СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ГЕНЕРИРОВАНИЯ ГИБРИДНОГО ПОЛЯРНОГО КОДА
METHOD AND DEVICE FOR HYBRID POLAR CODE GENERATING

Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к области кодирования и декодирования и, более конкретно, к способу и устройству генерирования гибридного полярного кода (polar code).
Уровень техники
N
n
В системе связи, в общем, применяют кодирование канала для повышения надежности передачи данных и обеспечения качества связи. Полярный код (polar code) представляет собой режим кодирования, который может достигать пропускной способности Шеннона и имеет низкую сложность кодирования и декодирования. Полярный код представляет собой линейный блочный код. Его матрица генерирования представляет собой G, и обработка его кодирования представляет собой , где , при длине кода N=2, n≥0.
N
и B представляет собой транспонированную матрицу, например матрицу с обратным порядком битов (bit reversal).
N
N
N
N
представляет собой степень Кронекера (Kronecker power) для F и определено как . Полярный код может быть выражен как , используя смежный групповой код, и обработка кодирования полярного кода представляет собой , где А представляет собой набор индекса информационного (information) бита, G (А) представляет собой субматрицу, полученную через ряд, соответствующий индексу в установленном А в G, и G (А) представляет собой подматрицу, полученную через ряд, соответствующий индексу в установленном А в G.  обозначает замороженные (frozen) биты, число  и  обозначает известные биты. Для простоты замороженные биты могут быть установлены в 0.
При декодировании полярного кода можно использовать декодирование SC (последовательной отмены, successive-cancellation). Обработка декодирования полярного кода состоит в следующем:
Рассматривают полярный код, и параметр полярного кода представляет собой .
При SC декодировании последовательно рассчитывают следующие функции условного правдоподобия:
N
1
2
i-1
представляет собой принятый вектор сигнала (y1, y2, …, y), и  представляет собой вектор бита (u, u, …, u). W представляет собой вероятность перехода, и L обозначает отношение логарифмического правдоподобия.
Если i⊂А, решение принимают следующим образом:
C
Если i⊂A, просто выполняют
i
В представленных выше формулах (2) и (3)  обозначает значение решения для бита u.
2
Сложность декодирования SC составляет О (NlogN), где длина кода N является длинной, декодирование SC может обеспечить хорошие рабочие характеристики, которые приближаются к пределу Шеннона. Однако, когда N является коротким или имеет среднюю длину, рабочая характеристика декодирования SC полярного кода не превышает рабочую характеристика турбокода или кода LDPC (проверка четности низкой плотности, Low-density Parity-check), и рабочая характеристика декодирования должна быть дополнительно улучшена.
При декодировании SC декодирование выполняется бит за битом. После полного декодирования каждого бита принимают жесткое решение, и результат жесткого решения должен использоваться при декодировании последующего бита. Таким образом, может присутствовать распространение ошибок, что, таким образом, вызывает деградацию характеристик декодирования. Декодирование списком (list) резервирует множество путей кандидатов, и может достигать характеристик декодирования, которые приближаются к наибольшему правдоподобию. Декодирование SC и декодирование списком комбинируют для получения декодирования SC списком.
Обработка декодирования SC списком полярного кода кратко описывается следующим образом:
Разделение пути: каждый раз, если  обозначает информационные биты, текущий путь декодирования разделяют на два пути; один путь  и другой путь . Когда общее количество путей превышает заданное пороговое значение L, наиболее ненадежный путь отбрасывают, и только наиболее надежные пути L (называемые путями выживания) сохраняют; и значения вероятности всех путей обнуляют. L представляет собой положительное целое число и может называться количеством путей выживания.
Отсутствие разветвления путей: если  обозначает замороженные биты, путь декодирования не разделяют, устанавливают , количество путей остается неизменным, и значения вероятности всех путей обновляют.
2
Сложность декодирования SC списком составляет O(L×N×logN), и приблизительно в L раз больше сложности декодирования SC.
Полярный код, получаемый в соответствии с описанным выше подходом, вполне адаптируется для простого декодирования SC, но минимальное расстояние кода для полярного кода не будет слишком большим. Даже если оптимальная характеристика декодирования ML (максимальное правдоподобие, Maximum Likehood) достигается при использовании алгоритма улучшенного декодирования SC списком, его рабочие характеристики не являются идеальными, и CRC (проверка циклической избыточности, Cyclic Redundancy Check) должна быть размещена каскадно для увеличения минимального расстояния кода. Таким образом, это влияет на рабочие характеристики и сложность применения полярного кода.
Раскрытие изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на способ и устройство для генерирования гибридного полярного кода, таким образом, что рабочие характеристики полярного кода могут быть улучшены.
В первом аспекте предоставлен способ генерирования гибридного полярного кода, включающий в себя этапы, на которых: получают первую матрицу N×N и последовательность, включающую в себя N битов, где N представляет собой длину кода гибридного полярного кода, подлежащего генерированию, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимно-однозначном соответствии, и N представляет собой положительное целое число; определяют надежность N битов, и определяют вес каждого ряда в N рядах первой матрицы; и выбирают, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, в качестве информационных битов, или выбирают, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы размером K×N, используемой для кодирования, так чтобы кодировать последовательность информационных битов, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей, для генерирования гибридного полярного кода, в котором K представляет собой длину предназначенной для кодирования последовательности информационных битов, и представляет собой положительное целое число, не большее чем N.
Со ссылкой на первый аспект, при воплощении первого аспекта, этап выбора, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, в качестве информационных битов, включает в себя подэтап, на котором: выбирают K битов среди N битов в качестве информационных битов, где надежность K битов является высокой, и вес рядов, которые входят в первую матрицу и соответствуют K битам, больше чем первое пороговое значение.
Со ссылкой на первый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению первого аспекта, этап выбора K битов среди N битов, в качестве информационных битов, где надежность K битов является высокой, и вес рядов, которые составляют первую матрицу и соответствуют K битам, выше, чем первое пороговое значение, включает в себя подэтап, на котором: сортируют N битов, в соответствии с надежностью; и выбирают, в порядке убывания надежности, K битов среди отсортированных N битов, в качестве информационных битов, где вес рядов, которые составляют первую матрицу и соответствуют K битам, больше, чем первое пороговое значение.
Со ссылкой на первый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению первого аспекта, этап выбора K битов среди N битов, в качестве информационных битов, где надежность K битов высока и вес рядов, которые составляют первую матрицу и соответствуют K битам, выше, чем первое пороговое значение, включает в себя под этапы, на которых: удаляют биты из N битов для получения оставшихся битов, где вес ряда, который представляет собой первую матрицу и соответствует биту, меньше чем или равен первому пороговому значению; сортируют оставшиеся биты, в соответствии с надежностью оставшихся битов; и выбирают, в порядке убывания надежности, K битов среди отсортированных оставшихся битов, в качестве информационных битов.
Со ссылкой на первый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению первого аспекта, этап выбора, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы, которая составляет вторую матрицу K×N, используемую для кодирования, включает в себя этап, на котором: выбирают K рядов среди N рядов первой матрицы для построения второй матрицы, где надежность битов, которые соответствуют K рядам, высока и вес рядов выше, чем первое пороговое значение.
Со ссылкой на первый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению первого аспекта, этап выбора K рядов среди N рядов первой матрицы для построения второй матрицы, где надежность битов, которые соответствуют K рядам, является высокой и вес рядов выше, чем первое пороговое значение, включает в себя подэтапы, на которых: сортируют N рядов первой матрицы, в соответствии с надежностью соответствующих битов; и выбирают, в порядке убывания надежности соответствующих битов, K рядов среди отсортированных N рядов, для построения второй матрицы, где вес рядов выше, чем первое пороговое значение.
Со ссылкой на первый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению первого аспекта, этап выбор K рядов среди N рядов первой матрицы для построения второй матрицы, где надежность битов, которые соответствуют K рядам, высока, и вес рядов выше, чем первое пороговое значение, включает в себя подэтапы, на которых: удаляют ряд для получения оставшихся рядов, где вес ряда является меньшим чем или равным первому пороговому значению; сортируют оставшиеся ряды в соответствии с надежностью битов, которые соответствуют оставшимся рядам; и выбирают, в порядке убывания надежности соответствующих битов, K рядов среди отсортированных оставшихся рядов, для построения второй матрицы.
Со ссылкой на первый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению первого аспекта, этап определения надежности N битов включает в себя подэтап, на котором: определяют пропускную способность каждого бита среди N битов, где надежность бита с большей пропускной способностью является более высокой; или определяют параметр Баттахария каждого бита среди N битов, где надежность бита с меньшим параметром Баттахария является более высокой; или определяют вероятность ошибки каждого бита среди N битов, где надежность бита с меньшей вероятностью ошибки является более высокой.
Со ссылкой на первый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению первого аспекта, способ дополнительно включает в себя этап, на котором: определяют первое пороговое значение, в соответствии с минимальным требованием к расстоянию кода гибридного полярного кода.
Со ссылкой на первый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению первого аспекта, этап получения первой матрицы N×N включает в себя подэтапы, на которых: генерируют первую матрицу, в соответствии со значением N; или считывают первую матрицу, которая предварительно сохранена и соответствует значению N.
Со ссылкой на первый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению первого аспекта, этап получения последовательности, которая включает в себя N битов, включает в себя подэтап, на котором: генерируют последовательность 1×N; или считывают предварительно сохраненную последовательность 1×N.
Во втором аспекте обеспечивается способ кодирования, включающий в себя этапы, на которых: принимают последовательность информационных битов, предназначенную для кодирования, где длина последовательности информационных битов равна K, где K представляет собой положительное целое число; получают первую матрицу N×N и последовательность, которая включает в себя N битов, где N представляет собой длину кода гибридного полярного кода, который должен быть сгенерирован, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимно-однозначном соответствии, а N представляет собой положительное целое число, большее или равное К; определяют надежность N битов, и определяют вес каждого ряда в N рядах первой матрицы; выбирают, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, как информационные биты, или выбирают, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы размером K×N, используемой для кодирования; и кодируют предназначенную для кодирования последовательность информационных битов, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей, для получения последовательности кодированных битов, длина кода которых равна N.
В третьем аспекте обеспечен способ декодирования, включающий в себя этапы, на которых: получают демодулированный сигнал, длина которого равна N; получают первую матрицу размером N×N и последовательность, включающую в себя N битов, где N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимно-однозначном соответствии, а N представляет собой положительное целое число; определяют надежность N битов, и определяют вес каждого ряда в N рядах первой матрицы; выбирают, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда N рядов первой матрицы, K битов среди N битов в качестве информационных битов или выбирают, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы для построения второй матрицы размером K×N, используемой для кодирования, где K представляет собой положительное целое число, не большее, чем N; и декодируют демодулированный сигнал, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей.
В четвертом аспекте обеспечивается устройство генерирования гибридного полярного кода, включающее в себя: модуль получения, выполненный с возможностью получения первой матрицы размером N×N и последовательности, включающей в себя N битов, где N представляет собой длину кода после кодирования, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимно-однозначном соответствии, и N представляет собой положительное целое число; модуль определения, выполненный с возможностью определения надежности N битов и определения веса каждого ряда в N рядах первой матрицы; и модуль выбора, выполненный с возможностью выбора, в соответствии с надежностью N битов и веса каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, в качестве информационных битов, или выбора, в соответствии с надежностью N битов и веса каждого ряда в N рядах первой матрицы K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы K×N, используемой для кодирования так, чтобы кодировать последовательность информационных битов, предназначенных для кодирования, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей, для генерирования гибридного полярного кода, в котором K представляет собой длину последовательности информационных битов, предназначенной для кодирования, и представляет собой положительное целое число, не больше N.
Со ссылкой на четвертый аспект, в подходе воплощения в соответствии с четвертым аспектом, модуль выбора, в частности, выполнен с возможностью выбора K битов среди N битов в качестве информационных битов, где надежность K битов является высокой, и вес рядов, которые составляют первую матрицу и соответствуют K битам, больше, чем первое пороговое значение.
Со ссылкой на четвертый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению четвертого аспекта, модуль выбора, в частности, выполнен с возможностью сортировки N битов в соответствии с надежностью и выбора в порядке убывания надежности K битов среди отсортированных N битов в качестве информационных битов, где вес рядов, которые составляют первую матрицу и соответствуют K битам, больше, чем первое пороговое значение; или модуль выбора, в частности, выполнен с возможностью удаления бита из N битов для получения оставшихся битов, где вес ряда, который составляет первую матрицу и соответствует биту, меньше чем или равен первому пороговому значению, сортировки оставшихся битов, в соответствии с надежностью оставшихся битов и выбора, в порядке убывания надежности, K битов среди отсортированных оставшихся битов, в качестве информационных битов.
Со ссылкой на четвертый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению четвертого аспекта, модуль выбора, в частности, выполнен с возможностью выбора K рядов среди N рядов первой матрицы для построения второй матрицы, где надежность битов, которые соответствуют K рядам, является высокой, и вес рядов больше, чем первое пороговое значение.
Со ссылкой на четвертый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению четвертого аспекта модуль выбора, в частности, выполнен с возможностью сортировки N рядов первой матрицы в соответствии с надежностью соответствующих битов и выбора, в порядке убывания надежности соответствующих битов, K рядов среди отсортированных N рядов для построения второй матрицы, где вес рядов больше, чем первое пороговое значение; или модуль выбора, в частности, выполнен с возможностью удаления ряда для получения оставшихся рядов, где вес рядов меньше чем или равен первому пороговому значению, сортировки оставшихся рядов в соответствии с надежностью битов, которые соответствуют оставшимся рядам, и выбора, в порядке убывания надежности соответствующих битов, K рядов среди отсортированных оставшихся рядов для построения второй матрицы.
Со ссылкой на четвертый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению четвертого аспекта, модуль определения дополнительно выполнен с возможностью определения первого порогового значения, в соответствии с минимальным требованием к расстоянию кода гибридного полярного кода.
Со ссылкой на четвертый аспект и представленный выше подход к воплощению, в другом подходе к воплощению четвертого аспекта, модуль определения, в частности, выполнен с возможностью определения пропускной способности каждого бита среди N битов, где надежность бита с более высокой пропускной способностью является более высокой; или определения параметра Баттахария каждого бита среди N битов, где надежность бита с меньшим значением параметра Баттахария является более высокой; или определения вероятности ошибки каждого бита среди N битов, где надежность бита с меньшей вероятностью ошибки является более высокой.
В пятом аспекте обеспечивается устройство кодирования, включающее в себя: модуль приема, выполненный с возможностью приема последовательности информационных битов, предназначенной для кодирования, где длина последовательности информационных битов равна K, а K представляет собой положительное целое число; модуль получения, выполненный с возможностью получения первой матрицы размером N×N и последовательности, включающей в себя N битов, где N представляет собой длину кода, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимнооднозначном соответствии, и N представляет собой положительное целое число; модуль определения, выполненный с возможностью определения надежности битов N, и определения веса каждого ряда в N рядах первой матрицы; и модуль выбора, выполненный с возможностью выбора, в соответствии с надежностью N битов и веса каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди битов N, в качестве информационных битов, или выбора, в соответствии с надежностью N битов и веса каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы K×N, используемой для кодирования, где K представляет собой длину последовательности информационных битов, предназначенной для кодирования, и представляет собой положительное целое число, не больше чем N; и модуль кодирования, выполненный с возможностью кодирования последовательности информационных битов, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей, для получения кодированной последовательности битов, длина кода которой составляет N.
В шестом аспекте обеспечивается передатчик, включающий в себя устройство кодирования, в соответствии с пятым аспектом, и модуль передачи, выполненный с возможностью передачи кодированной последовательности битов, генерируемой устройством кодирования.
В седьмом аспекте обеспечивается устройство декодирования, включающее в себя: модуль приема, выполненный с возможностью приема демодулированного сигнала, длина которого составляет N; модуль получения, выполненный с возможностью получения первой матрицы N×N и последовательности, которая включает в себя N битов, где N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности, во взаимно-однозначном соответствии, и N представляет собой положительное целое число; модуль определения, выполненный с возможностью определения надежности N битов, и определения веса каждого ряда в N рядах первой матрицы; модуль выбора, выполненный с возможностью выбора, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, в качестве информационных битов, или выбора, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы K×N, используемой для кодирования, где K представляет собой положительное целое число, не больше N; и модуль декодирования, выполненный с возможностью декодировать демодулированный сигнал, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей, для получения декодированной последовательности информационных битов.
В восьмом аспекте обеспечивается приемник, включающий в себя устройство декодирования, в соответствии с седьмым аспектом, и модуль демодулирования, выполненный с возможностью демодулировать принимаемый сигнал для генерирования демодулированного сигнала, длина которого равна N, и вывода демодулированного сигнала в устройство декодирования, где N представляет собой положительное целое число.
В девятом аспекте обеспечивается система связи, включающая в себя передатчик, в соответствии с шестым аспектом, и приемник, в соответствии с восьмым аспектом.
В вариантах осуществления настоящего изобретения, когда выбирают информационный бит из гибридного полярного кода, рассматривают не только надежность бита, но также рассматривают и вес ряда, который входит в первую матрицу, и соответствует биту, таким образом, что рабочая характеристика полярного кода может быть улучшена.
Краткое описание чертежей
Для более ясного описания технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения, далее кратко представлены приложенные чертежи, требуемые для описания вариантов осуществления. Очевидно, что приложенные чертежи в следующем описании представляют просто некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и специалист в данной области техники все еще может вывести другие чертежи из этих приложенных чертежей без творческих усилий.
На фиг. 1 показана блок-схема последовательности операций способа генерирования гибридного полярного кода в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования кодового слова гибридного полярного кода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования кодового слова гибридного полярного кода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования кодового слова гибридного полярного кода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования кодового слова гибридного полярного кода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 10 показана блок-схема последовательности операций способа кодирования в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 11 показана блок-схема последовательности операций способа декодирования в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 12 представлен вариант осуществления устройства для генерирования гибридного полярного кода в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 13 схематично показана блок-схема устройства кодирования в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 14 показана блок-схема передатчика в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 15 показана блок-схема устройства декодирования в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 16 показана блок-схема приемника в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 17 показана блок-схема устройства в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Далее ясно описаны технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения со ссылкой на приложенные чертежи в вариантах осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что варианты осуществления, которые будут описаны, являются просто частью, а не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные без творческих усилий специалистом в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения, должны попадать в пределы объема защиты настоящего изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения могут применяться для различных систем связи. Поэтому следующее описание не ограничено конкретной системой связи, такой как глобальная система для мобильной связи (сокращенно GSM), система с множественным доступом с кодовым разделением каналов (Code Division Multiple Access, сокращенно CDMA), широкополосная система с множественным доступом, с кодовым разделением каналов (Wideband Code Division Multiple Access, сокращенно WCDMA), система Общей услуги пакетной радиосвязи (General Packet Radio Service, сокращенно GPRS), система долгосрочного развития (Long Term Evolution, сокращенно LTE), система дуплексной передачи с частотным разделением каналов LTE (Frequency Division Duplex, сокращенно FDD) и система дуплексной передачи с временным разделением каналов LTE (Time Division Duplex, сокращенно TDD), и универсальная мобильная система связи (Universal Mobile Telecommunication System, сокращенно UMTS). Вся информация или данные, кодированные с использованием традиционного турбокода или кода LDPC на базовой станции или в оконечном устройстве в представленных выше системах, могут быть кодированы, используя полярный код в данном варианте осуществления.
Следует отметить, что количество элементов кода, которые не равны 0 в кодовом слове, называется весом Хемминга (сокращенно вес кода, записанный как W) кодового слова.
Для двоичного кода вес W кода представляет собой количество элементов 1 кода, включенных в кодовое слово. Например, для кодового слова 110000, его длина кода n=6, и его вес кода W=2.
"Вес" каждого ряда в матрице, используемой в данном патентном документе, относится к количеству элементов, которое не равно 0 в этом ряду. Для двоичной матрицы рассчитывают вес каждого ряда в двоичной матрице F, то есть суммируют количество 1 в этом ряду, и полученная сумма представляет собой значение веса этого ряда.
Количество информационных положений, где цифры являются разными между информационными положениями, соответствующими двум группам кода, называется расстоянием между группами кода и сокращенно называется расстоянием кода и также называется расстоянием Хемминга (Hamming), например, расстояние кода между группой кода 1100 и группой кода 0011 равно 4. "Расстояние кода" гибридного Полярного кода, упоминаемого в данном патентном документе, относится к количеству информационных положений, где цифры являются разными между информационными положениями, соответствующими информационному биту, предназначенному для кодирования, и кодируют гибридный полярный код, генерируемый после этого информационного бита. Расстояние кода воплощает рабочие характеристики коррекции ошибок кодирования. Большее расстояние кода между двумя группами кодов перед и после кодирования обозначает лучшую характеристику коррекции ошибок.
На фиг. 1 показана блок-схема последовательности операций способа для генерирования гибридного полярного кода в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ, представленный на фиг. 1, может быть выполнен концом кодирования или концом декодирования или может быть выполнен устройством генерирования отдельного полярного кода.
101: Получить первую матрицу N×N и последовательность, которая включает в себя N битов, где N представляет собой длину кода полярного кода, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимно-однозначном соответствии, и N представляет собой положительное целое число.
n
Например, N может представлять собой 2, где n представляет собой неотрицательное целое число.
N
В случае необходимости, первая матрица может быть сгенерирована в соответствии со значением N, например, первая матрица может быть сгенерирована с использованием существующего подхода. В частности, полярный код представляет собой линейный блочный код. Его матрица генерирования представляет собой G, и его обработка кодирования представляет собой , где.
N
представляет собой матрицу и B представляет собой транспонированную матрицу, например матрицу с реверсированием битов (bit reversal).
представляет собой Кронекеровскую степень (Rronecker power) для F, и определено как . Здесь,  представляет собой матрицу N×N.
N
N
Представленная выше матрица G или вариант (например, ) для G можно использовать, как первую матрицу.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, может быть считана первая матрица, которая была предварительно сохранена и соответствует значению N. Другими словами, первая матрица, соответствующая другому значению N, может быть предварительно сохранена локально.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, последовательность 1×N может быть сгенерирована в соответствии со значением N, например, , как представлено выше. Последовательность установлена, включая в себя информационные биты и замороженные биты. В качестве альтернативы, заранее сохраненная последовательность 1×N может быть считана. Другими словами, последовательность , соответствующая другому значению N, может быть предварительно сохранена локально.
N рядов первой матрицы N×N соответствуют N битам в последовательности во взаимно-однозначном соответствии. В частности, каждый ряд первой матрицы соответствует одному биту в .
102: Определить надежность N битов и определить вес каждого ряда в ряду первой матрицы.
В варианте осуществления настоящего изобретения форма измерения надежности не ограничена, например, ссылка может быть сделана на измерение надежности существующего полярного кода, такой как пропускная способность битов, параметр Баттахария и вероятность ошибок. Однако, для существующего полярного кода, информационные биты выбирают на основе только надежности в процессе генерирования. Поэтому рабочие характеристики должны быть дополнительно улучшены.
В случае необходимости, в качестве варианта осуществления, на этапе 102, может быть определена пропускная способность каждого бита среди N битов, где надежность бита с большей пропускной способностью является более высокой.
Пропускная способность каждого бита может быть рассчитана известным образом. Например, задан двоичный дискретный канал W без памяти, и пропускная способность I (W) определена следующим образом:
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, на этапе 102, может быть определен параметр Баттахария для каждого бита среди N битов, где надежность бита с меньшим значением параметра Баттахария является более высокой.
Задан двоичный дискретный канал W без памяти, и параметр Z (W) Баттахария определен следующим образом:
Параметр Баттахария соответствует верхнему пределу наибольшего правдоподобия частоты появления ошибок в фрейме декодирования. Меньшее значение параметра Баттахария обозначает более высокую надежность информационного бита.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, на этапе 102, может быть определена вероятность ошибки каждого бита среди N битов, где надежность бита с меньшей вероятностью ошибки является более высокой. Например, структура ошибки в каждом бите может быть получена посредством моделирования Монте-Карло, и вероятность ошибки каждого бита может быть определена со ссылкой на количество раз моделирования.
В случае необходимости, в качестве варианта осуществления, подход для определения веса ряда состоит в суммировании элементов, которые не равны 0, в каждом ряду. Поэтому вес ряда может обозначать общее количество элементов, равных 1 в этом ряду.
103: Выбрать, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, в качестве информационных битов, или выбрать, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы для построения второй матрицы размером K×N, используемой для кодирования, для того чтобы кодировать предназначенную для кодирования последовательность информационных битов, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей, для генерирования гибридного полярного кода, в котором K представляет собой длину предназначенной для кодирования последовательности информационных битов и представляет собой целое положительное число, не большее N.
Среди N битов K битов представляют собой информационные биты, и другие N-K битов представляют собой замороженные биты. Информационные биты представляют собой биты, используемые для кодирования, и замороженные биты обычно установлены в 0. В варианте осуществления настоящего изобретения не ограничен порядок определения информационных битов и замороженных битов. Например, когда K битов среди N битов выбирают как информационные биты, вначале могут быть выбраны K информационных битов, и остальные N-K битов используются как замороженные биты; или N-K замороженных битов могут быть получены первыми, и затем остальные K битов используют как информационные биты. Все такие подходы попадают в пределы объема вариантов осуществления настоящего изобретения.
После определения K информационных битов, K битов, предназначенных для кодированной последовательности информационных битов, помещают в положения, соответствующие K информационным битам, и затем получают последовательность битов , длина которой равна N, таким образом, что кодирование может быть выполнено в соответствии с.
Таким же образом, когда выбирают K рядов второй матрицы, эти K рядов могут быть выбраны вначале, и остальные N-K рядов могут быть удалены; или N-K рядов, которые должны быть удалены, могут быть получены первыми, и затем остальные K рядов могут использоваться для построения второй матрицы. Все такие подходы попадают в пределы объема вариантов осуществления настоящего изобретения.
A
Фактически, K рядов второй матрицы могут соответствовать K информационным битам во взаимно-однозначном соответствии. В частности, вторая матрица может представлять собой , как упомянуто выше, или вариант  (например, матрица, построенная соответствующая K рядам в ). Таким образом, кодирование может быть выполнено в соответствии с , где u обозначает предназначенную для кодирования последовательность информационных битов, и длина равна K. В случае, когда замороженные биты установлены в , результаты кодирования  и  являются одинаковыми.
Длина N кода и количество K информационных битов оба представляют собой значения, которые могут быть заранее установлены. Таким образом, скорость кода гибридного полярного кода, полученная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, является переменной. Скорость кода определяют по K и N, например K/N.
В варианте осуществления настоящего изобретения, когда выбирают информационный бит или матрицу кодирования гибридного полярного кода, рассматривают не только надежность бита, но также и вес ряда, который входит матрицу и соответствует биту, таким образом, рабочие характеристики полярного кода могут быть улучшены.
Кроме того, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, также применяется для SC или декодирования SC списком, который позволяет достигать лучшей характеристики декодирования и представляет собой оптимизированный полярный код. В случае необходимости, в качестве варианта осуществления, на этапе 103, K битов среди N битов выбирают как информационные биты, где надежность K битов является высокой, и вес рядов, которые входят в первую матрицу и соответствуют K битов, выше, чем первое пороговое значение. Информационные биты, выбранные таким образом, имеют большее расстояние Хемминга, улучшая, таким образом, характеристики полярного кода.
В варианте осуществления настоящего изобретения два фактора, а именно надежность и вес ряда, рассматривают одновременно, но в варианте осуществления настоящего изобретения порядок использования этих двух факторов не ограничен.
В случае необходимости, в качестве варианта осуществления, на этапе 103, вначале может использоваться надежность для выполнения выбора. В частности, N битов могут быть отсортированы в соответствии с надежностью; и K битов среди отсортированных N битов выбирают в порядке убывания надежности, в качестве информационных битов, где вес рядов, которые входят в первую матрицу и соответствуют K битам, больше, чем первое пороговое значение.
В случае необходимости, в качестве варианта осуществления, на этапе 103, вес ряда может вначале использоваться для выполнения выбора. В частности, бит может быть удален из N битов для получения оставшихся битов, где вес ряда, который соответствует биту, меньше чем или равен первому пороговому значению. Затем оставшиеся биты сортируют в соответствии с надежностью оставшихся битов, и, в конечном итоге, K битов среди отсортированных оставшихся битов выбирают в порядке снижения надежности, в качестве информационных битов.
Следует отметить, что, в представленном выше варианте осуществления, бит, соответствующий ряду, вес которого равен первому пороговому значению, используют как замороженный бит, но это не ограничено в варианте осуществления настоящего изобретения; или бит, соответствующий ряду, вес которого равен первому пороговому значению, может использоваться как информационный бит, и может быть получен гибридный полярный код с аналогичными характеристиками также. Поэтому такая модификация также попадает в пределы объема вариантов осуществления настоящего изобретения.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, перед этапом 103, первое пороговое значение также может быть определено в соответствии с требованием к минимальному расстоянию кода для гибридного полярного кода. Однако в варианте осуществления настоящего изобретения подход для определения первого порогового значения не ограничен. Первое пороговое значение также может быть определено в соответствии с другими факторами или со ссылкой на другие факторы, в дополнение к требованию минимального расстояния кода.
Следует отметить, что в варианте осуществления настоящего изобретения "сортировка" битов или рядов представляет собой только логический процесс, выполняемый для операции выбора битов или рядов, но не предназначенный для изменения порядка сортировки рядов информационных битов или матриц кодирования, которые получают в конечном итоге. Другими словами, K информационных битов, полученных в конечном итоге, все еще отсортированы в соответствии с их исходным порядком положения среди N битов; и K рядов, полученных в конечном итоге, также отсортированы в соответствии с их исходным порядком положения в первой матрице для построения второй матрицы.
N
Далее, более подробно со ссылкой на конкретные примеры, описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что примеры, показанные на фиг. 2 - фиг. 9, предназначены только для помощи специалисту в данной области техники при понимании вариантов осуществления настоящего изобретения, но не ограничивают варианты осуществления настоящего изобретения конкретным числовым обозначением или конкретным сценарием, который представлен в качестве примера. Например, матрица F для  используется в дальнейшем, в качестве примера первой матрицы, но варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены этим, и G может также использоваться в качестве первой матрицы.
В примерах, показанных на фиг. 2 - фиг. 5, K битов непосредственно выбирают как информационные биты, но варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены этим; или N-K замороженных битов могут быть выбраны вначале, и оставшиеся K битов используют как информационные биты. В этом случае подход для выбора N-K замороженных битов может быть противоположным подходу выбора информационных битов. Например, N-K битов среди N битов выбирают как замороженные биты, где надежность N-K битов является низкой, или вес рядов матрицы, которые соответствуют N-K битам, меньше чем или равен первому пороговому значению.
На фиг. 2 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, пропускная способность в битах используется как мера надежности, и когда информационный бит должен быть выбран, вначале рассматривают надежность, и N битов сортируют в соответствии с надежностью; и затем выбирают K битов среди отсортированных N битов в порядке убывания надежности, как информационные биты, где вес рядов, которые соответствуют K битам, больше, чем первое пороговое значение.
201: Сгенерировать матрицу F с размером N×N.
202: Определить пропускную способность в битах для N битов и определить вес рядов, которые соответствуют N битам.
203: Отсортировать N битов, в соответствии со значением пропускной способности битов. Например, N битов могут быть отсортированы в порядке убывания пропускной способности битов.
204: Среди отсортированных N битов последовательно определяют, в порядке убывания пропускной способности битов, является ли вес ряда, который соответствует каждому биту, большим, чем первое пороговое значение.
205: Если определяют на этапе 204, что вес ряда, который соответствует определенному биту, больше, чем первое пороговое значение (ответвление "Да" на этапе 204), выбирают этот бит как информационный бит и записывают индекс этого бита.
206: Увеличить количество i выбранных информационных битов на 1.
207: Определить, достигло ли количество i информационных битов K.
Если количество информационных битов не достигло K (ответвление "Нет" на этапе 207, то есть i<K), вернуться на этап 204 и продолжить определять, является ли вес ряда, который соответствует следующему биту, большим, чем первое пороговое значение.
208: Если количество информационных битов достигло K (ответвление "Да" на этапе 207, то есть i=K), выбор информационных битов был закончен, то есть K битов, записанные на этапе 205, используются как информационные биты. Одновременно, оставшиеся N-K битов используются как замороженные биты.
209: Если на этапе 204 определяют, что вес ряда, который соответствует определенному биту, меньше чем или равен первому пороговому значению (ответвление "Нет" на этапе 204), удаляют этот бит, и не используют этот бит как информационный бит. Другими словами, этот бит записан как замороженный бит на этапе 208. Вообще говоря, замороженный бит может быть установлен в 0.
210: После того как K информационных битов и N-K замороженных битов будут определены, выполняют гибридное полярное кодирование или декодирование.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, бит может быть выбран как информационный бит, где надежность бита является высокой, и вес ряда, который соответствует биту, больше, чем первое пороговое значение, таким образом, что минимальное расстояние кода полярного кода может быть увеличено, улучшая, таким образом, рабочие характеристики полярного кода. Одновременно гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, может достигать лучших характеристик декодирования SC или SC списком.
Кроме того, следует отметить, что, на этапе 208, если было пройдено N битов, но количество полученных информационных битов все еще не достигло K (i<K), первое пороговое значение может быть отрегулировано. Например, значение первого порогового значения уменьшается, соответственно, и способ, показанный на фиг. 2, выполняют снова, до тех пор, пока количество полученных информационных битов не сможет достичь К.
На фиг. 3 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, пропускную способность битов используют как меру надежности, и когда информационный бит должен быть выбран, вначале рассматривают вес ряда, бит удаляют из N битов для получения оставшихся битов, где вес ряда, который соответствует биту, меньше чем или равен первому пороговому значению, затем оставшиеся биты сортируют в соответствии с надежностью оставшихся битов, и K битов среди отсортированных оставшихся битов выбирают в порядке убывания надежности, как информационные биты.
301: Генерируют F матрицу размером N×N.
302: Определяют пропускную способность битов для N битов и определяют вес рядов, которые соответствуют N битам.
303: Последовательно определяют, является ли вес ряда, который соответствует каждому биту среди N битов большим, чем первое пороговое значение.
304: Если на этапе 303 будет определено, что вес ряда, который соответствует определенному биту, меньше чем или равен первому пороговому значению (ответвление "Нет" на этапе 303), этот бит удаляют.
305: Если на этапе 303 определяют, что вес ряда, который соответствует определенному биту, больше, чем первое пороговое значение (ответвление "Да" на этапе 303), временно резервируют этот бит. После прохода N битов получают оставшиеся биты. Предполагают, что количество оставшихся битов равно R и R представляет собой положительное целое число, не большее N.
Здесь следует отметить, что, если количество оставшихся битов, полученных на этапе 304 и на этапе 305, меньше чем K (R<K), первое пороговое значение может быть отрегулировано. Например, значение первого порогового значения соответственно уменьшают, и снова выполняют этапы 303-305, показанные на фиг. 3, до тех пор, пока количество полученных оставшихся битов не будет больше или равно K (R≥K).
306: Отсортировать R оставшихся битов в соответствии со значениями пропускной способности битов. Например, R оставшихся битов могут быть отсортированы в порядке убывания пропускной способности битов.
307: Среди отсортированных R оставшихся битов выбрать K оставшихся битов, пропускная способность битов которых составляет максимум, как информационные биты, и записать индексы информационных битов. Одновременно, оставшиеся N-K битов используют, как замороженные биты. Вообще говоря, замороженные биты могут быть установлены в 0.
308: После того как K информационных битов и N-K замороженных битов будут определены, выполняют гибридное полярное кодирование или декодирование.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, бит может быть выбран как информационный бит, где надежность бита является высокой, и вес ряда, который соответствует биту, больше, чем первое пороговое значение, таким образом, что минимальное расстояние кода полярного кода может быть увеличено, улучшая, таким образом, характеристики полярного кода. Одновременно гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, может достигать лучших характеристик декодирования SC или SC списком.
На фиг. 4 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, параметр Баттахария используется как мера надежности, и когда информационный бит должен быть выбран, вначале рассматривают надежность, и N битов сортируют в соответствии с надежностью; и затем K битов среди отсортированных N битов выбирают в порядке убывания надежности как информационные биты, где вес рядов, которые соответствуют K битам, больше, чем первое пороговое значение.
401: Сгенерировать F матрицу размером N×N.
402: Определить параметры Баттахария для N битов, и определить вес рядов, которые соответствуют N битам.
403: Сортировать N битов, в соответствии со значениями параметров Баттахария. Например, N битов могут быть отсортированы в порядке возрастания параметров Баттахария.
404: Среди отсортированных N битов последовательно определить, в порядке возрастания параметров Баттахария, является ли вес ряда, который соответствует каждому биту, большим, чем первое пороговое значение.
405: Если на этапе 404 определяют, что вес ряда, который соответствует некоторому биту, больше, чем первое пороговое значение (ответвление "Да" на этапе 404), выбрать этот бит в качестве информационного бита, и записать индекс этого бита.
406: Увеличить количество i выбранных информационных битов на 1.
407: Определить, достигло ли значения K количество i информационных битов.
Если количество информационных битов не достигло K (ответвление "Нет" на этапе 407, то есть i<K), вернуться на этап 404, и продолжить определять, является ли вес ряда, который соответствует следующему биту, большим, чем первое пороговое значение.
408: Если количество информационных битов достигло K (ответвление "Да" на этапе 407, то есть i=K), выбор информационных битов был закончен, то есть K битов, записанных на этапе 405, используются как информационные биты. Одновременно остальные N-K битов используются как замороженные биты.
409: Если на этапе 404 определяют, что вес ряда, который соответствует определенному биту, меньше чем или равен первому пороговому значению (ответвление "Нет" на этапе 404), удаляют этот бит, и не используют этот бит как информационный бит. Другими словами, этот бит записывают как замороженный бит на этапе 408. Вообще говоря, замороженный бит может быть установлен в 0.
410: После того как K информационных битов и N-K замороженных битов будут определены, выполняют гибридное полярное кодирование или декодирование.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, бит может быть выбран как информационный бит, где надежность бита является высокой и вес ряда, который соответствует биту, больше, чем первое пороговое значение, таким образом, чтобы минимальное расстояние кода полярного кода может быть увеличено, улучшая, таким образом, рабочие характеристики полярного кода. Одновременно гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, может достигать лучших характеристик декодирования SC или SC списком.
Кроме того, следует отметить, что, на этапе 408, если N битов были пройдены, но количество полученных информационных битов все еще не достигло K (i<K), первое пороговое значение может быть отрегулировано. Например, значение первого порогового значения будет быть соответствующим образом уменьшено, и способ, показанный на фиг. 4, снова исполняется, до тех пор, пока количество полученных информационных битов не сможет достичь K.
На фиг. 5 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, параметр Баттахария рассматривают как меру надежности, и когда информационный бит должен быть выбран, вначале рассматривают вес ряда, бит удаляют из N битов, для получения оставшихся битов, где вес ряда, который соответствует биту, меньше или равным первому пороговому значению, затем оставшиеся биты сортируют, в соответствии с надежностью оставшихся битов, и K битов среди отсортированных оставшихся битов выбирают, в порядке уменьшения надежности, как информационные биты.
501: Генерируют F матрицу размером N×N.
502: Определяют параметры Баттахария для N битов и определяют вес рядов, которые соответствуют N битам.
503: Последовательно определяют, является ли вес ряда, который соответствует каждому биту среди N битов, большим, чем первое пороговое значение.
504: Если на этапе 503 определяют, что вес ряда, который соответствует определенному биту, меньше чем или равен первому пороговому значению (ответвление "Нет" на этапе 503), удаляют этот бит.
505: Если на этапе 503 определяют, что вес ряда, который соответствует определенному биту, больше, чем первое пороговое значение (ответвление "Да" на этапе 503), временно резервируют этот бит. После того как будут пройдены N битов, получают оставшиеся биты. Предполагается, что количество оставшихся битов равно R и R представляет собой положительное целое число, не больше чем N.
Здесь следует отметить, что, если количество оставшихся битов, полученных на этапе 504 и на этапе 505, меньше чем K (R<K), первое пороговое значение может быть отрегулировано. Например, значение первого порогового значения соответствующим образом уменьшают, и снова выполняют этапы 503-505, показанные на фиг. 5, до тех пор, пока количество полученных оставшихся битов не будет больше чем или равно K (R≥K).
506: Сортируют оставшиеся R битов, в соответствии со значением параметров Баттахария. Например, R оставшихся битов могут быть отсортированы в порядке повышения параметров Баттахария.
507: Среди отсортированных оставшихся R битов выбирают K оставшихся битов, параметр Баттахария которых является минимальным, как информационные биты, и записывают индексы информационных битов. Одновременно, оставшиеся N-K битов используют как замороженные биты. Вообще говоря, замороженные биты могут быть установлены в 0.
508: После того как K информационных битов и N-K замороженных битов будут определены, выполняют гибридное полярное кодирование или декодирование.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, бит может быть выбран как информационный бит, где надежность бита является высокой, и вес ряда, который соответствует этому биту, больше, чем первое пороговое значение, таким образом, что минимальное кодовое расстояние полярного кода может быть увеличено, улучшая таким образом, характеристику полярного кода. Одновременно, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, может достигать лучших характеристик декодирования SC или SC списком.
Для другого измерения надежности, если большее значение измерения соответствует более высокой надежности, информационный бит может быть выбран с таким же подходом, как показано на фиг. 2 и фиг. 4; и если большее значение результата измерения соответствует меньшей надежности, информационный бит может быть выбран с таким же подходом, как показано на фиг. 3 и фиг. 5. Например, если вероятность ошибки используется для обозначения надежности, информационный бит может быть выбран с подходом, аналогичным представленному на фиг. 3 и на фиг. 5.
В примерах, показанных на фиг. 6 - фиг. 9, K рядов непосредственно выбирают для построения второй матрицы. Таким образом, K рядов среди N рядов первой матрицы выбирают для построения второй матрицы, где надежность битов, которые соответствуют K рядов, является высокой, и вес рядов больше, чем первое пороговое значение, но варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены этим; или N-K рядов, которые не требуются для второй матрицы, могут быть выбраны вначале, и оставшиеся K рядов используют для построения второй матрицы. В этом случае, подход при выборе N-K рядов может быть противоположным подходу выбора K рядов. Например, N-K рядов среди N битов выбирают, где надежность битов, которые соответствуют N-K рядов, является низкой, или вес рядов является меньшим, чем или равным первому пороговому значению.
На фиг. 6 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 6, пропускная способность битов используется как мера надежности, и когда K рядов второй матрицы должно быть выбрано, вначале рассматривают надежность, и N рядов первой матрицы сортируют в соответствии с надежностью соответствующих битов; и затем K рядов среди отсортированных N рядов выбирают в порядке убывания надежности соответствующих битов, для построения второй матрицы, где вес рядов больше, чем первое пороговое значение.
601: Генерируют F матрицу размером N×N.
602: Определяют пропускную способность битов для N битов и определяют вес N рядов.
603: Сортируют, в соответствии со значением пропускной способности битов, N рядов, соответствующих N битам. Например, N рядов могут быть отсортированы в порядке убывания пропускной способности битов.
604: Среди отсортированных N рядов последовательно определяют, в порядке убывания пропускной способности битов, является ли вес каждого ряда большим, чем первое пороговое значение.
605: Если определяют на этапе 604, что вес определенного ряда больше, чем первое пороговое значение (ответвление "Да" на этапе 604), выбирают этот ряд.
606: Увеличивают количество i выбранных рядов на 1.
607: Определяют, достигло ли значения K количество i выбранных рядов.
Если количество рядов не достигло K (ответвление "Нет" на этапе 607, то есть i<K), возвращаются на этап 604 и продолжают определять, является ли вес следующего ряда большим, чем первое пороговое значение.
608: Если количество выбранных рядов достигло K (ответвление "Да" на этапе 607, то есть i=K), выбор K рядов был закончен, и получают вторую матрицу K×N.
609: Если на этапе 604 определяют, что вес определенного ряда меньше чем или равен первому пороговому значению (ответвление "Нет" на этапе 604), этот ряд удаляют.
610: После получения второй матрицы K×N выполняют гибридное полярное кодирование или декодирование.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, ряд может быть выбран для построения второй матрицы, где надежность бита, который соответствует ряду, является высокой, и вес ряда является большим, чем первое пороговое значение, таким образом, что минимальное расстояние кода полярного кода может быть увеличено, улучшая, таким образом, рабочие характеристики полярного кода. Одновременно, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, может достигать лучшей характеристики декодирования SC или SC списком.
Кроме того, следует отметить, что, на этапе 608, если N рядов были пройдены, но количество выбранных рядов все еще не достигло K (i<K), первое пороговое значение может быть отрегулировано. Например, значение первого порогового значения уменьшают, соответственно, и способ, показанный на фиг. 6, снова выполняют до тех пор, пока количество выбранных рядов не сможет достичь К.
На фиг. 7 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 7, пропускная способность в битах используется как мера надежности, и когда требуется выбрать K рядов второй матрицы, вначале учитывают вес ряда, ряд, вес которого меньше чем или равен первому пороговому значению, удаляют для получения оставшихся рядов; и оставшиеся ряды сортируют в соответствии с надежностью битов, которые соответствуют оставшимся рядам, и K рядов среди отсортированных оставшихся рядов выбирают в порядке убывания надежности соответствующих битов для построения второй матрицы.
701: Генерируют F матрицу размером N×N.
702: Определяют пропускную способность битов для N битов и определяют вес N рядов.
703: Последовательно определяют, является ли вес каждого ряда в N рядах большим, чем первое пороговое значение.
704: Если на этапе 703 определяют, что вес определенного ряда меньше чем или равен первому пороговому значению (ответвление "Нет" на этапе 703), этот ряд удаляют.
705: Если на этапе 703 определяют, что вес определенного ряда больше, чем первое пороговое значение (ответвление "Да" на этапе 703), временно резервируют этот ряд. После прохода N рядов получают оставшиеся ряды. Предполагается, что количество оставшихся рядов равно R и R представляет собой положительное целое число, не больше чем N.
Здесь следует отметить, что, если количество оставшихся рядов, полученных на этапе 704 и этапе 705, меньше чем K (R<K), первое пороговое значение может быть отрегулировано. Например, значение первого порогового значения соответственно уменьшают, и этапы 703-705, показанные на фиг. 7, снова выполняют до тех пор, пока количество полученных оставшихся рядов не будет больше чем или равно K (R≥K).
706: Отсортировать R оставшихся рядов в соответствии со значениями пропускной способности битов соответствующих битов. Например, R оставшихся рядов могут быть отсортированы в порядке убывания пропускной способности битов.
707: Среди отсортированных R оставшихся рядов выбрать K оставшихся рядов, соответствующих битам, пропускная способность которых является максимальной, для получения второй матрицы K×N.
708: После получения второй матрицы выполнить гибридное полярное кодирование или декодирование.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, ряд может быть выбран для построения второй матрицы, где надежность бита, которая соответствует ряду, является высокой, и вес ряда больше, чем первое пороговое значение, таким образом, что минимальное расстояние кода полярного кода может быть увеличено, улучшая, таким образом, рабочие характеристики полярного кода. Одновременно гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, может достигать лучших характеристик декодирования SC или SC списком.
На фиг. 8 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 8, параметр Баттахария используется как мера надежности, и когда информационный бит должен быть выбран, вначале рассматривают надежность, и N рядов первой матрицы сортируют в соответствии с надежностью соответствующих битов; и затем K рядов среди отсортированных N рядов выбирают в порядке убывания надежности соответствующих битов для построения второй матрицы, где вес рядов больше, чем первое пороговое значение.
801: Сгенерировать F матрицу размером N×N.
802: Определить параметры Баттахария N битов и определить вес N рядов.
803: Отсортировать, в соответствии со значениями параметров Баттахария, N рядов, соответствующих N битам. Например, N рядов могут быть отсортированы в порядке возрастания параметров Баттахария.
804: Среди отсортированных N рядов, последовательно определить, в порядке возрастания, параметры Баттахария, больше ли вес каждого ряда, чем первое пороговое значение.
805: Если определяют на этапе 804, что вес определенного ряда больше, чем первое пороговое значение (ответвление "Да" на этапе 804), выбирают этот ряд.
806: Увеличить количество i выбранных рядов на 1.
807: Определить, достигло ли количество i выбранных рядов значения К.
Если количество выбранных строк не достигло K (ответвление "Нет" на этапе 807, то есть i<K), вернуться на этап 804 и продолжить определение, является ли вес следующего ряда больше, чем первое пороговое значение.
808: Если количество выбранных рядов достигло K (ответвление "Да" на этапе 807, то есть i=K), выбор K рядов был закончен, и была получена вторая матрица K×N.
809: Если на этапе 804 определяют, что вес определенного ряда меньше чем или равен первому пороговому значению (ответвление "Нет" на этапе 804), этот ряд удаляют.
810: После получения второй матрицы K×N, выполнить гибридное полярное кодирование или декодирование.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, ряд может быть выбран для построения второй матрицы, где надежность бита, которая соответствует ряду, является высокой, и вес ряда больше, чем первое пороговое значение, таким образом, что минимальное расстояние кода для кодового слова может быть увеличено, улучшая, таким образом, рабочие характеристики кодового слова. Одновременно кодовое слово, полученное в варианте осуществления настоящего изобретения, позволяет достичь лучших рабочих характеристик декодирования SC или SC списком.
Кроме того, следует отметить, что, на этапе 808, если N рядов были пройдены, но количество выбранных рядов все еще не достигает K (i<K), первое пороговое значение может быть отрегулировано. Например, значение первого порогового значения соответственно уменьшают, и способ, показанный на фиг. 8, снова выполняют до тех пор, пока количество выбранных рядов не сможет достичь К.
На фиг. 9 схематично показана блок-схема последовательности операций обработки для генерирования гибридного полярного кода, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 9, параметр Баттахария используется как мера надежности, и когда K рядов второй матрицы должны быть выбраны, вначале рассматривают вес ряда, ряд, вес которого меньше чем или равен первому пороговому значению, удаляют, для получения оставшихся рядов; и оставшиеся ряды сортируют в соответствии с надежностью битов, которые соответствуют оставшимся рядам, и K рядов среди отсортированных оставшихся рядов выбирают в порядке убывания надежности соответствующих битов для построения второй матрицы.
901: Сгенерировать F матрицу размером N×N.
902: Определить параметры Баттахария для N битов и определить вес N рядов.
903: Последовательно определить, является ли вес каждого ряда из N рядов большим, чем первое пороговое значение.
904: Если на этапе 903 определяют, что вес определенного ряда меньше чем или равен первому пороговому значению (ответвление "Нет" на этапе 903), удалить этот ряд.
905: Если на этапе 903 определяют, что вес определенного ряда больше, чем первое пороговое значение (ответвление "Да" на этапе 903), временно зарезервировать этот ряд. После прохода N рядов получают остальные ряды. Предполагается, что количество оставшихся рядов равно R и R представляет собой положительное целое число, не больше N.
Здесь следует отметить, что, если количество оставшихся рядов, полученных на этапе 904 и этапе 905, меньше чем K (R<K), первое пороговое значение может быть отрегулировано. Например, значение первого порогового значения соответствующим образом уменьшают, и этапы 903-905, показанные на фиг. 9, выполняют снова, до тех пор, пока количество полученных оставшихся рядов не будет больше чем или равно K (R≥K).
906: Отсортировать R оставшихся рядов, в соответствии со значениями параметров Баттахария соответствующих битов. Например, R оставшихся рядов может быть отсортировано в порядке возрастания параметров Баттахария.
907: Среди отсортированных R оставшихся рядов выбрать K оставшихся рядов, параметр Баттахария которых является минимальным, для получения второй матрицы K×N.
908: После получения второй матрицы K×N выполнить гибридное полярное кодирование или декодирование.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, ряд может быть выбран для построения второй матрицы, где надежность бита, который соответствует ряду, является высокой, и вес ряда больше, чем первое пороговое значение, таким образом, что минимальное расстояние кода полярного кода может быть увеличено, улучшая, таким образом, рабочие характеристики полярного кода. Одновременно, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, может достигать лучших характеристик декодирования SC или SC списком.
Для другого измерения надежности, если большее значение результата измерения соответствует более высокой надежности, информационный бит может быть выбран таким образом, как показано на фиг. 6 и фиг. 8; и если большее значение результата измерения соответствует меньшей надежности, информационный бит может быть выбран таким образом, как показано на фиг. 7 и фиг. 9. Например, если вероятность ошибки используется для обозначения надежность, информационный бит может быть выбран аналогично тому, как показано на фиг. 7 и фиг. 9.
В варианте осуществления настоящего изобретения учитывают как надежность, так и вес ряда таким образом, что может быть получен гибридный полярный код с лучшим минимальным расстоянием. Благодаря использованию N=2048 и K=1024, в качестве примера, после сортировки существующих полярных кодов в порядке убывания пропускной способности, 1024 бита с максимальной пропускной способностью, поэтому представляют собой 1024 бита слева направо, которые выбирают как информационные биты. Однако вес рядов, которые соответствуют последним нескольким информационным битам среди выбранных информационных битов, равен 16. Минимальное расстояние кода существующих полярных кодов равно 16. В соответствии с гибридным полярным кодом в варианте осуществления настоящего изобретения, может быть установлено, что минимальный вес ряда, который соответствует каждому биту, будет не меньше чем 16 (то есть первое пороговое значение устанавливают равным 16). Поэтому бит, вес ряда которого меньше чем или равен 16, может быть удален, и 1024 битов с максимальной пропускной способностью выбирают только среди оставшихся битов, в качестве информационных битов. Вес рядов, которые соответствуют выбранным информационным битам, меньше чем 16, но вес рядов меньше чем 32. Минимальное расстояние кода с гибридным полярным кодом, полученным в варианте осуществления настоящего изобретения, равно 32, и гибридный полярный код имеет лучшие характеристики.
-3
-2
-4
Сравнивают характеристики декодирования существующего полярного кода и характеристики декодирования гибридного полярного кода в варианте осуществления настоящего изобретения, в случае того же декодирования SC списком. L=32 используется как количество выживших путей для декодирования SC списком, при этом может быть определено, что гибридный полярный код лучше, чем существующий полярный код. Например, когда отношение энергии к шумам (Eb/No) составляет 1,6 дБ, FER (частота ошибок фрейма) гибридного полярного кода ниже чем 10, но FER существующего полярного кода может достигать только магнитуды 10 в тех же условиях. Кроме того, для существующего полярного кода, декодирование SC списком достигло оптимальной границы декодирования ML (ML Bound), и характеристика декодирования SC списком не может быть дополнительно улучшена, но оптимальная граница декодирования ML гибридного полярного кода, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, намного лучше, чем у существующего полярного кода. Например, оптимальная граница декодирования ML, FER гибридного полярного кода в варианте осуществления настоящего изобретения, в основном, может достигать магнитуды 10, когда отношении энергии к шумам составляет 1,6 дБ. Поэтому рабочая характеристика гибридного полярного кода в варианте осуществления настоящего изобретения все еще может быть существенно улучшена. Например, оптимальная граница декодирования ML может быть достигнута путем последовательного увеличения числа L путей выживания.
На фиг. 10 показана блок-схема последовательности операций способа кодирования, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ, показанный на фиг. 10, выполняется узлом кодирования.
1001: Принять предназначенную для кодирования последовательность информационных битов, где длина последовательности информационных битов равна K и K представляет собой положительное целое число.
1002: Получить первую матрицу размером N×N и последовательность, которая включает в себя N битов, где N представляет собой длину кода гибридного полярного кода, который должен быть сгенерирован, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимно-однозначном соответствии, и N представляет собой положительное целое число, большее или равное K.
1003: Определить надежность N битов и определить вес каждого ряда в N рядах первой матрицы.
1004: Выбрать, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, в качестве информационных битов, или выбрать, в соответствии с надежностью N битов и вес каждого ряда N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы размером K×N, используемой для кодирования.
Для этапов 1002-1004, может быть сделана ссылка на этапы 101-103, показанные на фиг. 1, и поэтому их описание не повторяется.
1005: Кодировать предназначенную для кодирования последовательность информационных битов, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей, для получения кодированной последовательности битов, длина кода которой равна N.
Например, когда на этапе 1004 определяют K информационных битов, положения в  K битов последовательности информационных битов могут быть определены, таким образом, что кодирование может быть выполнено в соответствии с .
A
В качестве другого варианта осуществления, когда вторую матрицу K×N (например,  или вариант ) определяют на этапе 1004, кодирование может быть выполнено в соответствии с , где u обозначает предназначенную для кодирования последовательность информационных битов, которую принимают на этапе 1001.
В случае, когда замороженные биты устанавливают в , результаты кодирования  и  являются одинаковыми.
В варианте осуществления настоящего изобретения, когда выбирают информационный бит или матрицу кодирования гибридного полярного кода, рассматривают не только надежность бита, но также и вес ряда, то есть матрицы, и учитывают соответствие биту, таким образом, что характеристики кодового слова могут быть улучшены.
Кроме того, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, также применяется для декодирования SC или SC списком, что позволяет достичь лучших рабочих характеристик декодирования и представляет собой оптимизированный полярный код.
Кроме того, длина N кода и количество K информационных битов оба представляют собой значения, которые могут быть заранее установлены. Таким образом, скорость кода гибридного полярного кода, полученная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, является переменной. Скорость кода определяется K и N, например K/N.
Следует отметить, что порядок для исполнения каждого этапа, показанного на фиг. 10, не предназначен для ограничения объема вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалист в данной области техники может изменять порядок для выполнения каждого этапа, показанного на фиг. 10. Например, этап 1001 может быть выполнен после этапов 1002-1004 или может быть выполнен синхронно с этапами 1002-1004. Все такие изменения попадают в пределы объема вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 11 показана блок-схема последовательности операций способа декодирования, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ, показанный на фиг. 11, выполняется узлом декодирования.
1101: Принять демодулированный сигнал, длина которого составляет N.
1102: Получить первую матрицу размером N×N и последовательность, которая включает в себя N битов, где N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности, во взаимно-однозначном соответствии.
1103: Определить надежность N битов и определить вес каждого ряда в N рядах первой матрицы.
1104: Выбрать, в соответствии с надежностью битов N и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, в качестве информационных битов, или выбрать, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы для построения второй матрицы K×N, используемой для кодирования, где K представляет собой положительное целое число, не больше чем N.
Для этапов 1102-1104 ссылка может быть сделана на этапы 101-103, показанные на фиг. 1, и поэтому их описание не повторяется.
1105: Декодировать демодулированный сигнал, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей.
В варианте осуществления настоящего изобретения конкретный подход к декодированию не ограничен. Например, декодирование SC или SC списка могут использоваться для генерирования декодированной последовательности битов, длина которой равна К.
В варианте осуществления настоящего изобретения, когда информационный бит или матрицу кодирования гибридного полярного кода выбирают, рассматривают не только надежность бита, но также и вес ряда, то есть матрицы, и соответствие рассматриваемому биту, таким образом, что рабочие характеристики кодового слова могут быть улучшены.
Кроме того, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, также применяется для декодирования SC или SC списком, что позволяет достичь лучшей характеристики декодирования и представляет собой оптимизированный полярный код.
Кроме того, длина N кода и количество K информационных битов оба представляют собой значения, которые могут быть заранее установлены. Таким образом, скорость кода гибридного полярного кода, полученного в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения, является переменной. Скорость кода определяется по K и N, например K/N.
Следует отметить, что порядок исполнения каждого этапа, показанного на фиг. 11, не предназначен для ограничения объема вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалист в данной области техники может изменять порядок исполнения каждого этапа, показанного на фиг. 11. Например, этап 1101 может быть выполнен после этапов 1102-1104 или может быть выполнен синхронно с этапами 1102-1104. Все такие изменения попадают в пределы объема вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 12 показана блок-схема устройства для генерирования гибридного полярного кода в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство 60, показанное на фиг. 12, включает в себя модуль 61 получения, модуль 62 определения и модуль 63 выбора.
Модуль 61 получения генерирует первую матрицу размером N×N и последовательность, которая включает в себя N битов, где N представляет собой длину кода, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимнооднозначном соответствии и N представляет собой положительное целое число.
Модуль 62 определения определяет надежность N битов и определяет вес каждого ряда в N рядах первой матрицы.
Модуль 63 выбора выбирает, в соответствии с надежностью битов N и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, как информационные биты, или выбирает, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы размером K×N, используемой для кодирования, для кодирования предназначенной для кодирования последовательности информационных битов, в соответствии с положениями информационных битов, или второй матрицы, для генерирования гибридного полярного кода, где K представляет собой длину предназначенной для кодирования последовательности информационных битов и представляет собой положительное целое число, не больше чем N.
В варианте осуществления настоящего изобретения, когда выбирают информационный бит или матрицу кодирования гибридного полярного кода, рассматривают не только надежность бита, но также и вес ряда, который входит в состав матрицы и соответствует рассматриваемому биту, таким образом, что рабочие характеристики полярного кода могут быть улучшены.
Кроме того, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, также применяется для декодирования SC или SC списком, и он позволяет достичь лучших рабочих характеристик декодирования и представляет собой оптимизированный полярный код.
Устройство 60, показанное на фиг. 12, может воплощать каждый этап способа, показанного на фиг. 1 - фиг. 9. Для исключения повторения, подробное описание изобретения не повторяется. Устройство 60 может быть расположено в любом сетевом элементе, например, может быть размещено в оборудовании пользователя или базовой станции.
N
N
В случае необходимости, в качестве варианта осуществления, модуль 61 получения может генерировать первую матрицу, в соответствии со значением N, например, может генерировать описанную выше матрицу G или вариант (например, ) для G, в качестве первой матрицы. В качестве альтернативы, модуль 61 получения может считывать первую матрицу, которая заранее сохранена и соответствует значению N. Другими словами, первая матрица, соответствующая значению разности N, может быть локально предварительно сохранена.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, модуль 61 получения может генерировать последовательность 1×N в соответствии со значением N, например, в , описанном выше. Последовательность представляет собой набор, включающий в себя информационные биты и замороженные биты. В качестве альтернативы, модуль 61 получения может считывать предварительно сохраненную последовательность 1×N. Другими словами, последовательность , соответствующая другому значению N, может быть предварительно сохранена локально.
В случае необходимости, в качестве варианта осуществления, модуль 63 выбора может выбирать K битов среди N битов, в качестве информационных битов, где надежность K битов является высокой и вес рядов, которые составляют первую матрицу и соответствуют K битов, больше, чем первое пороговое значение. Информационные биты, выбранные таким образом, имеют большее минимальное расстояние кода, улучшая, таким образом, рабочие характеристики полярного кода.
В случае необходимости, в качестве варианта осуществления, модуль 62 определения может определять пропускную способность каждого бита среди N битов, где надежность битов с более высокой пропускной способностью, является более высокой; или может определять параметр Баттахария каждого бита среди N битов, где надежность бита с меньшим параметром Баттахария является более высокой; или может определять вероятность ошибки каждого бита среди N битов, где надежность бита с меньшей вероятностью ошибки является более высокой.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, модуль 63 выбора может сортировать N битов, в соответствии с надежностью, и выбирать, в порядке убывания надежности, K битов среди отсортированных битов N, в качестве информационных битов, где вес рядов, которые составляют первую матрицу и соответствуют K битов, больше, чем первое пороговое значение. Например, модуль 63 выбора может выбирать информационные биты, в соответствии со способом, показанным на фиг. 2 и фиг. 4.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, модуль 63 выбора может удалять биты из N битов, для получения оставшихся битов, где вес ряда, который входит в состав первой матрицы и соответствует биту, меньше или равен первому пороговому значению, сортировать оставшиеся биты, в соответствии с надежностью оставшихся битов, и выбирать, в порядке убывания надежности, K битов среди отсортированных оставшихся битов, в качестве информационных битов. Например, модуль 63 выбора может выбирать информационные биты, в соответствии со способом, показанным на фиг. 3 и фиг. 5.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, модуль 63 выбора может выбирать K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы, где надежность битов, которые соответствуют K рядам, является высокой, и вес рядов выше, чем в первом пороговом значении.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, модуль 63 выбора может сортировать N рядов первой матрицы, в соответствии с надежностью соответствующих битов, и выбирать, в порядке убывания надежности соответствующих битов, K рядов среди отсортированных N рядов, для построения второй матрицы, где вес рядов больше, чем первое пороговое значение.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, модуль 63 выбора может удалять ряд для получения оставшихся рядов, где вес ряда меньше чем или равен первому пороговому значению, сортировать оставшиеся ряды, в соответствии с надежностью битов, которые соответствуют оставшимся рядам, и выбирать, в порядке убывания надежности соответствующих битов, K рядов среди отсортированных оставшихся рядов для построения второй матрицы.
В случае необходимости, в качестве другого варианта осуществления, модуль 62 определения может дополнительно определять первое пороговое значение, в соответствии с требованиями к минимальному расстоянию кода полярного кода. Однако варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены этим. Когда модуль 62 определения определяет первое пороговое значение, дополнительно может быть рассмотрен другой фактор, например скорость кода. Скорость кода может быть определена по значениями предшествующих N и К, например может быть равна K/N.
На фиг. 13 схематично показана блок-схема устройства кодирования, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В устройстве 130 кодирования, показанном на фиг. 13, части, аналогичные представленные на фиг. 12, отмечены с использованием тех же номеров ссылочных позиций, и их повторное описание будет исключено.
Как показано на фиг. 13, в дополнение к модулю 61 получения, модулю 62 определения и модулю 63 выбора, устройство 130 кодирования может дополнительно включать в себя модуль 131 приема и модуль 132 кодирования.
Модуль 131 приема принимает предназначенную для кодирования последовательность информационных битов, где длина последовательности информационных битов равна К и K представляет собой положительное целое число.
Модуль 61 получения генерирует первую матрицу размером N×N и последовательность, которая включает в себя N битов, где N представляет собой длину кода полярного кода, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности, во взаимно-однозначном соответствии, и N представляет собой положительное целое число.
Модуль 62 определения определяет надежность N битов и определяет вес каждого ряда в N рядах первой матрицы.
Модуль 63 выбора выбирает, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, как информационные биты, или выбирает, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы размером K×N, используемой для кодирования, где K представляет собой длину предназначенной для кодирования последовательности информационных битов и представляет собой положительное целое число, не больше чем N.
Модуль 132 кодирования кодирует последовательность информационных битов, в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей, для получения кодированной последовательности битов, длина кода которой равна N.
В варианте осуществления, в соответствии с настоящим изобретением, когда выбирают информационный бит или матрицу кодирования гибридного полярного кода, рассматривают не только надежность бита, но также рассматривают и вес ряда, который входит в матрицу, и соответствует биту, таким образом, что рабочая характеристика полярного кода может быть улучшена.
Кроме того, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, также применяют для декодирования SC или SC списком, которое позволяет достичь лучших характеристик декодирования.
На фиг. 14 показана блок-схема передатчика в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Передатчик 140, показанный на фиг. 14 может включать в себя устройство 130 кодирования, показанное на фиг. 13, и поэтому повторное его описание, соответственно, исключено.
Кроме того, передатчик 140 может дополнительно включать в себя модуль 141 передачи, выполненный с возможностью передавать последовательность кодированных битов, сгенерированную устройством 130 кодирования.
В варианте осуществления настоящего изобретения, когда выбирают информационный бит или матрицу кодирования гибридного полярного кода, рассматривают не только надежность бита, но также учитывают и вес ряда, который входит в матрицу и соответствует биту, таким образом, что характеристика кодовой комбинации может быть улучшена.
Кроме того, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, также применяется для декодирования SC или SC списком, которое позволяет достичь лучших характеристик декодирования.
На фиг. 15 показана блок-схема устройства декодирования, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В устройстве 150 декодирования, показанном на фиг. 15, части, аналогичные представленным на фиг. 12, отмечены с использованием тех же номеров ссылочных позиций, и их повторное описание исключено.
Как показано на фиг. 15, в дополнение к модулю 61 получения, модулю 62 определения и модулю 63 выбора, устройство 150 декодирования может дополнительно включать в себя модуль 151 приема и модуль 152 декодирования.
Модуль 151 приема принимает демодулированный сигнал, длина которого равна N.
Модуль 61 получения генерирует первую матрицу N×N и последовательность, которая включает в себя N битов, где N представляет собой длину кода полярного кода, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимнооднозначном соответствии, и N представляет собой положительное целое число.
Модуль 62 определения определяет надежность N битов и определяет вес каждого ряда в N рядах первой матрицы.
Модуль 63 выбора выбирает, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, в качестве информационных битов, или выбирает, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы для построения второй матрицы K×N, используемой для кодирования, где K представляет собой положительное целое число, не большее чем N.
Модуль 152 декодирования декодирует демодулированный сигнал в соответствии с положениями информационных битов или в соответствии со второй матрицей.
В варианте осуществления настоящего изобретения, когда выбирают информационный бит или матрицу кодирования гибридного полярного кода, рассматривают не только надежность бита, но также рассматривают и вес ряда матрицы и бита, таким образом, что характеристика полярного кода может быть улучшена.
Кроме того, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, также применяется для декодирования SC или SC списком, что позволяет достичь лучшей рабочей характеристики декодирования.
На фиг. 16 показана блок-схема приемника, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Приемник 160, показанный на фиг. 16, может включать в себя устройство 150 декодирования, показанное на фиг. 15, и поэтому повторенное его описание соответствующим образом исключено.
Кроме того, как показано на фиг. 16, приемник 160 может дополнительно включать в себя модуль 161 демодуляции, выполненный с возможностью демодулировать принятый сигнал, для генерирования демодулируемого сигнала, длина которого равна N.
В варианте осуществления настоящего изобретения, когда выбирают информационный бит или матрицу кодирования гибридного полярного кода, рассматривают не только надежность бита, но также рассматривают вес ряда, который входит в состав матрицы и соответствует биту, таким образом, что рабочая характеристика полярного кода может быть улучшена.
Кроме того, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, также применяется для декодирования SC или SC списком, которые позволяют достичь лучшей характеристики декодирования.
На фиг. 17 схематично показана блок-схема устройства, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство 80, показанное на фиг. 17, может быть выполнено с возможностью воплощения каждого этапа и способа в представленных выше вариантах осуществления способа. Устройство 80 может применяться в базовой станции или в терминале в различных системах связи. В варианте осуществления, показанном на фиг. 17, устройство 80 включает в себя схему 802 передачи, схему 803 приема, процессор 804 кодирования, процессор 805 декодирования, модуль 806 обработки, запоминающее устройство 807 и антенну 801. Модуль 806 обработки управляет работой устройства 80, и модуль 806 обработки может также называться CPU (Central Processing Unit, центральное процессорное устройство). Запоминающее устройство 807 может включать в себя постоянное запоминающее устройство и оперативное запоминающее устройство, и предоставляет инструкции и данные для модуля 806 обработки. Часть запоминающего устройства 807 может дополнительно включать в себя энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM). При фактическом воплощении устройство 80 может быть внедрено в или может представлять собой устройство беспроводной связи, такое как мобильный телефон, и может дополнительно включать в себя носитель, содержащий схему 802 передачи и схему 803 приема данных, для обеспечения возможности передачи и приема данных между устройством 80 и удаленным местоположением. Схема 802 передачи и схема 803 приема могут быть соединены с антенной 801. Компоненты устройства 80 соединены вместе через систему 809 шины, где система 809 шины дополнительно включает в себя силовую шину, шину управления и шину сигнала статуса, в дополнение к шине передачи данных. Однако, для ясного описания, все шины помечены на фигуре как система 809 шины. Устройство 80 может дополнительно включать в себя модуль 806 обработки, выполненный с возможностью обработки сигнала, и, кроме того, дополнительно включает в себя процессор 804 кодирования и процессор 805 декодирования.
Способ, раскрытый в вариантах осуществления настоящего изобретения, может применяться в процессоре 804 кодирования или в процессоре 805 декодирования или может быть воплощен как процессор 804 кодирования или процессор 805 декодирования. Процессор 804 кодирования или процессор 805 декодирования, возможно, представляют собой интегральную микросхему, и имеют возможность обработки сигнала. Обработка воплощения каждого этапа способа может быть выполнена, используя интегральную логическую схему и аппаратные средства в процессоре 804 кодирования или в процессоре 805 декодирования, или в виде инструкций в форме программного обеспечения. Эти инструкции могут быть воплощены, и ими можно управлять, используя процессор 806. Будучи сконфигурированным для исполнения в способе, раскрытом в вариантах осуществления настоящего изобретения, описанный выше процессор декодирования может представлять собой процессор общего назначения, цифровой сигнальный процессор (DSP), специализированную микросхему (ASIC), программируемую вентильную матрицу (FPGA), или другое программируемое логическое устройство, или логическое устройство на дискретном вентиле или на транзисторах, или дискретный аппаратный компонент; и может воплощать или исполнять каждый раскрытый способ, этап и логическую блок-схему вариантов осуществления настоящего изобретения. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор или процессор может представлять собой любой процессор общего назначения или декодер, и так далее. Этап со ссылкой на способ, раскрытый в вариантах осуществления настоящего изобретения, может непосредственно исполняться и может быть выполнен процессором декодирования аппаратных средств или может исполняться и может быть выполнен, используя комбинацию аппаратных средств и программного модуля в процессоре декодирования. Программный модуль может быть размещен на существующем в данной области техники носителе информации, таком как оперативное запоминающее устройство, запоминающее устройство флэш, постоянное запоминающее устройство, программируемое постоянное запоминающее устройство, электрически стираемое программируемое запоминающее устройство или регистр. Носитель информации расположен в запоминающем устройстве 807, и процессор 804 кодирования или процессор 805 декодирования считывает информацию в запоминающем устройстве 807 и выполняет этапы способа со ссылкой на аппаратные средства. Например, в запоминающем устройстве 807 может содержаться информация о полученном полярном коде или замороженных битах для процессора 804 кодирования или процессора 805 декодирования, для ее использования во время кодирования или декодирования.
Например, модуль 132 кодирования, показанный на фиг. 13, может быть воплощен с использованием процессора 804 кодирования, и модуль 152 декодирования, показанный на фиг. 15, может быть воплощен, используя процессор 805 декодирования. Кроме того, модуль 61 получения, модуль 62 определения и модуль 63 выбора, показанные на фиг. 12-13 и на фиг. 15, могут быть воплощены на основе процессора 806 или могут быть воплощены на основе процессора 804 кодирования или процессора 805 декодирования.
Кроме того, например, передатчик 140, показанный на фиг. 14, может быть воплощен, используя процессор 804 кодирования, схему 802 передачи и антенну 801, и так далее. Приемник 150, показанный на фиг. 15, может быть воплощен на основе антенны 801, схемы 803 приема и процессора 805 декодирования, и так далее. Однако, представленные выше примеры являются только примерами, но они не предназначены для ограничения вариантов осуществления настоящего изобретения такими конкретными подходами к воплощению.
В частности, в запоминающем устройстве 807 содержатся инструкции, которые обеспечивают воплощение процессором 806, процессором 804 кодирования или процессором 805 декодирования следующих операций: генерируют первую матрицу размером N×N и последовательность, которая включает в себя N битов, где N представляет собой длину кода полярного кода, N рядов первой матрицы соответствуют N битам в последовательности во взаимно-однозначном соответствии, и N представляет собой положительное целое число; определяют надежность N битов, и определяют вес каждого ряда в N рядах первой матрицы; выбирают, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K битов среди N битов, в качестве информационных битов, или выбирают, в соответствии с надежностью N битов и весом каждого ряда в N рядах первой матрицы, K рядов среди N рядов первой матрицы, для построения второй матрицы K×N, используемой для кодирования, где K представляет собой положительное целое число, не больше N.
В варианте осуществления настоящего изобретения, когда выбирают информационный бит или матрицу кодирования гибридного полярного кода, учитывают не только надежность бита, но также учитывают и вес ряда, который составляет матрицу, и соответствует биту, таким образом, что рабочие характеристики полярного кода могут быть улучшены.
Кроме того, гибридный полярный код, полученный в варианте осуществления настоящего изобретения, также применяется для декодирования SC или SC списком, который позволяет достичь лучших характеристик декодирования.
Система связи или устройство связи, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, могут включать в себя устройство 60, устройство 130 кодирования, передатчик 140, устройство 150 декодирования, приемник 160 или устройство 80.
Специалист в данной области техники может знать, что, в комбинации с примерами, описанными в вариантах осуществления, раскрытых в данном описании, модули и этапы алгоритма могут быть воплощены на основе электронных аппаратных средств или в комбинации компьютерного программного обеспечения и электронных аппаратных средств. Выполняются ли функции на основе аппаратных средств или программного обеспечения, зависит от конкретного применения и ограничивающих условий конструкции технического решения. Специалист в данной области техники может использовать разные способы для воплощения описанных функций для каждого конкретного варианта применения, но не следует считать, что такие варианты осуществления выходят за пределы объема настоящего изобретения.
Для специалиста в данной области техники должно быть совершенно понятно, что с целью удобного и краткого описания подробной обработки представленной выше системы, устройства и модуля, ссылка может быть сделана на соответствующую обработку в представленных выше вариантах осуществления способа, и детали не описаны здесь снова.
В этих нескольких вариантах осуществления, представленных в настоящей заявке, следует понимать, что раскрытая система, устройство и способ могут быть воплощены в других подходах. Например, описанные варианты осуществления устройства являются просто примерами. Например, разделение на модули представляет собой просто логическое функциональное разделение, и они могут представлять собой другое разделение при фактическом воплощении. Например, множество модулей или компонентов может быть скомбинировано или интегрировано в другую систему, или некоторые свойства могут быть игнорированы или могут не выполняться. Кроме того, отображаемые или описанные взаимные соединения или прямые соединения, или соединения для передачи данных могут быть воплощены через определенные интерфейсы. Опосредованное соединение или соединения для передачи данных между устройствами или модулями могут быть воплощены в электронной, механической или других формах.
Модули, описанные как отдельные части, могут быть или могут не быть физически отдельными, и части, отображаемые как модули, могут быть или могут не быть физическими модулями, могут быть расположены в одном положении, или могут быть распределены по множеству сетевых модулей. Часть или все модули могут быть выбраны в соответствии с фактическими потребностями для достижения целей решения вариантов осуществления.
Кроме того, функциональные модули в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть интегрированы в один модуль обработки, или каждый из модулей может существовать отдельно физически, или два или больше модулей могут быть интегрированы в один модуль.
Когда функции воплощены в форме функционального программного модуля и их продают или используют как независимый продукт, эти функции могут быть сохранены на считываемом в компьютере носителе информации. На основе такого понимания, технические решения настоящего изобретения, по существу, или часть, составляющая предшествующий уровень техники или часть технических решений, могут быть воплощены в форме программного продукта. Компьютерный программный продукт содержится на носителе информации, и включает в себя множество инструкций для передачи инструкций в компьютерное устройство (которое может представлять собой персональный компьютер, сервер или сетевое устройство) для выполнения всех или части этапов способов, описанных в вариантах осуществления настоящего изобретения. Представленный выше носитель информации включает в себя: любой носитель информации, который может сохранять программные коды, такой как привод флэш USB, съемный жесткий диск, постоянное запоминающее устройство (ROM, Read-Only Memory), оперативное запоминающее устройство (RAM, Random Access Memory), магнитный диск или оптический диск.
Представленные выше описания представляют собой просто конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, но они не предназначены для ограничения объема защиты настоящего изобретения. Любые вариации или замены, которые могут быть непосредственно сформулированы специалистом в данной области техники в пределах технического объема, раскрытого в настоящем изобретении, все должны попадать в объем защиты настоящего изобретения. Поэтому объем защиты настоящего изобретения должен представлять собой субъект объема защиты формулы изобретения.