[发明专利]基于信道可靠性与码距的极化码混合自动重传请求方法

说明书

本发明公开了一种基于信道可靠性与码距的极化码混合自动重传请求方法，该方法利用极化码生成矩阵的可扩展属性来构建IR‑HARQ策略，提出了构造保护对的全新方法,不仅使用了比特位极化信道可靠性，用高可靠性比特位保护低可靠性比特位，还兼顾了所得码字的整体码距属性，当满足码距增大要求时才最终建立保护对；还进一步引入可调保护对个数概念，通过使用最优或次优保护对个数提高重传效率，重传输入比特经过编码后得到重传比特串,再进行QPSK调制后发射，接收机将重传比特串和首包极化码码字级联在一起，将码字按照标准SCL译码算法进行译码，对所有原始信息比特的最终估计并检测直到译码成功或达到最大重传次数则完成重传过程。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域。具体涉及一种基于信道可靠性与码距的极化码混合自动重传请求方法。

背景技术

信道编码技术是实现第5代移动通信系统(5G)需求和目标的一项关键技术。在2016年11月的3GPP RAN 87会议上，对5G增强移动宽带(enhancedmobile broadband，eMBB)数据信道和控制信道的候选码类进行了最终的评估。确定5G eMBB场景数据信道采用二元低密度校验码(LDPC，low-density parity-check code)，控制信道采用极化码(polarcode)。学者Arikan提出的极化码被广泛认为是继LDPC码后信道编码领域的又一个里程碑，也是首个在理论上被证明能够达到二进制离散无记忆信道(B-DMC)对称信道容量的信道编码方法。在使用连续删除列表译码算法(SCL)时，极化码的性能可以超过3GPP标准中一些已有LDPC码。如果在极化码译码算法中，再一步引入循环冗余校验算法(cyclic redundancycheck，CRC)或奇偶校验算法(parity check)，可以进一步提升极化码性能。

近年来人们开始研究极化码在递增冗余型混合自动重传请求策略(IR-HARQ)中的应用。相关研究主要关注重传比特的构造方法和多包重传数据在接收机处的联合译码方法。从文献搜索结果来看，主要包括以下一些主流方案：

第一种方案，先对首包极化码码字中各信息比特位的可靠性进行测试和排序。然后按照它们可靠性由低到高的顺序依次重传，每次只重传一个信息比特。在接收端将重传信息比特携带的信息与首包极化码码字中同一信息比特的信息进行叠加后，再做硬判决，从而提高译码准确率。该方法利用了信道极化思想，优先重传经历最差极化信道的信息比特，从而提高了IR-HARQ效率。但重传比特构造方法和接收机联合译码方法过于简单直接，缺少深入设计，在传输性能上还有很大提升空间。

第二种方案，基于极化码编码过程的因子图表示，将编码过程中出现的中间比特变量作为重传的对象，每次重传一部分编码中间比特变量。在接收端，依然根据SC算法对首包极化码码字进行译码，但在计算编码中间比特的对数似然比值时，可直接叠加上重传提供的信息。该方法突破了以往只重传极化码编码器输入或输出比特的思路，提出了重传编码中间比特的新思路，并且重传信息可以自然融入经典SC译码算法，设计比较巧妙。但该译码算法设计却不利于硬件实现，增加了硬件实现难度。

第三种方案，利用极化码可扩展属性来设计IR-HARQ策略。在构造重传输入比特时充分考虑了各比特可靠性，用更高可靠性的重传输入比特来保护可靠性较低的首包输入比特。在接收端进行数据检测时，将首包极化码码字和各重传比特串依次级联刚好构成一个长度加长的新极化码码字。因此，直接使用经典极化码译码算法进行译码就巧妙的完成了重传各包的联合检测。该算法巧妙解决了重传各包在接收端的联合检测问题，并且也合理应用了极化信道可靠性理论。但在重传输入比特的构造过程中只考虑了信道可靠性，而忽视了码字的整体码距属性，限制了极化码IR-HARQ策略的性能表现。

另外从文献收索结果来看，尚未发现现有基于极化码的IR-HARQ策略有专门针对小包传输场景的研究。而小包传输恰恰是物理网(IoT)业务或机器类通信(MTC)业务的常见典型场景，相关针对性设计很有必要。

发明内容