[发明专利]具有共享数据和协作解码的并行极化码

说明书

公开了对通过通信信道传输的信息进行编码和解码的系统、结构和方法。该方法包括：在m个并行极化码之间划分信息，使得m个并行极化码中的每个并行极化码都包括多个信息比特；以及将m个并行极化码中的每个并行极化码中的信息比特划分为私有部分和公共部分。公共部分包括信息段和重复段，其中公共部分的信息比特被布置在信息段中。将m个并行极化码中的每个并行极化码的公共部分的信息段中的比特在m个并行极化码中的至少第二并行极化码的公共部分的重复段中进行重复。

相关申请的交叉引用

这是与公开的技术相关的首次提出申请。在提出申请时，没有相关的专利或申请。

技术领域

本公开内容总体上涉及用于在噪声介质上传输的编码和解码信息的领域，更具体地，涉及用于使用极化码来增强数据传输可靠性的系统和方法。

背景技术

在数据通信系统中，数据通过信道从发射器传输到接收器。由于信道中的噪声而导致传输的数据会退化，从而使得接收到的数据可能与传输的数据不相同。发射器和接收器的实现取决于要传输数据的信道，例如信道是无线、电缆还是光纤。

前向纠错码(forward error correction code，FEC)通过使接收器能够检测和纠正有限数量的错误，在单向信道中提供可靠的通信。FEC的两种基本类型是块FEC和卷积FEC。块FEC将数据拆分为块，每个块在传输之前都会独立地被编码(即独立于其它块)。在卷积FEC中，编码的数据取决于数字通信方案中的当前数据和先前数据二者。

FEC在数据传输系统中极其重要。例如，在高吞吐量光传输系统中，前向纠错消耗光数字处理(optical digital processing，oDSP)中多于一半的功率的情况并不少见。因此，亟需设计具有高编码增益和低功耗的FEC。

有许多用于设计FEC的技术，并且许多类型的FEC在本领域是已知的(例如代数码、卷积涡轮码、低密度奇偶校验(low-density parity-check，LDPC)码、涡轮乘积码(turboproduct code，TPC)等)。在2009年，Arikan在以下文献中引入了一种被称为“极化码”的块FEC：E.Arikan，“Channel Polarization:Amethod for Constructing CapacityAchieving Codes for Symmetric Binary-Input Memoryless Channels(信道极化：一种用于构造对称二进制输入无记忆信道的容量实现码的方法)”，《IEEE Trans.Inf.Theory》，第55卷，第7期，第3051页至3073页(2009年7月)。极化码是一种线性区块码，它“极化”比特信道的容量。比特信道极化使得它们的容量接近一(即完美信道)或零(完全噪声信道)。然后，数据通过容量接近一的比特信道被发送，而预定的恒定比特值通过容量接近零的比特信道被发送(这些比特被称为“冻结”比特，因为它们的值不会变化)。Arikan能够证明，当码长度(即比特信道的数量)接近无穷大时，容量为一的比特信道的数量除以比特信道的总数接近信道容量，即信道的理论最大速率(也称为“香农容量”)。