[发明专利]一种基于极化码的通信方法

说明书

本发明公开一种基于极化码的通信方法，包括以下步骤：先根据信息比特个数K、CRC比特个数J和编码长度N构造一个初始极化码，所述初始极化码包括N个编码比特，所述N个编码比特中信息比特位置和CRC比特位置确定，K+J≤N；根据各个编码比特的贡献度确定各个编码比特的重要性；根据各个编码比特的重要性程度，打孔所述初始极化码中重要性相对较低的部分编码比特，得到新的打孔极化码，所述新的打孔极化码所包括的编码比特的长度介于K+J和N之间，发送所述新的打孔极化码；或根据各个编码比特的重要性程度，按照重要性从高到低的顺序发送各个编码比特。本发明得到的编码比特重要性结合混合重传可减少收发双方通信时间，提高重传效率。

技术领域

本发明涉及纠错编译码技术领域，更具体地，涉及一种基于极化码的通信方法。

背景技术

极化编码作为一种新型的接近香农限的编码方案，性能优异，而且编译码算法的复杂度较低，有利于工程实现。经典的极化码其码长是2的整数次幂。对于任意指定的码长，就需要在2的整数次幂码长的极化码基础上打孔部分编码比特，获得相应码长的极化码。当前的打孔技术，通常是先确定打孔图案，打孔之后，再确定信息比特和CRC比特的位置，并形成打孔极化码。常用的打孔方案都是按照某种既定的打孔图案选择编码比特进行打孔，不能达到最优的打孔效果。

再者，在很多应用场景中，需要打孔的编码比特个数是可变的，但是不管打孔的编码比特个数如何变化，都需要保证信息比特和CRC比特的位置是固定的，才能保证在不同编码长度下正确译码。如果按照既定的打孔图案选择编码比特进行打孔，那么，在不同编码比特个数情况下，最优的信息比特和CRC比特位置不是相同的，固定这些位置必然带来纠错性能上的损失。

此外，将校验编码与极化码进行级联，可以显著改善极化码的纠错性能。见论文Tao Wang,Daiming Qu,and Tao Jiang,“Parity-Check-Concatenated Polar Codes,”IEEE Communications Letters,vol.20,no.12,pp.2342-2345,Dec.2016。在打孔的时候，需要结合校验级联极化码以确定最佳的打孔位置。

综上，现有极化编码中极化码码长为2的整数次幂与实际系统中编码长度不为2的整数次幂之间的矛盾问题，另外现有极化码中有些编码比特的重要性不高，可能接收端不需要接收全部的编码比特即能完成译码，但是这时发送端依然将全部编码比特发送，通信效率较低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有极化编码中极化码码长为2的整数次幂与实际系统中编码长度不为2的整数次幂之间的矛盾问题；另外，极化码的不同编码比特对系统纠错性能影响不同，也即这些编码比特具有不同的重要性程度，现有混合重传技术不考虑编码比特重要性进行发送，当接收端接收到重要性程度低的编码比特，并不能显著提升系统性能，本发明可解决这种通信效率低的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种基于极化码的通信方法，包括以下步骤：

(1)先根据信息比特个数K、CRC比特个数J和编码长度N构造一个初始极化码，所述初始极化码包括N个编码比特，构造所述初始极化码的过程中确定了信息比特位置和CRC比特位置，K+J≤N；

(2)根据各个编码比特的贡献度确定各个编码比特的重要性；

(3)根据各个编码比特的重要性程度，打孔所述初始极化码中重要性相对较低的部分编码比特，得到新的打孔极化码，所述新的打孔极化码所包括的编码比特的长度介于K+J和N之间，发送所述新的打孔极化码；或

根据各个编码比特的重要性程度，按照重要性从高到低的顺序发送各个编码比特。

可选地，所述步骤(2)包括以下步骤：

(2-1)找出所述N个编码比特中贡献度最小的编码比特；