[发明专利]一种非退化复合信道下极化码的编码构造方法

说明书

本发明涉及一种非退化复合信道下极化码的编码构造方法。现有方法对非退化复合信道，极化码的嵌套性质不再成立，无法采用增量冻结重传策略进行信道容量可达的信息传输。本发明方法首先确定组合信道和极化信道的形式，根据传输码率确定递归构造，再确定通用极化码的编码构造，当传输码率r＞1/2时，改变每次参与递归变换的信道，并引入额外的信道置换，在所有的R_n极化信道上放置信息比特，剩余极化信道上放置冻结比特，得到发送码字。本发明方法根据传输码率确定通用极化码的编码构造，保证了通用极化码在非退化信道下的嵌套性质。本发明方法结合增量冻结重传策略，能够使非退化复合信道下的传输在理论上达到信道容量。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体是信道编码中的编码构造方法，涉及一种非退化复合信道下极化码的编码构造方法。

背景技术

极化码是一类信道容量可达的信道编码方法。在即将到来的第五代移动通信中，极化码被国际无线标准化机构选为增强移动宽带(Enhanced Mobile BroadBand,eMBB)场景下上下行链路控制信道的编码方案。极化码具有确定性的编码构造，因此时变信道下存在信道状态和编码构造不匹配带来的纠错性能退化问题。为了解决该问题，我们希望基于极化码的通信系统能够根据实际信道状态自适应地调整编码构造，而混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest,HARQ)作为链路自适应的一种常用技术，契合我们的需求。

针对非退化复合信道，极化码的嵌套性质不再成立，无法采用增量冻结(Incremental Freezing,IF)HARQ进行信道容量可达的信息传输。通过对通用极化码的编码构造做出调整，改变每次参与递归变换的信道，并引入额外的信道置换，可以使通用极化码在非退化信道下具备嵌套性质。结合IF HARQ策略，非退化复合信道下的传输在理论上能够达到信道容量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种非退化复合信道下极化码的编码构造方法。本发明方法在非退化信道下具备嵌套性质，从而可以结合IF HARQ策略，非退化复合信道下的传输在理论上能够达到信道容量。

本发明方法的具体步骤是：

步骤(1).确定组合信道和极化信道的形式：

给定两个二元无记忆对称信道C:{0,1}→Y和V:{0,1}→Z，Y和Z分别为信道C和V的输出集；定义组合信道(C，V)如下：

其中，即u₀和u₁，为组合信道(C,V)的输入，x₀和y₀分别为信道C的输入和输出，x₁和z₁分别为信道V的输入和输出，为极化码核心生成矩阵，且表示信道C和信道V的输入。根据链式法则，对组合信道(C,V)的互信息进行拆分，得到极化信道：

其中表示异或操作。

步骤(2).根据传输码率r＝g/(g+b)确定递归构造，在每一层递归结构中对g+b个独立信道执行组合与拆分，得到g个可靠度高的极化信道，b个可靠度低的极化信道：

令表示第n层递归变换得到的可靠度低的极化信道，1≤i≤b；

令表示第n层递归变换得到的可靠度高的极化信道，1≤j≤g；

表示底层传输信道；

由于码率不同，递归变换结构不同，分两种情况进行不同处理：

(i)g≤b，即码率r≤1/2情况：

定义递归变换结构中的中间极化信道：t表示中间信道的索引；