用于无线信道的HARQ速率兼容的极性码制造技术

提供了一种用于无线信道的HARQ速率兼容的极性码。提供一种构建用于无线信道的混合自动重传请求(HARQ)速率兼容的极性码的方法、设备和芯片集。所述方法包括：在终端中构建长度为2n的基础极性码；通过将预定准则最多测试(22n+2n)/2‑1次来在基础极性码中确定用于打孔的m<2n比特的序列。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2015年3月25日在美国专利商标局提交的第62/138050号美国临时专利申请的优先权，所述申请的整个内容通过引用合并于此。
本公开总体涉及构造速率兼容的极性码，更具体地讲，涉及构造用于无线信道的混合自动重传请求(HARQ)速率兼容的极性码。
技术介绍
极性码是第一类也是当前仅有的一类利用了实现特定类别信道的容量的低复杂度编码和解码算法和清楚的构建(即，没有集合来挑选)的码。极性变换被定义为输入向量与极化矩阵的乘积。极性码构建或信道极化基于这样的观测：随着极性变换的长度N＝22增加，在输入端观测的比特信道被极化，使得所述比特信道变成无噪声(完美)信道或完全噪声信道。通过在将对噪声信道(也被称为坏比特信道)的输入限制(或冻结)为零的同时经由无噪声信道(也被称为良好比特信道)发送信息比特来构建极性码。构建极性码(即，寻找良好比特信道)通常是一个很难的问题。存在一些尝试解决该问题的启发式算法和近似算法。然而，它们仅关注于一个给定的信道，但并没有公开构建对于任意种类的信道普遍良好的极性码的方法。另一个复杂的因素是极性码的构建通常依赖于潜在信道的特性。结果，如果极性码针对特定信道上的传输被优化，则该极性码可能并不适合于另一信道上的传输。构建适合于实际应用的极性码是一种挑战，这是因为在通信系统中，潜在信道变化。因此，需要构建对信道变化具有鲁棒性的极性码的设备和方法。无线系统也承受着信道估计的不确定性和延迟反馈的影响。为了达到更好的整体系统吞吐量，常采用混合自动重传请求(HARQ)协议。在HARQ系统中，可使用诸如循环冗余校验码的差错检测码来对数据进行编码以进行差错检测控制。也可使用诸如极性码的差错检测码来对数据进行编码以提高误码率性能。在接收到传输时，差错检测控制机制被校验。如果差错检测控制机制指示传输被成功接收，则确认消息(ACK)被产生，并且不需要进一步的传输。如果差错检测控制机制指示传输未被成功接收，则否定确认消息(NACK)被产生，并且向发送器节点请求重传。重传可以是与先前的传输完全相同的数据比特(通常被称为软合并(Chase combining))，或者可包括新的冗余比特(通常被称为增量冗余(IR))，其中，所述新的冗余比特在与所述先前的传输的数据合并时形成具有较低速率的另一码字，其中，码率(k/N)是码中的信息比特(k)与码中的总比特数(N)的比率。在混合软传输/IR传输中，重传可包括先前传输的比特中的一些比特以及一些新的冗余比特。需要适合于HARQ传输的一类速率兼容码。
技术实现思路
本公开的一方面在于提供一种用于构建不同速率的极性码的方法和设备，其中，所述极性码形成速率兼容家族，所述极性码可被用于采用HARQ传输的通信系统或用于诸如闪存的存储器系统。本公开的另一方面在于提供一种用于利用速率兼容家族进行极性编码的方法和设备，其中，打孔图案针对长度短的基础码被定义，并且渐近打孔被用于针对基础码以不同的码率分配打孔图案。本公开的另一方面在于提供利用一种利用速率匹配行列方法和设备来进行的两级极化，其中，所述方法和设备保持将基础极性码进一步极化为预定长度，从而产生规律打孔图案。本公开的另一方面在于提供一种使用比特交织编码调制和高阶调制对作为通信系统的包括组成信道或多信道的信道构建速率兼容的极性码的方法和设备。本公开的另一方面在于提供一种用于利用速率匹配和比特选择来使能HARQ软合并通信或增量冗余通信的极性码构建方法的方法和设备。根据本公开的一方面，提供了一种构建用于无线信道的混合自动重传请求(HARQ)速率兼容的极性码的方法。所述方法包括：在终端中构建长度为2n的基础极性码；通过将预定准则最多测试(22n+2n)/2-1次来在基础极性码中确定用于打孔的m<2n比特的序列。所述方法还包括：利用从基础极性码的打孔序列推导出的规律打孔和重复图案，从基础极性码构建长度为2n+t的更长的码。根据本公开的另一方面，提供了一种用于构建用于无线信道的混合自动重传请求(HARQ)速率兼容的极性码的设备。所述设备包括：基础极性码产生器，包括输出端以及用于接收整数n的输入端；m比特打孔图案产生器，包括连接到基础极性码产生器的输出端的第一输入端、用于接收设计准则的第二输入端、以及输出端。根据本公开的另一方面，提供了一种用于构建用于无线信道的混合自动重传请求(HARQ)速率兼容的极性码的芯片集。所述芯片集被构造为：构建长度为2n的基础极性码；通过将预定准则最多测试(22n+2n)/2-1次来在基础极性码中确定用于打孔的m<2n比特的序列。所述芯片集还被构造为：利用从基础极性码的打孔序列推导出的规律打孔和重复图案来构建最终长度为2n+t的更长的极性码。附图说明本公开的特定实施例的以上和其它方面、特征和优点从以下结合附图的详细描述将更加清楚，其中：图1是根据本公开的实施例的产生用于基础极性码的渐进打孔图案(pattern)的方法的流程图；图2是根据本公开的实施例的用于产生用于基础极性码的渐进打孔图案的设备的框图；图3是根据本公开的实施例的确定用于打孔的m比特的方法的流程图；图4是根据本公开的实施例的用于确定用于打孔的m个比特的设备的框图；图5是根据本公开的实施例的两级极化的方法的流程图；图6是根据本公开的实施例的用于两级极化的设备的框图；图7是根据本公开的实施例的根据HARQ进行速率匹配、信道交织和传输比特选择的方法的流程图；图8是根据本公开的实施例的用于根据HARQ进行速率匹配、信道交织和传输比特选择的设备的框图；图9是根据本公开的实施例的针对重传和HARQ合并进行比特选择的方法的流程图；图10是根据本公开的实施例的针对重传和HARQ合并进行比特选择的设备的框图；图11是根据本公开的实施例的在使对比特交织编码调制信道的极化最大化的同时将对高阶调制信道的比特映射与系统化打孔进行结合的方法的流程图；图12是根据本公开的实施例的用于在使对比特交织编码调制信道的极化最大化的同时将对高阶调制信道的比特映射与系统化打孔进行结合的设备的框图；图13是根据本公开的实施例的选择信息集的方法的流程图；图14是根据本公开的实施例的用于选择信息集的设备的框图。具体实施方式在下文中，参照附图详细地描述本公开的实施例。应注意，相同的元件将用相同的参考标号来指定，即使它们在不同的附图中被示出。在以下描述中，诸如详细配置和组件的具体细节仅被提供用于帮助对本公开的实施例的整体理解。因此，本领域技术人员应该清楚，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下对在此描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，可省略公知功能和构造的描述。下面描述的术语是考虑本公开中的功能而定义的术语，并且可根据用户、用户的意图或习惯而不同。因此，应基于贯穿整个说明书的内容来定义术语的定义。本公开可具有各种修改方式和各种实施例，现在将参照附图详细地描述所述各种实施例中的实施例。然而，应理解，本公开不限于所述实施例，而是包括本公开的精神和范围内的所有修改方式、等价形式和替换形式。虽然包括诸如第一、第二等的序数的术语可用于描述各种元件，但是结构元件不受所述术语的限制。所述术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构建用于无线信道的混合自动重传请求(HARQ)速率兼容的极性码的方法，所述方法包括：在终端中构建长度为2n的基础极性码；通过将预定设计准则最多测试(22n+2n)/2‑1次来在基础极性码中确定用于打孔的m<2n比特的序列。

【技术特征摘要】
2015.03.25 US 62/138,050;2015.08.26 US 14/836,2801.一种构建用于无线信道的混合自动重传请求(HARQ)速率兼容的极性码的方法，所述方法包括：在终端中构建长度为2n的基础极性码；通过将预定设计准则最多测试(22n+2n)/2-1次来在基础极性码中确定用于打孔的m<2n比特的序列。2.如权利要求1所述的方法，其中，通过将预定设计准则最多测试(22n+2n)/2-1次来在基础极性码中确定用于打孔的m<2n比特的步骤包括：在终端中将计数器i设置为等于2n；将所述预定设计准则测试i次；选择用于打孔的一个比特；对i进行递减；如果i不等于2n-m，则返回到将所述预定设计准则测试i次的步骤；如果i等于2n-m，则终止所述方法。3.如权利要求1所述的方法，还包括：在终端中，在基础极性码中搜索打孔序列；根据所述打孔序列对基础极性码进行打孔；通过对打孔后的基础极性码中的2n个比特中的每一个比特编码2t次来构建长度为2n+t的最终极性码。4.如权利要求3所述的方法，还包括：在终端中将最终极性码的比特存储在2n个列和2t个行的阵列中；根据已知的打孔序列对所述阵列的列进行排列；逐列地读取最终极性码的比特；由终端发送读取的最终极性码的比特；由接收器接收发送的最终极性码的比特；由接收器将阵列初始化为零；逐列地将接收到的最终极性码的比特存储在经过初始化的阵列中；对按照相同阵列索引接收到的比特进行合并；根据已知的打孔序列对接收到的阵列的列进行排列。5.如权利要求1所述的方法，还包括：在终端中确定是软合并还是增量冗余被用于重传；如果软合并被用于重传，则由终端重传最初发送的最终极性码的比特；如果增量冗余被用于重传，则由终端发送至少一个附加比特；由接收器接收重传的比特；由接收器将阵列初始化为零；从与传输索引相应的列索引开始，将重传的比特逐列地存储在经过初始化的阵列中；对在同一传输中或在不同传输中按照相同索引被接收到阵列中的比特进行合并；根据已知的打孔序列对接收到的阵列的列进行排列。6.如权利要求1所述的方法，还包括：由终端使用利用2q个符号的高阶q正交幅度调制，其中，q个比特的每个组被映射到一个符号；由终端利用q/2个不同信道类型发送q个正交幅度调制传输；由终端将C个列的被发送的比特分类为q/2个组，其中，每个组包括个列；由终端将每两个列向的连续列比特从每个列组映射到每个符号，其中，两个连续符号被映射到相同信道类型的比特索引。7.如权利要求1所述的方法，还包括：由终端根据估计的信道差错概率来选择基础极性码的信息集和打孔图案；针对极性码家族中的每个极性码设置所述信息集。8.一种用于构建用于无线信道的混合自动重传请求(HARQ)速率兼容的极性码的设备，所述设备包括：基础极性码产生器，包括输出端以及用于接收值n的输入端；m比特打孔图案产生器，包括连接到基础极性码产生器的输出端的第一输入端、用于接收设计准则的第二输入端、以及输出端。9.如权利要求8所述的设备，还包括：计数器，包括用于接收值n的第一输入端、用于接收递减信号的第二输入端、以及输出端；比较器，包括连接到计数器的输出端的第一输入端、连接到参考值的第二输入端、以及输出端；设计准则测试器，包括连接到比较器的输出端的第一输入端、用于接收设计准则的第二输入端、连接到计数器的第二输入端的第一输出端、以及第二输出端。10.如权利要求8所述的设备，还包括：基础极性码打孔器，包括连接到基础极性码产生器的输出端的第一输入端、连接到m比特打孔图案产生器的输出端的第二输入端、以及输出端；最终极性码产生器，包括连接到基础极性码打孔器的输出端或对基础极性码打孔器的输出端进行读取的第一输入端、用于接收值t的第二输...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆斯塔法·艾尔可哈米，李正元，姜寅烨，林宪平，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR