[发明专利]一种极化码的编码和速率匹配方法、装置及设备

说明书

本发明实施例提供了一种一种极化码的编码和速率匹配方法，包括：确定生成矩阵的一个或多个待删除行，其中，所述生成矩阵由预设的母码码长确定，所述一个或多个待删除行的1所在的列中包含至少一个列重为1的列；删除所述一个或多个待删除行中可靠度最低的极化信道对应的行，以及删除该行的1所在的列中的一个列重为1的列，得到删除后的生成矩阵；将所述删除后的生成矩阵重新作为生成矩阵重复上述步骤，直到最终的生成矩阵的阶数等于目标码长为止；根据所述最终的生成矩阵，对待编码比特进行编码和速率匹配。从而无需重复计算可靠度排序，因此也可以大大降低计算复杂度。

技术领域

本发明实施例涉及无线通信技术，尤其涉及一种极化码的编码和速率匹配方法、装置及设备。

背景技术

随着无线通信的发展，物联网(英文：Internet of Things；简称：IoT)通信系统呈现出一些新的特点，例如：高可靠度、低复杂度以及广覆盖等。

而现有的主流编码，例如：Turbo码和低密度奇偶校验(英文：Low Density ParityCheck；简称：LDPC)码不能够很好地满足IoT通信系统的要求。在性能方面，虽然Turbo码和LDPC码随着码长的变长能够逼近香农极限，但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。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，IoT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，可靠度以及复杂度上存在的问题。

最近，极化码(英文：Polar Code)是第一种、也是已知的唯一一种能够被严格证明“达到”香农极限的信道编码方法。极化码的编译码的简单描述如下：

极化码是一种线性码。设其生成矩阵(或编码矩阵)为G_N,其编码过程为其中是长度为N的待编码比特，N大于1的正整数。G_N是一个N×N的矩阵，且其中，B_N是一个N×N的转置矩阵，例如比特翻转(英文：Bit Reversal)矩阵；是log₂N个F₂的克罗内克(英文：Kronecker)乘积；以上涉及的加法、乘法操作均为二进制伽罗华域(英文：Galois Field)上的加法、乘法操作。

极化码最基本的译码方法是连续消除(英文：Successive Cancellation；简称：SC)译码，后续提出的SC-List译码算法通过横向路径扩展以及循环冗余校验(英文：CyclicRedundancy Check；简称：CRC)选择的方法提高了短码的译码性能。

从极化码的编码原理可以看出极化码的一个特点是其码长为2的整数次幂， 而实际通信中要求码长可以根据实际要求(如调制编码方案的要求)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。

极化码的一类速率匹配方案是将极化码与另外一种线性分组码进行级联，并将极化码作为内码实现任意码长的编码。该类方案在编译码的时候需要两种不同的编码器和译码器增加了实现的复杂度和成本。

极化码的另一类速率匹配方案是通过穷举或者贪婪算法找到最优或者次优的打孔方式，以减少速率匹配对极化码性能的影响。穷举法需要遍历每一种可能的打孔方式，计算其对应的信息比特的可靠度，根据可靠度的高低确定打孔比特。这类方案最大的缺点是复杂度太大。如果用贪婪算法，可以只选出对信息比特可靠度影响最小的打孔方式。用贪婪算法虽然可以减少一定的计算量但其复杂度仍然较大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种极化码的编码和速率匹配方法、装置及设备，以实现联合的编码和速率匹配，从而可以大大降低计算复杂度。

第一方面，本发明实施例提供了一种极化码的编码和速率匹配方法，包括：