Polar编码的实现逻辑

简介：
Polar编码是一种用于数据传输的高效编码方式，通过并行计算和信道组合技术改善了通信系统的纠错能力，是5G通讯标准中的关键技术之一。 ### Polar编码实现逻辑详解 #### 一、Polar编码简介 Polar编码是一种基于信道极化的信道编码技术，由土耳其比尔肯特大学的Erdal Arikan教授于2008年提出。这种编码方法利用了二进制对称信道的极化现象，能够有效提高数据传输的可靠性和效率。因其优异性能，在第五代移动通信系统（5G）中被广泛采用，特别是在控制信道和部分用户数据信道中。 #### 二、Polar编码实现逻辑 ##### 2.1 码块分段的作用与实现 码块分段的主要目的是将较长的数据流划分为多个较小的段，以便更好地适应Polar编码的要求。这样做的好处在于可以更灵活地处理不同长度的数据，并且有助于提高编码效率和纠错能力。 **不进行分段CRC的码块分段** - **基本信息** - 信息比特数 (K) - CRC比特数 (L) - 信息+CRC比特总数 (B) - 目标码率 (R) - 对应不同码长的信息比特数：(K_{1024}, K_{512}, K_{256}, K_{128}, K_{64}) - 不同码长的分段数：(N_{1024}, N_{512}, N_{256}, N_{128}, N_{64}) - 剩余待编码比特数 (K_m) - **码块数量计算** - 首先，计算 1024 码块的数量：(N_{1024} = \left\lfloor \frac{K + L - (512 + 256 + 128 + 8) * R}{1024 * R}\right\rfloor) - 计算剩余比特数(K_m): ( K_m = K + L - N_{1024} \times 1024 \times R ) - 使用分段表格确定512、256和128码块的数量。 - 最后计算64码块数量(N_{64}): \(N_{64} = \left\lceil\frac{K_m - N_{512} * K_{512} - N_{256} * K_{256} - N_{128} * K_{128}}{K_{64}}\right\rceil) - **总分段数计算** \[ C_{total} = N_{1024} + N_{512} + N_{256} + N_{128} + N_{64}\] **示例**: 假设(B=K+L=63, K_m=63, N_{64}=1, K_{64}=63)，则总分段数(C_{total})为 1。 ##### 2.2 不进行分段CRC的码块分段 - **基本信息** - 总比特数 (B) - 编码码率 (R) - 速率适配表格指示值(K_{cb}) - CRC比特数默认(L=24) - 码块数量(C) - **码块数量计算** - 如果(B \leq K_{cb})，则不需要分段，(L = 0, C = 1) - 否则：\( L = 24, C = \left\lceil\frac{B}{K_{cb} - L}\right\rceil\)。 - (B)表示调整后的比特数，即(B= B + C * L) - **比特序列生成** - 当(C=1)，直接使用原始比特序列 - 当(C > 1)，每个码块除最后一个外都包含(K_{cb})个比特，最后一个码块包含剩余的加上CRC的比特 - **CRC计算**： 对于每一个分段，利用循环冗余校验生成多项式(g_{CRC24B}(D))来计算 CRC 比特。 - **进一步的码块分段** 如果最后的一个码块比特数超过特定阈值，则进行额外的分段和编码处理。 #### 三、总结 通过合理设计分段策略，Polar 编码可以在保持高效传输的同时保证数据准确性和完整性，在实际应用中的无线通信系统中显得尤为重要。 以上便是关于 Polar 编码实现逻辑的主要内容概述，希望能为相关研究者提供一定的参考价值和启示。