基于极化码利用冻结序列传输信息的方法、设备及系统与流程

本技术属于通信，更具体地，涉及一种基于极化码利用冻结序列传输信息的方法、设备及系统。

背景技术：

1、极化码的应用领域包括移动通信和卫星通信等领域，已经成为一种重要的信道编码技术。

2、极化码编码的生成矩阵为：其中，n为极化码码长，bn为比特翻转排列矩阵，n＝log2n，矩阵表示矩阵f的n阶kronecker积。

3、给定极化码编码器输入序列极化码码字即为序列包含两个子序列ua＝(ui,i∈a)和。集合为信息比特索引集合，ua为信息序列。给定信息比特数量m，根据极化码编码方式，集合a对应的m个极化后信道应具有更高的信道容量，或者更低的误判概率，这个集合适合用来传输信息比特等非固定比特。集合ac为集合a的补集，(冻结序列)一般取值为全0，也即填充固定比特。

4、极化码的译码算法，即连续删除译码算法(sc)，后来基于此译码算法，为了不断改进极化码的性能，降低译码算法复杂度，提出基于sc译码的列表译码算法(scl)和添加循环冗余校验(cyclic redundancy check，crc)进行辅助校验的scl-crc译码算法等。

5、但在译码过程中引入了crc校验序列，会对原极化码的码率做一定的牺牲，导致码率减低。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本技术的目的在于引入了crc校验序列的情况下，提升极化码的码率。

2、为实现上述目的，第一方面，本技术提供了一种基于极化码利用冻结序列传输信息的方法，应用于发送端，包括：

3、确定待传输的第一信息和第二信息，所述第二信息能够转换为固定长度的比特序列；

4、基于目标映射关系和所述第二信息的比特序列取值，从冻结序列集合中筛选出目标冻结序列，所述目标映射关系用于表征冻结序列的序号与比特序列取值之间的映射关系，所述目标冻结序列的序号对应于所述第二信息的比特序列取值；

5、基于所述目标冻结序列和所述第一信息对应的目标信息序列，通过极化编码，获取极化码；

6、发送所述极化码至接收端；

7、其中，所述冻结序列集合包括2t个冻结序列，t表示所述固定长度，不同冻结序列对应不同的序号，所述目标信息序列是通过对第一信息进行crc校验所获取的。

8、在一种可能的实现方式中，所述基于目标映射关系和所述第二信息的比特序列取值，从冻结序列集合中筛选出目标冻结序列，包括：

9、按照冻结序列表的行次序，遍历所述冻结序列表中的行，对于遍历到的目标行执行以下操作：

10、基于所述目标映射关系，判断所述目标行中冻结序列的序号与所述第二信息的比特序列取值是否相对应；

11、若确定目标行中冻结序列的序号对应于所述第二信息的比特序列取值，则确定所述目标行中冻结序列作为所述目标冻结序列，并停止遍历；

12、或，若确定目标行中冻结序列的序号不对应于所述第二信息的比特序列取值，则继续遍历下一行；

13、其中，所述冻结序列表存放有2t行的数据，每一行的数据包括冻结序列和对应的序号。

14、第二方面，本技术提供一种基于极化码利用冻结序列传输信息的方法，应用于接收端，包括：

15、接收发送端发送的极化码的估计值；

16、基于冻结序列集合，对所述极化码的估计值进行译码，获取各个冻结序列对应的译码结果和所述译码结果对应的度量值；

17、基于各个译码结果对应的度量值和crc校验值，在多个译码结果中筛选出可信度最高的目标译码结果作为第一信息；

18、基于目标映射关系和所述目标译码结果对应的目标冻结序列的序号，确定第二信息，所述目标映射关系用于表征冻结序列的序号与比特序列取值之间的映射关系，所述目标冻结序列的序号对应于所述第二信息的比特序列取值；

19、其中，所述第二信息能够转换为固定长度的比特序列，所述冻结序列集合包括2t个冻结序列，t表示所述固定长度，不同冻结序列对应不同的序号。

20、在一种可能的实现方式中，基于冻结序列集合，对所述极化码的估计值进行译码，获取各个冻结序列对应的译码结果和所述译码结果对应的度量值，包括：

21、通过2t个译码器，对所述极化码的估计值进行译码，获取各个译码器输出的译码结果和所述译码结果对应的度量值，一个译码器采用冻结序列集合中的一个冻结序列进行译码，不同译码器所采用的冻结序列不相同。

22、在一种可能的实现方式中，基于各个译码结果对应的度量值和crc校验值，在多个译码结果中筛选出可信度最高的目标译码结果作为第一信息，包括：

23、在仅有1个译码结果通过crc校验的情况下，将通过crc校验的译码结果作为所述第一信息。

24、在一种可能的实现方式中，基于各个译码结果对应的度量值和crc校验值，在多个译码结果中筛选出可信度最高的目标译码结果作为第一信息，包括：

25、在有多个译码结果通过crc校验的情况下，在通过crc校验的译码结果中选取度量值最小的一项作为所述第一信息。

26、在一种可能的实现方式中，基于各个译码结果对应的度量值和crc校验值，在多个译码结果中筛选出可信度最高的目标译码结果作为第一信息，包括：

27、在所有译码结果未通过crc校验的情况下，则从所述多个译码结果中选取度量值最小的一项作为所述第一信息。

28、第三方面，本技术提供一种通信设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

29、第四方面，本技术提供一种通信设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

30、第五方面，本技术提供一种通信系统，包括：应用上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法的发送端和应用上述第二方面或第二方面的任一种可能的实现方式所描述的方法的接收端，所述发送端和所述接收端通信连接。

31、总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

32、收发双方约定冻结序列集合，也即一组冻结序列(2t个冻结序列)，在不改变原有scl译码算法条件下，发送端极化码编码时冻结序列由t比特信息选择确定(也即基于目标映射关系和第二信息的比特序列取值，从冻结序列集合中筛选出目标冻结序列)，接收端利用冻结序列集合，对极化码的估计值进行译码，利用接收端所采用的冻结序列与发送端所采用的冻结序列必须一致的情况下才能对极化码进行正确译码的特性，确定目标译码结果作为第一信息和目标译码结果对应的目标冻结序列(目标冻结序列的序号对应于第二信息的比特序列取值)，从而在传输k个消息比特(第一信息对应的目标信息序列)的同时，隐含传输t个比特(第二信息能够转换为固定长度的比特序列，也即t个比特)的额外信息，提升码率，特别适用于带宽受限条件下的数据通信。