极化码的速率匹配的方法、装置和无线通信设备
阅读：1024发布：2020-10-09
专利汇可以提供极化码的速率匹配的方法、装置和无线通信设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种极化码的速率匹配的方法、装置和无线通信设备，该方法包括：根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转 算法 ，确定第一序列；根据预设规则，对第一序列进行排序处理，确定第二序列；根据第一序列和第二序列，确定映射函数；根据映射函数，对目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。本发明 实施例 的极化码的速率匹配的方法、装置和无线通信设备，通过将梅森扭转算法应用于目标Polar码的速率匹配，能够使速率匹配后的比特序列结构更具均匀性，能够降低打孔的Polar码误 帧 率，改善HARQ性能，进而提高通信的可靠性。并且，能够适用于针对各种码长的Polar码速率匹配过程，具有良好的通用性和实用性。，下面是极化码的速率匹配的方法、装置和无线通信设备专利的具体信息内容。
一种极化码的速率匹配的装置，其特征在于，包括：
排序单元，用于根据预设规则，对所述第一确定单元确定的所述第一序列进行排序处理，确定第二序列；
第二确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述第一序列和所述排序单元确定的所述第二序列，确定映射函数；
交织单元，用于根据所述第二确定单元确定的所述映射函数，对所述目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，所述非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数，a
w-1,a
w-2,...a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为所述目标Polar码的码长。
根据权利要求2所述的极化码的速率匹配的装置，其特征在于，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
根据权利要求1至3中任一项所述的极化码的速率匹配的装置，其特征在于，所述极化码的速率匹配的装置还包括：
逆序单元，用于对所述交织的输出比特进行逆序处理。
根据权利要求1至3中任一项所述的极化码的速率匹配的装置，其特 征在于，所述极化码的速率匹配的装置还包括：
置换单元，用于根据Polar码的信息比特集合，对所述交织的输出比特进行置换处理。
根据权利要求1至5中任一项所述的速率匹配的装置，其特征在于，所述极化码的速率匹配的装置还包括：
第三确定单元，用于通过顺序截取或重复，从所述交织的输出比特中，确定混合自动重传请求HARQ重传所需发射的发送比特。
一种无线通信设备，其特征在于，所述设备包括：
存储器，用于保存执行以下操作的指令：根据目标极化Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；根据预设规则，对所述第一序列进行排序处理，确定第二序列；根据所述第一序列和所述第二序列，确定映射函数；根据所述映射函数，对所述目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特；
处理器，与所述存储器耦合，用于执行在所述存储器中保存的指令。
根据权利要求8所述的无线通信设备，其特征在于，所述存储器具体用于存储以下操作指令：根据以下公式，确定所述第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，所述非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数，a
w-1,a
w-2,...a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为所述目标Polar码的码长。
根据权利要求9所述的无线通信设备，其特征在于，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
根据权利要求8至10中任一项所述的无线通信设备，其特征在于，所述存储器还用于存储以下操作指令：
对所述交织的输出比特进行逆序处理。
根据权利要求8至10中任一项所述的无线通信设备，其特征在于，所述存储器还用于存储以下操作指令：
根据Polar码的信息比特集合，对所述交织的输出比特进行置换处理。
根据权利要求8至12中任一项所述的无线通信设备，其特征在于，所述存储器还用于存储以下操作指令：
根据冗余版本RV参数，确定混合自动重传请求HARQ重传所发射的发送比特。
根据权利要求8至12中任一项所述的无线通信设备，其特征在于，所述存储器还用于存储以下操作指令：
通过顺序截取或重复，从所述交织的输出比特中，确定混合自动重传请求HARQ重传所需发射的发送比特。
一种极化码的速率匹配的方法，其特征在于，包括：
根据目标极化Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；
根据预设规则，对所述第一序列进行排序处理，确定第二序列；
根据所述第一序列和所述第二序列，确定映射函数；
根据所述映射函数，对所述目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。
根据权利要求15所述的极化码的速率匹配的方法，其特征在于，所述根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列，包括：
根据以下公式，确定所述第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，所述非零初始整数具有w位， 表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数，a
w-1,a
w-2,...a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为所述目标Polar码的码长。
根据权利要求16所述的极化码的速率匹配的方法，其特征在于，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
根据权利要求15至17中任一项所述的极化码的速率匹配的方法，其特征在于，所述极化码的速率匹配的方法还包括：
对所述交织的输出比特进行逆序处理。
根据权利要求15至17中任一项所述的极化码的速率匹配的方法，其特征在于，所述极化码的速率匹配的方法还包括：
根据Polar码的信息比特集合，对所述交织的输出比特进行置换处理。
根据权利要求15至19中任一项所述的极化码的速率匹配的方法，其特征在于，所述极化码的速率匹配的方法还包括：
根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述极化码的速率匹配的方法还包括：
通过顺序截取或重复，从所述交织的输出比特中，确定混合自动重传请求HARQ重传所需发射的发送比特。
一种无线通信系统，其特征在于，包括接入终端和基站，其中，所述接入终端和/或所述基站中包括如权利要求1至7中任一项所述的极化码的速率匹配的装置。
技术领域
背景技术
通信系统通常采用信道编码提高数据传输的可靠性，保证通信的质量。Polar码是已被证明可以取得香农容量且具有低编译码复杂度的好码。Polar码是一种线性块码。其生成矩阵为G
N.，其编码过程为这里码长N＝2
n，n≥0。
这里B
N是转置矩阵，例如比特反转(bit reversal)矩阵。
是F的克罗内克幂(Kronecker power)，定义为Polar码用陪集码可以表示为其编码过程为：这里A为信息(information)比特索引的集合，G
N.(A)是G
N.中由集合A中的索引对应的那些行得到的子矩阵，G
N.(A
C)是G
N.中由集合A
C中的索引对应的那些行得到的子矩阵。是冻结(frozen)比特，其数量为(N-K)，是已知比特。为了简单，这些冻结比特可以设为0。
Polar码的译码可以用SC(successive-cancellation，连续消除)译码，其复杂度为O(Nlog
2N)。虽然SC译码在码长N很长的情况下能够取得好的性能，逼近香农限。但是当N较短或者中等长度的时候，Polar码的SC译码的性能没有超过Turbo码和LDPC(Low-density Parity-check，低密度奇偶校验)码的性能，需要进一步提高译码性能。
在SC译码中是逐比特顺序译码，在译完每个比特之后是进行硬判后给后续比特译码使用,这样有可能存在错误传播，导致译码性能下降。List(列表)译码保留多条候选路径能够取得逼近最大似然的译码性能。SC译码和List译码结合就得到SC-List译码。现有的SC-List译码采用固定数目的幸存路径数L，译码的复杂度为O(L×N×log
2N)，复杂度较高。
此外，在SC-List译码过程中，可以采用循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check，CRC)和Polar码级联的方案，以提高汉明距离(Hamming Distance)，改善码在高信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)区间的性能。仿真结果表明，该级联方案的性能优于Turbo码和LDPC码的性能。但是，现有的固定幸存路径数如果取值过小，则不能满足译码时对混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request HARQ)性能的需求；如果取值过大，则导致译码复杂度的增加，其性能也劣于Turbo和LDPC码的性能。
因而，当前的速率匹配的方法使得在采用上述译码方法时，HARQ性能较差，不能适用于针对多种码长的Polar码，通用性、实用性以及通信的可靠性低。
发明内容
本发明实施例提供一种极化码的速率匹配的方法、装置和无线通信设备，能够提高Polar码的HARQ性能。
第一方面，提供了一种极化码的速率匹配的装置，该极化码的速率匹配的装置包括：第一确定单元，用于根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；排序单元，用于根据预设规则，对所述第一确定单元确定的所述第一序列进行排序处理，确定第二序列；第二确定单元，用于根据所述第一确定单元确定的所述第一序列和所述排序单元确定的所述第二序列，确定映射函数；交织单元，用于根据所述第二确定单元确定的所述映射函数，对所述第一确定单元确定的所述目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一确定单元具体用于根据以下公式，确定所述第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，所述非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数， a
w-1,a
w-2,…a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为所述目标Polar码的码长。
结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
结合第一方面和第一方面的第一种至第二种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，该极化码的速率匹配的装置还包括：逆序单元，用于对所述交织的输出比特进行逆序处理。
结合第一方面和第一方面的第一种至第二种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该极化码的速率匹配的装置还包括：置换单元，用于根据Polar码的信息比特集合，对所述交织的输出比特进行置换处理。
结合第一方面和第一方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，该极化码的速率匹配的装置还包括：第三确定单元，用于根据冗余版本RV参数，确定混合自动重传请求HARQ重传所发射的发送比特。
结合第一方面和第一方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，该极化码的速率匹配的装置还包括：发射单元，用于通过顺序截取或重复，从所述交织的输出比特中，确定HARQ重传所需发射的发送比特。
第二方面，提供了一种无线通信设备，所述设备包括：存储器，用于保存执行以下操作的指令：根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；根据预设规则，对所述第一序列进行排序处理，确定第二序列；根据所述第一序列和所述第二序列，确定映射函数；根据所述映射函数，对所述目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特；处理器，与所述存储器耦合，用于执行在所述存储器中保存的指令。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述存储器具 体用于存储以下操作指令：根据以下公式，确定所述第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，所述非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数，a
w-1,a
w-2,…a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为所述目标Polar码的码长。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
结合第二方面和第二方面的第一种至第二种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述存储器还用于存储以下操作指令：对所述交织的输出比特进行逆序处理。
结合第二方面和第二方面的第一种至第二种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述存储器还用于存储以下操作指令：根据Polar码的信息比特集合，对所述交织的输出比特进行置换处理。
结合第二方面和第二方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述存储器还用于存储以下操作指令：根据冗余版本RV参数，确定混合自动重传请求HARQ重传所发射的发送比特。
结合第二方面和第二方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述存储器还用于存储以下操作指令：通过顺序截取或重复，从所述交织的输出比特中，确定HARQ重传所需发射的发送比特。
第三方面，提供了一种极化码的速率匹配的方法，该极化码的速率匹配的方法包括：根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；根据预设规则，对所述第一序列进行排序处理，确定第二序列；根据所述第一序列和所述第二序列，确定映射函数；根据所述映射函数，对所述目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列，包括：
根据以下公式，确定所述第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，所述非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数，a
w-1,a
w-2,…a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为所述目标Polar码的码长。
结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第三方面的第二种可能的实现方式中，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
结合第三方面和第三方面的第一种至第二种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第三方面的第三种可能的实现方式中，该极化码的速率匹配的方法还包括：对所述交织的输出比特进行逆序处理。
结合第三方面和第三方面的第一种至第二种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第三方面的第四种可能的实现方式中，该极化码的速率匹配的方法还包括：根据Polar码的信息比特集合，对所述交织的输出比特进行置换处理。
结合第三方面和第三方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一 种可能的实现方式，在第三方面的第五种可能的实现方式中，该极化码的速率匹配的方法还包括：根据冗余版本RV参数，确定混合自动重传请求HARQ重传所发射的发送比特。
结合第三方面和第三方面的第一种至第四种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第三方面的第六种可能的实现方式中，该极化码的速率匹配的方法还包括：通过顺序截取或重复，从所述交织的输出比特中，确定HARQ重传所需发射的发送比特。
第四方面，提供了一种无线通信系统，包括接入终端和基站，其中，所述接入终端和/或所述基站中包括本发明实施例中所述的极化码的速率匹配的装置。
基于上述技术方案，本发明实施例的极化码的速率匹配的方法、装置和无线通信设备，通过根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列，并通过对第一序列排序确定映射函数，基于映射函数实现对目标Polar码的速率匹配，能够使速率匹配后的比特序列结构更具均匀性，能够降低打孔的Polar码误帧率，改善HARQ性能，进而提高通信的可靠性。并且，能够适用于针对各种码长的Polar码速率匹配过程，具有良好的通用性和实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的各个实施例的无线通信系统的示意图。
图2是在无线通信环境中执行本发明实施方式的极化码的速率匹配的方法的系统的示意图。
图4是本发明一个实施例的无线通信设备的示意性框图。
图5是本发明一个实施例的执行极化码的处理方法的接入终端的示意图。
图6是本发明一个实施例的执行极化码的处理方法的系统的示意图。
图7是本发明一个实施例的使用极化码的速率匹配的方法的系统的示意图。
图9是基于本发明的方法处理后的极化码的速率匹配的性能仿真结果的示意图。
具体实施方式
现在参照附图描述多个实施例，其中用相同的附图标记指示本文中的相同元件。在下面的描述中，为便于解释，给出了大量具体细节，以便提供对一个或多个实施例的全面理解。然而，很明显，也可以不用这些具体细节来实现所述实施例。在其它例子中，以方框图形式示出公知结构和设备，以便于描述一个或多个实施例。
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2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。
此外，本发明的各个方面或特征可以实现成方法、装置或使用标准编程和/或工程技术的制品。本申请中使用的术语"制品"涵盖可从任何计算机可读器件、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括，但不限于:磁存储器件(例如，硬盘、软盘或磁带等)，光盘(例如，CD(Compact Disk，压缩盘)、DVD(Digital Versatile Disk，数字通用盘)等)，智能卡和闪存器件(例如，EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、卡、棒或钥匙驱动器等)。另外，本文描述的各种存储介质可代表用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语"机器可读介质"可包括但不限于，无线信道和能够存储、包含和/或承载指令和/或数据的各种其它介质。
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。无线通信系统100包括基站102，基站102可包括多个天线组。每个天线组可以包括一个或多个天线，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。图1中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或122的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1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。在基站102通过前向链路118和124分别与接入终端116和122进行通信的过程中，基站102的发射天线可利用波束成形来改善前向链路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信号的方式相比，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发送信号时，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或接入终端122可以是无线通信发送装置和/或无线通信接收装置。当发送数据时，无线通信发送装置可对数据进行编码以用于传输。具体地，无线通信发送装置可获取(例如生成、从其它通信装置接收、或在存储器中保存等)要通过信道发送至无线通信接收装置的一定数目的数据比特。这种数据比特可包含在数据的传输块(或多个传输块)中，传输块可被分段以产生多个码块。此外，无线通信发送装置可使用Polar码编码器(未示出)来对每个码块编码。
图2示出了在无线通信环境中适用本发明的极化码的速率匹配的方法的系统200的示意性框图。系统200包括无线通信设备202，该无线通信设备202被显示为经由信道发送数据。尽管示出为发送数据，但无线通信设备202还可经由信道接收数据(例如，无线通信设备202可同时发送和接收数据，无线通信设备202可以在不同时刻发送和接收数据，或其组合等)。无线通信设备202例如可以是基站(例如图1的基站102等)、接入终端(例如图1的接入终端116、图1的接入终端122等)等。
无线通信设备202可包括极化码编码器204，极化码速率匹配的装置205和发射机206。可选地，当无线通信设备202经由信道接收数据时，该无线通信设备202还可以包括一个接收机，该接收机可以单独存在，也可以与发射机206集成在一起形成一个收发机。
其中，极化码编码器204用于对要从无线通信装置202传送的数据进行编码得到目标Polar码。
极化码速率匹配的装置205，用于根据极化码编码器204输出的目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；根据预设规则，对第一序列进行排序处理，确定第二序列；根据第一序列和第二序列，确定映射函数；根据映射函数，对目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。
此外，发射机206可随后在信道上传送经过极化码速率匹配的装置205处理后的经过速率匹配的输出比特。例如，发射机206可以将相关数据发送到其它不同的无线通信装置(未示出)。
下面，将结合图3，详细描述根据本发明实施例的极化码的速率匹配的装置。
图3是本发明一个实施例的极化码的速率匹配的装置300的示意性框图。图3的极化码的速率匹配的装置300包括：
第一确定单元302，用于根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；
排序单元304，用于根据预设规则，对该第一确定单元302确定的该第一序列进行排序处理，确定第二序列；
第二确定单元306，用于根据该第一确定单元302确定的该第一序列和该排序单元304确定的该第二序列，确定映射函数；
交织单元308，用于根据该第二确定单元306确定的该映射函数，对该目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。
具体地说，发送端可以通过例如极化码编码器，对需要发送至接收端的信息，进行Polar码编码处理，以生成Polar码(即目标Polar码)，Polar码是一种线性块码，在理论上已证明可以取得香农容量且具有低编译码复杂度的编码方式。Polar码的编码输出可以表示为：
其中，是一个二进制的行矢量，长度为N；G
N.是一个N*N矩阵，码长N＝2，n≥0；这里B
N是转置矩阵，是克罗内克幂(kronecker power)，定义为
在Polar码的编码过程中，中的一部分比特用来携带信息(即，需要发送给接收端的数据信息)，这部分比特称为信息比特，这些比特的索引集 合记为A；另外剩下的那一部分比特是固定值，称为frozen比特，例如，可以常设置为0。
从而，经由极化码编码器的编码处理而输出的Polar码比特序列，可以简化为：其中，u
A为中的信息比特集合，u
A为长度K的行矢量，K为信息比特数目。G
N.(A)是G
N.中由集合A中的索引对应的那些行得到的子矩阵，G
N.(A)是一个K*N矩阵，集合A的选取决定了Polar码的性能。
应理解，以上列举的获取Polar码的过程仅为示例性说明，本发明并不限定于此，其他的对信息进行编码处理而获得具有Polar码特性的比特序列的方法均落入本发明的保护范围内。
其后，第一确定单元302可以根据如上所述确定的Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列。
可选地，第一确定单元302具体用于根据以下公式，确定第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u) (5)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B) (6)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C) (7)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l) (8)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数，a
w-1,a
w-2,…a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为目标Polar码的码长。
具体地说，以上公式是基于梅森扭转算法的公式。第一确定单元302首先给出X
0,X
1,…,X
n-1等n个非零初始整数，该非零初始整数具有w位，基于这些非零初始整数，将k分别取值为0,1,…,N-1，可以得到X
n,X
n+1,…,X
n+N-1。表示整数X
k的前w-r位和整数X
k+1的后r位按顺序拼接成的新的位数为w的整数D。DA的结果可以表示为下列公式(9)-(11)：
a＝(a
N-1,a
N-2,…,a
0) (10)
D＝(d
N-1,d
N-2,…,d
0) (11)
第一确定单元302依照上述公式(4)可以得到X
n+k，而后，再对得到的X
n+k进行一系列的移位和模加运算(公式(5)-(8))，使得到序列进一步均匀化和随机化。根据公式(4)-(8)，迭代计算N次，可以得到Z
1,Z
2,…Z
N，Z
1,Z
2,…Z
N组成码长为N的第一序列。
可选地，在本发明实施例中，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
具体地说，经试验发现，用掩码模板UPPER_MASK(UPPER_MASK＝0x80000000)可以实现取32位的前一位；用掩码模板LOWER_MASK(LOWER_MASK＝0x7fffffff)可以实现取32位的后面31位。B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000时，可以使第一序列得到较好的概率统计特性，并且，能够提高第一序列的随机性。
其后，排序单元304可以按升序(预设规则的一例)，对如上所述确定的第一序列进行排序处理，在本发明实施例中，例如可以使用sort函数，进行上述排序处理，其中，sort函数可表示为sort(G)，即，对G中的元素进行按升序排序。
从而，下本发明实施例中，可以基于matlab，通过以下程序，对如上所述生成第一序列进行排序：
[ign,q]＝sort(G)，G是N长的第一序列，q是交织器的映射函数。
由此，可以将经上述排序处理后的第一序列作为第二序列。
应理解，本发明实施例的预设规则还可以是将序列中的元素降序排序，或者将序列中的一部分元素按升序排序、另一部分按降序排序等，本发明实施例对此不作限定。
从而，第二确定单元306根据第一确定单元302获得的第一序列和排序单元304获得的第二序列，确定映射函数。具体地说，由于排序单元304对第一序列中的各元素进行了排序处理，因此，可以根据各元素在第一序列和第二序列中的位置，确定上述映射函数。即，映射函数是表示各元素在第一序列和第二序列中的位置的映射关系的函数。
作为示例而非限定，如果一个序列E为[0，7，1]，则对序列A进行升序处理后得到序列F为[0，1，7]。从而，序列E到序列F的映射规则(或者说，映射函数)q可以表示为[0，2，1]。即，序列F的第一个元素(序号 为0)为序列E中的第一个元素(序号为0)，序列F的第二个元素(序号为1)为序列E中的第三个元素(序号为2)，序列F的第三个元素(序号为2)为序列E中的第二个元素(序号为1)。
同理，第二确定单元306可以根据如上所述得到的第二序列和第一序列，获得映射函数。
从而，交织单元308可以基于如上所述获得的映射函数，对第一确定单元302确定的目标Polar码进行交织。
作为示例而非限定，如果映射函数q为[0，2，1]，则交织后的比特序列的第一位(序号为0)的比特值，为交织处理前的比特序列的第一位(序号为0)的比特值，交织处理后的比特序列的第二位(序号为1)的比特值，为交织处理前的比特序列的第三位(序号为2)的比特值，交织处理后的比特序列的第三位(序号为2)的比特值，为交织处理前的比特序列的第二位(序号为1)的比特值。
可选地，该极化码的速率匹配的装置300还包括：
逆序单元，用于对该交织的输出比特进行逆序处理。
具体地说，交织单元308获得交织处理后的输出比特序列后，逆序单元可以对该比特序列进行逆序处理。例如，如果交织后的比特表示为{a
0，a
1，…，a
N-1}，则经逆序处理后的比特可以表示为{a
N-1，a
N-2，…，a
1，a
0}。
可选地，该极化码的速率匹配的装置300还包括：
置换单元，用于根据Polar码的信息比特集合，对该交织的输出比特进行置换处理。
具体地说，交织单元308获得交织处理后的输出比特序列后，置换单元可以对交织处理后的比特序列进行置换处理。本发明实施例的置换处理可以是将比特序列中的一部分元素与另外一部分元素的位置进行置换，还可以是将某些元素置换为另外的元素，本发明实施例对此不作限定。经过置换单元进行置换处理后，可以使得打孔(N-K)比特以后打孔的Polar码的零容量的比特信道的集合全部等于Frozen比特的集合，这样可以进一步提高打孔的Polar码的性能。
应理解，在本发明实施例中，可以既利用置换单元进行置换处理，又利用逆序单元进行逆序处理，并且对执行置换处理和执行逆序处理的先后顺序不作限定；也可以仅利用置换单元进行置换处理，或者仅利用逆序单元进行 逆序处理，本发明实施例对此不作限定。
可选地，该极化码的速率匹配的装置300还包括：
第三确定单元，用于根据冗余版本RV参数，确定HARQ重传所发射的发送比特。
具体地说，在经交织(或交织和逆序处理；或交织和置换处理；或交织、逆序处理和置换处理)后，第三确定单元可以将输出比特送入Circular Buffer(循环缓存)，并根据当前HARQ所对应的RV(Redundancy Version，冗余版本)参数，确定本次重传的比特在Circular Buffer中的起始位置，并且，可以根据传输资源或预设规则，确定本次重传的比特的长度，从而，可以确定当前HARQ所需要发射的发送比特，或者说速率匹配处理的输出比特。即，第三确定单元根据冗余版本RV参数，确定发送比特在交织的输出比特中的起始位置和比特长度，进而确定发送比特。
或者，可选地，该极化码的速率匹配的装置300还包括：
第三确定单元，用于通过截取或重复，从该交织的输出比特中，确定HARQ重传所需发射的发送比特。
具体地说，第三确定单元可以根据传输资源或预设规则，利用计数器或循环缓存等，确定各次HARQ重传所发送的比特在经交织处理(或交织和逆序处理；或交织和置换处理；或交织、逆序处理和置换处理)后的输出比特中的起始位置，从而，发射单元可以通过顺序截取或重复的方式，确定各次重传的比特。
根据本发明实施例的极化码的速率匹配的装置300可对应于下文中本发明实施例的极化码的速率匹配的方法800的实施主体，并且，该极化码的速率匹配的装置300中的各单元和上述其他操作和/或功能分别为了实现图8中的方法800的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
因此，根据本发明实施例的极化码的速率匹配的装置，通过根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列，并通过对第一序列排序确定映射函数，基于映射函数实现对目标Polar码的速率匹配，能够使速率匹配后的比特序列结构更具均匀性，能够降低打孔的Polar码误帧率，改善HARQ性能，进而提高通信的可靠性。并且，能够适用于针对各种码长的Polar码速率匹配过程，具有良好的通用性和实用性。
图4是在无线通信系统中执行前述Polar码的处理方法的无线通信设备 400的示意图。无线通信设备400包括存储器402和处理器404。存储器402，用于保存执行以下操作的指令：根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；根据预设规则，对第一序列进行排序处理，确定第二序列；根据第一序列和第二序列，确定映射函数；根据映射函数，对目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。处理器404，与存储器耦合，用于执行在存储器中保存的指令。
可选地，作为一个实施例，存储器402具体可以用于存储以下操作指令：根据以下公式，确定第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数，a
w-1,a
w-2,…a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为目标Polar码的码长。
可选地，作为一个实施例，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
可选地，作为一个实施例，存储器402还用于存储以下操作指令：
对交织的输出比特进行逆序处理。
可选地，作为一个实施例，存储器402还用于存储以下操作指令：
根据Polar码的信息比特集合，对交织的输出比特进行置换处理。
可选地，作为一个实施例，存储器402还用于存储以下操作指令：
根据冗余版本RV参数，确定混合自动重传请求HARQ重传所发射的发送比特。
可选地，作为一个实施例，存储器402还用于存储以下操作指令：
通过顺序截取或重复，从交织的输出比特中，确定HARQ重传所需发 射的发送比特。
根据本发明实施例的无线通信设备400可对应于下文中本发明实施例的用于极化码的速率匹配的方法800的实施主体，并且，该无线通信设备400中的各单元和上述其他操作和/或功能分别为了实现图8中的方法800的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
因此，根据本发明实施例的无线通信设备，通过根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列，并通过对第一序列排序确定映射函数，基于映射函数实现对目标Polar码的速率匹配，能够使速率匹配后的比特序列结构更具均匀性，能够降低打孔的Polar码误帧率，改善HARQ性能，进而提高通信的可靠性。并且，能够适用于针对各种码长的Polar码速率匹配过程，具有良好的通用性和实用性。
图5是在无线通信系统中有助于执行前述Polar码的处理方法的接入终端500的示意图。接入终端500包括接收机502，接收机502用于从例如接收天线(未示出)接收信号，并对所接收的信号执行典型的动作(例如过滤、放大、下变频等)，并对调节后的信号进行数字化以获得采样。接收机502可以是例如MMSE(最小均方误差，Minimum Mean-Squared Error)接收机。接入终端500还可包括解调器504，解调器504可用于解调所接收的信号并将它们提供至处理器506用于信道估计。解调器504可以集成在接收机502中，也可以是接入终端500中的一个单独存在的器件，本发明实施例对此不作限定。处理器506可以是专用于分析由接收机502接收的信息和/或生成由发射机516发送的信息的处理器、用于控制接入终端500的一个或多个部件的处理器、和/或用于分析由接收机502接收的信号、生成由发射机516发送的信息并控制接入终端500的一个或多个部件的控制器。
接入终端500可以另外包括存储器508，后者可操作地耦合至处理器506，并存储以下数据：要发送的数据、接收的数据以及与执行本文所述的各种动作和功能相关的任意其它适合信息。存储器508可附加地存储Polar码处理的相关的协议和/或算法。
可以理解，本文描述的数据存储装置(例如存储器508)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。通过示例但不是限制性的，非易失性存储器可包括：ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、PROM(Programmable ROM，可编程只读存储器)、EPROM (Erasable PROM，可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(ElectricallyEPROM，电可擦除可编程只读存储器)或闪存。易失性存储器可包括：RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如SRAM(Static RAM，静态随机存取存储器)、DRAM(Dynamic RAM，动态随机存取存储器)、SDRAM(Synchronous DRAM，同步动态随机存取存储器)、DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM，双倍数据速率同步动态随机存取存储器)、ESDRAM(Enhanced SDRAM，增强型同步动态随机存取存储器)、SLDRAM(Synchlink DRAM，同步连接动态随机存取存储器)和DR RAM(Direct Rambus RAM，直接内存总线随机存取存储器)。本文描述的系统和方法的存储器508旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
实际的应用中，接收机502还可以耦合至速率匹配设备510，它们可基本类似于图2的极化码速率匹配的装置205，此外，接入终端500可包括：Polar码编码器512(极化码编码器512)，其基本类似于图2的Polar码编码器204。速率匹配设备510，可以用于根据经Polar码编码器204所进行的Polar码编码处理的目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；根据预设规则，对该第一序列进行排序处理，确定第二序列；根据该第一序列和该第二序列，确定映射函数；根据该映射函数，对该目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。
可选地，作为一个实施例，速率匹配设备510还用于根据以下公式，确定该第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数， a
w-1,a
w-2,…a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为目标Polar码的码长。
可选地，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
可选地，作为另一个实施例，该速率匹配设备510还用于对该交织的输出比特进行逆序处理。
可选地，作为另一个实施例，该速率匹配设备510还用于根据Polar码的信息比特集合，对交织的输出比特进行置换处理。
可选地，作为另一个实施例，该速率匹配设备510还用于根据冗余版本RV参数，确定混合自动重传请求HARQ重传所发射的发送比特。
可选地，作为另一个实施例，该速率匹配设备510还用于通过顺序截取或重复，从该交织的输出比特中，确定HARQ重传所需发射的发送比特。
此外，接入终端500还可以包括调制器514和发射机516，该发射机516用于向例如基站、另一接入终端等发送信号。尽管示出与处理器506分离，但是可以理解，Polar码编码器512，速率匹配设备510和/或调制器514可以是处理器506或多个处理器(未示出)的一部分。接收机502和发射机516在实际应用时也可以集成在一起，形成一个收发机。
因此，根据本发明实施例的接入终端，通过根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列，并通过对第一序列排序确定映射函数，基于映射函数实现对目标Polar码的速率匹配，能够使速率匹配后的比特序列结构更具均匀性，能够降低打孔的Polar码误帧率，改善HARQ性能，进而提高通信的可靠性。并且，能够适用于针对各种码长的Polar码速率匹配过程，具有良好的通用性和实用性。
本发明实施例还提供了一种无线通信系统，包括接入终端和基站，其中，接入终端和/或基站中包括前文实施例中的极化码的速率匹配的装置。下面以一个具体的例子对该无线通信系统进行详细说明。
图6是在无线通信环境中有执行前述Polar码的处理方法的系统600的 示意图。系统600包括基站602(例如接入点，NB或eNB等)和接入终端604。基站602具有通过多个接收天线606从一个或多个接入终端604接收信号的接收机610，以及通过发射天线608向一个或多个接入终端604发射信号的发射机624。一般的，“接收天线”和“发射天线”可以集成在一起形成一个收发天线。接收机610可以从接收天线606接收信息，并且可操作地关联至对接收信息进行解调的解调器612。通过处理器614来分析所解调的符号，该处理器614连接至存储器616，该存储器616用于存储要发送至接入终端604(或不同的基站(未示出))的数据或从接入终端604(或不同的基站(未示出))接收的数据和/或与执行本文所述的各个动作和功能相关的任意其它适合信息。处理器614还可耦合至Polar码编码器618和极化码的速率匹配的装置620，该极化码的速率匹配的装置620可以用于根据经Polar码编码器618所进行的Polar码编码处理的目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；根据预设规则，对该第一序列进行排序处理，确定第二序列；根据该第一序列和该第二序列，确定映射函数；根据该映射函数，对该目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。
可选地，作为一个实施例，极化码的速率匹配的装置620还用于根据以下公式，确定该第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数，a
w-1,a
w-2,…a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为目标Polar码的码长。
可选地，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
可选地，作为另一个实施例，该极化码的速率匹配的装置620还用于对该交织的输出比特进行逆序处理。
可选地，作为另一个实施例，该极化码的速率匹配的装置620还用于根据Polar码的信息比特集合，对交织的输出比特进行置换处理。
可选地，作为另一个实施例，该极化码的速率匹配的装置620还用于根据冗余版本RV参数，确定混合自动重传请求HARQ重传所发射的发送比特。
可选地，作为另一个实施例，该极化码的速率匹配的装置620还用于通过顺序截取或重复，从该交织的输出比特中，确定HARQ重传所需发射的发送比特。
此外，在系统600中，调制器622可以对帧进行调制，发射机624将调制器622调制后的帧通过天线606发送到接入终端604尽管示出为与处理器614分离，但是可以理解，Polar码编码器618，极化码的速率匹配的装置620和/或调制器622可以是处理器614或多个处理器(未示出)的一部分。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个ASIC(Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路)、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)、DSPD(DSP Device，数字信号处理设备)、PLD(Programmable Logic Device，可编程逻辑设备)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、芯片等用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
当在软件、固件、中间件或微码、程序代码或代码段中实现实施例时，它们可存储在例如存储部件的机器可读介质中。代码段可表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件分组、类、或指令、数据结构或程序语句的任意组合。代码段可通过传送和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容来稿合至另一代码段或硬件电路。可使用包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任意适合方式来传递、转发或发送信息、自变量、参数、数据等。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器单元可以在处理器中或在处理器外部实现，在后一种情况下存储器单元 可经由本领域己知的各种手段以通信方式耦合至处理器。
因此，根据本发明实施例的执行Polar码的处理方法的系统，通过根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列，并通过对第一序列排序确定映射函数，基于映射函数实现对目标Polar码的速率匹配，能够使速率匹配后的比特序列结构更具均匀性，能够降低打孔的Polar码误帧率，改善HARQ性能，进而提高通信的可靠性。并且，能够适用于针对各种码长的Polar码速率匹配过程，具有良好的通用性和实用性。
参照图7，示出在无线通信环境中能够使用上述极化码的速率匹配的方法的系统700。例如，系统700可至少部分地驻留在基站中。根据另一示例，系统700可至少部分地驻留在接入终端中。应理解的是，系统700可表示为包括功能框，其可以是表示由处理器、软件或其组合(例如固件)实现的功能的功能框。系统700包括具有联合操作的电子部件的逻辑组702。例如，逻辑组702可包括用于根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列的电子部件704，用于根据预设规则，对该第一序列进行排序处理，确定第二序列的电子部件706。用于根据该第一序列和该第二序列，确定映射函数的电子部件708。用于根据该映射函数，对该目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特的电子部710。
根据上述方案，根据本发明实施例的系统，通过基于Polar码的码长确定第一序列，并通过该第一序列实现对目标Polar码的交织，能够使交织后的比特序列结构更具均匀性，能够降低误帧率，改善HARQ性能，进而提高通信的可靠性。并且，能够适用于针对各种码长的Polar码速率匹配过程，具有良好的通用性和实用性。
此外，系统700可包括存储器712，后者保存用于执行与电子部件704、706、708和710相关的功能的指令。尽管示出为在存储器712的外部，但是可理解，电子部件704、706、708和710中的一个或多个可存在于存储器712中。
上文中，结合图1至图7，详细描述了根据本发明实施例的极化码的速率匹配的装置，下面，对上述速率匹配的装置的具体处理过程，进行详细说明。
图8是本发明一个实施例的极化码的速率匹配的方法800的示意性流程图，图8所示的极化码的速率匹配的方法800可以由无线通信设备中的速率 匹配的装置(如交织器)执行，该极化码的速率匹配的方法800包括：
S810，根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列；
S820，根据预设规则，对该第一序列进行排序处理，确定第二序列；
S830，根据该第一序列和该第二序列，确定映射函数；
S840，根据该映射函数，对该目标Polar码进行交织，生成交织的输出比特。
具体地说，在S810，发送端可以通过例如Polar码编码器，对需要发送至接收端的信息，进行Polar码编码处理，以生成Polar码(即，目标Polar码)，Polar码是一种线性块码，在理论上已证明可以取得香农容量且具有低编译码复杂度的编码方式。Polar码的编码输出可以表示为：
其中，是一个二进制的行矢量，长度为N；G
N.是一个N*N矩阵，码长N＝2，n≥0；这里B
N是转置矩阵，是克罗内克幂(Kronecker power)，定义为
在Polar码的编码过程中，中的一部分比特用来携带信息(即，需要发送给接收端的数据信息)，这部分比特称为信息比特，这些比特的索引集合记为A；另外剩下的那一部分比特是固定值，称为frozen比特，例如，可以常设置为0。
从而，经由Polar码编码器的编码处理而输出的Polar码比特序列，可以简化为：其中，u
A为中的信息比特集合，u
A为长度K的行矢量，K为信息比特数目。G
N.(A)是G
N.中由集合A中的索引对应的那些行得到的子矩阵，G
N.(A)是一个K*N矩阵，集合A的选取决定了Polar码的性能。
应理解，以上列举的获取Polar码的过程仅为示例性说明，本发明并不限定于此，其他的对信息进行编码处理而获得具有Polar码特性的比特序列的方法均落入本发明的保护范围内。
其后，可以根据如上所述确定的Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列。
可选地，该根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列，包括：
根据以下公式，确定该第一序列，
V
k:＝X
k+n⊕(X
k+n>>u)
H
k:＝V
k⊕((V
k<<s)&B)
Y
k:＝H
k⊕((H
k<<t)&C)
Z
k:＝Y
k⊕(Y
k>>l)
其中，X
0,X
1,…,X
n-1为n个非零初始整数，非零初始整数具有w位，表示X
k的前w-r位和X
k+1的后r位按顺序拼接成的位数为w的整数，a
w-1,a
w-2,…a
0为用于对比特进行移位的特定参数，n、m、w、r、u、s、t和l为特定正整数，m小于n，r小于w，B和C为特定序列，k依次取0,1,...,N-1，N为目标Polar码的码长。
具体地说，以上公式是基于梅森扭转算法的公式。首先给出X
0,X
1,…,X
n-1等n个非零初始整数，该非零初始整数具有w位，基于这些非零初始整数，将k分别取值为0,1,…,N-1，可以得到X
n,X
n+1,…,X
n+N-1。表示整数X
k的前w-r位和整数X
k+1的后r位按顺序拼接成的新的位数为w的整数D。DA的结果可以表示为下列公式：
a＝(a
N-1,a
N-2,…,a
0)
D＝(d
N-1,d
N-2,…,d
0)
依照上述公式(4)可以得到X
n+k，而后，再对得到的X
n+k进行一系列的移位和模加运算，使得到序列进一步均匀化和随机化。根据公式迭代计算N次，可以得到Z
1,Z
2,…Z
N，Z
1,Z
2,…Z
N组成码长为N的第一序列。
可选地，在本发明实施例中，n＝624，m＝397，w＝32，r＝31，u＝11，s＝7，t＝15，l＝18，B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000。
具体地说，经试验发现，用掩码模板UPPER_MASK(UPPER_MASK＝0x80000000)可以实现取32位的前一位；用掩码模板LOWER_MASK(LOWER_MASK＝0x7fffffff)可以实现取32位的后面31位。B＝0x9d2c5680，C＝0xefc60000时，可以使第一序列得到较好的概率统计特性，并且，能够提高第一序列的随机性。
其后，在S820，发送端可以按升序(预设规则的一例)，对如上所述确定的第一序列进行排序处理，在本发明实施例中，例如可以使用sort函数， 进行上述排序处理，其中，sort函数可表示为sort(G)，即，对G中的元素进行按升序排序。
从而，下本发明实施例中，可以基于matlab，通过以下程序，对如上所述生成第一序列进行排序：
[ign,q]＝sort(G)，G是N长的第一序列，q是交织器的映射函数。
由此，可以将经上述排序处理后的第一序列作为第二序列。
应理解，本发明实施例的预设规则还可以是将序列中的元素降序排序，或者将序列中的一部分元素按升序排序、另一部分按降序排序等，本发明实施例对此不作限定
从而，在S830，根据在S810中获得的第一序列和在S820中获得的第二序列，确定映射函数。具体地说，由于在S820中对第一序列中的各元素进行了排序处理，因此，可以根据各元素在第一序列和第二序列中的位置，确定上述映射函数。即，映射函数是表示各元素在第一序列和第二序列中的位置的映射关系的函数。
作为示例而非限定，如果一个序列E为[0，7，1]，则对序列A进行升序处理后得到序列F为[0，1，7]。从而，序列E到序列F的映射规则(或者说，映射函数)q可以表示为[0，2，1]。即，序列F的第一个元素(序号为0)为序列E中的第一个元素(序号为0)，序列F的第二个元素(序号为1)为序列E中的第三个元素(序号为2)，序列F的第三个元素(序号为2)为序列E中的第二个元素(序号为1)。
同理，可以根据如上所述得到的第二序列和第一序列，获得映射函数。
从而，在S840，可以基于如上所述获得的映射函数，对在S810中获得的目标Polar码进行交织。
作为示例而非限定，如果映射函数q为[0，2，1]，则交织后的比特序列的第一位(序号为0)的比特值，为交织处理前的比特序列的第一位(序号为0)的比特值，交织处理后的比特序列的第二位(序号为1)的比特值，为交织处理前的比特序列的第三位(序号为2)的比特值，交织处理后的比特序列的第三位(序号为2)的比特值，为交织处理前的比特序列的第二位(序号为1)的比特值。
可选地，该极化码的速率匹配的方法800还包括：
对该交织处理的输出比特进行逆序处理。
具体地说，在S840中获得交织处理后的输出比特序列后，可以对该比特序列进行逆序处理。例如，如果交织后的比特表示为{a
0，a
1，…，a
N-1}，则经逆序处理后的比特可以表示为{a
N-1，a
N-2，…，a
1，a
0}。
可选地，该极化码的速率匹配的方法800还包括：
根据Polar码的信息比特集合，对该交织的输出比特进行置换处理。
具体地说，在S840中获得交织处理后的输出比特序列后，可以对交织处理后的比特序列进行置换处理。本发明实施例的置换处理可以是将比特序列中的一部分元素与另外一部分元素的位置进行置换，还可以是将某些元素置换为另外的元素，本发明实施例对此不作限定。经过置换单元进行置换处理后，可以使得打孔(N-K)比特以后打孔的Polar码的零容量的比特信道的集合全部等于Frozen比特的集合，这样可以进一步提高打孔的Polar码的性能。
应理解，在本发明实施例中，可以既进行置换处理，又进行逆序处理，并且对执行置换处理和执行逆序处理的先后顺序不作限定；也可以仅利进行置换处理，或者仅进行逆序处理，本发明实施例对此不作限定。
可选地，该极化码的速率匹配的方法800还包括：
根据冗余版本RV参数，确定HARQ重传所发射的发送比特。
具体地说，在经交织(或交织和逆序处理；或交织和置换处理；或交织、逆序处理和置换处理)后，例如可以将输出比特送入Circular Buffer(循环缓存)，并根据当前HARQ所对应的RV(Redundancy Version，冗余版本)参数，确定本次重传的比特在Circular Buffer中的起始位置，并且，可以根据传输资源或预设规则，确定本次重传的比特的长度，从而，可以确定当前HARQ所需要发射的发送比特，或者说速率匹配处理的输出比特。即，根据冗余版本RV参数，确定发送比特在交织的输出比特中的起始位置和比特长度，进而确定发送比特。
或者，可选地，该极化码的速率匹配的方法800还包括：
通过顺序截取或重复，从该交织的输出比特中，确定HARQ重传所需发射的发送比特。
具体地说，可以根据传输资源或预设规则，利用计数器或循环缓存等，确定各次HARQ重传所发送的比特在经交织处理(或交织和逆序处理；或交织和置换处理；或交织、逆序处理和置换处理)后的输出比特中的起始位 置，从而，可以通过顺序截取或重复的方式，确定各次重传的比特。
图9示出了码长为512、信息比特长为256的Polar码的速率匹配的性能，如图9所示，经本发明的Polar码的速率匹配的方法处理的Polar码的速率匹配性能较高。
以下表1示出了在码长为512、信息比特长为256的情况下，Polar码与Turbo码的速率匹配的性能，其中，信息比特包括24位CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)，P代表打孔去掉的比特数。
表1
如图9所示，在码长相同、信息比特长相同、码率相同的情况下，经本发明的极化码的处理方法处理的Polar码的速率匹配性能明显优于Turbo码的速率匹配性能。
因此，根据本发明实施例的极化码的速率匹配的方法，通过根据目标Polar码的码长，基于梅森扭转算法，确定第一序列，并通过对第一序列排序确定映射函数，基于映射函数实现对目标Polar码的速率匹配，能够使速率匹配后的比特序列结构更具均匀性，能够降低打孔的Polar码误帧率，改善HARQ性能，进而提高通信的可靠性，并且，能够适用于针对各种码长的Polar码速率匹配过程，具有良好的通用性和实用性。
应理解，在本发明各实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在 A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述这些实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，这些实施例可以做进一步的结合和变换。因此，本申请中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和保护范围内的所有改变、修改和变形。此外，就说明书或权利要求书中使用的"包含"一词而言，该词的涵盖方式类似于"包括"一词，就如同"包括"一词在权利要求中用作衔接词所解释的那样。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能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发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元 中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元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。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或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)执行本发明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，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 用于增强型FD-MIMO的动态CSI-RS传输 | 2020-07-14 | 0 |
| 同步测量金属在基底上的润湿角和DSC曲线的装置 | 2021-10-14 | 1 |
| 一种BBU堆叠系统中时钟同步的方法和系统 | 2022-12-20 | 1 |
| 动态视频广告替换 | 2020-08-15 | 1 |
| 视频的关键帧提取 | 2022-08-03 | 1 |
| 基于高级在轨数据处理方法的空间实验室信息系统 | 2020-06-17 | 0 |
| 中高速无线传感网络的通信结构 | 2022-05-13 | 0 |
| 用于编码和交付视频内容的分布式体系结构 | 2021-06-23 | 1 |
| METHOD AND SYSTEM FOR LOW-LATENCY NETWORKING | 2022-10-04 | 0 |
| POLAR CODE PROCESSING METHOD AND SYSTEM, AND WIRELESS COMMUNICATIONS APPARATUS | 2020-12-18 | 0 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈