極化編碼調(diào)制中信道可靠度的確定方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及極化編碼調(diào)制中信道可靠度的確定方法及 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 信道是數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾ǖ?，因此確定信道的可靠度對信道的選擇尤為重要。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)通過使用密度進(jìn)化工具來計(jì)算信道的可靠度，但使用密度進(jìn)化工具來計(jì) 算信道的可靠度的過程中涉及到兩種卷積操作。而對數(shù)似然比值的概率密度函數(shù)是連續(xù)函 數(shù)，因此卷積操作需要積分運(yùn)算。
[0004] 但是，在實(shí)際數(shù)字通信系統(tǒng)中，積分運(yùn)算無法直接實(shí)現(xiàn)，必須首先對概率密度函數(shù) 進(jìn)行量化，再將積分運(yùn)算轉(zhuǎn)化為離散值的累加操作。在實(shí)際算法實(shí)現(xiàn)時(shí)，需要維護(hù)一個(gè)高維 的向量以存儲概率密度函數(shù)。為保證計(jì)算結(jié)果精確，該向量的維度取到IO 6之高，對如此高 維的向量進(jìn)行上述兩種卷積操作，計(jì)算復(fù)雜度非常高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種極化編碼調(diào)制中信道可靠度的確定方法及裝 置，以降低計(jì)算復(fù)雜度。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種極化編碼調(diào)制中信道可靠度的確定方 法，包括：
[0007] 使用解調(diào)器在第一調(diào)制模式的2m進(jìn)制輸入的信道的接收端對接收到的信號的各 比特進(jìn)行解調(diào)，將所述第一調(diào)制模式的2m進(jìn)制輸入的信道拆分為m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道， 其中，m為調(diào)制階數(shù)；
[0008] 計(jì)算所述m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道的等效噪聲方差，對拆分得到的m個(gè)二進(jìn)制輸入 的信道進(jìn)行信道極化變換，獲得多個(gè)極化子信道；
[0009] 根據(jù)所述等效噪聲方差，使用高斯近似算法計(jì)算得到所述多個(gè)極化子信道對應(yīng)的 對數(shù)似然比高斯分布均值；
[0010] 根據(jù)所述對數(shù)似然比高斯分布均值確定所述多個(gè)極化子信道的可靠度。
[0011] 可選的，所述第一調(diào)制模式為：多級碼模式或比特交織編碼調(diào)制模式。
[0012] 可選的，在所述第一調(diào)制模式為多級碼模式時(shí)，所述使用解調(diào)器在第一調(diào)制模式 的2"進(jìn)制輸入的信道的接收端對接收到的信號的各比特進(jìn)行解調(diào)，將所述第一調(diào)制模式的 2?進(jìn)制輸入的信道拆分為m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道，包括：
[0013] 使用解調(diào)器在第一調(diào)制模式的2m進(jìn)制輸入的信道的接收端對接收到的信號的各 比特進(jìn)行逐比特解調(diào)，將所述第一調(diào)制模式的2"進(jìn)制輸入的信道拆分為m個(gè)二進(jìn)制輸入的 信道：{a D α2,…，αη}。
[0014] 可選的，所述計(jì)算所述m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道的等效噪聲方差，包括：
[0015] 利用公式
[0017] 計(jì)算得到所述m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道的信道容量I ( α ,)，其中，
j e {1，2,…，m}，y e Y，pr( ·)為概率函數(shù)，為2m進(jìn)制輸入的信道的轉(zhuǎn)移概率 密度函數(shù)；
[0018] 將計(jì)算得到的信道容量等效為二進(jìn)制輸入加性高斯白噪聲信道BIAWGN模型的信 道容量，通過所述BIAWGN模型中的信道容量I ( 〇 2)的計(jì)算公式
表示自然常數(shù)e = 2. 71828…為底的指數(shù)運(yùn)算，V = (l_2b)+z，b e {〇, 1}，z~Ν(0, σ 2)， N(0,。2)為均值為0且方差為σ 2的高斯分布；
[0022] 對于二進(jìn)制輸入的信道a j，根據(jù)公式
[0023] V(Oj) = σ2
[0024] 計(jì)算獲得所述m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道的等效噪聲方差V(a ,)，其中j e {1，2，~ ，m} 〇
[0025] 可選的，所述根據(jù)所述等效噪聲方差，使用高斯近似算法計(jì)算得到所述多個(gè)極化 子信道對應(yīng)的對數(shù)似然比高斯分布均值，包括：
[0026] 利用公式
[0027]
[0028] 計(jì)算得到爐^其中，Xd為分段函數(shù)區(qū)間分界點(diǎn)，X為極化信道對應(yīng)的對數(shù)似然比 高斯分布均值；
[0029]其中，f (X) = exp (_0· 4527χα86+0· 0218)
[0030] 或者，f (X) = exp (_0· 4334χα 9324)，其中，Xd= 0· 4328 ;
[0031] 或者，f(x) = 0· 0805exp(-2. 014χ)+0· 9195exp(_0. 3638χ)，其中，Xd= 0· 7933 ;
[0037] 計(jì)算得到信道α ,對應(yīng)的極化碼編碼器中信源側(cè)第1個(gè)極化信道對應(yīng)的高斯分布
[0040] 進(jìn)行遞歸計(jì)算，得到所述多個(gè)極化子信道對應(yīng)的對數(shù)似然比高斯分布均值 ' ' -'， 其中 j = 1，2, ."，m，1 = 1，2,…，N。
[0041] 可選的，在所述第一調(diào)制模式為比特交織編碼調(diào)制模式時(shí)，所述使用解調(diào)器在第 一調(diào)制模式的2"進(jìn)制輸入的信道的接收端對接收到的信號的各比特進(jìn)行解調(diào)，將所述第一 調(diào)制模式的2"進(jìn)制輸入的信道拆分為m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道，包括：
[0042] 使用解調(diào)器在第一調(diào)制模式的2"進(jìn)制輸入的信道的接收端對接收的信號的各比 特同時(shí)進(jìn)行解調(diào)，將所述第一調(diào)制模式的2"進(jìn)制輸入的信道拆分為m個(gè)二進(jìn)制并行輸入的 信道{β η β2,…，βη}。
[0043] 可選的，所述計(jì)算所述m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道的等效噪聲方差，包括：
[0044] 通過公式
[0046] 計(jì)算獲得所述m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道的信道容量I ( β J，其中，j e {1，2,…，m}，
j e {1，2,…，m}，y e Y，Pr( ·)表示求事件的概率， 為2m進(jìn)制輸入的信道的部分條件轉(zhuǎn)移概率密度函數(shù)，
2m進(jìn)制輸入的信道的轉(zhuǎn)移概率密度函數(shù)，X;表示所有由第j個(gè)比特取值為γ e {〇，1}組 成的比特向量γ對應(yīng)的調(diào)制符號a e X的集合，即
，Li (a)表 示映射到符號a的比特向量中第j比特；
[0047] 將計(jì)算得到的信道容量等效為二進(jìn)制輸入加性高斯白噪聲信道BIAWGN模型的信 道容量，通過所述BIAWGN模型中的信道容量I ( 〇 2)的計(jì)算公式
表示自然常數(shù)e = 2. 71828…為底的指數(shù)運(yùn)算，V = (l_2b)+z，b e {〇, 1}，z~Ν(0, σ 2)， N(0,。2)為均值為0且方差為σ 2的高斯分布；
[0051] 對于二進(jìn)制輸入的信道P j，根據(jù)公式
[0052] V ( β j) = ο2
[0053] 計(jì)算獲得所述m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道的等效噪聲方差ν(β,)，其中j e {1，2，~ ,m}；
[0054] 增加 J-m個(gè)容量為0的虛擬信道，信道W1, β2，···，被擴(kuò)展為W1, β2，… ，Pni, ，…，β;}，其中J=: 2「tofew|,擴(kuò)展后的J個(gè)二進(jìn)制輸入的信道的等效噪聲方差分 別為 IV(P1)1V(P2),…，ν(β①，…，ν(β】）=+ ①}。
[0055] 可選的，所述根據(jù)所述等效噪聲方差，使用高斯近似算法計(jì)算得到所述多個(gè)極化 子信道對應(yīng)的對數(shù)似然比高斯分布均值，包括：
[0056] 利用公式
[0057]
[0058] 計(jì)算得到滬(>)，其中，Xd為分段函數(shù)區(qū)間分界點(diǎn)，X極化信道對應(yīng)的對數(shù)似然比高 斯分布均值；
[0059] 其中，f (X) = exp (_0· 4527χα86+0· 0218)
[0060] 或者，f (X) = exp (-〇· 4334x°·9324)，其中，xd= 0· 4328 ;
[0061] 或者，f (X) = 0· 0805exp(-2. 014χ)+0· 9195exp(-0. 3638x)，其中，xd= 0· 7933 ;
[0062] 獲得P(X)的反函數(shù)供
[0063] 利用公式
[0066] 遞歸計(jì)算得到所述多個(gè)極化子信道對應(yīng)的對數(shù)似然比高斯分布均值， 其中，n =〇，i，···，l〇g2(JN)-l，對應(yīng)每一個(gè)η的取值，有
〇代表信道使用時(shí)隙，其取值為ω = 1，2，···，Ν，Μ(Θ)表示信道映射關(guān)系，在每個(gè)信道使用時(shí)隙ω，編碼器信道側(cè)第0+(co-l)J 個(gè)位置對應(yīng)信道Μ(θ)，Θ =1，2，一，J。
[0067] 可選的，還包括：
[0068] 選取可靠度高的極化子信道進(jìn)行信號傳輸。
[0069] -種極化編碼調(diào)制中信道可靠度的確定裝置，包括：信道拆分單元、信道極化單 元、均值計(jì)算單元和可靠度確定單元，
[0070] 所述信道拆分單元，用于使用解調(diào)器在第一調(diào)制模式的2m進(jìn)制輸入的信道的接收 端對接收到的信號的各比特進(jìn)行解調(diào)，將所述第一調(diào)制模式的2"進(jìn)制輸入的信道拆分為m 個(gè)二進(jìn)制輸入的信道，其中，m為調(diào)制階數(shù)；
[0071] 所述信道極化單元，用于計(jì)算所述m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道的等效噪聲方差，對拆 分得到的m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道進(jìn)行信道極化變換，獲得多個(gè)極化子信道；
[0072] 所述均值計(jì)算單元，用于根據(jù)所述等效噪聲方差，使用高斯近似算法計(jì)算得到所 述多個(gè)極化子信道對應(yīng)的對數(shù)似然比高斯分布均值；
[0073] 所述可靠度確定單元，用于根據(jù)所述對數(shù)似然比高斯分布均值確定所述多個(gè)極化 子信道的可靠度。
[0074] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種極化編碼調(diào)制中信道可靠度的確定方法及裝置，可以將 信道拆分為m個(gè)二進(jìn)制輸入的信道并進(jìn)行信道極化變換，根據(jù)拆分得到的二進(jìn)制