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CN109889304A - 速率匹配方法、编码装置和通信装置 - Google Patents

速率匹配方法、编码装置和通信装置 Download PDF

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CN109889304A CN201811636966.9A CN201811636966A CN109889304A CN 109889304 A CN109889304 A CN 109889304A CN 201811636966 A CN201811636966 A CN 201811636966A CN 109889304 A CN109889304 A CN 109889304A
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Abstract

本申请实施例提供一种速率匹配方法、编译码装置和通信装置。该方法包括：获取信息比特序列和Polar码的目标码长M；当所述目标码长M满足预设条件时，采用第一母码码长N1的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；当所述目标码长M不满足所述预设条件时，采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂；所述第二编码比特序列进行缩短或打孔，得到长度为M的第二目标Polar码。编码增益损失很小的情况下，采用基于重复的速率匹配方案，降低了编译码的复杂度。

Description

速率匹配方法、编码装置和通信装置
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及速率匹配的方法和装置。
背景技术
通信系统通常采用信道编码提高数据传输的可靠性，以保证通信的质量。土耳其教授Arikan提出的极化码(Polar codes)是第一个理论上证明可以达到香农容量且具有低编译码复杂度的好码。Polar码是一种线性块码，其编码矩阵为GN，编码过程为其中是一个二进制的行矢量，长度为N(即母码长度)；GN是一个N×N的矩阵，且 定义为log2N个矩阵F2的克罗内克(Kronecker)乘积。
上述矩阵
Polar码的编码过程中，中的一部分比特用来携带信息，称为信息比特，这些比特的索引的集合记作另外的一部分比特设置为收发端预先约定的固定值，称之为固定比特或冻结比特(frozen bits)，其索引的集合用的补集表示。Polar码的编码过程相当于：这里，GN.(A)是GN.中由集合A中的索引对应的那些行得到的子矩阵，GN(AC)是GN中由集合AC中的索引对应的那些行得到的子矩阵。为中的信息比特集合，信息比特个数为K；为中的固定比特集合，固定比特个数为(N-K)，是已知比特。这些固定比特通常被设置为0，但是只要收发端预先约定，固定比特可以被任意设置。固定比特设置为0时，Polar码的编码输出可简化为：是一个K×N的矩阵。
Polar码的构造过程即集合的选取过程，决定了Polar码的性能。Polar码的构造过程通常是，根据母码码长N确定共存在N个极化信道，分别对应编码矩阵的N个行，计算极化信道可靠度，将可靠度较高的前K个极化信道的索引作为集合A的元素，剩余(N-K)个极化信道对应的索引作为固定比特的索引集合的元素。集合A决定了信息比特的位置，集合决定了固定比特的位置。
从编码矩阵可以看出，原始Polar码(母码)的码长为2的整数次幂，在实际应用中需要通过速率匹配实现任意码长的Polar码。
现有技术采用打孔(puncture)或缩短(shorten)的方案实现速率匹配。现有技术在编码时总是通过对超过目标码长的母码进行打孔达到目标码长，译码时填充恢复至母码码长。编译码的缓存大小、复杂度和时延都跟母码长度有关，在缩短或打孔比特比较多时(例如从2048比特缩短或打孔到1200比特)，因打孔造成的额外开销很大。随着目标码长增加，码率降低，一方面可以带来编码增益，另一方面复杂度也随母码长度的增加而增加。
发明内容
本申请实施例提供速率匹配的方法及编码装置、解速率匹配的方法及译码装置、通信装置，能够降低polar码编译码的复杂度。
第一方面，提供一种Polar码的速率匹配方法，包括：获取信息比特序列和Polar码的目标码长M；当所述目标码长M满足预设条件时，采用第一母码码长N1的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；当所述目标码长M不满足所述预设条件时，采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂；对所述第二编码比特序列进行缩短或打孔，得到长度为M的第二目标Polar码。
第二方面，提供一种编码装置，包括：
获取单元，获取信息比特序列和Polar码的目标码长M；
编码单元，用于当所述目标码长M满足预设条件时，采用第一母码码长N1的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；或当所述目标码长M不满足所述预设条件时，采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂；
速率匹配单元，用于重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；或对所述第二编码比特序列进行缩短或打孔，得到长度为M的第二目标Polar码。
第三方面，提供一种通信装置，包括：
收发器，用于和其他设备进行通信；
存储器，用于存储程序；
处理器，用于执行所述存储器存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于，所述处理器用于当Polar编码的目标码长M满足预设条件时，采用第一母码码长N1的Polar码对信息比特序列进行编码，输出第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；当所述目标码长M不满足所述预设条件时，采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂；对所述第二编码比特序列进行缩短或打孔得到长度为M的第二目标Polar码。
第四方面，提供一种Polar码的解速率匹配的方法，包括：
接收长度为M的待译码比特序列的对数似然比LLR，M为Polar码编码的目标码长；
当所述目标码长M满足预设条件时，确定发送端采用重复的方法进行速率匹配；确定重复比特的位置，将接收到的M个比特的LLR中重复位置的LLR进行相加合并，得到长度为第一母码码长N1的第一待译码比特序列的LLR，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；根据所述第一待译码比特序列的LLR进行Polar码译码；
当所述目标码长M不满足所述预设条件时，确定发送端采用缩短或打孔的方法进行速率匹配，确定缩短或打孔位置及其LLR，将接收到的M个比特的LLR恢复至第二母码长度N2，得到长度为第二母码码长N2的第二待译码比特序列的LLR，其中，N2大于等于M，N2为2的整数次幂；根据所述第二待译码比特序列的LLR进行Polar码译码。
第五方面，提供一种译码装置，包括：
接收单元，用于接收长度为M的待译码比特序列的对数似然比LLR，M为Polar码编码的目标码长；
解速率匹配单元，用于当所述目标码长M满足预设条件时，确定发送端采用重复的方法实现速率匹配；确定重复比特的位置，将接收到的M个比特的LLR中重复位置的LLR进行相加合并，得到长度为第一母码码长N1的第一待译码比特序列的LLR，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；或用于当所述目标码长M不满足所述预设条件时，确定发送端采用缩短或打孔的方法实现速率匹配，确定缩短或打孔位置及其LLR，将接收到的M个比特的LLR恢复至第二母码长度N2，得到长度为第二母码码长N2的第二待译码比特序列的LLR，其中，N2大于等于M，N2为2的整数次幂；
译码单元，用于根据所述第一待译码比特序列或第二待译码比特序列的LLR进行Polar码译码。
第六方面，提供一种通信装置，包括：
收发器，用于和其他设备进行通信；
存储器，用于存储程序；
处理器，用于执行所述存储器存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于在Polar码编码的目标码长M满足预设条件时，确定发送端采用重复的方法实现速率匹配，确定重复比特的位置，将接收到的M个比特的LLR中重复位置的LLR进行相加合并，得到长度为第一母码码长N1的第一待译码比特序列的LLR，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；根据所述第一待译码比特序列的LLR进行Polar码译码；或
在所述目标码长M不满足预设条件时，确定发送端采用缩短或打孔的方法实现速率匹配，确定缩短或打孔位置及其LLR，将接收到的M个比特的LLR恢复至第二母码长度N2，得到长度为第二母码码长N2的第二待译码比特序列的LLR，其中，N2大于等于M，N2为2的整数次幂；根据所述第二待译码比特序列的LLR进行Polar码译码。
第七方面、提供一种Polar码的速率匹配方法，包括：
获得信息比特序列以及第一码率R1，其中，R1＝K/N1，K为所述信息比特个数，N1＝2n，n是小于等于log2M的整数，M为Polar编码的目标码长；
若所述第一码率R1小于等于预定的第二码率R2，采用母码码长为N1的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出N1个编码比特；对所述N1个编码比特的至少一部分比特进行重复得到长度为M的第一目标Polar码；
若所述第一码率R1大于所述第二码率R2，则采用母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出N2个编码比特，N2大于等于所述目标码长M，N2为2的整数次幂；对所述N2个编码比特进行缩短或打孔，得到长度为M的第二目标Polar码。
第八方面、提供一种Polar码的速率匹配方法，该方法包括：
获得预设的最大母码长度Nmax，Nmax为2的整数次幂；
若Polar编码的目标码长M大于所述最大母码长度Nmax，采用母码码长为Nmax的Polar码对信息比特序列进行编码，输出Nmax个编码比特；对所述Nmax个编码比特的至少一部分比特进行重复，得到长度为M的第一目标Polar码
若所述目标码长小于所述最大母码长度Nmax，则采用母码码长为N的Polar码对所述待信息比特序列进行编码，输出N个编码比特，N大于等于所述目标码长M，N为2的整数次幂；对所述N个编码比特进行缩短或打孔，得到长度为M的第二目标Polar码。
结合第一方面、第二方面、第三方面、第七方面或第八方面，在一种可能的实现方式中，按照预定的规则重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，所述预定的规则包括以下方式中的任意一种：顺序从后往前、顺序从前往后、随机、比特逆序从后往前、比特逆序从前往后或可靠度从高到低。
结合第四方面、第五方面或第六方面，在一种可能的实现方式中，按照预定的规则确定重复的位置，所述预定的规则包括以下方式中的任意一种：顺序从后往前、顺序从前往后、随机、比特逆序从后往前、比特逆序从前往后或可靠度从高到低。
结合第一方面至第六方面的任意一方面，在一种可能的实现方式中，所述预设的条件为：由所述信息比特个数K和所述目标码长确定的第一码率R1小于等于预设的第二码率R2；其中，所述第一码率R1＝K/N1，K为待编码的信息比特个数，N1＝2n，n是小于等于log2M的整数。在一种可能的实现方式中，所述第一母码码长为小于等于log2M的最大整数。在一种可能的实现方式中，所述第二码率的值为1/4、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。
结合第一方面至第六方面的任意一方面，在一种可能的实现方式中，所述预设的条件为：所述目标码长大于预设的最大母码长度Nmax。在一种可能的实现方式中，所述第一母码长度为Nmax。在一种可能的实现方式中，所述Nmax为8192、4096、2048、1024、512、256、128或64。
结合以上所有方面，在一种可能的实现方式中，第二母码码长为大于等于目标码长的最小的2的整数次幂。
结合第一方面至第六方面的任意一方面，在一种可能的实现方式中，所述预设的条件为：满足以下条件中的至少一项条件，满足以下条件中任意一项所确定的第一母码长度的所有值的集合中最小的值作为所述第一母码长度的值：
由所述信息比特的个数K和所述目标码长M确定的第一码率R1小于等于预设的第二码率R2，R1＝K/N1；
所述目标码长大于预设的最大母码长度Nmax，N1＝Nmax；或
所述目标码长M与所述第一母码长度N1的差值小于预定的范围。
结合第一方面至第六方面的任意一方面，在一种可能的实现方式中，所述预设的条件为：所述目标码长M与所述第一母码长度N1的差值小于预定的范围，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂。在一种可能的实现方式中，所述目标码长M与所述第一母码长度N1的差值小于预定的范围表示为以下中的一种：
M≤N1*(1+δ)；
M-N1≤N0*δ；或
在一个可能的实现方式中，δ为常数，例如可以取值为1/8，1/4或3/8。
在一个可能的实现方式中，δ的取值是第一码率R1的函数，δ随着R1的增加递减，其中
在一个可能的实现方式中，δ与第一码率R1的函数关系为：
δ＝β*(1-R1)，或者，δ＝β*(1-R1)2，其中β为常数，例如β可以为1/2，3/8，1/4，1/8或1/16等。
在一个可能的实现方式中，δ与第一码率R1的函数关系为：
其中，a为常数，可以为1/16，1/4，3/8或1/2等，R3为码率门限，为常数，R3可以为1/4、1/6、1/3、1/5、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11等。
本申请的又一方面提了供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本申请的又一方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本申请的又一方面提供了一种计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本申请实施例中，根据目标码长确定采用何种速率匹配方案，在满足预设的条件时采用基于重复的速率匹配方案，由于母码码长小于等于目标码长，在目标码长不是2的整数次幂的时候，采用的母码码长小于相同条件下的缩短或者打孔的方案，能够满足编码增益的要求，又降低了编译码复杂度，从而减少了时延。在目标码长不满足预设的条件时，采用缩短或者打孔的速率匹配方案。译码端根据相应的方式确定编码端采用的速率匹配方案，并进行解速率匹配和译码。通过本申请的实施例，很好的平衡了编码增益损失与复杂度。
附图说明
图1是无线通信发送端和接收端的基本流程示意图；
图2是本申请实施的编码装置200的示意图；
图3是本申请实施的速率匹配方法的流程示意图；
图4是本申请实施的的循环缓冲器示意图；
图5是通过码率门限确定基于重复的速率匹配方案与基于缩短的速率匹配方案在AWGN信道下的性能对比图；
图6是通过最大母码长度确定的基于重复的速率匹配方案与基于缩短的速率匹配方案在AWGN信道下的性能对比图；
图7是本申请实施的通信装置700的示意图；
图8是本申请实施的译码装置800的示意图；
图9是本申请实施的解速率匹配方法的流程示意图；
图10所示是M＝160，K取不同值时，采用基于重复的方案与基于打孔的方案的性能比较。
具体实施方式
图1是无线通信的基本流程，在发送端，信源依次信源编码、信道编码、数字调制后发出。在接收端，依次通过数字解调、信道解码、信源解码输出信宿。信道编解码可以采用Polar码，由于原始Polar码(母码)的码长为2的整数次幂，在实际应用中需要通过速率匹配实现任意码长的Polar码。图1所示的，在发送端在信道编码后进行速率匹配实现任意的目标码长，在接收端，信道解码之前先进行解速率匹配。
本申请实施例的技术方案可以应用5G通信系统，也可以用于其他各种通信系统，例如：全球移动通讯(GSM，Global System of Mobile communication)系统、码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)系统、宽带码分多址(WCDMA，Wideband CodeDivision Multiple Access)系统、通用分组无线业务(GPRS，General Packet RadioService)、长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统、LTE频分双工(FDD，FrequencyDivision Duplex)系统、LTE时分双工(TDD，Time Division Duplex)、通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunication System)等。
本申请实施例提供的Polar码的速率匹配方法，选择母码长度为小于等于目标码长(大于信息比特个数)的2的整数次幂，根据确定的母码长度构造和编码Polar码，对编码后的比特进行重复，达到目标码长，从而实现Polar码的速率匹配。速率匹配和解速率匹配过程如下：
(1)选择母码长度N＝2n为小于等于目标码长M的2的整数次幂(n≤log2M，n是整数)，目标码长M由信息比特个数K和码率R确定M＝INT(K/R)，INT表示取整；
(2)构造母码长度为N，信息个数为K的Polar码，并进行编码，得到编码比特序列；
(3)将编码比特序列的至少一部分比特按照约定次序进行重复，直到目标码长M，得到速率匹配后的待发送比特；
(4)接收端获取M个比特的LLR，确定重复比特的位置，将重复位置的对数似然比(英文：Log-likelihood Ratio，简称LLR)进行合并，得到N个待译码比特的LLR，从而实现解速率匹配。根据N个待译码比特的LLR进行译码。
采用重复的方法实现速率匹配，由于母码码长小于目标码长，母码长度比现有技术采用的方案小，降低了编译码的复杂度。
母码码长越长，由编码增益带来的性能越好，但是复杂度越高。随着码率降低，增加母码码长，编码增益带来的性能提升越小。因此可以进一步通过编码参数来平衡编码增益与复杂度的问题，例如可以针对目标码长设定一个条件，当条件满足的时候，采用重复的方案实现速率匹配，即母码码长小于目标码长，此时复杂度较低，由于重复带来的增益损失也在可接受范围内。而当设定的条件不满足的时候，采用重复或缩短的方案实现速率匹配，此时选择的母码长度大于目标码长，通过缩短或打孔到目标码长，此时复杂度较高但是避免了增益损失。
如图2所示的编码装置200可以执行编码和速率匹配。如图3所示，编码、速率匹配可以包括以下过程：
301、获取信息比特序列和Polar码的目标码长M。
该步骤可以由图2的获取单元201实施，获取单元201获取信息比特序列和Polar码的目标码长M。目标码长可以根据信息比特个数K以及采用的码率R确定。例如信息比特个数为20，码率为1/8，那么目标码长为160。
302、根据预设的条件选择母码码长，对所述信息比特序列进行Polar码编码。具体的，当目标码长M满足预设条件时，编码单元202采用第一母码码长N1的Polar码对信息比特序列进行编码，输出长度为N1的第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；
当所述目标码长M不满足所述预设条件时，编码单元202采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出长度为N2的第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂。
303、根据步骤302采用的母码长度确定速率匹配的方案，并进行速率匹配。
当目标码长M满足预设条件时，由于步骤302采用的母码长度N1小于等于目标码长，速率匹配单元203重复第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；
当目标码长M不满足预设条件时，步骤402采用的母码长度N2大于等于目标码长，相应的，速率匹配单元203对第二编码比特序列进行缩短或打孔，得到长度为M的第二目标Polar码。
采用重复的方案进行速率匹配，可以按预定的规则进行重复，直到目标码长M，得到目标Polar码。预定的规则可以包括以下中的任意一种：顺序从后往前、顺序从前往后、随机、比特逆序从后往前、比特逆序从前往后或根据可靠度从高到低的顺序等。比特逆序是指把一个十进制整数(编码比特的索引)转换成二进制形式，把二进制元素的顺序取反，把取反后的二进制数转换成十进制，新得到的数即是原数的比特逆序值。这里的可靠度是指编码比特对应的极化信道的可靠度，根据可靠度从高往低进行重复，表示优先重复更重要的编码比特。可以将N1个编码比特按上述预定的规则放入如图4所示的循环缓冲器，速率匹配时从循环缓冲器顺序读取编码比特，直到目标码长M。假设N1为128，M为160，则需要重复32个编码比特。将128个编码比特按照可靠度排序后放入循环缓冲器，顺序读取第1-128个比特，接着继续读取32个比特，得到长度为160的Polar码。
步骤302和步骤303所说的目标码长M满足预设的条件，可以是指由所述信息比特个数K和目标码长M确定的第一码率R1小于等于预设的第二码率R2。这里的第一码率R1＝K/N1，K为信息比特个数，N1＝2n，n是小于等于log2M的整数。也就是说，N1是2的整数次幂且小于等于目标码长M。第二码率是个码率门限，用于确定速率匹配方案。
也就是说，若R1≤R2，采用小于目标码长的第一母码码长N1进行编码，输出N1个编码比特，对N1个编码比特的至少一部分比特进行重复得到长度为M的目标Polar码。若R1＞R2，第二母码长度N2采用大于等于目标码长的最小的2的整数次幂，对信息比特序列进行编码，输出N2个编码比特，对N2个编码比特进行缩短或打孔得到长度为M的第二目标Polar码。通过比较第一码率与第二码率确定母码码长，相应的确定了速率匹配方案，第二码率又可以称作母码码率门限。母码码率门限的值可以根据实际运用情况进行设置，在本申请的实施例中，母码码率门限可以考虑应用场景进行灵活设置为0至1之间的数值，例如R2取值包括但不限于1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11、3/11等。R2取值并不限于这里举例的例子，也不限于这里采用的分数的形式，也可以设置为诸如0.167等带有小数点的值。
码率门限的确定可以平衡编码增益与复杂度。图5展示了信息比特个数为40时，不同码率下采用重复的速率匹配方案与缩短方案在加性高斯白噪声(Additive WhiteGaussian Noise，简称AWGN)信道下的性能对比。两条实线对应的目标码长M为224，方框标记的是采用重复的速率匹配方案，编码到128比特(第一母码码长N1)，通过重复96比特得到224比特(目标码长)；星号“*”标记的是采用缩短的速率匹配方案，编码到256比特(第二母码码长N2)，缩短32比特到224比特(目标码长)。以码率门限R2＝1/4为例，此时R1＝K/N1＝40/128>1/4，不满足R1≤R2的，因此可以采用打孔或者缩短的方案进行速率匹配。可以看出，在误块率为10-3时，基于重复的速率匹配方案编码增益损失约0.3dB，当码率更高时，编码长度更小，编码增益损失会更大，因此第一码率大于码率门限的时候适合采用缩短或打孔的方案。
图5中两张虚线对应的目标码长为288，星号“*”标记的是采用重复的速率匹配方案，编码到256比特(第一母码码长N1)，通过重复32比特到288比特；圆圈“o”标记的采用缩短的速率匹配方案，编码到512比特(第二母码码长N2)，缩短224比特到288比特。可以看出，基于重复的速率匹配方案与基于缩短的速率匹配方案相比编码增益相当，但是母码长度是后者的一半，因此编译码的时延和复杂度相比后者有明显减小。以码率门限R2＝1/4为例，，此时R1＝K/N1＝40/256<1/4，满足预设的条件R1≤R2，选择基于重复的速率匹配方案。当码率更低时，编码长度更长，编码增益更加接近，但是基于重复的速率匹配方案却可以明显降低复杂度，减少时延。
根据本申请的实施例，N1＝2n，n是小于等于log2M的整数。例如M＝224时，log2M取整后为7，理论上n可以取值从1～7。在图5所示的例子中，基于重复的速率匹配方案，n选择了小于等于log2M的最大整数，即N1＝27＝128。此时R1>R2,如果N1选择更小的数值，那么R1就更大，R1肯定大于R2。如果R2设置为1/6，则此时R1>R2。因此该情况下，没有可用的N1值能满足基于重复的速率匹配方案。另一个例子中，M＝288，log2M取整后为8，理论上n可以取值从1～8。在图5所示的例子中，基于重复的速率匹配方案，n选择了小于等于log2M的最大整数，即28＝256，满足R1≤R2条件。此时，若N1选择了128，则不满足R1≤R2条件。如果码率门限R2设置为1/7，则无论是N1选择256还是128，都不满足R1≤R2的条件，此时采用缩短或打孔的速率匹配方案。
再举一个例子。假设信息比特的个数K＝200,目标码长M＝2400，码率门限R2＝1/4。N1最大的值可以取2048、1024或512等。R1分别为200/2048,200/1024，200/512，当N1取2048和1024时，均满足R1≤R2，可以采用基于重复的速率匹配的方案。当有两个以上母码长度均满足预设条件的时候，此时可以选择编译码复杂度最低，也就是母码长度最小的那个，本例子中2018和1024都满足预设的条件，那么选择1024作为N1的值。也就是说，在确定采用基于重复的速率匹配方案时，优先从满足预设条件的候选母码码长中选择长度最低的作为第一母码长度。
本申请实施例中，只要有N1取值能够满足满足R1≤R2，就选用基于重复的速率匹配方案，只有N1的取值全都不满足R1≤R2时，才采用缩短或者打孔的速率匹配方案。
步骤302所说的目标码长M满足预设的条件，可以是指所述目标码长M确定大于等于预设的最大母码长度Nmax，Nmax的值可以根据实际应用场景灵活设置为2的整数次幂，例如2048、1024、512、256、128、64或32等，没有限制。这里Nmax的取值并没有上限，而是根据应用场景来决定。例如，在某些应用场景中，例如数据信道上，若目标码长达到6000或12000，此时Nmax可以取值可以更大，例如取值4096或8192。如确定采用重复方案进行速率匹配，第一母码长度采用Nmax，则发送端构造和编码的长度为Nmax的Polar码，重复(M-Nmax)个比特到目标码长M的第一目标Polar码。接收端将重复位置的LLR信号合并，恢复到母码长度Nmax，然后进行译码。
例如Nmax＝2048，目标码长M＝600，M<Nmax，此时采用缩短或者打孔进行速率匹配，母码长度选取为大于600的最小的2的整数次幂，即1024。根据母码长度1024和目标码长600构造Polar码，编码得到1024个比特，缩短或者打孔掉424个比特，得到目标600个比特。
例如Nmax＝1024，目标码长M＝2400，M>Nmax，此时采用重复进行速率匹配，母码长度确定为1024。根据母码长度1024构造Polar码，编码得到1024个比特，重复1376个比特，得到2400个比特的目标Polar码。若Nmax＝2048，仍然满足M>Nmax，可以根据码长度2048构造Polar码，编码得到2048个比特，重复352个比特，得到2400个比特的目标Polar码。
若系统中最大的信息比特个数是200，最低码率是1/12，此时目标码长是2400，传统的速率匹配方案需要编码到4096然后打孔或者缩短到2400。本申请的方案从编码增益的角度考虑，编码到2048/1024比特，然后重复到2400比特相对于传统的速率匹配方案编码增益几乎没有损失(1024在0.1dB以内)。但是从复杂度的角度来说，编码到2048或1024的缓存相对于4096减少到1/2或1/4，运算复杂度有显著降低，译码时延可以减少20％或50％左右。
图6是基于重复的速率匹配方案与基于缩短的速率匹配方案在AWGN信道下的性能对比，信息比特个数K＝200。图中实线组的目标码长M是1184，方框对应的母码和编码长度为1024，重复160个比特到1184，星号“*”和圆圈“o”对应的母码码长都是2048，通过缩短达到1184个比特。从图6中可以看出，此时基于重复的速率匹配方案与基于缩短的速率匹配方案编码增益相当。
图6中虚线组的目标码长是2400，方框对应的母码码长为1024，重复1376个比特到2400比特，星号“*”对应的母码码长为2048，重复352个比特到2400个比特，圆圈“o“对应的母码码长是4096比特，通过缩短达到2400个比特。从图6中可以看出，通过2048比特重复与基于缩短的编码增益相当，通过1024比特重复比基于缩短的编码增益损失在0.05dB以内。但是与缩短相比，在目标码长不是2的整数次幂时，基于重复的速率匹配方案所使用的母码长度至少下降一半，可以显著降低所需的缓存大小，降低编译码运算复杂度、减少时延。
本申请实施例所说的打孔包括准均匀打孔(Quasi-Uniform Puncture，简称QUP)。首先确定母码长度为大于等于目标码长的2的整数次幂，然后根据母码长度和目标码长确定打孔模式(打孔位置)。打孔模式可以通过二进制序列(00...011...1)表示，其中，确定“0”表示打孔位置，“1”表示未打孔位置。将打孔位置对应的信道容量设为0(或者错误概率设置为1或信噪比SNR设置为无穷小)，利用密度进化、高斯近似或者线性拟合的方法计算极化信道的可靠度并排序，确定信息比特和固定比特(冻结比特)位置。编码端将编码后处于打孔位置的比特删除得到polar码。
本申请所说的缩短(Shorten)Polar码的方案，确定母码长度为大于等于目标码长的2的整数次幂。缩短(Shorten)位置的编码比特只与固定比特有关。过程包括：根据母码计算极化信道的可靠度，然后确定Shorten位置，对应的极化信道放置固定比特，从余下的极化信道中根据可靠度确定信息比特和冻结比特(固定比特)位置，将编码后处于缩短位置的比特删除得到Polar码，实现速率匹配。基于Shorten的编码和速率匹配方案，由于不需要根据缩短位置重新计算极化信道的可靠度，只是将缩短位置对应的极化信道放置固定比特，大大降低Polar码的构造复杂度。
如图7所示，本申请提供了另一种可以实施编码和速率匹配的通信装置700。该通信装置700包括：
收发器701，用于和其他设备进行通信；
存储器702，用于存储程序；
处理器703，用于执行所述存储器存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于，所述处理器用于当Polar编码的目标码长M满足预设条件时，采用第一母码码长N1的Polar码对信息比特序列进行编码，输出第一编码比特序列，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；重复所述第一编码比特序列的至少一部分比特，得到长度为M的第一目标Polar码；当所述目标码长M不满足所述预设条件时，采用第二母码码长N2的Polar码对所述信息比特序列进行编码，输出第二编码比特序列，N2大于等于M，且N2为2的整数次幂；对所述第二编码比特序列进行缩短或打孔得到长度为M的第二目标Polar码。收发器701、存储器702、处理器703之间通过总线连接。
判断目标码长M是否满足预设条件及对应的速率匹配的实现方式同前面所说的一样，可以通过母码码率门限或最大母码长度确定是采用基于重复的速率匹配方案，还是缩短或者打孔的方案，以平衡编码增益和复杂度。重复的实现方式，缩短或者打孔的实现方式与前面描述的可以一样。
在一些实施例中，通信装置具有编译码的双重功能，当作为发送方的时候执行编码、速率匹配流程，当作为接收方的时候，执行解速率匹配、译码流程。该通信装置中包含有基带芯片，该基带芯片含有编码器和译码器，编码器可以用于执行与前述的编码装置相同的功能，译码器可以执行与前述译码装置相同的功能。这样的通信装置包括基站、用户设备等具有双向无线通信功能的设备。
图8所示的译码装置800可以用来执行本申请的解速率匹配和译码。如图9所示，解速率匹配和译码过程包括以下过程：
901、接收长度为M的待译码比特序列的对数似然比(Log-likelihood Ratio，简称LLR)，M为Polar码编码的目标码长。
接收单元801接收长度为M的待译码比特序列的对数似然比LLR，M与编码端进行Polar编码的目标码长一致。
902、根据目标码长M确定编码端采用的速率匹配方案，并进行解速率匹配。
当所述目标码长M满足预设条件时，解速率匹配单元802确定发送端采用重复的方法进行速率匹配；确定重复比特的位置，将接收到的M个比特的LLR中重复位置的LLR进行相加合并，得到长度为第一母码码长N1的第一待译码比特序列的LLR，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂。
当所述目标码长M不满足所述预设条件时，解速率匹配单元802确定编码端采用缩短或打孔的方法进行速率匹配，确定缩短或打孔位置及其LLR，将接收单元801接收到的M个比特的LLR恢复至第二母码长度N2，得到长度为第二母码码长N2的第二待译码比特序列的LLR，其中，N2大于等于M，N2为2的整数次幂。
如果编码端采用重复的方案进行速率匹配，那么相应的解码端就根据双方预先确定的重复规则进行解速率匹配。例如编码端重复的规则是顺序从后往前，则速率匹配的时候就将M个比特中后面的M-N1个比特的LLR进行相加合并，得到N1个待译码比特的LLR。
如果编码端采用缩短方案进行速率匹配，则解速率匹配单元802将缩短位置的比特当作已知比特，对应的LLR设为无穷大，与接收到的未缩短位置的LLR一起，恢复至母码长度。
如果编码端采用的打孔的方案进行速率匹配，则解速率匹配单元802将打孔位置对应的比特当作未知比特处理，对应的对数似然比设为0，与接收到的未打孔位置的LLR一起，恢复至母码长度。
903、根据解速率匹配后的待译码比特序列的LLR进行Polar码译码。
当所述目标码长M满足预设条件时，相应的，译码单元803根据所述第一待译码比特序列的LLR进行Polar码译码；
当所述目标码长M不满足预设条件时，相应的，译码单元804根据所述第二待译码比特序列的LLR进行Polar码译码。
跟编码端类似的，步骤902和步骤903所说的目标码长M满足预设的条件，可以是指信息比特个数K和目标码长M确定的第一码率R1小于等于预设的第二码率R2。这里的第一码率R1＝K/N1，K为信息比特个数，N1＝2n，n是小于等于log2M的整数。N1的选取过程与编码端一样。第二码率也可以称作母码码率门限，是在编译码端预先设置好的。R2取值与编码端相同，可以为1/4或1/6。例如编码端的R2是1/4，译码端也是1/4。当R1≤R2，确定编码端采用的是重复的速率匹配方案，且用的母码码长为为N1。当R1>R2，确定编码端采用的是缩短或打孔的方案。
预设条件也可以是设定最大母码长度Nmax，比较目标码长M与最大母码长度，若满足M≥Nmax,确定发送端采用重复的方案进行速率匹配的，因此译码端相应的进行解速率匹配。若M<Nmax，确定发送端采用的是缩短或者打孔方案进行速率匹配的，译码端相应的进行解速率匹配。与编码端相同，Nmax可以设置为2的整数次幂，例如2048、1024、512、256、128、64或32等，没有限制。
编译码端可以预先设置好在目标码长M不满足预设条件的时候，采用缩短还是打孔的速率匹配方案。比如统一采用缩短的方案，或者统一采用打孔的方案。
如图7所示的通信装置也可以用于执行解速率匹配和译码过程，该通信装置包括：
收发器701，用于和其他设备进行通信；
存储器702，用于存储程序；
处理器703，用于执行所述存储器701存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器703用于在Polar码编码的目标码长M满足预设条件时，确定发送端采用重复的方法实现速率匹配，确定重复比特的位置，将接收到的M个比特的LLR中重复位置的LLR进行相加合并，得到长度为第一母码码长N1的第一待译码比特序列的LLR，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂；根据所述第一待译码比特序列的LLR进行Polar码译码；或
用于在所述目标码长M不满足预设条件时，确定发送端采用缩短或打孔的方法实现速率匹配，确定缩短或打孔位置及其LLR，将接收到的M个比特的LLR恢复至第二母码长度N2，得到长度为第二母码码长N2的第二待译码比特序列的LLR，其中，N2大于等于M，N2为2的整数次幂；根据所述第二待译码比特序列的LLR进行Polar码译码。
判断目标码长M是否满足预设条件及对应的解速率匹配的实现方式同前面所说的一样，可以通过母码码率门限或最大母码长度确定编码端是采用基于重复的速率匹配方案，还是缩短或者打孔的速率匹配方案。
本申请的方案可以用于控制信道或者数据信道。控制信道需要发送的信息比特比较少。因此在一个实施例中，编译码的时候可以根据本申请所说的目标码长是否满足预定的条件，列出来各种情形下的编码码长(母码码长)及速率匹配方案，并存储在编译码端。也就是说，编译码端不需要判断目标码长是否满足预设的条件这个步骤，而是直接根据设定的规则，从配置的参数中读取相应的参数进行编码、速率匹配以及对应的解速率匹配及解码。在一个例子中，假设采用母码码率(编码码率)门限的方式，设置码率门限R2＝1/4，则配置的编码参数可能以表1所示的形式存储。此时已经根据预设的规则确定出来信息比特个数、目标码长、母码码长以及速率匹配方案。速率匹配方案也可以不明示出来，如果母码码长小于等于目标码长，则确定是重复的速率匹配方案；如果母码码长大于目标码长，则确定是采用缩短或者打孔的方案。编译码端可以统一规定是采用缩短的还是打孔的，以及对应的缩短模式或打孔模式。当然也可以在配置参数里明示出来。如何重复也是可以在编译码端做同样的配置。
信息比特个数K 目标码长M 母码码长N(编码码长) 速率匹配方案
…… …… …… ……
40 224 256 缩短或打孔
40 288 256 重复
…… …… …… ……
200 2400 1024 重复
200 1200 1024 重复
200 800 1024 缩短或打孔
表1
只要预设的条件确定，就可以定下来每种情形下的母码长度和速率匹配方案。例如R2取1/6时也可以确定不同情形下的编码参数和速率匹配方案。
本申请实施例所说的通信装置，可以是接入点、站点、基站或者用户终端等无线通信设备。
本申请实施例所说的的Polar码，包括但不限于Arikan Polar码，还可以是CA-Polar码或者PC-Polar码。Arikan Polar是指原始的Polar码，没有与其它码级联，只有信息比特和冻结比特。CA-Polar码是Polar码级联了循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，简称CRC)的Polar码，PC-Polar码是Polar码级了奇偶校验(Parity Check，简称PC)的码。PC-Polar和CA-Polar是通过级联不同的码来提高Polar码的性能。
本申请实施例所说的“信息比特序列”，也可以叫做“待编码比特序列”或者“信息比特集合”，相应的，“信息比特个数”可以是待编码比特序列中待编码比特的个数，或者信息比特集合中的元素个数。
本申请所说的目标码长M满足预设的条件，还可以是：所述目标码长M与所述第一母码长度N1的差值小于预定的范围，其中，N1小于等于M，N1为2的整数次幂。例如，预设的条件可以为：M≤N1*(1+δ)，若存在满足该条件的母码长度N1则确定采用基于重复的速率匹配方案，采用的第一母码码长N1进行Polar编码得到第一编码比特序列，重复第一编码比特的至少一部分比特得到目标码长的编码比特序列。若不满足该条件则采用基于缩短或者打孔的速率匹配方案。上述预设的条件还可以表示为：或者M-N1≤N1*δ，或者
δ可以为常数，例如设置为1/8,1/4或3/8。
可以取与码率相关的值，＝＝FUNCTION(R1)，即是的函数，一般随着R1的增加递减，其中，K是信息比特个数。也就是说，δ的取值跟信息比特个数以及母码长度有关。
在一个实施方式中，δ关于码率R的函数可以设计为：δ＝β*(1-R1)，β为预设的常数，例如β可以为1/2，3/8，1/4，1/8或1/16等。也即是说，δ是R1的线性函数，R1越大，δ越小，即允许重复比特数量越少。
假设M＝160，K＝80，β＝1/2，取N1＝128，则R1＝80/128＝0.625，δ＝1/2*(1-80/128)＝0.1875。用M≤N1*(1+δ)来判断是否采用重复的速率匹配，N1*(1+δ)＝128*(1+0.1875)＝152，因为M＝160>152，不满足M≤N1*(1+δ)，因此不采用重复的速率匹配方案，而可以采用其他的方式比如缩短或者打孔。以上参数中，若K＝32，其他参数不变，则R1＝32/128＝1/4，δ＝1/2*(1-1/4)＝3/8，N1*(1+δ)＝128*(1+3/8)＝176，M＝160<176，满足M≤N1*(1+δ)，因此采用基于重复的速率匹配方案，即第一母码长度为128，编码得到长度为128的编码比特序列，重复该编码比特序列中的32比特得到160的目标码长。
在另一个实施方式中，δ关于码率R的函数可以设计为：δ＝β*(1-R1)2，β是常数，例如β可以为1/2。即δ是R1的两次函数，R1越大，δ越小，即允许重复比特数量越少。假设M＝160，K＝80，β＝1/2，取N1＝128，则R1＝80/128＝0.625，δ＝1/2*(1-80/128)2＝0.0703125。用M≤N1*（1+δ）来判断是否采用重复的速率匹配，N1*(1+δ)＝128*(1+0.0703125)＝137，因为M＝160>137，不满足M≤N1*（1+δ），因此不采用重复的速率匹配方案，而可以采用其他的方式比如缩短或者打孔。以上参数中，若K＝32，其他参数不变，则R1＝32/128＝1/4，δ＝1/2*(1-1/4)2＝9/32，N1*(1+δ)＝128*(1+9/32)＝164，M＝160<164，满足M≤N1*（1+δ），因此采用基于重复的速率匹配方案，即第一母码长度为128，编码得到长度为128的编码比特序列，重复该编码比特序列中的32比特得到160的目标码长。
在另一个实施方式中，δ关于码率R1的函数可以设计为：
即，δ是由R1确定的分段函数，若R1小于预设的门限R3时，δ取值a,a为常数，a的取值也可以为1/16，1/4，3/8或1/2等；若R0大于等于门限R3时，δ的值取为0。R3可以为1/4或者1/6，也可以为1/3、1/4、1/5、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11等。假设M＝160，K＝80，R3＝1/4；取N1＝128，则R1＝80/128＝0.625>1/4，根据公式(1)δ＝0。用M≤N1*(1+δ)来判断是否采用重复的速率匹配，N1*(1+δ)＝128*(1+0)＝128，因为M＝160>128，不满足M≤N1*(1+δ)，因此不采用重复的速率匹配方案，而可以采用其他的方式比如缩短或者打孔。以上参数中，若K＝32，其他参数不变，则R1＝32/128＝1/4＝R3，δ的取值为0，不采用重复的速率匹配方案。若R3＝1/6，则R1＝32/128＝1/4<R3,δ的取值为1/8，N1*(1+δ)＝128*(1+1/8)＝144，M＝160>144，不满足M≤N1*(1+δ)，因此不采用重复的速率匹配方案，而可以采用其他的方式比如缩短或者打孔。如果公式(1)中，R1<R3，δ的取值为1/2，则N1*(1+δ)＝128*(1+1/2)＝192，M＝160<192，满足M≤N1*(1+δ)，因此采用基于重复的速率匹配方案，即第一母码长度为128，编码得到长度为128的编码比特序列，重复该编码比特序列中的32比特得到160的目标码长。
如图10所示是M＝160，K取不同值时，采用基于重复的方案与基于打孔的方案的性能比较。其中，虚线表示采用基于重复的速率匹配方案，实线表示的采用基于打孔的速率匹配方案。目标码长设为固定值160，可以由256打孔(实线)得到或者由128重复得到(虚线)目标码长，如果基于128重复，需要重复的比特数量为(160-128)即32，重复比例为32/128＝1/4。从图10中可以看出，信息比特个数不同也即码率不同时，重复和打孔方案的性能表现不同。其中，高码率情况(K比较大，例如K＝80)时，重复相对于打孔有明显的性能损失(0.7dB左右)；而在低码率(K比较小，例如K＝20或K＝40)时，重复的方案性能与打孔的方案性能相当。因此，通过码率确定δ的取值，使得δ随着R1的增加而减小，在性能损失相当或者不大的情况下采用重复的速率匹配，较好地平衡了编码增益损失与复杂度。
本申请实施例提供了多种判断目标码长M是否满足预设的条件的实施例，在另一个实施例中，可以从分别从满足以上任意预设条件的N1的所有取值中选择最小的值作为第一母码长度的值，采用基于重复的速率匹配方案；若均没有满足预设条件的第一母码长度的值，则采用缩短或者打孔的方案。假设M＝576，K＝20，根据不同的预设条件得到允许采用基于重复的速率匹配方案的情况下对应的N1的值的集合。
预设条件1：由所述信息比特的个数K和所述目标码长M确定的第一码率R1小于等于预设的第二码率R2，R1＝K/N1。此处R2取为1/4，根据R1＝K/N1，满足R1<R2的N1有512、256、128。
预设条件2：
所述目标码长大于预设的最大母码长度Nmax，Nmax为512。根M＝576>512,满足预设条件，采用基于重复的速率匹配方案，N1＝512。
预设条件3：
所述目标码长M与所述第一母码长度N1的差值小于预定的范围，表示为M≤N1*(1+δ)，δ的值通过公示(1)确定，a＝1/8，R3＝1/6。若N1＝512，R1＝20/512<R3，δ为1/8，N1*(1+δ)＝576，M＝N1*(1+δ)，满足预设条件。若N1＝256，R1＝20/256<R3，δ为1/8，N1*(1+δ)＝288，M＞N1*(1+δ)，不满足预设条件。因此，根据预设条件3确定的允许采用基于重复的速率匹配的方案的N1为512。
上述三个预设条件得到的N1的值的集合为：{128,256,512}，采用基于重复的速率匹配的方案，并选择最小的128作为第一母码长度的值，编码得到长度为128的编码比特序列，重复该编码比特序列，得到576的目标码长。以上三个预设条件中的参数可以参考本申请提供的实施例灵活设置。
本申请实施例描述的各示例的单元及方法过程，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些步骤可以忽略，或不执行。此外，各个单元相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口实现，这些可以是电性、机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器(如，云服务器)、数据中心、等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带、U盘、ROM、RAM等)、光介质(例如，CD、DVD等)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

Claims (34)

1.一种极化Polar编码的方法，其特征在于，包括：
获取信息比特序列和Polar码的目标码长M，其中，所述信息比特序列的长度为K，所述M为速率匹配后的比特序列的长度，所述K、M为大于零的整数；
根据母码长度取值集合的最小值，确定第一母码长度N1的值；
根据所述第一母码长度N1，对所述信息比特序列进行极化Polar编码，获得第一编码比特序列；
输出所述第一编码比特序列；
其中，所述母码长度的取值集合包括：
满足第一码率R1小于或者等于预设的第二码率R2的母码长度的取值，其中，所述R1根据所述信息比特序列和所述母码长度确定；
母码长度的取值为预设的最大母码长度Nmax，所述Nmax为2的整数次幂；以及
满足目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围的母码长度的取值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二码率R2的值为1/4、1/3、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，Nmax的值为2048、1024或512。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围表示为以下中的一种，其中，所述母码长度为N，所述N为2的整数次幂：
M≤N*(1+δ)；
M-N≤N*δ；或者
其中，δ为常数或为第一码率R1的函数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，δ取值为1/8、1/4或3/8。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，δ与第一码率R1的函数关系为：
δ＝β*(1-R1)，或者，δ＝β*(1-R1)2，其中β为常数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，β为1/2，3/8，1/4，1/8或1/16。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，δ与第一码率R1的函数关系为：
其中，a，R3为常数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，a为1/16，1/4，3/8或1/2。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，R3为1/4、1/6、1/3、1/5、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一母码长度N1，对所述信息比特序列进行极化Polar编码，获得第一编码比特序列具体包括：
根据所述第一母码长度N1以及所述信息比特序列，生成长度为N1的待编码比特序列；
根据极化Polar编码公式，对所述待编码比特序列进行编码，获得第一编码比特序列，其中，所述编码公式为：
所述是长度为N1的第一编码比特序列；
所述是长度为N1的待编码比特序列，
所述其中，定义为个矩阵F2的克罗内克乘积，所述矩阵
12.一种编码装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取信息比特序列和Polar码的目标码长M，其中，所述信息比特序列的长度为K，所述M为速率匹配后的比特序列的长度，所述K、M为大于零的整数；
编码单元，用于根据母码长度取值集合的最小值，确定第一母码长度N1的值；
根据所述第一母码长度N1，对所述信息比特序列进行极化Polar编码，获得第一编码比特序列；
其中，所述母码长度的取值集合包括：
满足第一码率R1小于或者等于预设的第二码率R2的母码长度的取值，其中，所述R1根据所述信息比特序列和所述母码长度确定；
母码长度的取值为预设的最大母码长度Nmax，所述Nmax为2的整数次幂；以及
满足所述目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围的母码长度的取值。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第二码率R2的值为1/4、1/3、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。
14.根据权利要求12或者13所述的方法，其特征在于，Nmax的值为2048、1024或512。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围表示为以下中的一种，其中，所述母码长度为N，所述N为2的整数次幂：
M≤N*(1+δ)；
M-N≤N*δ；或者
其中，δ为常数或为第一码率R1的函数。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，δ取值为1/8，1/4或3/8。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，δ与第一码率R1的函数关系为：
δ＝β*(1-R1)，或者，δ＝β*(1-R1)2，其中β为常数。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，β为1/2，3/8，1/4，1/8或1/16。
19.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，δ与第一码率R1的函数关系为：
其中，a，R3为常数。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，a为1/16、1/4、3/8或1/2。
21.根据权利要求19或20所述的装置，其特征在于，R3为1/4、1/6、1/3、1/5、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。
22.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述编码单元，具体用于：
根据所述第一母码长度N1以及所述信息比特序列，生成长度为N1的待编码比特序列；
根据极化Polar编码公式，对所述待编码比特序列进行编码，获得第一编码比特序列，其中，所述编码公式为：
所述是长度为N1的第一编码比特序列；
所述是长度为N1的待编码比特序列，
所述其中，定义为个矩阵F2的克罗内克乘积，所述矩阵
23.一种通信装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于执行所述存储器存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于获取信息比特序列和Polar码的目标码长M，其中，所述信息比特序列的长度为K，所述M为速率匹配后的比特序列的长度，根据母码长度取值集合的最小值，确定第一母码长度N1的值；根据所述第一母码长度N1，对所述信息比特序列进行极化Polar编码，获得第一编码比特序列，所述K、M为大于零的整数，；
其中，所述母码长度的取值集合包括：
满足第一码率R1小于或者等于预设的第二码率R2的母码长度的取值，其中，所述其中，所述R1根据所述信息比特序列和所述母码长度确定；
母码长度的取值为预设的最大母码长度Nmax，所述Nmax为2的整数次幂；以及
满足目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围的母码长度的取值。
24.根据权利要求23所述的通信装置，其特征在于，
所述第二码率R2的值为1/2、1/3、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。
25.根据权利要求23或者24所述的通信装置，其特征在于，
Nmax的值为2048、1024或512。
26.根据权利要求23所述的通信装置，其特征在于，
所述目标码长M与母码长度的差值小于预定的范围表示为以下中的一种，其中，所述母码长度为N，所述N为2的整数次幂：
M≤N*(1+δ)；
M-N≤N*δ；or；
其中，δ为常数或为第一码率R1的函数。
27.根据权利要求26所述的通信装置，其特征在于，
δ取值为1/8、1/4或3/8。
28.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，δ与第一码率R1的函数关系为：
δ＝β*(1-R1)，或者，δ＝β*(1-R1)2，其中β为常数。
29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，β为1/2、3/8、1/4、1/8或1/16。
30.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，δ与第一码率R1的函数关系为：
其中，a，R3为常数。
31.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，a为1/16、1/4、3/8或1/2。
32.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，R3为1/4、1/6、1/3、1/5、1/7、1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、2/7、3/8、2/9、3/10、2/11或3/11。
33.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述处理器，具体用于
根据所述第一母码长度N1以及所述信息比特序列，生成长度为N1的待编码比特序列；
根据极化Polar编码公式，对所述待编码比特序列进行编码，获得第一编码比特序列，其中，所述编码公式为：
所述是长度为N1的第一编码比特序列；
所述是长度为N1的待编码比特序列，
所述其中，定义为个矩阵F2的克罗内克乘积，所述矩阵
34.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-11任意一项所述的方法。
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