[发明专利]带有动态冻结比特的极化编码

说明书

本发明涉及编码设备和方法以及解码设备和方法，其中编码设备包括第一编码器FC(31)，用于通过在m个极化编码块(31_1，31_2)中，针对包括冻结比特和非冻结比特的m个FC输入比特序列，生成m个FC输出比特序列，其中m大于或等于2。在所述m个极化编码块的第i个极化编码块中，至少一个冻结比特通过跨编码块间的动态冻结约束基于至少一个非冻结比特。

技术领域

本发明涉及一种编码设备，设置为通过执行m个极化编码步骤，生成m个极化编码输出比特序列，其中m等于或大于2。另外，本发明涉及对应的编码方法。本发明还涉及一种解码设备，设置为通过执行m个极化解码步骤，对极化编码比特流进行解码。另外，本发明涉及对应的解码方法。

背景技术

编码在通信技术中变得越来越重要。随着通信技术在日常生活的若干领域的日益实施，数据和数据传输的安全性至关重要。通信过程中涉及的设备、装置和系统必须能够以快速有效且同时避免编码错误的方式分别实现数据或信息的编码。高性能和高可靠性是期望从编码获得的关键特性。

最近，极化码已被开发为前向纠错(forward error correction，FEC)方案。通过使用极化码，可以获得二进制输入离散无记忆信道的容量。然而，使用极化码编码的传统编码器是非系统的，即编码器的输入序列未出现在编码器的输出端。

系统码是任何纠错码，其中输入数据，即信息比特，嵌入在编码输出端中。因此，输入序列(即分别为输入数据或信息比特)出现在编码器的输出端。系统码具有以下优点：奇偶校验数据或奇偶校验比特分别可以简单地附加到源块，并且如果正确接收，则接收器不需要恢复原始源符号。例如，如果纠错编码与哈希函数结合，用于快速确定所接收的源符号的正确性，或者在擦除中出现错误并且因此接收的符号总是正确的情况下，这是有助益的。此外，为了诸如同步和监测之类的工程目的，期望获得对所接收的源符号的合理的良好估计，而不经历稍后的可能在远程站点执行的冗长的解码过程。

此外，如果期望多级解码，例如，由于改进性能的优点和/或由于方便的不等错误保护(unequal error protection，UEP)的优点，需要系统编码。

此外，如果考虑和需要概率整形(probabilistic shaping，PS)，例如，由于容量增加的优点，同样需要系统编码器。PS的技术在上一次引起了更多关注，特别是因为容量增加的优点。

另外，为了获得加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise，AWGN)信道容量，发送符号必须是高斯分布的，这只能在实际系统中近似。对于高阶调制，使用均匀分布的正交幅度调制(quadrature amplitude modulation，QAM)符号导致高达1.53dB的整形损耗。可以证明，通过使用概率整形可以几乎完全消除整形损耗，其中QAM符号遵循近似离散的高斯分布。

极化码被称为具有良好性能的容量实现码。因此，需要允许极化码的有效编码的方法，其可与需要系统编码的其他应用结合，例如，上述具有比特级别的多级解码、PS等的高阶调制。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的编码和解码设备以及改进的编码和解码方法。特别地，本发明的目的是提供一种使用多个极化编码步骤的极化编码设备和方法，以及使用多个极化解码步骤的极化解码设备和方法。这些设备和方法应该特别地与需要系统编码的应用相结合，例如，上述具有比特级别的多级解码、PS等的高阶调制。

通过所附独立权利要求提供的解决方案实现了本发明的目的。本发明的有利实现方式在对应的从属权利要求、说明书和/或所附附图中进一步限定。