СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОСТРОЕНИЯ ПРОРЕЖЕННОГО ПОЛЯРНОГО КОДА
METHOD AND DEVICE FOR CONSTRUCTING THE THINNED POLAR CODE

Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к области кодирования и декодирования и, в частности, к способу и устройству построения прореженного полярного кода.
Уровень техники
В системе связи для повышения надежности передачи данных и обеспечения качества связи обычно используется технология кодирования каналов. Полярный код представляет собой первый код, который теоретически доказал, что он может достичь емкости кода Шаннона (Shannon) и имеет низкую сложность кодирования и декодирования. Полярный код представляет собой линейный блочный код, и декодирование полярного кода может быть выполнено с использованием последовательной отмены (SC) или списка последовательного отмены (SC-List).
В предшествующем уровне техники применяется известная технология гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ) для полярного кода с шаблоном случайного выкалывания, то есть, местоположение для выкалывания выбирается случайным образом. Однако, используя эту традиционную технологию, частота ошибок в кадрах относительно высока и HARQ производительность относительно низкая.
Дополнительно, когда длина кода является чрезмерно большой, то SC декодирование может обеспечить хорошую производительность, близкую к пределу Shannon. Однако когда длина кода относительно невелика или имеет промежуточное значение, то SC декодирование полярного кода имеет относительно низкую производительность, и прореженный полярный код имеет высокую частоту ошибок кадра. По сравнению с производительностью SC декодирования, производительность декодирования списка увеличена, но сложность декодирования списка выше сложности SC декодирования.
Раскрытие сущности изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают способ и устройство построения прореженного полярного кода, который может повысить производительность прореженного полярного кода и уменьшить частоту ошибок кадра прореженного полярного кода.
В соответствии с первым аспектом обеспечивается устройство построения прореженного полярного кода, включающее в себя:
блок сравнения, выполненный с возможностью сравнения порядкового номера фаз текущего битового канала с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения;
блок получения, выполненный с возможностью получения вероятности перехода битового канала в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности порядкового номера битового канала в каждой фазе, причем
блок получения дополнительно выполнен с возможностью получения значения надежности каждого битового канала в соответствии с вероятностью перехода; и
блок определения, выполненный с возможностью определения индексного множества информационного бита в соответствии со значениями надежности.
По первому аспекту, в первом возможном варианте реализации первого аспекта значение надежности включает в себя параметр Бхаттачарья (Bhattacharyya); а
блок определения дополнительно выполнен с возможностью:
сортировка параметров Бхаттачарья в порядке возрастания и формирования индексного множества информационного бита в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых К параметров Бхаттачарья, где K - положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
По первому аспекту, во втором возможном варианте реализации первого аспекта значение надежности включает в себя вероятность ошибки, и блок определения дополнительно выполнен с возможностью:
сортировки вероятности ошибок в порядке возрастания и формирования индексного множества информационного бита в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых К вероятностей вероятности, где K - положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
По первому аспекту в третьем возможном варианте реализации первого аспекта значение надежности включает в себя параметр Бхаттачарья и вероятность ошибки, и блок определения дополнительно выполнен с возможностью:
выбора одной наименьшей вероятности ошибки и параметра Бхаттачарья каждого битового канала, сортировки выбранных наименьших в порядке возрастания и выбора порядковых номера битовых каналов, соответствующих первым K наименьшим, для формирования индексного множества информационных бит, где K представляет собой положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
По первому аспекту, в четвертом возможном варианте реализации первого аспекта,
блок получения дополнительно выполнен с возможностью:
получения вероятности перехода битового канала в соответствии с первой формулой или второй формулой и в соответствии с условиями контроля четности порядкового номера битового канала в фазах, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода; или
получения вероятности перехода битового канала в соответствии с третьей формулой или четвертой формулой и в соответствии с условиями контроля четности порядкового номера битового канала в фазах, если результатом сравнения является то, что номер последовательности фаз больше, чем индекс периода; где
первая формула включает в себя:
а вторая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих базовой единице поляризационного преобразования проколотого полярного кода,
и представляют собой выход канала и и представляют собой входные биты перед кодированием; а при этом
третья формула включает в себя:
и четвертая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой вероятность перехода для (j-1)-й фазы, а j представляет собой порядковый номер фазы.
По четвертому возможному варианте реализации первого аспекта в пятом возможном варианте реализации первого аспекта, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, то блок получения дополнительно выполнен с возможностью:
получения вероятности перехода в соответствии с первой формулой, если бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получения вероятности перехода в соответствии со второй формулой, если бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
По четвертому возможному варианту реализации первого аспекта в шестом возможном варианте реализации первого аспекта, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше, чем индекс периода, то блок получения дополнительно выполнен с возможностью:
получения вероятности перехода в соответствии с третьей формулой, если бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получения вероятности перехода в соответствии с четвертой формулой, если бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
По пятому возможному варианту реализации или шестому возможному варианту реализации первого аспекта, в седьмом возможном варианте реализации первого аспекта блок получения дополнительно выполнен с возможностью:
получения параметра Бхаттачарья в соответствии с пятой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, и бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0;
получения параметра Бхаттачарья согласно шестой формуле, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, и бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1;
получения параметра Бхаттачарья в соответствии с седьмой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше, чем индекс периода, и бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получения параметра Бхаттачарья в соответствии с восьмой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше, чем индекс периода, и бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1; где
пятая формула включает в себя:
а шестая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих базовой единице поляризации преобразования прореженного полярного кода, и Z представляет собой параметр Бхаттачарья; и
седьмая формула включает в себя:
а восьмая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой параметр Бхаттачарья для j-й фазы и представляет параметр Бхаттачарья для (j-1) -й фазы.
По второму аспекту обеспечивается способ построения прореженного полярного кода, включающий в себя этапы, на которых:
сравнивают порядковый номер фазы текущего битового канала с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения;
получают вероятность перехода битового канала в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности порядкового номера бит-канала в каждой фазе;
получают значение надежности каждого битового канала в соответствии с вероятностью перехода; и
определяют индексное множество информационного бита в соответствии со значениями надежности.
По второму аспекту в первом возможном варианте реализации второго аспекта значение надежности включает в себя параметр Бхаттачарья; а
определение индексного множества информационного бита в соответствии со значениями надежности включает в себя:
сортировку параметров Бхаттачарья в порядке возрастания и формирование индексного множества информационного бита в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых K параметров Бхаттачарья, где K - положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
По второму аспекту, во втором возможном варианте реализации второго аспекта значение надежности включает в себя вероятность ошибки; а
этап определения индексного множества информационного бита в соответствии со значениями надежности включает в себя подэтапы, на которых:
сортируют вероятности ошибок в порядке возрастания и формируют индексное множество информационного бита в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых К вероятностей ошибки, где K - положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
По второму аспекту, в третьем возможном варианте реализации второго аспекта значение надежности включает в себя параметр Бхаттачарья и вероятность ошибки; а
этап определения индексного множества информационного бита в соответствии со значениями надежности включает в себя подэтапы, на которых:
выбирают меньшую вероятность ошибки и параметр Бхаттачарья каждого битового канала, сортируют выбранные меньшие значения в порядке возрастания и выбирают порядковые номера битовых каналов, соответствующие первым K меньшим, для формирования индексного множества информационных бит, где K представляет собой положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
По второму аспекту в четвертом возможном варианте реализации второго аспекта этап получения вероятности перехода битового канала в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности порядкового номера битового канала в каждой фазе включает в себя подэтапы, на которых:
получают вероятность перехода битового канала в соответствии с первой формулой или второй формулой и в соответствии с условиями контроля четности порядкового номера битового канала в фазах, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода; или
получают вероятность перехода битового канала в соответствии с третьей формулой или четвертой формулой и в соответствии с условиями контроля четности порядкового номера битового канала в фазах, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше, чем индекс периода; где
первая формула включает в себя:
а вторая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих базовой единице преобразования поляризации прореженного полярного кода, и представляют собой выход канала битового канала и и представляют собой входные биты перед кодированием; при этом
третья формула включает в себя:
а четвертая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой вероятность перехода для (j-1)-й фазы, а j представляет собой порядковый номер фазы.
По четвертому возможному варианту реализации второго аспекта в пятом возможном варианте реализации второго аспекта, этап получения вероятности перехода битового канала в соответствии с первой формулой и в соответствии с условиями контроля четности порядкового номера битового канала в фазах включает в себя подэтапы, на которых:
получают вероятность перехода в соответствии с первой формулой, если бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получают вероятность перехода по второй формуле, если бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
По четвертому возможному варианту реализации второго аспекта, в шестом возможном варианте реализации второго аспекта этап получения вероятности перехода битового канала в соответствии с третьей формулой или четвертой формулой и в соответствии с условиями контроля четности порядкового номера битового канала в фазах включают в себя подэтапы, на которых:
получают вероятность перехода по третьей формуле, если бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получают вероятность перехода согласно четвертой формуле, если бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
По пятому возможному варианта реализации или шестому возможному варианту реализации второго аспекта, в седьмом возможном варианте реализации второго аспекта, когда значение надежности является параметром Бхаттачарья, этап получения значения надежности каждого битового канала согласно вероятности перехода включает в себя подэтапы, на которых:
получают параметр Бхаттачарья в соответствии с пятой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, а бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0;
получают параметр Бхаттачарья в соответствии с шестой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, а бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1;
получают параметр Бхаттачарья в соответствии с седьмой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше, чем индекс периода, а бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получают параметр Бхаттачарья в соответствии с восьмой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше, чем индекс периода, а бит порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1; где
пятая формула включает в себя:
а шестая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих базовой единице поляризации преобразования прореженного полярного кода, и Z представляет собой параметр Бхаттачарья; при этом
седьмая формула включает в себя:
а восьмая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой параметр Бхаттачарья для j-й фазы и представляет параметр Бхаттачарья для (j-1)-й фазы.
Согласно способу и устройству построения прореженного полярного кода, представленного в вариантах осуществления настоящего изобретения, порядковый номер фазы текущего битового канала сравнивается с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения, где шаблон выкалывания является входным параметром для построения прореженного полярного кода; вероятность перехода битового канала получается в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности порядкового номера битового канала в каждой фазе; значение надежности каждого битового канала получается в соответствии с вероятностью перехода; и индексное множество информационных бит определяется в соответствии со значениями надежности. Таким образом, входной параметр прореженного полярного кода определяется в соответствии со значением надежности канала, который может повысить производительность прореженного полярного кода и уменьшить частоту ошибок кадра прореженного полярного кода.
Краткое описание чертежей
С целью более подробного описания технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения, ниже кратко описаны сопровождающие чертежи, необходимые для описания вариантов осуществления. Очевидно, что прилагаемые чертежи в нижеследующем описании показывают только некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и специалист в данной области техники может все еще получать другие чертежи из этих сопроводительных чертежей без творческих усилий.
Фиг. 1 является схемой системы беспроводной связи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 является схемой системы, в которой реализован способ построения прореженного полярного кода настоящего изобретения в среде беспроводной связи;
Фиг. 3 является блок-схемой алгоритма способа построения прореженного полярного кода согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 является графиком сравнения FER кривой частоты ошибок кадра между случайным выкалыванием и алгоритмом для построения прореженного полярного кода в варианте осуществления настоящего изобретения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5 является блок-схемой устройства для построения прореженного полярного кода согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 6 является схемой терминала доступа, который полезен при выполнении способа построения прореженного полярного кода в системе беспроводной связи;
Фиг. 7 является схемой примерной системы, в которой выполняется способ построения прореженного полярного кода в среде беспроводной связи; и
Фиг. 8 является схемой системы, в которой может быть использован способ построения прореженного полярного кода в среде беспроводной связи.
Осуществление изобретения
Нижеследующее ясно описывает технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются всего лишь частью, а не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные специалистом в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без творческих усилий, должны находиться в пределах объема защиты настоящего изобретения.
Термины, такие как «компонент», «модуль» и «система», используемые в этом описании, используются для обозначения связанных с компьютером устройств, аппаратного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения, комбинаций аппаратного и программного обеспечения, программного обеспечения при их выполнении. Например, компонент может быть, но не ограничен этим, процессом, который выполняется на процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком выполнения, программой и/или компьютером. Как показано на чертежах, как вычислительное устройство, так и приложение, работающее на вычислительном устройстве, могут быть компонентами. Один или несколько компонентов могут находиться внутри процесса и/или потока выполнения, и компонент может быть расположен в одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут быть выполнены с различных машиночитаемых носителей информации, которые хранят различные структуры данных. Компоненты могут взаимодействовать с использованием локального и/или удаленного процесса и, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или несколько пакетов данных (например, данные из двух компонентов, взаимодействующих с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или через сеть, такую как интернет, взаимодействующей с другими системами, используя сигнал).
Кроме того, каждый вариант осуществления описан со ссылкой на терминал доступа. Терминал доступа также может упоминаться как система, абонентский блок, абонентская станция, мобильная станция, радиотелефон, удаленная станция, удаленный терминал, мобильное устройство, пользовательский терминал, терминал, устройство беспроводной связи, пользовательский агент, пользовательское присполобление или UE (устройство пользователя). Терминал доступа может быть сотовым телефоном, беспроводным телефоном, телефоном SIP (протокол инициирования сеанса), станцией WLL (беспроводной абонентский доступ), PDA (персональный цифровой помощник), карманным устройством, имеющим функцию беспроводной связи, вычислительным устройством или другим устройством обработки данных, подключенным к беспроводному модему. Кроме того, каждый вариант осуществления описан со ссылкой на базовую станцию. Базовая станция может использоваться для установления связи с мобильным устройством; и базовая станция может быть BTS (базовая приемопередающая станция) в GSM (глобальная система мобильной связи) или CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов); может быть NB (узлом B) в WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов); или может быть eNB или eNodeB (усовершенствованный узел) в LTE (долгосрочное развитие), ретрансляционной станцией или точкой доступа, устройством базовой станции в перспективной сети 5G или тому подобное.
Кроме того, аспекты или признаки настоящего изобретения могут быть реализованы как способ, устройство или продукт, который использует стандартные технологии программирования и/или инженерные технологии. Термин «продукт», используемый в этом приложении, охватывает компьютерную программу, к которой можно получить доступ с любого машиночитаемого компонента, носителя или среды. Например, машиночитаемый носитель информации может включать в себя, но не ограничивается этим: компонент магнитного запоминающего устройства (например, жесткий диск, гибкий диск или магнитную ленту), оптический диск (например, CD (компакт-диск), DVD (цифровой универсальный диск), смарт-карту и компонент флэш-памяти (например, EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), карту, накопитель или привод). Кроме того, описанные различные носители информации в этой спецификации могут указывать одно или несколько устройств и/или другие машиночитаемые носители информации, которые используются для хранения информации. Термин «машиночитаемый носитель информации» может включать в себя, но не ограничивается, радиоканал и различные другие носители информации, которые могут хранить данные, содержать и/или нести инструкцию и/или данные.
На фиг. 1 показана система 100 беспроводной связи согласно вариантам осуществления, описанным в этом описании. Система 100 беспроводной связи включает в себя базовую станцию 102, и базовая станция 102 может включать в себя множество групп антенн. Каждая группа антенн может включать в себя одну или несколько антенн. Например, группа антенн может включать в себя антенны 104 и 106, другая группа антенн может включать в себя антенны 108 и 110, и дополнительная группа может включать в себя антенны 112 и 114. На фиг. 1 показаны две антенны для каждой группы антенн, но для каждой группы может использоваться больше или меньше антенн. Базовая станция 102 может дополнительно включать в себя схему передатчика и схему приемника. Специалист в данной области может понять, что как схема передатчика, так и схема приемника может включать в себя множество компонентов (таких как процессоры, модуляторы, мультиплексоры, демодуляторы, демультиплексоры или антенны), относящиеся к процессу передачи и приема сигнала.
Базовая станция 102 может устанавливать связь с одним или более терминалами доступа (такими как терминал 116 доступа и терминал 122 доступа). Однако может быть понятно, что базовая станция 102 может устанавливать связь с любым количеством терминалов доступа, подобных терминалу 116 или 122 доступа. Терминалы 116 и 122 доступа могут быть, например, сотовыми телефонами, смартфонами, портативными компьютерами, карманными коммуникационными устройствами, карманными вычислительными устройствами, спутниковыми радиоустройствами системы глобального позиционирования, портативными компьютерами и/или любые другими соответствующими устройствами, используемые для связи в системе 100 беспроводной связи. Как показано на чертеже, терминал 116 доступа взаимодействует с антеннами 112 и 114, где антенны 112 и 114 посылают информацию на терминал 116 доступа с использованием прямого канала 118 и принимают информацию от терминала 116 доступа с использованием обратного канала 120. Кроме того, терминал 122 доступа взаимодействует с антеннами 104 и 106, где антенны 104 и 106 посылают информацию на терминал 122 доступа с использованием прямого канала 124 и принимают информацию от терминала 122 доступа с использованием обратного канала 126. Например, в FDD (способ частотного разделения каналов) системе, например, прямой канал 118 может использовать частотный диапазон, отличный от того, который используется обратным каналом 120, и прямой канал 124 может использовать частотный диапазон другой, чем используемый обратным каналом 126. Кроме того, в ТDD (дуплекс с временным разделением) системе прямой канал 118 и обратный канал 120 могут использовать один и тот же частотный диапазон, и прямой канал 124 и обратный канал 126 могут использовать одну и ту же полосу частот.
Каждая группа антенн и/или область, предназначенная для связи, упоминаются как сектор базовой станции 102. Например, группа антенн может быть выполнена с возможностью устанавливать связь с терминалом доступа в секторе области, покрываемой базовой станцией 102. В процессе, в котором базовая станция 102 соответственно устанавливает связь с терминалами 116 и 122 доступа с использованием прямых каналов 118 и 124, передающая антенна базовой станции 102 может использовать диаграммы направленности для улучшения отношения сигнал-шум прямых каналов 118 и 124. Кроме того, когда базовая станция 102 использует диаграммы направленности для передачи сигналов на терминалы 116 и 122 доступа, которые распределены случайным образом в соответствующей области покрытия, мобильное устройство в соседней соте принимает меньше помех, по сравнению со способом, в котором базовая станция использует одну антенну для передачи сигналов всем терминалам доступа, обслуживаемым базовой станцией.
В заданный отрезок времени базовая станция 102, терминал 116 доступа и/или терминал 122 доступа могут быть передающими устройствами беспроводной связи и/или принимающими устройствами беспроводной связи. При передаче данных передающее устройство беспроводной связи может кодировать данные для передачи. В частности, передающее устройство беспроводной связи может иметь (например, генерировать, получать и хранить данные в памяти) заданное количество информационных битов, которые должны быть отправлены в принимающее устройство беспроводной связи с использованием канала. Этот информационный бит может быть включен в состав транспортного блока (или множество транспортных блоков) данных, и транспортный блок может быть сегментирован для формирования множества кодовых блоков. Кроме того, передающее устройство беспроводной связи может использовать полярный кодер (не показан) для кодирования каждого кодового блока.
На фиг. 2 показана система, к которой применим способ построения прореженного полярного кода настоящего изобретения в среде беспроводной связи. Система включает в себя устройство 202 беспроводной связи. Показано, что устройство 202 беспроводной связи выполняет передачу с использованием канала. Хотя проиллюстрировано, что устройство 202 беспроводной связи отправляет данные, устройство 202 беспроводной связи может дополнительно принимать данные с использованием канала (например, устройство 202 беспроводной связи может отправлять и принимать данные в тот же самый период времени, устройство 202 беспроводной связи может отправлять и принимать данные в разные моменты времени или их комбинации). Например, устройство 202 беспроводной связи может быть базовой станцией (такой как базовая станция 102 на фиг.1) или терминалом доступа (таким как терминал 116 доступа на фиг.1 или терминал 122 доступа на фиг.1).
Устройство 202 беспроводной связи может включать в себя модуль 204 для построения прореженного полярного кода, устройства 205 согласования скорости передачи данных и передатчика 206.
Модуль 204 для построения прореженного полярного кода может представлять собой полярный кодер, выполненный с возможностью кодировать подлежащие передаче данные для получения соответствующего полярного кода. Альтернативно, другой модуль может быть выполнен с возможностью формировать перегруженный полярный код, который здесь не ограничен. Устройство 205 согласования скорости передачи данных выполнено с возможностью определять выходные биты в соответствии с соответствующим полярным кодом, и передатчик 206 может впоследствии передавать выходные биты по каналу. Например, передатчик 206 может передавать соответствующие данные в другое иное устройство беспроводной связи.
Нижеследующее обеспечивает подробное описание заданного процесса обработки построения вышеупомянутого прореженного полярного кода.
Фиг. 3 представляет собой блок-схему алгоритма способа построения прореженного полярного кода по варианту осуществления настоящего изобретения. Способ, показанный на фиг. 3, может выполняться модулем (например, полярным кодер) для построения прореженного полярного кода в устройстве беспроводной связи. Способ включает в себя:
301. Сравнивают порядковый номер фазы текущего битового канала с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения.
302. Получают вероятность перехода битового канала в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности порядкового номера битового канала в каждой фазе, где условие контроля четности указывает, является ли порядковый номер битового канала четным или нечетным.
303. Получают значение надежности каждого битового канала в соответствии с вероятностью перехода.
304. Определяют индексное множество информационных бит в соответствии со значениями надежности.
Полярный код является первым кодом, который теоретически может достичь Шаннон емкости и иметь низкую сложность декодирования-кодирования (сложность декодирования-кодирования представляет собой O(NlogN), где N - длина кода). Краткое описание процесса кодирования-декодирования полярного кода выглядит следующим образом:
Полярный код представляет собой линейный блоковый код, его порождающая матрица представляет собой и его процесс кодирования является , где. представляет собой бинарный вектор и представляет вектор перед кодированием, представляет собой вектор после кодирования и N представляет длину вектора, то есть, длина кода равна N. Для длины кода здесь и является транспонированной матрицей, например, бит обратной матрицей. является степенью Kronecker F и определяется как .
N.
N
N.
N
C
С
Полярный код может быть представлен как (N, K, A, ) с использованием смежно-группового кода, и его процесс кодирования представляет собой , где A здесь представляет собой индексное множество информационных бит, G(A) является подматрицей в G, полученном из строки, соответствующей индексу в множестве A, G(A) является подматрицей в G, полученной из строки, соответствующей индексу в множестве A, и выбор множества A определяет производительность полярного кода. представляет собой зарезервированный бит, его количество равно (N-K) и является известным битом. Для простоты эти зарезервированные биты могут быть установлены на 0.
На этапе 301 шаблон выкалывания является входным параметром для построения полярного кода. Чтобы представить шаблон выкалывания в более общем плане, может быть использован шаблон выкалывания в широком смысле и может быть определен следующим образом: предполагается, что длина кода полярного кода равна и шаблон выкалывания показывает, что шаблон выкалывания является вектором длины ; и если указано, то это указывает на то, что местоположения кодовых символов и выкалываются, то есть, шаблон выкалывания является периодическим, и период равен , где j представляет собой порядковый номер фазы.
Шаблон выкалывания периода с широким смыслом также может использоваться для представления непериодического шаблона выкалывания; например, если t = m, то это может указывать на то, что шаблон выкалывания является непериодическим.
В алгоритме построения прореженного полярного кода порядковый номер j фазы текущего битового канала, то есть, i-ого битового канала, можно сравнить с индексом t периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения.
В соответствии с результатом сравнения на этапе 301, на этапе 302 вероятность W перехода i-го битового канала получается рекурсивно, в соответствии с первой формулой или второй формулой, и в соответствии с условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера i текущего битового канала в фазах, если результатом сравнения является то, что порядковый номер j фазы меньше или равен индексу t периода.
Вероятность перехода битового канала получается в соответствии с первой формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или вероятность перехода битового канала получается в соответствии со второй формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Первая формула включает в себя:
и вторая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих основной единице преобразования поляризации прореженного полярного кода, и представляют выход канала и и представляют собой входные биты перед кодированием.
Вероятность W перехода i-го битового канала получается рекурсивно в соответствии с третьей формулой или четвертой формулой и в соответствии с условиями контроля четности двоичного представления номера i последовательности битового канала в каждой фазе, если результатом сравнения является то, что номер j последовательности фаз больше, чем индекс t периода.
Вероятность перехода битового канала получается в соответствии с третьей формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или вероятность перехода битового канала получается в соответствии с четвертой формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Третья формула включает в себя:
и четвертая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой вероятность перехода для (j-1)-й фазы, а j представляет собой порядковый номер фазы.
Третья формула и четвертая формула здесь имеют одну и ту же формулу для вычисления вероятности перехода как неперегруженный полярный код.
Таким образом, после получения вероятности перехода каждого битового канала на этапе 303, поскольку шум всегда существует в канале, в процессе передачи информации неизбежна ошибка. После получения вероятности перехода каждого битового канала значение надежности каждого битового канала может быть получено в соответствии с вероятностью перехода. Значение надежности может включать в себя параметр Бхаттачарья, вероятность ошибки или параметр Бхаттачарья и вероятность ошибки. Вероятность ошибки представляет собой вероятность ошибки некорректной замены бита с 0 на 1 или неправильной замены 1 на 0. Способ реализации настоящего изобретения для получения вероятности ошибки в соответствии с вероятностью перехода может быть понят специалистом в данной области, описание которого не повторяется. Дополнительно, параметр Бхаттачарья каждого битового канала может быть дополнительно получен в соответствии с вероятностью перехода.
Способ реализации получения параметра Бхаттачарья, соответствующего каждому битовому каналу в соответствии с вероятностью W перехода, может быть: согласно способу сравнения на этапе 102 получение параметра Бхаттачарья в соответствии с пятой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0;
получение параметра Бхаттачарья по шестой формуле, если результатом сравнения является то, что номер последовательности фаз меньше или равен индексу периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1;
получение параметра Бхаттачарья в соответствии с седьмой формулой, если результатом сравнения является то, что номер последовательности фазы больше, чем индекс периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получение параметра Бхаттачарья в соответствии с восьмой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше индекса периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Пятая формула включает в себя:
и шестая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих базовой единице поляризации преобразования прореженного полярного кода, и Z представляет собой параметр Бхаттачарья; и
седьмая формула включает в себя:
и восьмая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой параметр Бхаттачарья для j-й фазы и представляет параметр Бхаттачарья для (j-1)-й фазы.
После получения параметра Бхаттачарья и вероятности ошибки каждого битового канала на этапе 304, вероятности ошибок могут быть отсортированы в порядке возрастания, и индексное множество А битов формируется в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первого К вероятности ошибки; параметры Бхаттачарья сортируются в порядке возрастания и индексное множество информационных битов формируется в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых K параметров Бхаттачарья; или выбирается меньшая вероятность ошибки и параметр Бхаттачарья для каждого битового канала, выбранные меньшие значения сортируются в порядке возрастания, и порядковые номера битовых каналов, соответствующие первым К наименьшего значения, выбираются для формирования индексного множества информационного бита. Например, если вероятность ошибки для битового канала равна 1/1000 и параметр Бхаттачарья равен 2/1000, то для сортировки битового канала выбирается 1/1000.
Значение K здесь задано и известно, и K может быть выбрано в соответствии со скоростью кода или длиной кода кодирования-декодирования канала.
Таким образом, для алгоритма построения прореженного полярного кода во время получения индексного множества А информационных бит получается вероятность ошибки или параметр Бхаттачарья для каждого битового канала, так что порядковые номера битовых каналов первые К вероятности ошибки и/или параметры Бхаттачарья выбраны в качестве индексного множества А информационного бита, и передатчик и приемник в устройстве связи могут выполнять кодирование и декодирование в соответствии с индексным множеством информационных бит.
На фиг. 4 показано сравнение кривой FER коэффициента кадровых ошибок между случайным выкалыванием и алгоритмом для построения прореженного полярного кода в этом варианте осуществления настоящего изобретения, где используется SC декодирование. Кривая, имеющая метку *, предназначена для случая, когда используется обычный способ случайного выкалывания, и кривая, обозначенная  - для случая, в котором используется способ выкалывания в этом варианте осуществления настоящего изобретения. Горизонтальная ось указывает отношение сигнал/шум (Eb/N0) и вертикальная ось указывает значение FER. Можно видеть, что, используя алгоритм построения прореженного полярного кода в этом варианте осуществления настоящего изобретения, эффективность FER прореженного полярного кода может быть улучшена и коэффициент кадровых ошибок прореженного полярного кода может быть уменьшен. Например, если длина кода N = 256, K = 128 и число выкалываний =64, когда FER = 10 ^ (- 2), то производительность прореженного полярного кода, построенного с использованием алгоритма в этом варианте осуществления настоящего изобретения на 0,7 dB лучше, чем производительность случайного прореженного полярного кода, где число выкалываний указывает число выколотых битов. FER отражает исчерпывающее отображение качества прямой линии связи и является вероятностью ошибки передачи кадра в процессе передачи данных. Например, для базовой станции и пользователя мобильного телефона более низкая FER указывает, что линия связи, на которой находится мобильный телефон, лучше, и сигнал, принятый от базовой станции, лучше.
Следовательно, в способе построения прореженного полярного кода, представленного в этом варианте осуществления настоящего изобретения, порядковый номер фазы текущего битового канала сравнивается с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения, где шаблон выкалывания используется для формирования входного параметра полярного кода; вероятность перехода битового канала рекурсивно получается в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе; вероятность ошибки каждого битового канала получается в соответствии с вероятностью перехода, вероятности ошибок сортируются в порядке возрастания, и порядковые номера, соответствующие битовым каналам первых К вероятности, выбираются для формирования индексного множества информационных бит, так что приемник терминала выполняет декодирование в соответствии с индексным множеством информационных бит, построенным перегруженным полярным кодом в этом варианте осуществления настоящего изобретения, что может улучшить эффективность декодирования полярного кода.
На фиг. 5 показана блок-схема устройства 500 для построения прореженного полярного кода согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство может быть расположено на мобильном пользовательском терминале, базовой станции и т.п. и включает в себя блок 501 сравнения, блок 502 получения и блок 503 определения.
Блок 501 сравнения выполнен с возможностью сравнивать порядковый номер фаз текущего битового канала с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения;
блок 502 получения выполнен с возможностью получать вероятности перехода битового канала в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности порядкового номера битового канала в каждой фазе;
блок 502 получения дополнительно выполнен с возможностью получать значение надежности каждого битового канала в соответствии с вероятностью перехода; и
блок 503 определения выполнен с возможностью определять индексное множество информационного бита в соответствии со значениями надежности.
Значение надежности здесь может включать в себя параметр Бхаттачарья, вероятность ошибки или параметр Бхаттачарья и вероятность ошибки.
Возможно, значение надежности включает в себя параметр Бхаттачарья и блок 503 определения конкретно выполнен с возможностью:
сортировать параметры Бхаттачарья в порядке возрастания и формировать индексное множество информационного бита в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых К параметров Бхаттачарья, где K - положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
Возможно, значение надежности включает в себя вероятность ошибки и блок 503 определения конкретно выполнен с возможностью:
выбирать меньшую вероятность ошибки и параметр Бхаттачарья каждого битового канала, сортировать выбранные меньшие значения в порядке возрастания и выбирать порядковые номера битовых каналов, соответствующие первым K меньшим значениям, чтобы сформировать индексное множество информационных бит, где K представляет собой положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
Возможно, блок 502 получения может быть конкретно выполнен с возможностью:
получать вероятность перехода битового канала в соответствии с первой формулой или второй формулой и в соответствии с условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода; или
получать вероятность перехода битового канала в соответствии с третьей формулой или четвертой формулой и в соответствии с условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше индекса периода.
Возможно, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, блок 502 получения может быть конкретно выполнен с возможностью:
получать вероятность перехода в соответствии с первой формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получать вероятность перехода по второй формуле, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Первая формула включает в себя:
и вторая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих основной единице преобразования поляризации прореженного полярного кода, и представляют выход канала, и представляют собой входные биты перед кодированием.
Возможно,
если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше, чем индекс периода, то блок 502 получения может быть конкретно выполнен с возможностью:
получать вероятность перехода согласно третьей формуле, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получать вероятность перехода в соответствии с четвертой формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Третья формула включает в себя:
и четвертая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой вероятность перехода для (j-1) -й фазы, а j представляет собой порядковый номер фазы.
Возможно,
блок 502 получения может быть конкретно выполнен с возможностью:
получать параметр Бхаттачарья в соответствии с пятой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0;
получать параметр Бхаттачарья в соответствии с шестой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1;
получать параметр Бхаттачарья в соответствии с седьмой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше индекса периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получать параметр Бхаттачарья в соответствии с восьмой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше индекса периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Пятая формула включает в себя:
и шестая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих базовой единице поляризации преобразования прореженного полярного кода, и Z представляет собой параметр Бхаттачарья; и
седьмая формула включает в себя:
и восьмая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой параметр Бхаттачарья для j-й фазы и представляет параметр Бхаттачарья для (j-1) -й фазы.
В соответствии с устройством для построения прореженного полярного кода, представленного в этом варианте осуществления настоящего изобретения, порядковый номер фазы текущего битового канала сравнивается с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения, где шаблон выкалывания является входным параметром для построения полярного кода; вероятность перехода битового канала рекурсивно получается в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе; параметр Бхаттачарья и вероятность ошибки каждого битового канала получены в соответствии с вероятностью перехода; и индексное множество информационных бит определяется в соответствии с параметрами Бхаттачарья и/или вероятностями ошибок, так что приемник выполняет декодирование в соответствии с индексным множеством информационных бит, сформированным перегруженным полярным кодом в этом варианте осуществления настоящего изобретения, что может улучшить эффективность декодирования полярного кода.
На фиг. 6 проиллюстрирована принципиальная схема терминала 600 доступа, который полезен при выполнении вышеописанного способа для построения прореженного полярного кода в системе беспроводной связи. Терминал 600 доступа включает в себя приемник 602, где приемник 602 выполнен с возможностью принимать сигнал от, например, приемной антенны (не показана), выполнять типичное действие (такое как фильтрация, усиление и понижающее преобразование) принятого сигнала и оцифровывать обработанный сигнал для получения эталонного сигнала. Приемник 602 может быть, например, приемником MMSE (минимальная среднеквадратичная ошибка). Терминал 600 доступа может дополнительно включать в себя демодулятор 604, где демодулятор 604 может быть выполнен с возможностью демодуляции принятого символа и доставки символа в процессор 606 для оценки канала. Процессором 606 может быть: процессор, который специально выполнен с возможностью анализировать информацию, принимаемую приемником 602, и/или генерировать информацию, которая должна быть отправлена передатчиком 616; процессор выполнен с возможностью управлять одним или несколькими компонентами терминала 600 доступа; и/или контроллер, который выполнен с возможностью анализировать информацию, принимаемую приемником 602, генерировать информацию, которую должна передаваться передатчиком 616, и управлять одним или несколькими компонентами терминала 600 доступа.
Терминал 600 доступа может дополнительно включать в себя память 608. Память 608 может быть оперативно соединена с процессором 606 и может хранить следующие данные: данные для отправки, принятые данные и любую другую надлежащую информацию, относящуюся к выполнению различных действий и функций, описанных в этой спецификации. Память 608 может дополнительно хранить протокол и/или алгоритм, который относится к процессу обработки полярного кода.
Очевидно, что устройство хранения данных (такое как память 608), описанное в этой спецификации, может быть энергозависимой памятью или энергонезависимой памятью или может включать в себя как энергозависимую память, так и энергонезависимую память. Примерная, но не ограничивающая, энергонезависимая память может включать в себя: ROM (постоянное запоминающее устройство), PROM (программируемое постоянное запоминающее устройство), EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), EEPROM (электрически стираемая программируемая постоянная память) или флэш-память. Энергозависимая память может включать в себя: RAM (оперативное запоминающее устройство), которое используется в качестве внешнего кеша. Типичными, но не ограничительными, являются RAMs многих форм, такие как SRAM (статическая память произвольного доступа), DRAM (динамическая оперативная память), SDRAM (синхронная динамическая оперативная память), DDR SDRAM (синхронная двойная скорость передачи данных динамическое оперативное запоминающее устройство), ESDRAM (улучшенная синхронная динамическая оперативная память), SLDRAM (динамическая оперативная память с синхронизацией) и DR RAM (оперативная память произвольного доступа). Память 608 как в системе, так и в способе, описанном в этом описании, включает в себя, но не ограничивается ими, эти памяти и память другого подходящего типа.
При реализации настоящего изобретения, терминал 600 доступа может включать в себя полярный кодер. Полярный кодер 612 в основном аналогичен полярному кодеру 204 на фиг. 2, и может быть выполнен с возможностью: сравнивать порядковый номер фазы текущего битового канала с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения; получать вероятность перехода битового канала в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности порядкового номера битового канала в каждой фазе; получать значение надежности каждого битового канала в соответствии с вероятностью перехода; и определять индексное множество информационного бита в соответствии со значениями надежности.
Значение надежности может включать в себя параметр Бхаттачарья, вероятность ошибки или параметр Бхаттачарья и вероятность ошибки.
Возможно, в одном варианте осуществления вероятность W перехода i-го битового канала получается в соответствии с первой формулой или второй формулой и в соответствии с условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера i текущего битового канала в фазах, если результатом сравнения является то, что порядковый номер j фазы меньше или равен индексу t периода.
Вероятность перехода битового канала получается в соответствии с первой формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или вероятность перехода битового канала получается в соответствии со второй формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Первая формула включает в себя:
и вторая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих основной единице преобразования поляризации прореженного полярного кода, и представляют выход канала, и представляют собой входные биты перед кодированием.
Вероятность W перехода получается в соответствии с третьей формулой или четвертой формулой и в соответствии с условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера i битового канала в каждой фазе, если результатом сравнения является то, что порядковый номер j фазы больше индекса t периода.
Вероятность перехода битового канала получается в соответствии с третьей формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или вероятность перехода битового канала получается в соответствии с четвертой формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Третья формула включает в себя:
и четвертая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой вероятность перехода для (j-1) -й фазы, и j представляет собой порядковый номер фазы.
Третья формула и четвертая формула здесь имеют одну и ту же формулу для вычисления вероятности перехода как непрореженного полярного кода.
Возможно, после того, как полярный кодер получает вероятность перехода каждого битового канала, поскольку шум всегда существует на канале, и ошибка неизбежна в процессе передачи информации. После того, как вероятность перехода каждого битового канала будет получена, вероятность ошибки неправильной замены бита с 0 на 1 или неправильная замена 1 на 0 каждого битового канала может быть получена в соответствии с вероятностью перехода. Способ реализации настоящего изобретения для получения вероятности ошибки в соответствии с вероятностью перехода может быть понятен специалистом в данной области техники и описание которого не повторяется. Кроме того, параметр Бхаттачарья для каждого битового канала может быть дополнительно получен в соответствии с вероятностью перехода.
Способ реализации получения параметра Бхаттачарья, соответствующего каждому битовому каналу, в соответствии с вероятностью W перехода, может быть: согласно способу сравнения на этапе 102, получение параметра Бхаттачарья в соответствии с пятой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0;
получение параметра Бхаттачарья по шестой формуле, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1;
получение параметра Бхаттачарья по седьмой формуле, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше, чем индекс периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получение параметра Бхаттачарья по восьмой формуле, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше индекса периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Пятая формула включает в себя:
и шестая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих базовой единице поляризации преобразования прореженного полярного кода, и Z представляет собой параметр Бхаттачарья; и
седьмая формула включает в себя:
и восьмая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой параметр Бхаттачарья для j-й фазы и представляет параметр Бхаттачарья для (j-1) -й фазы.
Возможно, после получения параметра Бхаттачарья и вероятности ошибки каждого битового канала, вероятности ошибки могут быть отсортированы в порядке возрастания, и индексное множество A бит формируется в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых K вероятностей ошибок; параметры Бхаттачарья сортируются в порядке возрастания и индексное множество информационных битов формируется в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых K параметров Бхаттачарья; или выбирается меньшая вероятность ошибки и параметр Бхаттачарья для каждого битового канала, выбранные меньшие значения сортируются в порядке возрастания и порядковые номера битовых каналов, соответствующие первым К наименьшим значениям, выбираются для формирования индексного множества информационных бит.
Дополнительно, терминал 600 доступа может дополнительно включать в себя модулятор 614 и передатчик 616, где передатчик 616 дополнительно выполнен с возможностью передавать сигнал на базовую станцию, другой терминал доступа или тому подобное. Хотя проиллюстрировано, что полярный кодер 612, устройство 610 согласования скорости и/или модулятор 614 не зависят от процессора 606, следует понимать, что полярный кодер 612, устройство 610 согласования скорости и/или модулятор 614 могут быть частью процессора 606 или нескольких процессоров (не показаны). В реальном применении приемник 602 и передатчик 616 также могут быть объединены в один приемопередатчик.
На фиг. 7 показана схема примерной системы, в которой в среде беспроводной связи выполняется способ построения прореженного полярного кода. Используется базовая станция 702 (такая как точка доступа, NB или eNB). Базовая станция 702 имеет приемник 710, который принимает сигнал от одного или более терминалов 704 доступа с использованием множества приемных антенн 706 и имеет передатчик 724, который передает сигнал одному или нескольким терминалам 704 доступа с использованием передающей антенны 708. Как правило, «приемная антенна» и «передающая антенна» могут быть объединены в одну приемо-передающую антенну. Приемник 710 может принимать информацию от приемной антенны 706 и может быть оперативно соединен с демодулятором 712, который выполняет демодуляцию принятых данных. Демодулированный символ анализируют с использованием процессора 714. Процессор 714 подключен к памяти 716, где память 716 выполнена с возможностью хранить данные, которые должны быть отправлены на терминал 704 доступа (или на другую базовую станцию (не показана)), или данные, принятые из терминала 704 доступа (или другой базовой станции (не показаны)), и/или любую другую надлежащую информацию, относящуюся к выполнению различных действий и функций, описанных в этом описании. Процессор 714 может быть дополнительно соединен с полярным кодер 716 для сравнения порядкового номера фаз текущего битового канала с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения; рекурсивно получать вероятность перехода битового канала в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе; получать параметр Бхаттачарья и вероятность ошибки каждого битового канала в соответствии с вероятностью перехода; и определять индексное множество информационных бит в соответствии с параметрами Бхаттачарья и/или вероятностями ошибок.
Возможно, значение надежности включает в себя параметр Бхаттачарья; и
определение индексного множества информационного бита в соответствии со значением надежности, включает в себя:
сортировку параметров Бхаттачарья в порядке возрастания и формирование индексного множества информационного бита в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых К параметров Бхаттачарья, где K - положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
Возможно, значение надежности включает в себя вероятность ошибки; и
определение индексного множества информационного бита в соответствии со значением надежности включает в себя:
сортировку вероятностей ошибок в порядке возрастания и формирование индексного множества информационного бита в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых К вероятностей ошибки, где K - положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
Возможно, значение надежности включает в себя параметр Бхаттачарья и вероятность ошибки; и
определение индексного множества информационного бита в соответствии со значением надежности включает в себя:
выбор меньшей вероятности ошибки и параметра Бхаттачарья для каждого битового канала, сортировку выбранных меньших значений в порядке возрастания и выбор порядковых номеров битовых каналов, соответствующих первым K меньшим, для формирования индексного множества информационных бит, где K представляет собой положительное целое число, меньшее или равное общему количеству битовых каналов.
Возможно, в варианте осуществления вероятность W перехода i-го битового канала получается в соответствии с первой формулой или второй формулой и в соответствии с условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера i текущего битового канала в фазах, если результатом сравнения является то, что порядковый номер j фазы меньше или равен индексу t периода.
Вероятность перехода битового канала получается в соответствии с первой формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или вероятность перехода битового канала получается в соответствии со второй формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Первая формула включает в себя:
и вторая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих основной единице преобразования поляризации прореженного полярного кода, и представляют выход канала, и представляют собой входные биты перед кодированием.
Вероятность W перехода получается в соответствии с третьей формулой или четвертой формулой и в соответствии с условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера i битового канала в каждой фазе, если результатом сравнения является то, что порядковый номер j больше индекса t периода.
Вероятность перехода битового канала получается в соответствии с третьей формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или вероятность перехода битового канала получается в соответствии с четвертой формулой, если бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Третья формула включает в себя:
и четвертая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой вероятность перехода для (j-1)-й фазы, и j представляет собой порядковый номер фазы.
Третья формула и четвертая формула здесь имеют одинаковую формулу для вычисления вероятности перехода как неперегруженный полярный код.
Возможно, после того, как полярный кодер получает вероятность перехода каждого битового канала, поскольку шум всегда существует на канале, ошибка неизбежна в процессе передачи информации. После получения вероятности перехода каждого битового канала вероятность ошибки каждого битового канала может быть получена в соответствии с вероятностью перехода. Вероятность ошибки представляет собой вероятность ошибки неправильной замены бит с 0 на 1 или неправильной замены 1 на 0. Способ реализации настоящего изобретения для получения вероятности ошибки в соответствии с вероятностью перехода может быть понят специалистом в данной области, и его описание не повторяется. Кроме того, параметр Бхаттачарья для каждого битового канала может быть дополнительно получен в соответствии с вероятностью перехода.
Способ реализации получения параметра Бхаттачарья, соответствующего каждому битовому каналу в соответствии с вероятностью W перехода, может быть: согласно способу сравнения на этапе 102, получение параметра Бхаттачарья в соответствии с пятой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0;
получение параметра Бхаттачарья по шестой формуле, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы меньше или равен индексу периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1;
получение параметра Бхаттачарья в соответствии с седьмой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше, чем индекс периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 0; или
получение параметра Бхаттачарья в соответствии с восьмой формулой, если результатом сравнения является то, что порядковый номер фазы больше индекса периода, и бит двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе соответствует 1.
Пятая формула включает в себя:
и шестая формула включает в себя:
где и представляют вероятности перехода двух каналов, соответствующих базовой единице поляризации преобразования прореженного полярного кода, и Z представляет собой параметр Бхаттачарья; и
седьмая формула включает в себя:
и восьмая формула включает в себя:
где представляет собой вероятность перехода для j-й фазы, представляет собой параметр Бхаттачарья для j-й фазы и представляет параметр Бхаттачарья для (j-1) -й фазы.
Возможно, после получения параметра Бхаттачарья и вероятности ошибки каждого битового канала вероятности ошибки могут быть отсортированы в порядке возрастания, и битовое индексное множество A формируется в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первого K вероятности ошибок; параметры Бхаттачарья сортируются в порядке возрастания, и индексное множество информационных битов формируется в соответствии с порядковыми номерами, соответствующими битовым каналам первых K параметров Бхаттачарья; или выбирается меньшая вероятность ошибки и параметр Бхаттачарья для каждого битового канала, выбранные меньшие значения сортируются в порядке возрастания, и порядковые номера битовых каналов, соответствующие наименьшим первым K, выбираются для формирования индексного множества информационного бита.
Кроме того, терминал доступа может дополнительно включать в себя модулятор 722 и передатчик 724, где передатчик 724 выполнен с возможностью передавать сигнал на базовую станцию, другой терминал доступа или тому подобное. Хотя проиллюстрировано, что полярный кодер 716, устройство 720 согласования скорости и/или модулятор 722 не зависят от процессора 714, следует понимать, что полярный кодер 716, устройство 720 согласования скорости и/или модулятор 722 могут быть частью процессора 714 или нескольких процессоров (не показаны).
Кроме того, в системе модулятор 722 может модулировать кадр и передатчик 724 с помощью антенны 706 посылает кадр, модулированный модулятором 722, на терминал 704 доступа. Хотя иллюстрируется, что полярный кодер 716, устройство 720 согласования скорости и/или модулятор 722 не зависят от процессора 714, следует понимать, что полярный кодер 716, устройство 720 согласования скорости и/или модулятор 722 могут быть частью процессора 714 или нескольких процессоров (не показаны).
Очевидно, что варианты осуществления, описанные в этом описании, могут быть реализованы с помощью аппаратного обеспечения, программного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения, промежуточного программного обеспечения, микрокода или их комбинации. Для аппаратной реализации блок обработки информации может быть реализован в другом электронном блоке для выполнения функций, описанных в этом приложении, и их комбинации, такой как один или несколько ASIC (специальная интегральная схема приложения), DSP (процессор цифровых сигналов), DSPD (устройство цифровой обработки сигналов), PLD (программируемое логическое устройство), FPGA (программируемая пользователем матрица вентилей), процессор, контроллер, микроконтроллер, микропроцессор и микросхема.
Когда варианты осуществления реализованы в программном обеспечении, аппаратно-программном обеспечении, промежуточном программном обеспечении, микрокоде, программном коде или сегменте кода, они могут храниться на машиночитаемом носителе информации, например, в компоненте хранения. Сегмент кода может представлять собой процесс, функцию, подпрограмму, операцию, подоперацию, модуль, группу программ, класс или любую комбинацию команд, структур данных или программных операторов. Сегмент кода может быть связан с другим сегментом кода или аппаратной схемой путем передачи и/или приема информации, данных, независимой переменной, параметра или контента памяти. Информация, независимая переменная, параметр, данные и т.п. могут быть переданы, направлены или отправлены любым подходящим способом, включающим в себя совместное использование памяти, передачу сообщений, передачу токена, передачу по сети и тому подобное.
Для реализации программного обеспечения технология, описанная в этой спецификации, может быть реализована с использованием модулей для выполнения функций (например, процесса или функции), описанных в этой спецификации. Программный код может храниться в памяти и выполняться процессором. Блок памяти может быть реализован внутри процессора или вне процессора, и в последнем случае, блок памяти может быть соединен с процессором посредством связи различными средствами, известными в данной области техники.
В соответствии с устройством для построения прореженного полярного кода, представленного в этом варианте осуществления настоящего изобретения, порядковый номер фазы текущего битового канала сравнивается с индексом периода шаблона выкалывания для получения результата сравнения, где шаблон выкалывания является входным параметром для построения полярного кода; вероятность перехода битового канала рекурсивно получается в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе; параметр Бхаттачарья и вероятность ошибки каждого битового канала получены в соответствии с вероятностью перехода; и индексное множество информационных бит определяется в соответствии с параметрами Бхаттачарья и/или вероятностями ошибок, так что приемник выполняет декодирование в соответствии с индексным множеством информационных бит, сформированным перегруженным полярным кодом в этом варианте осуществления настоящего изобретения, что может улучшить производительность декодирование полярного кода.
На фиг. 8 показана система 800, в которой способ построения прореженного полярного кода может использоваться в среде беспроводной связи. Например, система 800 может, по меньшей мере, частично устанавливаться на базовой станции. В соответствии с другим примером система 800 может, по меньшей мере, частично находиться на терминале доступа. Следует понимать, что система 800 может включать в себя функциональный блок, который может представлять собой функциональный блок функций, реализованных процессором, программным обеспечением или их комбинацией (например, аппаратно-программным обеспечением). Система 800 включает в себя логическую группу 802, которая имеет электронные компоненты, которые могут работать совместно.
Например, логическая группа 802 может быть выполнена с возможностью: сравнивать фазовый порядковый номер текущего битового канала с индексом периода шаблона выкалывания для получения электронного компонента 804 результата сравнения; рекурсивно получать электронный компонент 806 вероятности перехода битового канала в соответствии с результатом сравнения и условиями контроля четности двоичного представления порядкового номера битового канала в каждой фазе; получать электронный компонент 808 параметра Бхаттачарья и вероятности ошибки каждого битового канала в соответствии с вероятностью перехода; и определять электронный компонент 810 индексного множества информационных бит в соответствии с параметрами Бхаттачарья и/или вероятностями ошибок.
В способе построения прореженного полярного кода, представленного в настоящем изобретении, приемник выполняет декодирование в соответствии с индексным множеством информационных бит, сформированным полярным кодом в этом варианте осуществления настоящего изобретения, что может улучшить производительность декодирования полярного кода.
Дополнительно, система 800 может включать в себя память 812, и память 812 хранит инструкции для выполнения функций, относящиеся к электронным компонентам 804, 806, 808 и 810. Хотя проиллюстрировано, что один или несколько электронных компонентов 804, 806, 808 и 810 находятся за пределами памяти 812, можно понять, что один или несколько электронных компонентов 804, 806, 808 и 810 могут находиться в памяти 812.
Специалисту в данной области техники может быть известно, что совместно с примерами, описанными в вариантах осуществления, раскрытыми в этом описании, этапы алгоритма могут быть реализованы с помощью электронного оборудования или комбинации программного обеспечения и электронного оборудования. Выполняются ли функции аппаратным или программным обеспечением, зависит от конкретных приложений и условий ограничения структур технических решений. Специалист в данной области может использовать различные способы для реализации описанных функций для каждого конкретного приложения, но не следует считать, что вариант реализации выходит за рамки настоящего изобретения.
Для специалиста в данной области очевидно, что для удобства и краткости описания подробное описание рабочего процесса вышеупомянутой системы, устройства и блока может быть осуществлено со ссылкой на соответствующий процесс в вышеупомянутых вариантах осуществления способа и детали в настоящем документе не описаны.
В нескольких вариантах осуществления, представленных в настоящей заявке, как следует понимать, раскрытое устройство и способ могут быть реализованы другими способами. Например, описанный вариант осуществления устройства является просто иллюстративным. Например, разделения на блоки является просто делением логических функций и может быть другим делением в реальном варианте реализации. Например, множество блоков или компонентов могут быть объединены или интегрированы в другую систему или некоторые функции могут быть проигнорированы или не выполнены. Кроме того, отображаемые или описанные взаимные соединения или прямые соединения или коммуникационные соединения могут быть реализованы с использованием некоторых интерфейсов. Непрямые соединения или коммуникационные соединения между устройствами или блоками могут быть реализованы в электронной, механической или других формах.
Дополнительно, функциональные блоки в устройствах и системах в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть интегрированы в один блок обработки, или каждый из блоков может использоваться, как один физический блок или два или более блока интегрированы в один блок. Блоки могут быть реализованы в виде аппаратного обеспечения или могут быть реализованы в виде аппаратного обеспечения в дополнение к функциональному блоку программного обеспечения.
Все или некоторые из этапов вариантов осуществления способа могут быть реализованы программой, которая управляет работой соответствующего оборудования. Программа может храниться на машиночитаемом носителе данных. Когда программа запускается, выполняются этапы вариантов осуществления способа. Вышеупомянутый носитель данных включает в себя: любой носитель, который может хранить программный код, такой как USB-накопитель, съемный жесткий диск, постоянное запоминающее устройство (постоянное запоминающее устройство, ROM для краткости), оперативное запоминающее устройство (память произвольного доступа, RAM для краткости), магнитный диск или оптический диск.
Вышеупомянутые описания являются просто конкретными способами реализации настоящего изобретения, но не предназначены для ограничения объема защиты настоящего изобретения. Любые изменения или замены, легко понятные специалисту в данной области техники в рамках технического объема, раскрытого в настоящем изобретении, подпадают под объем защиты настоящего изобретения. Следовательно, объем защиты настоящего изобретения определен формулой изобретения.