[发明专利]一种部分极化的polar码的构造方法

摘要

本发明提供一种部分极化的polar码的构造方法，属于通信技术领域。关键是规则性取消传统polar码在极化过程不必参与的极化运算，在原始polar极化矩阵里把不必参与极化运算的1消掉，这样就取消了编码过程中原始信息比特在此位置发生的极化运算。有规律性地消掉1后形成的极化矩阵为本发明的极化矩阵。一方面，使用本发明构造的部分极化的polar码能够提高有限长polar码的纠错性能，并且做到简化polar码的极化运算结构，最终使polar码的编译码复杂度较低；另一方面，本发明所构造的polar码仍然可以被证明在无穷码长时，达到信道容量。仿真结果表明本发明的polar码比传统polar码有更好的BER性能。

主权项

1.一种部分极化的polar码的构造方法，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤1：确定有限长polar码的码长N和码率R，根据信道条件确定信息比特所在的子信道集合和冻结比特对应的子信道集合其中步骤2：确定码率1子信道和码率0子信道并计算码率1子信道组；码率1子信道为信息比特在极化矩阵里参与极化运算对应的子信道，码率0子信道为冻结比特在极化矩阵里参与极化运算对应的子信道；定义为码率1子信道的第个集合组，表示i×τ运算的次序，码率1子信道组满足：其中i取正整数，i是第τ类码率1子信道组的序号，是码率1子信道组的一阶范数；码率1子信道组的确定方法为：从第N子信道索引开始到子信道集合中的最小索引子信道，计算出所有的码率1子信道组；步骤3：根据每一个码率1子信道组，确定在极化矩阵中必须消去的1元素所在的行索引区域；按照码率1子信道组在极化矩阵中对应的行索引，确定极化核为的极化矩阵中需要消掉的1元素的区域；步骤4：确定小矩阵；选取极化核经过克罗内克积的扩展后，产生一个小矩阵步骤5：取消子信道部分极化作用；把步骤4确定的小矩阵，在极化核为扩展的极化矩阵里，按照步骤3确定的码率1子信道组行索引对应的区域，从左到右进行对比，确定和步骤4的小矩阵完全对应的子矩阵块，然后把子矩阵块里的部分1置0，实现polar码的部分极化；取消子信道部分极化作用的具体方法如下：步骤5.1：取消奇偶上下相邻子信道的极化方法；在极化矩阵里的每一个单元矩阵F_i,j(2,1)元素代表两个紧邻信道W_奇数和W_偶数之间的后一层极化，如果令F_i,j(2,1)＝0，则取消W_奇数和W_偶数两个奇偶上下相邻子信道之间的后一层极化，其中i、j代表极化核为扩展的极化矩阵里的极化核的单元位置；步骤5.2：取消码率1子信道对应的极化矩阵行索引区域中元素的极化运算，即极化矩阵部分元素置0操作：把步骤4确定的小矩阵按照步骤3确定的行索引，从左到右作对比做置0操作，即：其中(2,1)表示指出矩阵里F₂₁的模块；步骤6：用取消子信道部分极化作用的极化矩阵完成polar码的造码；从步骤5中部分置0后的极化矩阵中提取生成矩阵G，生成冻结比特全为0的polar码的码字。