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CN116667861A - 基于极化码的编码方法和编码装置 - Google Patents

基于极化码的编码方法和编码装置 Download PDF

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CN116667861A
CN116667861A CN202210148372.3A CN202210148372A CN116667861A CN 116667861 A CN116667861 A CN 116667861A CN 202210148372 A CN202210148372 A CN 202210148372A CN 116667861 A CN116667861 A CN 116667861A
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CN
China
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matrix
transformation
bit sequence
polarization code
code generation
Prior art date
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Application number
CN202210148372.3A
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顾佳琦
马梦瑶
李佳徽
唐子涵
林伟
杜颖钢
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Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
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Publication date
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Priority to PCT/CN2023/072437 priority patent/WO2023155651A1/zh
Priority to EP23755655.0A priority patent/EP4468611A4/en
Publication of CN116667861A publication Critical patent/CN116667861A/zh
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Abstract

本申请提供了一种基于极化码的编码方法和编码装置，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。该方法包括：获取信源比特序列；通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的，变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果；对第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。

Description

基于极化码的编码方法和编码装置
技术领域
本申请涉及数据编码技术领域，尤其涉及一种基于极化码的编码方法和编码装置。
背景技术
通信系统通常采用极化码(Polar)对信道进行编码来提高数据传输的可靠性，保证通信质量。经研究表明，通信系统也可以采用极化码对信源进行编码以实现信源压缩。
在采用极化码对信源进行编码的情况下，从理论上可以证明，当信源序列的长度趋于无穷时，信源压缩可以达到压缩极限，即实现无损压缩。但是在实际的应用场景中，信源序列的长度是有限的，这种情况下，采用极化码对信源进行编码实现的信源压缩无法做到无损压缩，压缩性能较差。
因此，亟需一种基于极化码的编码方法以提高长度有限的信源序列的压缩性能。
发明内容
本申请提供了一种基于极化码的编码方法和编码装置，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。
第一方面，提供了一种基于极化码的编码方法，该方法包括：获取信源比特序列；通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的，变换矩阵可以达到对所述第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果；对第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。
基于子块列变换的极化码生成矩阵可以指：极化码生成矩阵中存在子矩阵进行了列变换，列变换后的极化码生成矩阵为基于子块列变换的极化码生成矩阵。
子块列变换可以理解为子矩阵发生列变换，即变换矩阵可以使第一极化码生成矩阵中的子矩阵发生列变换，得到基于子块列变换的极化码生成矩阵，发送设备可以通过基于子块列变换的极化码生成矩阵进行编码。
本申请提供的基于极化码的编码方法，变换矩阵可以使第一极化码生成矩阵中的子矩阵发生列变换，得到基于子块列变换的极化码生成矩阵，通过基于子块列变换的极化码生成矩阵进行编码可以使原始极化码中最小码距码字的个数减少，改善码谱，有利于得到更好的压缩性能，同时，此方式对信源比特序列的长度不作限定，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，包括：根据第一极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第二比特序列；根据变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第一比特序列。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述变换矩阵P通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述变换矩阵P通过矩阵S得到，P＝G·S·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述变换矩阵包括第一变换矩阵和第二变换矩阵；根据变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第一比特序列，包括：根据第一变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第三比特序列；根据第二变换矩阵对第三比特序列进行变换，得到第一比特序列；其中，第一变换矩阵和第二变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一变换矩阵P1通过下列公式表示：其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第二变换矩阵P2通过下列公式表示：其中， 为经过第四预设列变换后的矩阵，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第一变换矩阵P1和第二变换矩阵P2通过矩阵S1和矩阵S2得到，P1·P2＝G·S1·S2·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S1通过下列公式表示：其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；矩阵S2通过下列公式表示：其中， (GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，包括：根据变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第四比特序列；根据第一极化码生成矩阵对第四比特序列进行编码，得到第一比特序列。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述变换矩阵S通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，变换矩阵S通过矩阵P得到，S＝G·P·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵P通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述变换矩阵包括第三变换矩阵和第四变换矩阵；根据变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第四比特序列，包括：根据第三变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第五比特序列；根据第四变换矩阵对第五比特序列进行变换，得到第四比特序列；其中，第三变换矩阵和第四变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第三变换矩阵S1通过下列公式表示：其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第四变换矩阵S2通过下列公式表示：其中， GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，上述第三变换矩阵S1和第四变换矩阵S2通过矩阵P1和矩阵P2得到，S1·S2＝G·P1·P2·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵P1通过下列公式表示：其中， GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；矩阵P2通过下列公式表示：其中，为经过第四预设列变换后的矩阵。
第二方面，提供了一种基于极化码的译码方法，包括：获取待译码比特序列；对待译码比特序列进行解压缩，得到压缩前的比特序列；通过基于子块列变换的极化码生成矩阵的逆矩阵对压缩前的比特序列进行译码，得到信源比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的。
第三方面，提供了一种基于极化码的编译码装置，该装置包括获取单元，编码单元以及压缩单元。其中，获取单元用于：获取信源比特序列；编码单元用于：通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的，变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果；压缩单元用于：对第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述编码装置还包括变换单元；编码单元还用于：根据第一极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第二比特序列；变换单元用于：根据变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第一比特序列。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述变换矩阵P通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，变换矩阵P通过矩阵S得到，P＝G·S·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述变换矩阵包括第一变换矩阵和第二变换矩阵；变换单元还用于：根据第一变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第三比特序列；根据第二变换矩阵对第三比特序列进行变换，得到第一比特序列；其中，第一变换矩阵和第二变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述第一变换矩阵P1通过下列公式表示：其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述第二变换矩阵P2通过下列公式表示：其中， 为经过第四预设列变换后的矩阵，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述第一变换矩阵P1和第二变换矩阵P2通过矩阵S1和矩阵S2得到，P1·P2＝G·S1·S2·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S1通过下列公式表示：其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；矩阵S2通过下列公式表示：其中， (GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述装置还包括变换单元；变换单元用于：根据变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第四比特序列；编码单元还用于：根据第一极化码生成矩阵对第四比特序列进行编码，得到第一比特序列。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述变换矩阵S通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述变换矩阵S通过矩阵P得到，S＝G·P·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵P通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述变换矩阵包括第三变换矩阵和第四变换矩阵；变换单元还用于：根据第三变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第五比特序列；根据第四变换矩阵对第五比特序列进行变换，得到第四比特序列；其中，第三变换矩阵和第四变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述第三变换矩阵S1通过下列公式表示：其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N2的单位阵。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述第四变换矩阵S2通过下列公式表示：其中， GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
结合第三方面，在第三方面的某些实现方式中，上述第三变换矩阵S1和第四变换矩阵S2通过矩阵P1和矩阵P2得到，S1·S2＝G·P1·P2·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵P1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；矩阵P2通过下列公式表示：其中， 为经过第四预设列变换后的矩阵。
第四方面，提供了基于极化码的编译码装置，包括：获取单元，解压缩单元以及译码单元。获取单元用于：获取待译码比特序列；解压缩单元用于：对待译码比特序列进行解压缩，得到压缩前的比特序列；译码单元用于：通过基于子块列变换的极化码生成矩阵的逆矩阵对压缩前的比特序列进行译码，得到信源比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的。
第五方面，提供了基于极化码的编译码装置，包括，处理器，存储器，该存储器用于存储计算机程序，该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得该装置执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法或者执行上述第二方面的方法。
可选地，所述处理器为一个或多个，所述存储器为一个或多个。
可选地，所述存储器可以与所述处理器集成在一起，或者所述存储器与处理器分离设置。
可选地，该编码装置还包括发射机(发射器)和接收机(接收器)，发射机和接收机可以分离设置，也可以集成在一起，称为收发机(收发器)。
第六方面，本申请提供了一种处理器，包括：输入电路、输出电路和处理电路。处理电路用于通过输入电路接收信号，并通过输出电路发射信号，使得处理器执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法或者执行上述第二方面的方法。
在具体实现过程中，上述处理器可以为芯片，输入电路可以为输入管脚，输出电路可以为输出管脚，处理电路可以为晶体管、门电路、触发器和各种逻辑电路等。输入电路所接收的输入的信号可以是由例如但不限于接收器接收并输入的，输出电路所输出的信号可以是例如但不限于输出给发射器并由发射器发射的，且输入电路和输出电路可以是同一电路，该电路在不同的时刻分别用作输入电路和输出电路。本申请对处理器及各种电路的具体实现方式不做限定。
第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序(也可以称为代码，或指令)当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法或者执行上述第二方面的方法。
第八方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序(也可以称为代码，或指令)，当所述计算机程序被运行时，使得计算机执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法或者执行上述第二方面的方法。
附图说明
图1是本申请实施例适用的通信系统的示意图；
图2是一种通信方法的示意性框图；
图3是一种极化码编码的示意图；
图4是一种信源熵极化的示意图；
图5是本申请实施例提供的一种基于极化码的编码方法的示意性流程图；
图6是本申请实施例提供的一种基于极化码编码的示意性框图；
图7是本申请实施例提供的另一种基于极化码编码的示意性框图；
图8是本申请实施例提供的又一种基于极化码编码的示意性框图；
图9是本申请实施例提供的另一种基于极化码编码的示意性框图；
图10是本申请实施例提供的一种确定预设列变换的示意性流程图；
图11是本申请实施例提供的另一种确定预设列变换的示意性流程图；
图12是本申请实施例提供的又一种确定预设列变换的示意性流程图；
图13是本申请实施例提供的另一种确定预设列变换的示意性流程图；
图14是本申请实施例提供的一种仿真示意图；
图15是本申请实施例提供的另一种仿真示意图；
图16是本申请实施例提供的又一种仿真示意图；
图17是本申请实施例提供的另一种仿真示意图；
图18是本申请实施例提供的一种基于极化码的编码装置的示意性框图；
图19是本申请实施例提供的另一种基于极化码的编码装置的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统，例如：无线局域网(wirelesslocal area network，WLAN)通信系统、长期演进(long term evolution，LTE)系统、LTE频分双工(frequency division duplex，FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex，TDD)、第五代移动通信(5th generation，5G)系统或新无线(new radio，NR)、全球互联微波接入(worldwide interoperability for microwave access，WiMAX)通信系统或者其他演进的通信系统等。5G系统通常包括以下三大应用场景：增强移动宽带(enhanced mobilebroadband，eMBB)，超高可靠与低时延通信(ultra-reliable and low latencycommunications，URLLC)和海量机器类通信(massive machine type of communication，mMTC)，未来的各类通信系统。
本申请实施例中的终端设备也可以称为：用户设备(user equipment，UE)、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置等。
终端设备可以是一种向用户提供语音/数据连通性的设备，例如，具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前，一些终端的举例为：手机(mobile phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device，MID)、可穿戴设备，虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实(augmented reality，AR)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiationprotocol，SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop，WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备、无人机，5G网络中的终端设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network，PLMN)中的终端设备等，本申请实施例对此并不限定。
此外，在本申请实施例中，终端设备还可以是物联网(internet of things，IoT)系统中的终端设备，IoT是未来信息技术发展的重要组成部分，其主要技术特点是将物品通过通信技术与网络连接，从而实现人机互连，物物互连的智能化网络。
另外，本申请实施例中的网络设备可以是用于与终端设备通信的设备，该网络设备也可以称为接入网设备或无线接入网设备，可以是传输接收点(transmissionreception point，TRP)，还可以是LTE系统中的演进型基站(evolved NodeB，eNB或eNodeB)，还可以是家庭基站(例如，home evolved NodeB，或home Node B，HNB)、基带单元(base band unit，BBU)，还可以是云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制器，或者该网络设备可以为中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备以及5G网络中的网络设备或者未来演进的PLMN网络中的网络设备等，可以是WLAN中的接入点(access point，AP),可以是新型无线(new radio，NR)系统中的gNB，可以是卫星通信系统中的卫星基站，可以是各式形态的承担基站功能的设备等，本申请实施例并不限定。
在一种网络结构中，网络设备可以包括集中单元(centralized unit，CU)节点、或分布单元(distributed unit，DU)节点、或包括CU节点和DU节点的RAN设备、或者控制面CU节点(CU-CP节点)和用户面CU节点(CU-UP节点)以及DU节点的RAN设备。
网络设备为小区提供服务，终端设备通过网络设备分配的传输资源(例如，频域资源，或者说，频谱资源)与小区进行通信，该小区可以属于宏基站(例如，宏eNB或宏gNB等)，也可以属于小小区(small cell)对应的基站，这里的小小区可以包括：城市小区(metrocell)、微小区(micro cell)、微微小区(pico cell)、毫微微小区(femto cell)等，这些小小区具有覆盖范围小、发射功率低的特点，适用于提供高速率的数据传输服务。
在本申请实施例中，终端设备或网络设备包括硬件层、运行在硬件层之上的操作系统层，以及运行在操作系统层上的应用层。该硬件层包括中央处理器(centralprocessing unit，CPU)、内存管理单元(memory management unit，MMU)和内存(也称为主存)等硬件。该操作系统可以是任意一种或多种通过进程(process)实现业务处理的计算机操作系统，例如，Linux操作系统、Unix操作系统、Android操作系统、iOS操作系统或windows操作系统等。该应用层包含浏览器、通讯录、文字处理软件、即时通信软件等应用。并且，本申请实施例并未对本申请实施例提供的方法的执行主体的具体结构特别限定，只要能够通过运行记录有本申请实施例的提供的方法的代码的程序，以根据本申请实施例提供的方法进行通信即可，例如，本申请实施例提供的方法的执行主体可以是终端设备或网络设备，或者，是终端设备或网络设备中能够调用程序并执行程序的功能模块。
另外，本申请的各个方面或特征可以实现成方法、装置或使用标准编程和/或工程技术的制品。本申请中使用的术语“制品”涵盖可从任何计算机可读器件、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括，但不限于：磁存储器件(例如，硬盘、软盘或磁带等)，光盘(例如，压缩盘(compact disc，CD)、数字通用盘(digital versatile disc，DVD)等)，智能卡和闪存器件(例如，可擦写可编程只读存储器(erasable programmableread-only memory，EPROM)、卡、棒或钥匙驱动器等)。另外，本文描述的各种存储介质可代表用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”可包括但不限于，无线信道和能够存储、包含和/或承载指令和/或数据的各种其它介质。
为便于理解本申请实施例，首先结合图1对适用于本申请实施例的通信系统100进行详细说明。
该通信系统100包括网络设备101和终端设备102。网络设备101可以作为发送设备，发送控制信息和/或传输块给终端设备102。终端设备102也可以作为发送设备，发送控制信息和/或传输块给网络设备101。在该场景中，终端设备的个数可以存在一个，也可以存在多个，本申请实施例对此不作限定。
本申请实施例可以应用于多个不同的场景下，包括图1所示的场景，但并不限于该场景。示例性地，对于上行传输，终端设备可以作为发送设备，网络设备可以作为接收设备；对于下行传输，网络设备可以作为发送设备，终端设备可以作为接收设备；对于其他场景，例如，网络设备和网络设备之间的传输，其中一个网络设备可以作为发送设备，另一个网络设备可以作为接收设备；又例如，终端设备和终端设备之间的传输，其中一个终端设备可以作为发送设备，另一个终端设备可以作为接收设备。因此，下面按照发送设备和接收设备对本申请实施例进行描述。
发送设备与接收设备之间的通信可以如图2所示，发送设备对信源经过信源编码、信道编码、速率匹配以及调制后，通过信道向接收设备传输信息，对应地，接收设备接收到信息后，对该信息进行解调、解速率匹配、信道解码以及信源解码得到信宿。
其中，信道编码的具体实现方式可以是极化码(Polar)编码方式，发送设备可以采用极化码对信道进行编码来提高数据传输的可靠性，保证通信质量。经研究表明，信源编码的具体实现方式也可以是极化码编码方式，发送设备也可以采用极化码对信源进行编码以实现信源压缩。
在采用极化码对信源进行编码的情况下，从理论上可以证明，当信源序列的长度趋于无穷时，信源压缩可以达到压缩极限，即实现无损压缩。但是在实际的应用场景中，信源序列的长度是有限的，这种情况下，采用极化码对信源进行编码实现的信源压缩无法做到无损压缩，压缩性能较差。
有鉴于此，本申请实施例提供一种基于极化码的信源编码方法和信源编码装置，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。
为便于理解本申请实施例，下面先介绍本申请实施例涉及的极化码编码方式。
1、极化码
极化码是现有已知的一种能够被严格证明“达到”信道容量的信道编码方案，具有高性能，较低复杂度等特点，目前已经被第三代合作计划(3rd generation partnershipproject，3GPP)确定成为第五代移动通信技术(5th generation mobile communicationtechnology，5G)控制信道eMBB场景(上行/下行)控制信道编码方案。
2、极化码编码
极化码是一种线性分组码，其编码过程可以为xN＝uNGN，其中，uN＝{u1,u2,...,uN}是一个长度为N的二进制行向量，是编码矩阵，代表F的克罗内克幂(Kronecker power)，可以定义为
在极化码的编码过程中，uN可以被分成两个部分，一部分比特携带信息，被称作信息比特，这些比特的索引集合可以记作A；另外一部分比特是固定值，被称作固定比特，通常设置为0。当固定比特设置为0时，极化码的编码过程可以简化为xA＝uAGN(A)，其中uA是uN中的信息比特集合，其长度可以记作K；GN(A)是GN中由集合A中的索引对应的行组成的子矩阵，GN(A)是一个K×N的矩阵。其中，集合A的选取会影响极化码的性能。
图3示出了一种极化码编码的示意图，如图3所为示，u8＝{u1,u2,...,u8}是一个长度为8的二进制行向量，该二进制行向量可以包括固定比特和信息比特，固定比特和信息比特之间可以是相邻或者交错的，例如：u1、u2、u3以及u5为固定比特，可以均为0，u4、u6、u7以及u8为信息比特。图中所示的圆加符号表示异或运算。u1、u2、u3、u4、u5、u6、u7以及u8为编码前的比特序列，v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7、v8、w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8为编码过程中的中间结果，x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7以及x8为编码后的比特序列。其中，编码过程中的中间结果仅仅为一个示例，本申请实施例对此不作限定。
3、极化码译码
极化码译码存在多种可能的实现方式，例如，串行抵消(successivecancellation，SC)译码、串行抵消列表(successive cancellation list，SCL)译码以及串行抵消堆栈译码等等。
SC是最早提出的极化码译码，可以被描述为在码树上搜寻正确路径的过程。例如，一个码长为N＝2n的码可以对应一个n层的二叉译码码树，SC是从码树的根节点开始往下逐一比特译码，直到最底层。
在有限码长下，极化码使用SC译码的性能并不理想。SCL和串行抵消堆栈译码是SC译码的改进算法，SCL可以通过在译码过程中同时保留多条译码路径并在最终输出概率最大的译码结果的方式，改进极化码的有限码长性能。此外，SCL还可以通过使用循环冗余检验(cyclic redundancy check，CRC)来辅助筛选正确的译码结果，极化码的有限码长性能可以得到进一步提高。
4、信源熵极化
当极化码用于信源编码时，会出现信源熵极化的情况，下面以两个信源比特进行极化为例来说明二元信源熵是如何发生极化的。
图4示出了一种信源熵极化的过程，如图4所示，X1和X2可以分别为两个独立的分布概率为p的伯努利信源(即Ber(p)信源)，信源熵H(x1)＝H(x2)＝H(p)＝-plog2p-(1-p)log2(1-p)。该信源熵经过极化码生成矩阵之后，可以得到u2＝x2。
由于极化码生成矩阵F为可逆矩阵，经过上述图5中极化操作后的熵总和保持不变，故H(x1x2)＝H(u1u2)＝H(u1)+H(u2|u1)，又因为u2＝x2，所以H(u2|u1)≤H(x2)＝H(x1)。由于总和保持不变，所以H(u1)≥H(x1)。
有上述推导可以看出，经过极化操作后，两个独立同分布的伯努利信源，变成了一个信源熵更大的信源以及一个信源熵更小的信源，这就是信源极化的基本原理。
如果将上述过程重复下去，将两个独立同分布的信源，即熵H(u1)和H(u2|u1)，进行下一步极化，此时对应的极化矩阵为其中为张量操作(tensorproduct)，且极化过程由uN＝xNGN得到，则根据熵的链式公式，得到如下公式：
再根据信源极化理论，H(ui|u1 i-1)可以随着N的增大不断极化，但存在范围为0≤H(ui|u1 i-1)≤1，故在N趋近于无穷的极限情况下，H(ui|u1 i-1)极化成1或者极化成0，根据总熵守恒，H(uN)＝H(xN)＝NH(x)，可以得出极化后H(ui|u1 i-1)为1的部分所占比例为H(x)，即：
且
利用信源熵极化原理，可以得出随着码长N趋于无穷，基于极化码的信源压缩可以在理论上达到压缩极限。
5、信源无损压缩
信源无损压缩是指：信源编码时通过改变信源中的比特出现的概率及减小比特间的相关性，提高比特的平均信息量，用更少的码元传输同样量的信息。
示例性地，在上述二元信源熵极化的过程中，对xN信号的压缩可以转换成对uN的压缩，uN中的部分比特H(ui|u1 i-1)＝0，可以完全由其他比特ui-1决定，其本身不需要存下来，只需要将另一部分H(ui|u1 i-1)＝1的部分存下来即可。例如，假设信源xN服从伯努利分布Ber(p)，对该信源进行极化变换，即uN＝xNGN，其中，xN＝{x1,x2,...,xN}是一个长度为N的非均匀分布的二进制信源序列，根据信源极化理论，随着N的增大，条件熵H(ui|u1 i-1)(其中，i为1到N的正整数)一部分趋向于0(即ui在给定了u1 i-1之后就能基本确定)，另一部分趋向于1(即ui在给定了u1 i-1之后仍然完全无法确定)。根据这一原理，uN被分成两个部分，一部分称作冗余比特(条件熵接近于0的比特)；另外一部分称作固定比特(条件熵接近于1的比特)，这些冗余比特索引集合记作I，固定比特的索引集合记作F，则uN＝[uF,uI]，其中，uF为压缩后的保留信号。
当信源恢复时，信源译码操作可以等效为在二进制对称信道(binary symmetricchannel，BSC)信道上进行信道译码操作，其噪声分布可以和xN相同，从而得到uN＝0，在uN和uF已知的情况下，可以通过极化码的译码器正确恢复uI。
从上述推导过程可以了解到，从理论上证明，当N趋于无穷时，采用极化码进行信源压缩可以达到无损压缩极限。但是在实际的应用场景中，信源序列的长度是有限的，这种情况下，采用极化码对信源进行编码实现的信源压缩无法做到无损压缩，压缩性能较差。
为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一变换矩阵和第二变换矩阵是为了区分不同的变换矩阵，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本申请中，“示例性地”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性地”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性地”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
此外，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a、b和c中的至少一项(个)，可以表示：a，或b，或c，或a和b，或a和c，或b和c，或a、b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
图5为本申请实施例提供的一种基于极化码的编码方法500的示意性流程图，该方法500可以由发送设备执行，例如终端设备或者网络设备。该方法500可以适用于上述图1所述的通信系统100，还可以应用于其他通信系统，本申请实施例对此不作限定。
如图5所示，该方法500可以包括下列步骤：
S501、获取信源比特序列。
示例性地，信源比特序列可以是长度为N的二进制行向量，N为大于或等于1的整数。
信源比特序列也可以称为待编码的信息或者待编码的比特序列，本申请实施例对此不作限定。
S502、通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的，变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
基于子块列变换的极化码生成矩阵可以指：极化码生成矩阵中存在子矩阵进行了列变换，列变换后的极化码生成矩阵为基于子块列变换的极化码生成矩阵。例如，极化码生成矩阵的维度为N×N，其左上角的维度为N/2×N/2的子矩阵进行了列变换，其他部分不变，可以得到列变换后极化码生成矩阵，该列变换后极化码生成矩阵即为基于子块列变换的极化码生成矩阵。
需要说明的是，基于子块列变换的极化码生成矩阵仅仅是一个名称的示例，还可以称为基于部分列变换的极化码生成矩阵，本申请实施例对此不作限定。
还需要说明的是，列变换可以是随机列变换，例如，列变换可以用于将极化码生成矩阵中的子矩阵的第三列和第一列互换等等，本申请实施例对此不作限定。
第一极化码生成矩阵为现有技术中的极化码生成矩阵，本申请实施例对第一极化码生成矩阵的维度不作限定。例如，第一极化码生成矩阵可以为其中，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N。
子块列变换可以理解为子矩阵发生列变换，即变换矩阵可以使第一极化码生成矩阵中的子矩阵发生列变换，得到基于子块列变换的极化码生成矩阵，发送设备可以通过基于子块列变换的极化码生成矩阵进行编码。
该编码方式与原有的编码方式相比，可以改变编码过程中中间结果的编码顺序，客观上实现了对极化码生成矩阵进行子块列变换的效果，改善了码谱性能。
示例性地，在上述图3所示的编码示意图中，编码过程中的中间结果可以包括v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7、v8、w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8。变换矩阵可以改变该多个中间结果中的至少两个。例如，变换矩阵可以改变w1、w2、w3以及w4的顺序，使得后续的编码结果改变。
发送设备根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵，可以确定基于子块列变换的极化码生成矩阵。其中，发送设备可以使用多种实现方式确定基于子块列变换的极化码生成矩阵。
在一种可能的实现方式中，基于子块列变换的极化码生成矩阵是第一极化码生成矩阵和变换矩阵相乘的结果。
在另一种可能的实现方式中，基于子块列变换的极化码生成矩阵是变换矩阵和第一极化码生成矩阵相乘的结果。
S503、对第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。
发送设备对第一比特序列进行压缩，可以采用现有的实现方式，例如，信源比特序列包括冗余比特和固定比特，第一比特序列中包括冗余比特位对应的比特序列和固定比特位对应的比特序列，发送设备对第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列为固定比特位对应的比特序列。应理解，冗余比特位对应的比特序列包括冗余比特经基于子块列变换的极化码生成矩阵编码后的比特，固定比特位对应的比特序列包括固定比特经基于子块列变换的极化码生成矩阵编码后的比特。
S504、输出压缩后的比特序列。
发送设备通过S502和S503对信源比特序列进行信源编码，得到压缩后的比特序列，并将该压缩后的比特序列输出，以进行信道编码、速率匹配以及调制，在经过信道编码、速率匹配以及调制等操作之后，通过信道发送至接收设备。
本申请实施例提供的基于极化码的编码方法，变换矩阵可以使第一极化码生成矩阵中的子矩阵发生列变换，得到基于子块列变换的极化码生成矩阵，通过基于子块列变换的极化码生成矩阵进行编码，可以使原始极化码中最小码距码字的个数减少，改善码谱，有利于得到更好的压缩性能，同时，此方式对信源比特序列的长度不作限定，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。
上述S502、通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，存在多种可能的实现方式。
在一种可能的实现方式中，上述S502，包括：根据第一极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第二比特序列；根据变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第一比特序列。
示例性地，图6示出了基于极化码编码的示意性框图。发送设备先根据第一极化码生成矩阵G对信源比特序列进行编码，得到第二比特序列，再根据变换矩阵P对第二比特序列进行变换，得到第一比特序列。
该实现方式可以简单描述成“先编码后变换”，但本申请实施例并不限于此。
发送设备得到第一比特序列uN后，可以对其进行压缩，得到压缩后的比特序列uF，并向接收设备发送uF，对应地，接收设备可以接收该uF，并对其进行解压缩和译码。
具体地，接收设备获取待译码比特序列，即uF；对待译码比特序列uF进行解压缩，得到压缩前的比特序列；并通过基于子块列变换的极化码生成矩阵的逆矩阵对压缩前的比特序列进行译码，得到信源比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的。
示例性地，解压缩和译码的实现方式可以包括：接收设备通过虚拟的BSC(p)信道进行译码，其中，p为信道参数或者转移概率。假设该信道接收的信号为全0的维度为1×N的向量y，在已知接收信号冻结位uF的前提下，接收设备在进行译码的过程中，当译码进行到原编码顺序改变的位置时，当前输入对数似然比(log likelihood ratio，LLR)会进行反序操作，然后继续进行信道译码，即得到译码结果，然后将该译码结果乘以变换矩阵P的逆矩阵，再乘以第一极化码生成矩阵，可以恢复原始信源
可选地，变换矩阵P可以通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
应理解，第二极化码生成矩阵的维度和第一极化码生成矩阵的维度仅仅为一个示例，本申请实施例对此不作限定。
第一预设列变换可以是随机列变换，例如，第一预设列变换可以用于将第二极化码生成矩阵中第三列和第一列互换等等，本申请实施例对此不作限定。
经过第一预设列变换得到的变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果，使用该变换矩阵执行上述方法有利于减少最小码距的码字个数，提升码谱的性能。
需要说明的是，信源编码和信道编码是对偶的，本申请实施例提供的方法也可以应用于信道编码的场景。在信道编码的场景下，编码过程可以表示为：即在信道中，发送设备先根据变换矩阵P的逆矩阵对信息比特u进行变换，再根据第一极化码生成矩阵进行编码，可以改善码谱。
可选地，变换矩阵P可以通过矩阵S得到，P＝G·S·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
G为第一极化码生成矩阵，G＝G-1，故P＝G·S·G也可以描述为P＝G·S·G-1，本申请实施例对此不作限定。
在另一种可能的实现方式中，S502、通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，包括：根据变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第四比特序列；根据第一极化码生成矩阵对第四比特序列进行编码，得到第一比特序列。
示例性地，图7示出了基于极化码编码的示意性框图。发送设备先根据变换矩阵S对信源比特序列进行变换，得到第四比特序列，再根据第一极化码生成矩阵G对第四比特序列进行编码，得到第一比特序列。
该实现方式可以简单描述成“先变换后编码”，但本申请实施例并不限于此。
发送设备得到第一比特序列uN后，可以对其进行压缩，得到压缩后的比特序列uF，并向接收设备发送uF，对应地，接收设备可以接收该uF，并对其进行解压缩和译码。
示例性地，接收设备通过虚拟的BSC(p)信道进行译码，其中，p为信道参数或者转移概率。假设该信道接收的信号为全0的维度为1×N的向量y，在已知接收信号冻结位uF的前提下，接收设备在进行译码的过程中，当译码进行到原编码顺序改变的位置时，当前输入LLR会进行反序操作，然后继续进行信道译码，即得到译码结果，然后将该译码结果乘以第一极化码生成矩阵，再乘以变换矩阵P的逆矩阵，可以恢复原始信源
可选地，变换矩阵S可以通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
在该情况下，若令GN/2·(GN/2)permute＝Spermute，变换矩阵S可以简化为第一预设列变换中的值可以为Spermute中每一列为1的位置，Spermute矩阵中其余位置为0。
示例性地，当第一预设列变换为[1,2,3,4]时，
需要说明的是，信源编码和信道编码是对偶的，本申请实施例提供的方法也可以应用于信道编码的场景。在信道编码的场景下，编码过程可以表示为：即在信道中，发送设备先根据第一极化码生成矩阵对信息比特u进行编码，再根据变换矩阵S的逆矩阵进行变换，可以改善码谱。
可选地，变换矩阵S可以通过矩阵P得到，S＝G·P·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵P通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
G为第一极化码生成矩阵，G＝G-1，故S＝G·P·G也可以描述为S＝G·P·G-1，本申请实施例对此不作限定。
上述两种可能的实现方式均可以得到第一比特序列，且第一比特序列是相同的，故虽然实现方式不同，但实现的效果是一样的，均可以使原始极化码中最小码距码字的个数减少，改善码谱，有利于得到更好的压缩性能，同时，此方式对信源比特序列的长度不作限定，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。
在上述两种可能的实现方式中，变换矩阵为一个矩阵：P或S，下面将介绍变换矩阵为两个矩阵的情况。
当变换矩阵为两个矩阵时，存在多种可能的实现方式。在一种可能的实现方式中，变换矩阵包括第一变换矩阵和第二变换矩阵；则上述“先编码后变换”的方法中，根据变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第一比特序列，可以包括：根据第一变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第三比特序列；根据第二变换矩阵对第三比特序列进行变换，得到第一比特序列；其中，第一变换矩阵和第二变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
示例性地，图8示出了基于极化码编码的示意性框图。如图8所示，发送设备先根据第一极化码生成矩阵G对信源比特序列进行编码，得到第二比特序列，再根据第一变换矩阵P1对第三比特序列进行变换，得到第三比特序列，最后根据第二变换矩阵P2对第三比特序列进行变换，得到第一比特序列。
发送设备得到第一比特序列uN后，可以对其进行压缩，得到压缩后的比特序列uF，并向接收设备发送uF，对应地，接收设备可以接收该uF，并对其进行解压缩和译码。
示例性地，接收设备通过虚拟的二进制对称信道(binary symmetric channel)例如BSC(p)信道进行译码，其中，p为信道参数或者转移概率。假设该信道接收的信号为全0的维度为1×N的向量y，在已知接收信号冻结位uF的前提下，接收设备在进行译码的过程中，当译码进行到原编码顺序改变的位置时，当前输入LLR会进行反序操作，然后继续进行信道译码，即得到译码结果，然后将该译码结果乘以第二变换矩阵P2的逆矩阵，乘以第一变换矩阵P1的逆矩阵，再乘以第一极化码生成矩阵，可以恢复原始信源
可选地，第一变换矩阵P1可以通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
第二预设列变换可以是随机列变换，第三预设列变换也可以是随机列变换，第二预设列变换和第三预设列变换可以相同，也可以不同，本申请实施例对此不作限定。
若第二预设列变换和第三预设列变换相同，从方法角度而言，通过同一预设列变换即可得到第一变换矩阵，方法简单，通用性较强；从硬件角度而言，第二预设列变换和第三预设列变换可以复用同一套设备，结构简单，降低成本。
若第二预设列变换和第三预设列变换不同，第一变换矩阵可以通过不同的变换预设列变换得到，可以适用于不同的情况，比较灵活，应用范围相对广泛。
需要说明的是，A矩阵和B矩阵中的零矩阵的维度为N/4×N/4，第一变换矩阵P1中的零矩阵的维度为N/2×N/2。
可选地，第二变换矩阵P2可以通过下列公式表示：
其中，为经过第四预设列变换后的矩阵，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
第四预设列变换可以是随机列变换，不同于上述第二预设列变换和第三预设列变换，经过第二预设列变换、第三预设列变换以及第四预设列变换可以得到第一变换矩阵和第二变换矩阵，第一变换矩阵和第二变换矩阵可以实现对第一极化码生成矩阵中更多的子矩阵进行列变换的效果，使用第一变换矩阵和第二变换矩阵执行上述方法有利于减少最小码距的码字个数，提升码谱的性能。
需要说明的是，C矩阵中的零矩阵的维度为N/4×N/4，第二变换矩阵P2中的零矩阵的维度为N/2×N/2。
还需要说明的是，信源编码和信道编码是对偶的，本申请实施例提供的方法也可以应用于信道编码的场景。在信道编码的场景下，编码过程可以表示为：即在信道中，发送设备先根据第二变换矩阵P2的逆矩阵对信息比特u进行变换，再根据第一变换矩阵P1进行变换，最后根据第一极化码生成矩阵进行编码，可以改善码谱。
可选地，第一变换矩阵P1和第二变换矩阵P2可以通过矩阵S1和矩阵S2得到，P1·P2＝G·S1·S2·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵；
矩阵S2通过下列公式表示：
其中， (GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵。
需要说明的是，D矩阵中的零矩阵的维度为N/4×N/4，矩阵S1中的零矩阵的维度为N/2×N/2，J、K以及M矩阵中的零矩阵的维度为N/4×N/4，矩阵S2中的零矩阵的维度为N/2×N/2。
在一种可能的实现方式中，变换矩阵包括第三变换矩阵和第四变换矩阵；则上述“先变换编码后”的方法中，根据对信源比特序列进行变换，得到第四比特序列，可以包括：根据第三变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第五比特序列；根据第四变换矩阵对第五比特序列进行变换，得到第四比特序列；其中，第三变换矩阵和第四变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
示例性地，图9示出了基于极化码编码的示意性框图。如图9所示，发送设备先根据第三变换矩阵S1对对信源比特序列进行变换，得到第五比特序列，再根据第四变换矩阵S2对第五比特序列进行变换，得到第四比特序列，最后根据第一极化码生成矩阵G对第四比特序列进行编码，得到第一比特序列。
发送设备得到第一比特序列uN后，可以对其进行压缩，得到压缩后的比特序列uF，并向接收设备发送uF，对应地，接收设备可以接收该uF，并对其进行解压缩和译码。
示例性地，接收设备通过虚拟的BSC(p)信道进行译码，其中，p为信道参数或者转移概率。假设该信道接收的信号为全0的维度为1×N的向量y，在已知接收信号冻结位uF的前提下，接收设备在进行译码的过程中，当译码进行到原编码顺序改变的位置时，当前输入LLR会进行反序操作，然后继续进行信道译码，即得到译码结果，然后将该译码结果乘以第一极化码生成矩阵G，乘以第四变换矩阵S2的逆矩阵，再乘以第三变换矩阵S1的逆矩阵，可以恢复原始信源
可选地，第三变换矩阵S1可以通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
需要说明的是，D矩阵中的零矩阵的维度为N/4×N/4，矩阵S1中的零矩阵的维度为N/2×N/2。
可选地，第四变换矩阵S2通过下列公式表示：
其中， GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
第二预设列变换和第三预设列变换可以相同，也可以不同，本申请实施例对此不作限定。
需要说明的是，J、K以及M矩阵中的零矩阵的维度为N/4×N/4，矩阵S2中的零矩阵的维度为N/2×N/2。
还需要说明的是，信源编码和信道编码是对偶的，本申请实施例提供的方法也可以应用于信道编码的场景。在信道编码的场景下，编码过程可以表示为：即在信道中，发送设备先根据第一极化码生成矩阵进行编码对信息比特u进行编码，再根据第四变换矩阵S2的逆矩阵进行变换，最后根据第三变换矩阵S1进行变换，可以改善码谱。
可选地，第三变换矩阵S1和第四变换矩阵S2通过矩阵P1和矩阵P2得到，S1·S2＝G·P1·P2·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵P1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
矩阵P2通过下列公式表示：
其中，为经过第四预设列变换后的矩阵。
需要说明的是，A矩阵和B矩阵中的零矩阵的维度为N/4×N/4，矩阵P1中的零矩阵的维度为N/2×N/2，C矩阵中的零矩阵的维度为N/4×N/4，矩阵P2中的零矩阵的维度为N/2×N/2。
还需要说明的是，A矩阵和B矩阵中的单位阵的维度为N/4×N/4，矩阵P2中的单位阵的维度为N/2×N/2。
当变换矩阵为两个变换矩阵：第一变换矩阵P1和第二变换矩阵P2，或者第三变换矩阵S1和第四变换矩阵S2时，两个变换矩阵相比一个变换矩阵，可以实现对第一极化码生成矩阵中更多的子矩阵进行列变换的效果，使用两个矩阵执行上述方法可以改变编码过程中更多的中间结果的编码顺序。
示例性地，在上述图3所示的编码示意图中，编码过程中的中间结果可以包括v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7、v8、w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8。两个变换矩阵相比于一个矩阵可以改变更多的中间结果。例如，一个变换矩阵可以改变w1、w2、w3、w4的顺序，两个变换矩阵可以改变v1和v2的顺序，v5和v6的顺序，以及w1、w2、w3、w4的顺序。
两个变换矩阵可以使原始极化码中最小码距码字的个数减少的更多，有利于改善码谱，进而得到更好的压缩性能，同时，此方式对信源比特序列的长度不作限定，可以提高长度有限的信源序列的压缩性能。
上面详细介绍了基于极化码的编码方法，下面将详细介绍该方法中预设列变换的确定方法。
本申请实施例提供了显式和隐式两种确定预设列变换的方法。
显式方式的实现方式为：发送设备向终端设备发送第一指示信息，该第一指示信息用于指示预设列变换的具体信息。接收设备接收发送设备的第一指示信息，并基于该第一指示信息获取预设列变换的具体信息。
例如，预设列变换的具体信息可以为[2,3,1,4]，用于表示将原始的四列矩阵，按照第二列、第三列、第一列、第四列的顺序变换。
示例性地，在基站和用户设备(user equipment，UE)的通信场景中，基站可以是发送设备也可以是接收设备。当基站是发送设备，UE是接收设备时，图10示出了UE确定预设列变换的示意性流程图。基站可以向UE发送第一指示信息(例如模式(Pattern)指示信令)，该第一指示信息用于指示方法500中使用的预设列变换的具体信息，并基于方法500得到压缩后的比特序列，对应地，UE接收压缩后的比特序列和第一指示信息，并基于第一指示信息，获取预设列变换的具体信息。
当基站是接收设备，UE是发送设备时，图11示出了UE确定预设列变换的示意性流程图。基站可以向UE发送第一指示信息(例如模式(Pattern)指示信令)，该第一指示信息用于预设列变换的具体信息，对应地，UE基于第一指示信息，获取预设列变换的具体信息，并基于预设列变换的具体信息，使用上述方法500对信源比特序列进行编码，得到压缩后的比特序列，并向基站发送压缩后的比特序列。
需要说明的是，第一指示信息可以用于指示一个预设列变换的具体信息，也可以用于指示多个预设列变换的具体信息，本申请实施例对此不作限定。
示例性地，当上述方法500中，变换矩阵为一个变换矩阵时，第一指示信息可以用于指示第一预设列变换。当上述方法500中，变换矩阵为两个变换矩阵时，第一指示信息可以用于指示第二预设列变换、第三预设列变换以及第四预设列变换。
隐式方式的实现方式为：接收设备通过第二指示信息确定上述方法500中的预设列变换的具体信息，该第二指示信息用于指示方法500中使用的预设列变换在多种预设列变换的索引信息。
可选地，多种预设列变换的具体信息可以通过第一指示信息指示。
示例性地，在基站和UE的通信场景中，当基站是发送设备，UE是接收设备时，图12示出了UE确定预设列变换的示意性流程图。基站可以向UE发送第一指示信息(例如模式集(Pattern set)指示信令)，该第一指示信息包括多种预设列变换的具体信息，对应地，UE接收该第一指示信息，并基于该第一指示信息，获取多种预设列变换的具体信息。基站还可以向UE发送第二指示信息，该第二指示信息用于指示方法500中使用的预设列变换在多种预设列变换中的索引信息(例如模式索引(Pattern Index)指示信令)，对应地，UE接收该第二指示信息，并基于第二指示信息，获取方法500中的预设列变换在多种预设列变换中的索引信息。基站通过上述方法500得到压缩后的比特序列，并向UE发送压缩后的比特序列，对应地，UE接收该压缩后的比特序列，并基于该索引信息和多个预设列变换的具体信息，得到方法500中的预设列变换的具体信息。
需要说明的是，上述第一指示信息是可选地，故在图12中用虚线表示。这包括两种情况，一种是上述的隐式方式，即只需要通过第二指示信息指示方法500中的预设列变换在多种预设列变换中的索引信息即可，信令开销比较小。还有一种更进一步的实现方式，既不需要第一指示信息也不需要第二指示信息，而是由协议直接规定上述方法中提到的各种预设列变换矩阵，这种方法减少了信令开销和实现复杂度。
当基站是接收设备，UE是发送设备时，图13示出了UE确定预设列变换的示意性流程图。基站可以向UE发送第一指示信息(例如模式集(Pattern set)指示信令)，该第一指示信息包括多种预设列变换的具体信息，对应地，UE接收该第一指示信息，并基于该第一指示信息，获取多种预设列变换的具体信息。UE在多种预设列变换的具体信息中，确定方法500中使用的预设列变换的具体信息，并确定预设列变换在多种预设列变换中的索引信息，从而向基站发送第二指示信息(例如模式索引(Pattern Index)指示信令)，该第二指示信息用于指示方法500中的预设列变换在多种预设列变换中的索引信息，对应地，基站接收该第二指示信息，获取该索引信息。UE基于确定的预设列变换的具体信息，使用上述方法500得到压缩后的比特序列，并向基站发送压缩后的比特序列。
需要说明的是，上述第一指示信息是可选地，故在图13中用虚线表示。
为了验证本申请实施例的有益效果，本申请实施例对本申请实施例提供的基于极化码的编码方法进行了仿真。
本申请实施例提供的方法中的变换矩阵可以为一个矩阵，也可以为两个矩阵，本申请实施例分别对其进行了仿真。
当变换矩阵可以为一个矩阵时，本申请实施例将基于CRC辅助的极化调节卷积(CRC aided-polarized adjusted convolutional，CA-PAC)、基于CRC辅助的串行抵消列表(CA-SCL)以及本申请实施例提供的方法一起进行了仿真，对比其性能。
示例性地，图14示出了一种仿真示意图，如图14所示，信源比特序列的长度为128，信源比特序列符合Ber(p)分布，其中，p＝0.11，信源比特序列的CRC的位数为8。线条1用于表示CA-SCL算法在路径数L＝32时在不同压缩率下的误码率曲线，线条2用于表示本申请实施例的方法在路径数L＝32时在不同压缩率下的误码率曲线，线条3用于表示CA-PAC在路径数L＝32时在不同压缩率下的误码率曲线，线条4用于表示CA-SCL算法在路径数L＝128时在不同压缩率下的误码率曲线，线条5用于表示本申请实施例的方法在路径数L＝128时在不同压缩率下的误码率曲线，线条6用于表示CA-PAC在路径数L＝128时在不同压缩率下的误码率曲线，线条7用于表示有限码长界。其中，本申请实施例的方法中变换矩阵为一个变换矩阵。
从图14中可以看出，当L＝32时，本申请实施例的方法和CA-PAC方案的性能相当，略优于CA-SCL算法的性能。当L＝128时，本申请实施例的方法和CA-PAC方案在压缩率大于0.75的情况下超越了有限码长界，即本申请实施例的方法和CA-PAC方案的均基本达到了有限长度长的理论界。
需要说明的是，本申请实施例之所以可以超越有限码长界，是因为该有限码长界是通过公式近似得到的。
示例性地，图15示出了另一种仿真示意图，如图15所示，信源比特序列的长度为512，信源比特序列符合Ber(p)分布，其中，p＝0.11，信源比特序列的CRC的位数为8。线条1用于表示CA-SCL算法在路径数L＝128时在不同压缩率下的误码率曲线，线条2用于表示本申请实施例的方法在路径数L＝128时在不同压缩率下的误码率曲线，线条3用于表示CA-PAC在路径数L＝128时在不同压缩率下的误码率曲线。其中，本申请实施例的方法中变换矩阵为一个变换矩阵。
从图15中可以看出，本申请实施例的方法和CA-PAC方案的性能相当，略优于CA-SCL算法的性能。
当变换矩阵可以为两个矩阵时，本申请实施例将CA-PAC、CA-SCL以及本申请实施例提供的方法一起进行了仿真，对比其性能。
示例性地，图16示出了又一种仿真示意图，如图16所示，信源比特序列的长度为128，信源比特序列符合Ber(p)分布，其中，p＝0.11，信源比特序列的CRC的位数为8。线条1用于表示CA-SCL算法在路径数L＝32时在不同压缩率下的误码率曲线，线条2用于表示本申请实施例的方法在路径数L＝32时在不同压缩率下的误码率曲线，线条3用于表示CA-PAC在路径数L＝32时在不同压缩率下的误码率曲线，线条4用于表示CA-SCL算法在路径数L＝128时在不同压缩率下的误码率曲线，线条5用于表示本申请实施例的方法在路径数L＝128时在不同压缩率下的误码率曲线，线条6用于表示CA-PAC在路径数L＝128时在不同压缩率下的误码率曲线，线条7用于表示有限码长界。其中，本申请实施例的方法中变换矩阵为两个变换矩阵。
从图16中可以看出，当L＝32时，本申请实施例的方法略优于CA-PAC方案的性能，同时，本申请实施例的方法和CA-PAC方案均优于CA-SCL算法的性能。当L＝128时，本申请实施例的方法略优于CA-PAC方案的性能，同时，本申请实施例的方法和CA-PAC方案均优于CA-SCL算法的性能，且本申请实施例的方法和CA-PAC方案在压缩率大于0.75的情况下超越了有限码长界，即本申请实施例的方法和CA-PAC方案的均基本达到了有限码长界的理论界。
示例性地，图17示出了另一种仿真示意图，如图17所示，信源比特序列的长度为512，信源比特序列符合Ber(p)分布，其中，p＝0.11，信源比特序列的CRC的位数为8。线条1用于表示CA-SCL算法在路径数L＝32时在不同压缩率下的误码率曲线，线条2用于表示本申请实施例的方法在路径数L＝32时在不同压缩率下的误码率曲线，线条3用于表示CA-PAC在路径数L＝32时在不同压缩率下的误码率曲线。其中，本申请实施例的方法中变换矩阵为两个变换矩阵。
从图17中可以看出，本申请实施例的方法略优于CA-PAC方案的性能，且本申请实施例的方法和CA-PAC方案均优于CA-SCL算法的性能。
上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
上文中结合图1至图17，详细描述了本申请实施例的基于极化码的编码方法，下面将结合图18和图19，详细描述本申请实施例的基于极化码的编码装置。
图18示出了本申请实施例提供的一种基于极化码的编码装置1800，该装置1800包括：获取单元1810、编码单元1820以及压缩单元1830。其中，获取单元1810用于：获取信源比特序列；编码单元1820用于：通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的，变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果；压缩单元1830用于：对第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。
可选地，编码装置还包括变换单元；编码单元1830还用于：根据第一极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第二比特序列；变换单元用于：根据变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第一比特序列。
可选地，变换矩阵P通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
可选地，变换矩阵P通过矩阵S得到，P＝G·S·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
可选地，变换矩阵包括第一变换矩阵和第二变换矩阵；变换单元还用于：根据第一变换矩阵对第二比特序列进行变换，得到第三比特序列；根据第二变换矩阵对第三比特序列进行变换，得到第一比特序列；其中，第一变换矩阵和第二变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
可选地，第一变换矩阵P1通过下列公式表示：其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
可选地，第二变换矩阵P2通过下列公式表示：其中，为经过第四预设列变换后的矩阵，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
可选地，第一变换矩阵P1和第二变换矩阵P2通过矩阵S1和矩阵S2得到，P1·P2＝G·S1·S2·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵S1通过下列公式表示：其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵；矩阵S2通过下列公式表示：其中， (GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵。
可选地，装置还包括变换单元；变换单元用于：根据变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第四比特序列；编码单元1830还用于：根据第一极化码生成矩阵对第四比特序列进行编码，得到第一比特序列。
可选地，变换矩阵S通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
可选地，变换矩阵S通过矩阵P得到，S＝G·P·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵P通过下列公式表示：其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
可选地，变换矩阵包括第三变换矩阵和第四变换矩阵；变换单元还用于：根据第三变换矩阵对信源比特序列进行变换，得到第五比特序列；根据第四变换矩阵对第五比特序列进行变换，得到第四比特序列；其中，第三变换矩阵和第四变换矩阵可以达到对第一极化码生成矩阵进行子块列变换的效果。
可选地，第三变换矩阵S1通过下列公式表示：其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
可选地，第四变换矩阵S2通过下列公式表示：其中， GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
可选地，第三变换矩阵S1和第四变换矩阵S2通过矩阵P1和矩阵P2得到，S1·S2＝G·P1·P2·G，G为第一极化码生成矩阵，矩阵P1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；矩阵P2通过下列公式表示：其中， 为经过第四预设列变换后的矩阵。
应理解，这里的编码装置1800以功能单元的形式体现。这里的术语“单元”可以指应用特有集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器(例如共享处理器、专有处理器或组处理器等)和存储器、合并逻辑电路和/或其它支持所描述的功能的合适组件。在一个可选的例子中，本领域技术人员可以理解，编码装置1800可以具体为上述方法实施例中的发送设备，或者，上述方法实施例中发送设备的功能可以集成在编码装置1800中，编码装置1800可以用于执行上述方法实施例中与发送设备对应的各个流程和/或步骤，为避免重复，在此不再赘述。
上述编码装置1800具有实现上述方法实施例中发送设备执行的相应步骤的功能；上述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在本申请的实施例中，图18中的编码装置1800也可以是芯片或者芯片系统，例如：片上系统(system on chip，SoC)。
图19是本申请实施例提供的另一种基于极化码的编码装置1900的示意性框图。该编码装置1900包括处理器1910、通信接口1920和存储器1930。其中，处理器1910、通信接口1920和存储器1930通过内部连接通路互相通信，该存储器1930用于存储指令，该处理器1910用于执行该存储器1930存储的指令，以控制该通信接口1920发送信号和/或接收信号。
应理解，编码装置1900可以具体为上述方法实施例中的发送设备，或者，上述方法实施例中发送设备的功能可以集成在编码装置1900中，编码装置1900可以用于执行上述方法实施例中与发送设备对应的各个步骤和/或流程。可选地，该存储器1930可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。该处理器1910可以用于执行存储器中存储的指令，并且该处理器执行该指令时，该处理器可以执行上述方法实施例中与发送设备对应的各个步骤和/或流程。
应理解，在本申请实施例中，该处理器1910可以是中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器执行存储器中的指令，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质用于存储计算机程序，该计算机程序用于实现上述实施例中发送设备对应的方法。
本申请实施例还提供了一种芯片系统，该芯片系统用于支持上述方法实施例中发送设备实现本申请实施例所示的功能。
本申请实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序(也可以称为代码，或指令)，当该计算机程序在计算机上运行时，该计算机可以执行上述实施例中发送设备对应的方法。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，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，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、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，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，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
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。
功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者接收端等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (34)

1.一种基于极化码的编码方法，其特征在于，包括：
获取信源比特序列；
通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对所述信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，所述基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的；
对所述第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，包括：
根据所述第一极化码生成矩阵对所述信源比特序列进行编码，得到第二比特序列；
根据所述变换矩阵对所述第二比特序列进行变换，得到所述第一比特序列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵P通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵P通过矩阵S得到，P＝G·S·G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵S通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵包括第一变换矩阵和第二变换矩阵；
所述根据所述变换矩阵对所述第二比特序列进行变换，得到所述第一比特序列，包括：
根据所述第一变换矩阵对所述第二比特序列进行变换，得到第三比特序列；
根据所述第二变换矩阵对所述第三比特序列进行变换，得到所述第一比特序列。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一变换矩阵P1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第二变换矩阵P2通过下列公式表示：
其中，为经过第四预设列变换后的矩阵，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一变换矩阵P1和第二变换矩阵P2通过矩阵S1和矩阵S2得到，P1·P2＝G·S1·S2·G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵S1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；
所述矩阵S2通过下列公式表示：
其中， (GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，包括：
根据所述变换矩阵对所述信源比特序列进行变换，得到第四比特序列；
根据所述第一极化码生成矩阵对所述第四比特序列进行编码，得到所述第一比特序列。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵S通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵S通过矩阵P得到，S＝G·P·G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵P通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述变换矩阵包括第三变换矩阵和第四变换矩阵；
所述根据所述变换矩阵对所述信源比特序列进行变换，得到第四比特序列，包括：
根据所述第三变换矩阵对所述信源比特序列进行变换，得到第五比特序列；
根据所述第四变换矩阵对所述第五比特序列进行变换，得到所述第四比特序列。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第三变换矩阵S1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述第四变换矩阵S2通过下列公式表示：
其中， GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述第三变换矩阵S1和第四变换矩阵S2通过矩阵P1和矩阵P2得到，S1·S2＝G·P1·P2·G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵P1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；
所述矩阵P2通过下列公式表示：
其中，为经过第四预设列变换后的矩阵。
16.一种基于极化码的编码装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取信源比特序列；
编码单元，用于通过基于子块列变换的极化码生成矩阵对所述信源比特序列进行编码，得到第一比特序列，所述基于子块列变换的极化码生成矩阵是根据第一极化码生成矩阵和变换矩阵确定的；
压缩单元，用于对所述第一比特序列进行压缩，得到压缩后的比特序列。
17.根据权利要求16所述的编码装置，其特征在于，所述编码装置还包括变换单元；
所述编码单元还用于：
根据所述第一极化码生成矩阵对所述信源比特序列进行编码，得到第二比特序列；
所述变换单元用于：
根据所述变换矩阵对所述第二比特序列进行变换，得到所述第一比特序列。
18.根据权利要求17所述的编码装置，其特征在于，所述变换矩阵P通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
19.根据权利要求17或18所述的编码装置，其特征在于，所述变换矩阵P通过矩阵S得到，P＝G·S·G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵S通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
20.根据权利要求17所述的编码装置，其特征在于，所述变换矩阵包括第一变换矩阵和第二变换矩阵；
所述变换单元还用于：
根据所述第一变换矩阵对所述第二比特序列进行变换，得到第三比特序列；
根据所述第二变换矩阵对所述第三比特序列进行变换，得到所述第一比特序列。
21.根据权利要求20所述的编码装置，其特征在于，所述第一变换矩阵P1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
22.根据权利要求20或21所述的编码装置，其特征在于，所述第二变换矩阵P2通过下列公式表示：
其中，为经过第四预设列变换后的矩阵，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的编码装置，其特征在于，所述第一变换矩阵P1和第二变换矩阵P2通过矩阵S1和矩阵S2得到，P1·P2＝G·S1·S2·G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵S1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；
所述矩阵S2通过下列公式表示：
其中， (GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵。
24.根据权利要求16所述的编码装置，其特征在于，所述装置还包括变换单元；
所述变换单元用于：
根据所述变换矩阵对所述信源比特序列进行变换，得到第四比特序列；
所述编码单元还用于：
根据所述第一极化码生成矩阵对所述第四比特序列进行编码，得到所述第一比特序列。
25.根据权利要求24所述的编码装置，其特征在于，所述变换矩阵S通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
26.根据权利要求24或25所述的编码装置，其特征在于，所述变换矩阵S通过矩阵P得到，S＝G·P·G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵P通过下列公式表示：
其中，GN/2为第二极化码生成矩阵，N/2用于表示所述第二极化码生成矩阵的维度为N/2×N/2，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/2)permute为GN/2经过第一预设列变换后的矩阵，0为N/2×N/2的零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
27.根据权利要求24所述的编码装置，其特征在于，所述变换矩阵包括第三变换矩阵和第四变换矩阵；
所述变换单元还用于：
根据所述第三变换矩阵对所述信源比特序列进行变换，得到第五比特序列；
根据所述第四变换矩阵对所述第五比特序列进行变换，得到所述第四比特序列。
28.根据权利要求27所述的编码装置，其特征在于，所述第三变换矩阵S1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)premute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，为经过第四预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/2×N/2的单位阵。
29.根据权利要求27或28所述的编码装置，其特征在于，所述第四变换矩阵S2通过下列公式表示：
其中， GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为N/4×N/4的单位阵。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的编码装置，其特征在于，所述第三变换矩阵S1和第四变换矩阵S2通过矩阵P1和矩阵P2得到，S1·S2＝G·P1·P2·G，所述G为所述第一极化码生成矩阵，所述矩阵P1通过下列公式表示：
其中，GN/4为第三极化码生成矩阵，N/4用于表示所述第三极化码生成矩阵的维度为N/4×N/4，N用于表示所述第一极化码生成矩阵的维度为N×N，(GN/4)permute1为GN/4经过第二预设列变换后的矩阵，(GN/4)permute2为GN/4经过第三预设列变换后的矩阵，0为零矩阵，I为单位阵；
所述矩阵P2通过下列公式表示：
其中，为经过第四预设列变换后的矩阵。
31.一种基于极化码的编码装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储代码指令，所述处理器用于运行所述代码指令，以执行如权利要求1至15中任一项所述的方法。
32.一种芯片系统，其特征在于，包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有所述芯片系统的通信设备执行权利要求1至15中任一项所述的方法。
33.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得权利要求1至15中任一项所述的方法被执行。
34.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括指令，当所述指令被执行时，使得权利要求1至15中任一项所述的方法被执行。
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