[发明专利]空间耦合的极化码

说明书

节点（110、115）中的方法包括生成（604）多个成分极化码，多个成分极化码中的每一个具有关联的块长度和关联的信息位的集合。方法包括耦合（608）与多个成分极化码中的每一个关联的信息位的集合中的至少一部分，以生成空间耦合的极化码。方法包括使用空间耦合的极化码对无线传送进行编码（612）。

技术领域

本公开整体上涉及无线通信，以及更具体地涉及空间耦合的极化码。

背景技术

极化码，由E. Arikan在“Channel Polarization: A Method for ConstructingCapacity-Achieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels（信道极化：一种构造对称二进制输入无记忆信道的容量实现码的方法）”（IEEE信息理论学报，第55卷，第3051-3073页，2009年7月）（在下文中称为“Arikan”）中提出，是第一类构造性译码（coding）方案，其在低复杂度连续消除（SC）解码器下对实现二进制输入离散无记忆信道的对称容量是可证实的。然而，与诸如低密度奇偶校验（LDPC）码和涡轮码等其他现代信道译码方案相比，SC下的极化码的有限长度性能是没有竞争力的。之后，由I. Tal和A. Vardy在“List Decoding of Polar Codes（极化码的列表解码）”（IEEE信息理论研讨会会议记录，第1-5页，2011年）（在下文中称“Tal”）中提出SC列表（SCL）解码器，其能够接近最优的最大似然（ML）解码器的性能。通过级联简单的循环冗余校验（CRC）译码，示出的是，级联极化码的性能与充分优化的LDPC和涡轮码的性能相比是有竞争力的。作为结果，极化码被认为是诸如5G等未来无线通信系统的候选。

极化译码的主要想法是将一对相同的二进制输入信道转换成不同质量的两个不同信道，与原二进制输入信道相比，一个信道更好并且一个信道更差。通过对二进制输入信道的一组2^M个独立使用重复这样的成对极化操作，能够得到不同质量的一组2^M个“位信道（bit channel）”。这些位信道中的一些几乎是完美的（即无错误），然而它们中剩下的几乎是无用的（即完全是嘈杂的）。要点是使用几乎完美的信道向接收器传送数据，而将无用信道的输入设置为具有接收器已知的固定或冻结的值（例如0）。出于这个原因，几乎无用和几乎完美的信道的那些输入位通常分别被称为冻结位和非冻结（或信息）位。只有非冻结位用来携带极化码中的数据。

图1示出采用HARQ增量冗余的第一传送中的极化码结构的示例。更具体地，图1示出长度为8的极化码的结构。在图1示出的第一传送中，长度为8的极化码的八个位信道中的六个装载着数据（非冻结或信息位u₀到u₅），而剩下的是冻结的（分配0值，其对接收器是已知的），给出了3/4的整体码率。

如在Arikan中示出的，SC解码器的复杂度作为增长，其中N表示译码块长度。SCL解码器能够被看作SC解码器的一般化，其中在做出每一个位决定之后，多个（假定L个（其中L>1））SC解码器并行同时运行来维持L个存活路径（而不是像SC解码器所进行的那样仅维持一个路径）。如在Tal中示出的，SCL解码器的复杂度作为增长。

阻碍极化码的实际应用的主要的问题中的一个是块长度选择的不灵活性，因为每一个码块的长度必须是2的幂。在许多实际的无线系统中，经常存在支持大量不同块长度的需要。为了支持不是2的幂的块长度，由极化编码器产生的一些译码位经常被打孔掉（即丢弃而不传送）。由于2的幂的序列指数增长，两个相邻的2的幂可能相隔得很远。作为结果，可能需要打孔相对大量的译码位，除非只需要短的块长度。这样的大规模打孔经常导致性能显著降级。