[发明专利]一种Polar码构造方法及装置

说明书

本发明提供一种Polar码构造方法及装置。所述方法包括：S1，在对称情况下，将Polar码信息位生成子矩阵G_NI中行重最小的行和冻结位生成子矩阵G_NF中行重最大的行全部进行相互交换，且将G_NI中行重最小的行对应的信息位和G_NF中行重最大的行对应的冻结位全部进行相互交换；S2，在不对称情况下，将Polar码信息位生成子矩阵G_NI中行重最小的行和冻结位生成子矩阵G_NF中行重最大的行部分进行相互交换，且将G_NI中行重最小的行对应的信息位和G_NF中行重最大的行对应的冻结位部分进行相互交换。本发明在不对称情况下，对G_NI和G_NF进行部分行向量交换，进而改变码字的重量谱分布，从而改善码的性能。同时使该种构造方法在任意码率下都适用，弥补现有构造方法的不足。

技术领域

本发明涉及通信信道编码领域，更具体地，涉及一种Polar码构造方法及装置。

背景技术

自香农于1948年发表的论文《通信的数学理论》里证明了能达到香农限的好码的存在以来，信道编码领域一直在不懈努力，以找到这样一种好码的构造方法。Arikan在2007年首次提出一种能达到二进制离散无记忆信道(B-DMCs)的信道容量的编码方法-Polar码，该种编码方式拥有较低的编译码复杂度，被确定为5G通信控制信道下的短码编码方式。

判别一种编码方式的性能的主要指标是其纠错性能。Arikan最初提出以二阶核矩阵来构造生成矩阵，在这种构造方法下，当错误指数β＜1/2，码长N→∞，码率R＜I(W)时，Polar码的误帧概率上限为随后有学者研究发现当码长N→∞且使用一个更大的核矩阵来构造Polar码时,错误指数β可接近于1。又有学者从代数几何码的角度出发，利用Hermitte曲线来构造核矩阵，从而获得更大的错误指数和最小汉明距离。对于任意线性码C，它的最小汉明距离等于非零码字最小汉明重量。Polar码是一种线性分组码，故其最小汉明距离等于其最小汉明重量。对一个码来说，求其最小汉明距离是十分困难的。但由于Polar码和Reed-Muller码有紧密的联系，Polar码的最小汉明距离等于信息子矩阵的最小行重。

目前，有学者基于此提出了一种行替换方法来增加Polar码的最小汉明距离，改善Polar码的性能。该方法是将Polar码信息位生成子矩阵中行重最小的行G_NI和冻结位生成子矩阵G_NF中行重最大的行相互交换，并且G_NI中行重最小的行对应的信息位和G_NF中行重最大的行对应s的冻结位也互换位置。该种方法适用的前提条件是码率R＝1/2。

然而，在实际通信过程中，码率不一定为1/2。此时G_NI中行重最小的行数目和G_NF中行重最大的行数目不相等，出现了不对称情况,因此不能用完全替换的方法来增加Polar码的汉明距离，因而在不对称情况，Polar码的纠错能力较低，需要一种提高不对称情况Polar码纠错能力的方法。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的Polar码构造方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供一种Polar码构造方法，包括：

S1，在对称情况下，将Polar码信息位生成子矩阵G_NI中行重最小的行和冻结位生成子矩阵G_NF中行重最大的行全部进行相互交换，且将G_NI中行重最小的行对应的信息位和G_NF中行重最大的行对应的冻结位全部进行相互交换；