合，各个区间中初始的信息比特位置集合中所包含的元素的数目即为各个区 间中所包含的信息比特的数目。
S322a、对第i个区间中信息比特的数目进行调整以得到调整后的信息比特的数目；
具体地，首先根据第i个区间中信息比特的数目Ki、打孔数目和码长N确定调整量， 该调整量用于调整第i个区间中信息比特的数目Ki；然后根据该调整量和第i个区间中 信息比特的数目Ki确定第i个区间中调整后的信息比特的数目K'i，例如，可以将该调整 量和第i个区间中所包含的信息比特的数目Ki相加以得到调整后的信息比特的数目K'i。
示例地，针对区间[1，N]不均匀的划分成3个(即S＝3)区间[1，N/4]、[N/4+1， N/2]和[N/2+1，N]，如下给出了打孔数目或缩短数目P位于不同的区间范围时所确定的 第i个区间所对应的调整量ΔKj，其中，1≤j≤3，N为码长。
当P＜N/4
当N/4≤P＜N/2
Δk1＝-k1
由于存在S个区间，每个区间都存在一个对应的调整量，因此共存在S个调整量， 该S个调整量之和为零，且该S个调整量均为整数。
S323a、根据调整后的信息比特的数目、该构造序列和速率匹配方式确定第i个区间 中映射的信息比特的位置。
具体地，根据该构造序列，确定第i个区间中可靠度最高的M1个且为非打孔位置或 非缩短位置的序号的集合为第i个区间中信息比特位置集合，其中，M1为第i个区间中 调整后的信息比特的数目K'i。
实现方式二：如图3d所示，在S320步骤中，针对第i个区间，1≤i≤S，确定第i 个区间中信息比特的位置包括：
S321b、根据第i个区间中每个子信道的容量和速率匹配方式确定第i个区间中映射 的信息比特的数目。
对母码长的N个信道，其中编码码长的M个信道为实际信道(经历比如加性白高斯 噪声(AWGN)信道)，打孔或缩短长度的P个信道，进行极化码的码率转移计算。将 实际信道的容量设置为K/M，打孔的信道容量设置为0(缩短的信道容量则设置为1)。 对一步极化，极化后的信道容量可以通过以下公式计算：
1、若两个信道均为实际信道，则假设极化前的信道容量为C1和C2，极化后的信道 容量的一种计算方式为，
其中，
aJ,1＝-0.0421061,bJ,1＝0.209252,cJ,1＝-0.00640081,
aJ,2＝0.00181491，bJ,2＝-0.142675，cJ,2＝-0.0822054，dJ,1＝0.0549608
aσ,1＝1.09542,bσ,1＝0.214217,cσ,1＝2.33727
aσ,2＝0.706692,aσ,2＝0.386013,cσ,2＝-1.75017
另一种计算方法为通过查表获得C+的容量。
2、若两个信道其中一个为打孔信道，假设极化前的信道容量分别为0和C。比如第 一个信道为打孔信道，容量为0，则极化后的容量为
对应的，若第二个信道为打孔信道，则极化后容量为
3、若两个信道其中一个为缩短信道，则假设极化前的信道容量分别为1和C，1对 应打孔信道，C对应另一信道，则极化后的容量为
对原始的N个信道进行一步极化，将得到一段N/2长的C-信道，对应区间[1,N/2]， 另一段N/2长的C+信道，对应区间[1+N/2,N]；下一步的极化将在区间[1,N/2]内和/或 [1+N/2,N]内进行。逐步进行极化，直到极化后的区间达到预设的S个极化信道序号区间， 此时每个子信道的容量为C1,C2,...,CN。
下一步计算分配到每个极化信道序号区间中的信息比特数目。对第i个区间，其区 间边界为[xi,yi]，则第i个区间分配的信息比特数目为：
其中，K1用于指示总的打孔数目或缩短数目，K2用于指示第i个区间中的打孔数目 或缩短数目。
S322b、根据第i个区间映射的信息比特数目、该构造序列和速率匹配方式确定第i 个区间中映射的信息比特的位置。
具体地，根据该构造序列，确定第i个区间中可靠度最高的M1个且为非打孔位置或 非缩短位置的序号的集合为第i个区间中信息比特位置集合，其中，M1为第i个区间中 调整后的信息比特的数目K'i。
可替换地，针对上述S320和S330，该速率匹配方法包括：
在不采用速率匹配方式时，则可以在构造序列中选择出可靠度最高的K个且为非打 孔位置或非缩短位置的序号作为所述码长N所对应的信息比特位置集合。
本申请实施例中，基于S个区间所确定出的N个子信道映射的信息比特的位置可以 提高Polar码的性能。
实施例3
本申请实施例3是对上述实施例2的一个具体应用，在实施例3中，区间[1，N]均 匀划分成两个区间[1，N/2]和[N/2+1，N]，如图4a所示，具体地，该速率匹配方法400 包括：
S410、获取码长N对应的构造序列，该母码对应N个子信道，该N个子信道包括S 个区间，该构造序列用于指示所述N个子信道的可靠度排序；
具体地，S401可以参考实施例1中S310部分，在此不再赘述。
S420、在采用速率匹配时时，确定区间[1，N/2]中映射的信息比特的位置和[N/2+1， N]中映射的信息比特的位置；
S430、将区间[1，N/2]中映射的信息比特的位置和[N/2+1，N]中映射的信息比特的位 置的并集作为该码长N所对应的信息比特位置集合；
S440、根据该码长N所对应的信息比特位置集合进行Polar码编码和速率匹配。
具体地，如图4b所示，步骤S420的具体实现包括：
S421、根据信息比特数目和该构造序列，分别确定[1，N/2]和[N/2+1，N]中信息比特 的数目；
根据信息比特数目K取该构造序列中可靠度最高的前K个极化信道序号；在该前K 个极化信道序号中，处于区间[1，N/2]中的信息比特的数目为K1，处于区间[N/2+1，N] 中信息比特的数目为K2，且K＝K1+K2。示例地，码长为64，信息比特数目为32，对 应地，K1＝8，K2＝24。
S422、对[1，N/2]中信息比特的数目和[N/2+1，N]中信息比特的数目分别进行调整以 得到[1，N/2]中调整后的信息比特的数目和[N/2+1，N]中调整后的信息比特的数目。
具体地，首先确定一个调整量；根据该调整量和极化信道序号区间[1，N/2]中信息比 特的数目K1得到区间[1，N/2]中调整后的信息比特的数目K'1、以及根据该调整量和区间 [N/2+1，N]中信息比特的数目K2得到极化信道序号区间[N/2+1，N]中调整后的信息比特 的数目K'2，其中，该调整量为整数，用于指示信息比特数目的变化量。
进一步，可以根据K1、打孔数目P和码长N确定该调整量，具体地，可以通过如下 公式来计算该调整量：
其中，ΔK表示该调整量，P表示打孔数目，N为码长。
在确定出调整量之后，可以将调整量ΔK加上K1以得到调整后的K'1，将该调整量的 相反数-ΔK加上K2得到调整后的K'2，其中，K'1+K'2＝K。
示例地，码长为64，信息比特数目为32，对应地可以得到K1＝8，K2＝24，若打孔 数目为6，打孔方式为从前往后，即打孔位置序号为1,2,3,4,5,6,可以得到ΔK＝-1，进而 确定K'1＝8-1＝7，K'2＝24+1＝25。
S423、根据区间[1，N/2]中调整后的信息比特的数目、该构造序列和打孔位置确定区 间[1，N/2]中映射的信息比特的位置、以及根据区间[N/2+1，N]中调整后的信息比特的数 目、该构造序列和打孔位置确定区间[N/2+1，N]中映射的信息比特的位置。
根据该构造序列，将区间[1，N/2]中可靠度最高的K'1个且为非打孔位置或非缩短位 置的序号集合作为区间[1，N/2]中信息比特位置集合、以及区间[N/2+1，N]中可靠度最高 的K'1个且为非打孔位置或非缩短位置的序号作为区间[N/2+1，N]中信息比特位置集合， 其中，K'1为区间[1，N/2]中调整后的信息比特的数目，K'2为区间[N/2+1，N]中调整后的 信息比特的数目。
需要说明的是，上述步骤S421和S423可以被替换为根据第i个区间中每个子信道 的容量和速率匹配方式确定第i个区间中映射的信息比特的数目，具体可以参考实施例2 中S321b步骤，此处不再赘述。
进一步，可替换地，针对S420和S430，该速率匹配方法包括：
在不采用速率匹配时，则可以在构造序列中选择出可靠度最高的K个且为非打孔位 置的极化信道序号作为所述码长N所对应的信息比特位置集合。
本申请实施例中，基于S个区间所确定出的N个子信道映射的信息比特的位置可以 提高Polar码的性能。
实施例4
在实施例4中，母码码长N对应N个子信道，可表示为区间[1，N]，[1，N]最开始 均匀划分成两个区间[1，N/2]和[N/2+1，N]，针对划分后的每个区间判断是否满足停止条 件，当不满足停止条件时，则对该区间再次划分成两个区间，通过不断的递归直至满足 停止条件，进而确定出码长N所对应的信息比特位置集合。如图5所示，具体地，该速 率匹配方法500包括：
S510、获取码长N对应的构造序列，该母码对应N个子信道，该N个子信道包括S 个区间，该构造序列用于指示所述N个子信道的可靠度排序。
具体地，S510可以参考实施例1中S310部分，在此不再赘述。
S520、在采用速率匹配时，将区间[1，N]作为待划分区间均匀划分为区间[1，N/2] 和区间[N/2+1，N]；
S530、根据信息比特数目和该构造序列，分别确定区间[1，N/2]和区间[N/2+1，N] 中信息比特的数目；
根据信息比特数目K取该构造序列中可靠度最高的前K个子信道序号；在该前K个 子信道序号中，处于区间[1，N/2]中的子信道的数目为K1，处于区间[N/2+1，N]中子信 道的数目为K2，且K＝K1+K2。
S540、对区间[1，N/2]中信息比特的数目进行调整以得到区间[1，N/2]中调整后的信 息比特的数目，以及对区间[N/2+1，N]中信息比特的数目进行调整以得到区间[N/2+1， N]中调整后的信息比特的数目。
具体地，首先确定调整量；根据调整量和[1，N/2]中信息比特的数目K1得到[1， N/2]中调整后的信息比特的数目调整后的K'1、以及根据该调整量和[N/2+1，N]中信息比 特的数目K2得到[N/2+1，N]中调整后的信息比特的数目K'2，其中，该调整量为整数， 用于指示信息比特数目的变化量。
进一步，可以根据K1、打孔数目P和码长N确定该调整量，例如，通过如下公式来 计算该调整量：
其中，ΔK表示该调整量，P表示打孔数目，N为码长。
在确定出调整量之后，可以将调整量ΔK加上K1以得到调整后的K'1，将该调整量的 相反数-ΔK加上K2得到调整后的K'2，其中，K'1+K'2＝K。
S550、针对每个区间，判断该区间是否满足终止条件；若满足停止条件，则转到S560， 若不满足停止条件，则将该区间作为待划分区间转到S520，即将该区间再次均匀划分成 两个区间，并继续执行S530、S540和S550直至满足该终止条件。
其中，该终止条件可以是区间的长度小于等于第一阈值、区间中信息比特的数目和 区间的长度的比值小于等于第二阈值、区间中信息比特的数目小于等于第三阈值或者区 间中打孔数目小于等于第四阈值。第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值可以是经 验值，也可以是计算机仿真后的性能较好的值，示例地，第一阈值可以等于16，第二阈 值为1/6，第三阈值为3，第四阈值为4。
S560、针对划分后的每个区间，根据每个区间中调整后的信息比特的数目、该构造 序列、以及速率匹配方式确定每个区间中信息比特的位置。
根据该构造序列，将每个区间中可靠度最高的M2个且为非打孔位置或非缩短位置 的序号集合作为该区间中信息比特的位置，其中，M2为该区间中调整后的信息比特的数 目。
S570、将划分后各个区间中信息比特的位置的并集作为该码长N所对应的信息比特 位置集合；
S580、根据该码长N所对应的信息比特位置集合进行Polar码编码和速率匹配。
本申请实施例中，基于S个区间所确定出的N个子信道映射的信息比特的位置可以 提高Polar码的性能。
实施例5
参见图6，本发明提供一种Polar码的速率匹配装置600，该速率匹配装置600包括：
获取模块610，用于获取信息比特序列，所述信息比特序列中包括K个信息比特， 用于对所述信息比特序列进行编码的母码的码长为N；
所述母码对应N个子信道，所述N个子信道包括S个区间，每个区间中映射的信息 比特的位置是根据所述每个区间中映射的信息比特的数目、构造序列和速率匹配方式确 定的，所述构造序列用于指示所述N个子信道的可靠度排序，S为正整数；
编码模块620，用于根据所述每个区间中映射的信息比特的位置对所述信息比特序列 进行Polar码编码和速率匹配。
进一步，所述每个区间中映射的信息比特的数目是利用所述每个区间对应的调整量 对所述每个区间中初始的信息比特的数目调整后确定的。
示例地，在所述N个子信道包括两个区间[1，N/2]和[N/2+1，N]时，区间[1，N/2] 所对应的调整量ΔK通过如下公式计算：
其中，-ΔK为区间[N/2，N]所对应的调整量，P为在所述速率匹配方式下区间[1，N/2] 中打孔数目或缩短数目，N为所述母码码长，K1为所述构造序列中可靠度最高的前K个 子信道位于区间[1，N/2]中的子信道数目。
其中，区间[1，N/2]中初始的信息比特的数目为K1，区间[N/2，N]中初始的信息比 特的数目K2为所述构造序列中可靠度最高的前K个子信道位于区间[N/2，N]中的子信 道数目，区间[1，N/2]中映射的信息比特的数目等于K1+ΔK，区间[N/2，N]中映射的信 息比特的数目等于K2-ΔK。
进一步，所述每个区间中映射的信息比特的数目是根据速率匹配方式、所述母码码 长N、构造序列确定的。
针对第i个区间，1≤i≤S，所述第i个区间中映射的信息比特的数目Ki'通过如下公 式计算：
其中，Ki为所述构造序列中可靠度最高的前K个子信道位于第i个区间中的子信道 数目，P为所述第i个区间中所述打孔模式下的打孔数目或所述缩短模式下的缩短数目， Ni为所述第i个区间中子信道的数目。
示例地，在所述N个子信道包括两个区间[1，N/2]和[N/2+1，N]时，所述区间[1， N/2]中映射的信息比特的数目K1'通过如下公式计算：
所述区间[N/2+1，N]中映射的信息比特的数目为：K-K1'；
其中，K1'为所述区间[1，N/2]中映射的信息比特的数目，K1为所述构造序列中可靠 度最高的前K个子信道位于区间[1，N/2]中的子信道数目，P为区间[1，N/2]中所述打孔 模式下的打孔数目或所述缩短模式下的缩短数目，N为所述母码码长。
进一步，所述每个区间中映射的信息比特的数目是根据所述每个区间中每个子信道 的容量和速率匹配方式确定的。
针对第i个区间，1≤i≤S，所述第i个区间中映射的信息比特的数目ki根据如下公 式确定：
其中，K1用于指示总的打孔数目或缩短数目，K2用于指示第i个区间中的打孔数目 或缩短数目，Cj表示区间中子信道j的容量，[Xi,Yi]用于指示第i个区间。
需要说明的是，该Polar码的速率匹配装置600可用于执行上述实施例中的执行过程， 例如实施例1到实施例4中任一实施例，该实施例为描述方便，相关内容不再重复描述。
在该实施例中，基于S个区间所确定出的N个子信道映射的信息比特的位置可以提 高Polar码的性能。
实施例6
图7为本发明实施例所提供的通信设备700的结构示意图(例如接入点或基站、站 点或者终端等通信设备，或者前述通信设备中的芯片等)。
如图7所示，通信设备700可以由总线701作一般性的总线体系结构来实现。根据 通信设备700的具体应用和整体设计约束条件，总线701可以包括任意数量的互连总线 和桥接。总线701将各种电路连接在一起，这些电路包括处理器702、存储介质703和总 线接口704。可选的，通信设备700使用总线接口704将网络适配器705等经由总线701 连接。网络适配器705可用于实现无线通信网络中物理层的信号处理功能，并通过天线 707实现射频信号的发送和接收。用户接口706可以连接用户终端，例如：键盘、显示器、 鼠标或者操纵杆等。总线701还可以连接各种其它电路，如定时源、外围设备、电压调 节器或者功率管理电路等，这些电路是本领域所熟知的，因此不再详述。
可以替换的，通信设备700也可配置成通用处理系统，例如通称为芯片，该通用处 理系统包括:提供处理器功能的一个或多个微处理器；以及提供存储介质703的至少一部 分的外部存储器，所有这些都通过外部总线体系结构与其它支持电路连接在一起。
可替换的，通信设备700可以使用下述来实现:具有处理器702、总线接口704、用 户接口706的ASIC(专用集成电路)；以及集成在单个芯片中的存储介质703的至少一部 分，或者，通信设备700可以使用下述来实现：一个或多个FPGA(现场可编程门阵列)、 PLD(可编程逻辑器件)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件部件、任何其它适合的电路、 或者能够执行本发明通篇所描述的各种功能的电路的任意组合。
其中，处理器702负责管理总线和一般处理(包括执行存储在存储介质703上的软件)。 处理器702可以使用一个或多个通用处理器和/或专用处理器来实现。处理器的例子包括 微处理器、微控制器、DSP处理器和能够执行软件的其它电路。应当将软件广义地解释 为表示指令、数据或其任意组合，而不论是将其称作为软件、固件、中间件、微代码、 硬件描述语言还是其它。
存储介质703被示为与处理器702分离，然而，本领域技术人员很容易明白，存储 介质703或其任意部分可位于通信设备700之外。举例来说，存储介质703可以包括传 输线、用数据调制的载波波形、和/或与无线节点分离开的计算机制品，这些介质均可以 由处理器702通过总线接口704来访问。可替换地，存储介质703或其任意部分可以集 成到处理器702中，例如，可以是高速缓存和/或通用寄存器。
处理器702可执行上述实施例中的实现过程，例如，上述实施例1、实施例2、实施 例3或实施例4，在此不再对处理器702的执行过程进行赘述。
需要说明的是，本申请实施例中，信息比特可以仅包含信息比特，也可以是信息比 特按照一定函数关系得到的比特，还可以包含信息比特和校验比特，校验比特可以是CRC 或奇偶校验比特。
结合前面的描述，本领域的技术人员可以意识到，本文实施例的方法，可以通过硬 件(例如，逻辑电路)，或者软件，或者硬件与软件的结合来实现。这些方法究竟以硬 件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可 以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出 本申请的范围。
当上述功能通过软件的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个 计算机可读取存储介质中。在这种情况下，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术 做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件 产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算 机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而 前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随 机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代 码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应 涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围 为准。