用于灵活且高度并行的极性编码和解码的方法和过程与流程

用于灵活且高度并行的极性编码和解码的方法和过程
相关申请的交叉引用
1.本技术要求在2019年1月29日提交的美国临时申请no.62/798,121的权益，其内容通过引用而被结合到本文中。


技术实现要素：

2.一种由无线发射/接收单元(wtru)执行的方法，该方法可以包括生成极性因子图(polar factor graph)，以及修剪所述极性因子图以生成修剪因子图(pruned factor graph)。该修剪因子图可以包括输入变量节点(variable node)、校验节点和输出变量节点。该方法还可以包括初始化所述输入变量节点。对于所述修剪因子图的多个编码层级中的每一个，来自所述输入变量节点的值可以被传送到所述校验节点。可以对所述校验节点的所述值执行例如异或(xor)加法的运算。可以识别具有到在先前传送中未使用的另一节点的单个连接的校验节点。来自所识别的校验节点的值可以被传送到所述输入变量节点。来自所述输入变量节点的二进制值可以被传送到所述输出变量节点。来自所述输入变量节点的二进制值可以被传送到所述输出变量节点，以便传输到接收机。
附图说明
3.从以下结合附图以示例方式给出的描述中可以更详细地理解本发明，其中附图中相同的附图标记表示相同的元素，并且其中：
4.图1a是示出了可以实施所公开的一个或多个实施例的例示通信系统的系统图示；
5.图1b是示出了根据一个实施例的可以在图1a所示的通信系统内部使用的示例无线发射/接收单元(wtru)的系统图示；
6.图1c是示出了根据一个实施例的可以在图1a所示的通信系统内部使用的例示无线电接入网络(ran)和例示核心网络(cn)的系统图示；
7.图1d是示出了根据一个实施例的可以在图1a所示的通信系统内部使用的另一个例示ran和另一个例示cn的系统图示；
8.图2是n＝8的极性编码器的图示；
9.图3是在n＝8的情况下用于置信传播(bp)解码的因子图的图示；
10.图4是用于bp解码的对数似然比(llr)消息传递的图示；
11.图5(a)是n＝8的修剪过程的应用阶段的图示；
12.图5(b)是n＝8时修剪过程的应用阶段的图示；
13.图5(c)是n＝8时修剪过程的应用阶段的图示；
14.图5(d)是n＝8的修剪过程的应用阶段的图示；
15.图5(e)是n＝8时修剪过程的应用阶段的图示；
16.图6(a)是示出了传统的类似低密度奇偶校验(ldpc)的bp解码/解码器实现的流程图；
17.图6(b)是所提出的类似ldpc的bp解码/解码器实现的流程图；
18.图7是修剪的因子图的图示；
19.图8(a)是使用修剪因子图执行的修改的编码处理的图示；
20.图8(b)是使用修剪因子图执行的修改的编码处理的图示；
21.图8(c)是使用修剪因子图执行的修改的编码处理的图示；
22.图8(d)是使用修剪因子图执行的修改的编码处理的图示；
23.图8(e)是使用修剪因子图执行的修改的编码处理的图示；
24.图8(f)是使用修剪的因子图执行的修改的编码处理的图示；
25.图9(a)是关于码比特(code bit)值的判定的第一定时步骤(timing step)的图示；
26.图9(b)是关于码比特值的判定的第二定时步骤的图示；
27.图10是通过所提出的灵活因子图的编码的流程图；
28.图11(a)是在极性分解中应用因子图的图示；
29.图11(b)是在极性分解中应用因子图的图示；
30.图12是bp和类似ldpc的bp之间的块/比特差错性能的比较的图示；以及
31.图13是bp和类似于ldpc的bp之间的定时步步骤比较的图示。
具体实施方式
32.图1a是示出了可以实施所公开的一个或多个实施例的示例性通信系统100的示意图。该通信系统100可以是为多个无线用户提供诸如语音、数据、视频、消息传递、广播等内容的多址接入系统。该通信系统100可以通过共享包括无线带宽在内的系统资源而使多个无线用户能够接入此类内容。举例来说，通信系统100可以使用一种或多种信道接入方法，例如码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交fdma(ofdma)、单载波fdma(sc
‑
fdma)、零尾唯一字离散傅里叶变换
‑
扩展ofdm(zt
‑
uw
‑
dft
‑
s
‑
ofdm)、唯一字ofdm(uw
‑
ofdm)、资源块过滤ofdm以及滤波器组多载波(fbmc)等等。
33.如图1a所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元(wtru)102a、102b、102c、102d、无线电接入网络(ran)104、核心网络(cn)106、公共交换电话网络(pstn)108、因特网110以及其他网络112，然而应该了解，所公开的实施例设想了任意数量的wtru、基站、网络和/或网络部件。wtru102a、102b、102c、102d每一者可以是被配置成在无线环境中工作和/或通信的任何类型的设备。举例来说，wtru 102a、102b、102c、102d任何一者都可以被称为站(sta)，其可以被配置成发射和/或接收无线信号，并且可以包括用户装置(ue)、移动站、固定或移动订户单元、基于签约的单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(pda)、智能电话、膝上型计算机、上网本、个人计算机、无线传感器、热点或mi
‑
fi设备、物联网(iot)设备、手表或其他可穿戴设备、头戴显示器(hmd)、运载工具、无人机、医疗设备和应用(例如，远程手术)、工业设备和应用(例如，机器人和/或在工业和/或自动处理链环境中工作的其他无线设备)、消费类电子设备、以及在商业和/或工业无线网络上工作的设备等等。wtru 102a、102b、102c、102d中的任何一者可被可交换地称为ue。
34.所述通信系统100还可以包括基站114a和/或基站114b。基站114a、114b的每一者可以是被配置成通过以无线方式与wtru 102a、102b、102c、102d中的至少一者无线对接来促使其接入一个或多个通信网络(例如，cn 106、因特网110、和/或其他网络112)的任何类
型的设备。例如，基站114a、114b可以是基地收发信台(bts)、节点b、e节点b(enb)、家庭节点b、家庭e节点b、下一代节点b(诸如，gnb)、新无线电(nr)节点b、站点控制器、接入点(ap)、以及无线路由器等等。虽然基站114a、114b的每一者都被描述成了单个部件，然而应该了解，基站114a、114b可以包括任何数量的互连基站和/或网络部件。
35.基站114a可以是ran 104的一部分，并且该ran还可以包括其他基站和/或网络部件(未显示)，例如基站控制器(bsc)、无线电网络控制器(rnc)、中继节点等等。基站114a和/或基站114b可被配置成在名为小区(未显示)的一个或多个载波频率上发射和/或接收无线信号。这些频率可以处于授权频谱、未授权频谱或是授权与未授权频谱的组合之中。小区可以为相对固定或者有可能随时间变化的特定地理区域提供无线服务覆盖。小区可被进一步分成小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可被分为三个扇区。由此，在一个实施例中，基站114a可以包括三个收发信机，即，每一个收发信机都对应于小区的一个扇区。在实施例中，基站114a可以使用多输入多输出(mimo)技术，并且可以为小区的每一个扇区使用多个收发信机。例如，通过使用波束成形，可以在预期的空间方向上发射和/或接收信号。
36.基站114a、114b可以通过空中接口116来与wtru 102a、102b、102c、102d中的一者或多者进行通信，其中所述空中接口可以是任何适当的无线通信链路(例如，射频(rf)、微波、厘米波、毫米波、红外线(ir)、紫外线(uv)、可见光等等)。空中接口116可以使用任何适当的无线电接入技术(rat)来建立。
37.更具体地说，如上所述，通信系统100可以是多址接入系统，并且可以使用一种或多种信道接入方案，例如cdma、tdma、fdma、ofdma以及sc
‑
fdma等等。例如，ran 104中的基站114a与wtru 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如通用移动电信系统(umts)陆地无线电接入(utra)，其中所述技术可以使用宽带cdma(wcdma)来建立空中接116。wcdma可以包括如高速分组接入(hspa)和/或演进型hspa(hspa )之类的通信协议。hspa可以包括高速下行链路(dl)分组接入(hsdpa)和/或高速ul分组接入(hsupa)。
38.在实施例中，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如演进型umts陆地无线电接入(e
‑
utra)，其中所述技术可以使用长期演进(lte)和/或先进lte(lte
‑
a)和/或先进lte pro(lte
‑
a pro)来建立空中接口116。
39.在实施例中，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以实施某种可以使用nr建立空中接口116的无线电技术，例如nr无线电接入。
40.在实施例中，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以实施多种无线电接入技术。例如，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以共同实施lte无线电接入和nr无线电接入(例如，使用双连接(dc)原理)。由此，wtru 102a、102b、102c使用的空中接口可以通过多种类型的无线电接入技术和/或向/从多种类型的基站(例如，enb和gnb)发送的传输来表征。
41.在其他实施例中，基站114a和wtru 102a、102b、102c可以实施以下的无线电技术，例如ieee 802.11(即，无线高保真(wifi))、ieee 802.16(即，全球微波接入互操作性(wimax))、cdma2000、cdma2000 1x、cdma2000 ev
‑
do、临时标准2000(is
‑
2000)、临时标准95(is
‑
95)、临时标准856(is
‑
856)、全球移动通信系统(gsm)、用于gsm演进的增强数据速率(edge)、以及gsm edge(geran)等等。
42.图1a中的基站114b可以例如是无线路由器、家庭节点b、家庭e节点b或接入点，并且可以使用任何适当的rat来促成局部区域中的无线连接，例如营业场所、住宅、运载工具、
校园、工业设施、空中走廊(例如，供无人机使用)以及道路等等。在一个实施例中，基站114b与wtru 102c、102d可以通过实施ieee 802.11之类的无线电技术来建立无线局域网(wlan)。在实施例中，基站114b与wtru 102c、102d可以通过实施ieee 802.15之类的无线电技术来建立无线个人局域网(wpan)。在再一个实施例中，基站114b和wtru 102c、102d可通过使用基于蜂窝的rat(例如，wcdma、cdma2000、gsm、lte、lte
‑
a、lte
‑
a pro、nr等等)来建立微微小区或毫微微小区。如图1a所示，基站114b可以直连到因特网110。由此，基站114b不需要经由cn 106来接入因特网110。
43.ran 104可以与cn 106进行通信，所述cn可以是被配置成向wtru 102a、102b、102c、102d的一者或多者提供语音、数据、应用和/或借助网际协议语音(voip)服务的任何类型的网络。该数据可以具有不同的服务质量(qos)需求，例如不同的吞吐量需求、延时需求、容错需求、可靠性需求、数据吞吐量需求、以及移动性需求等等。cn 106可以提供呼叫控制、记账服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分发等等，和/或可以执行用户认证之类的高级安全功能。虽然在图1a中没有显示，然而应该了解，ran 104和/或cn 106可以直接或间接地和其他那些与ran 104使用相同rat或不同rat的ran进行通信。例如，除了与使用nr无线电技术的ran 104相连之外，cn 106还可以与使用gsm、umts、cdma 2000、wimax、e
‑
utra或wifi无线电技术的别的ran(未显示)通信。
44.cn 106还可以充当供wtru 102a、102b、102c、102d接入pstn 108、因特网110和/或其他网络112的网关。pstn 108可以包括提供简易老式电话服务(pots)的电路交换电话网络。因特网110可以包括使用了公共通信协议(例如，传输控制协议/网际协议(tcp/ip)网际协议族中的tcp、用户数据报协议(udp)和/或ip)的全球性互联计算机网络设备系统。所述网络112可以包括由其他服务提供方拥有和/或运营的有线或无线通信网络。例如，所述网络112可以包括与一个或多个ran相连的另一个cn，其中所述一个或多个ran可以与ran 104使用相同rat或不同rat。
45.通信系统100中的一些或所有wtru 102a、102b、102c、102d可以包括多模能力(例如，wtru 102a、102b、102c、102d可以包括在不同无线链路上与不同无线网络通信的多个收发信机)。例如，图1a所示的wtru 102c可被配置成与使用基于蜂窝的无线电技术的基站114a通信，以及与可以使用ieee 802无线电技术的基站114b通信。
46.图1b是示出了示例性wtru 102的系统示意图。如图1b所示，wtru 102可以包括处理器118、收发信机120、发射/接收部件122、扬声器/麦克风124、数字键盘126、显示器/触摸板128、不可移除存储器130、可移除存储器132、电源134、全球定位系统(gps)芯片组136和/或周边设备138。应该了解的是，在保持符合实施例的同时，wtru 102还可以包括前述部件的任何子组合。
47.处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(dsp)、多个微处理器、与dsp核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、其他任何类型的集成电路(ic)以及状态机等等。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理、和/或其他任何能使wtru 102在无线环境中工作的功能。处理器118可以耦合至收发信机120，收发信机120可以耦合至发射/接收部件122。虽然图1b将处理器118和收发信机120描述成单独分量，然而应该了解，处理器118和收发信机120也可以一起集成在一电子分量或芯片中。
48.发射/接收部件122可被配置成经由空中接口116来发射或接收去往或来自基站(例如，基站114a)的信号。举个示例，在一个实施例中，发射/接收部件122可以是被配置成发射和/或接收rf信号的天线。作为示例，在另一实施例中，发射/接收部件122可以是被配置成发射和/或接收ir、uv或可见光信号的放射器/检测器。在再一个实施例中，发射/接收部件122可被配置成发射和/或接收rf和光信号。应该了解的是，发射/接收部件122可以被配置成发射和/或接收无线信号的任何组合。
49.虽然在图1b中将发射/接收部件122描述成是单个部件，但是wtru 102可以包括任何数量的发射/接收部件122。更具体地说，wtru 102可以使用mimo技术。由此，在一个实施例中，wtru 102可以包括两个或更多个通过空中接口116来发射和接收无线信号的发射/接收部件122(例如，多个天线)。
50.收发信机120可被配置成对发射/接收部件122所要传送的信号进行调制，以及对发射/接收部件122接收的信号进行解调。如上所述，wtru 102可以具有多模能力。因此，收发信机120可以包括允许wtru 102借助多种rat(例如，nr和ieee 802.11)来进行通信的多个收发信机。
51.wtru 102的处理器118可以耦合到扬声器/麦克风124、数字键盘126和/或显示器/触摸板128(例如，液晶显示器(lcd)显示单元或有机发光二极管(oled)显示单元)，并且可以接收来自这些部件的用户输入数据。处理器118还可以向扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128输出用户数据。此外，处理器118可以从诸如不可移除存储器130和/或可移除存储器132之类的任何适当的存储器中存取信息，以及将信息存入这些存储器。不可移除存储器130可以包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、硬盘或是其他任何类型的记忆存储设备。可移除存储器132可以包括订户身份模块(sim)卡、记忆棒、安全数字(sd)记忆卡等等。在其他实施例中，处理器118可以从那些并非实际位于wtru 102的存储器存取信息，以及将数据存入这些存储器，作为示例，此类存储器可以位于服务器或家庭计算机(未显示)。
52.处理器118可以接收来自电源134的电力，并且可被配置分发和/或控制用于wtru 102中的其他分量的电力。电源134可以是为wtru 102供电的任何适当设备。例如，电源134可以包括一个或多个干电池组(如镍镉(ni
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cd)、镍锌(ni
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zn)、镍氢(nimh)、锂离子(li
‑
ion)等等)、太阳能电池以及燃料电池等等。
53.处理器118还可以耦合到gps芯片组136，该gps芯片组可被配置成提供与wtru 102的当前位置相关的位置信息(例如，经度和纬度)。作为来自gps芯片组136的信息的补充或替换，wtru 102可以经由空中接口116接收来自基站(例如，基站114a、114b)的位置信息，和/或根据从两个或更多个附近基站接收的信号定时来确定其位置。应该了解的是，在保持符合实施例的同时，wtru 102可以借助任何适当的定位方法来获取位置信息。
54.处理器118还可以耦合到其他周边设备138，其中所述周边设备可以包括提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，所述周边设备138可以包括加速度计、电子指南针、卫星收发信机、数码相机(用于照片和/或视频)、通用串行总线(usb)端口、振动设备、电视收发信机、免提耳机、模块、调频(fm)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器、虚拟现实和/或增强现实(vr/ar)设备、以及活动跟踪器等等。所述周边设备138可以包括一个或多个传感器。所述
传感器可以是以下的一者或多者：陀螺仪、加速度计、霍尔效应传感器、磁强计、方位传感器、邻近传感器、温度传感器、时间传感器、地理位置传感器、高度计、光传感器、触摸传感器、磁力计、气压计、手势传感器、生物测定传感器以及湿度传感器等。
55.wtru 102可以包括全双工无线电设备，其中对于该无线电设备来说，一些或所有信号(例如，与用于ul(例如，对传输而言)和dl(例如，对接收而言)的特定子帧相关联)的接收或传输可以是并发和/或同时的。全双工无线电设备可以包括借助于硬件(例如，扼流线圈)或是凭借处理器(例如，单独的处理器(未显示)或是凭借处理器118)的信号处理来减小和/或基本消除自干扰的干扰管理单元。在实施例中，wtru 102可以包括传送和接收一些或所有信号(例如，与用于ul(例如，对传输而言)或dl(例如，对接收而言)的特定子帧相关联)的半双工无线电设备。
56.图1c是示出了根据实施例的ran 104和cn 106的系统示意图。如上所述，ran 104可以通过空中接口116使用e
‑
utra无线电技术来与wtru 102a、102b、102c进行通信。所述ran 104还可以与cn 106进行通信。
57.ran 104可以包括e节点b 160a、160b、160c，然而应该了解，在保持符合实施例的同时，ran 104可以包括任何数量的e节点b。e节点b 160a、160b、160c每一者都可以包括通过空中接口116与wtru 102a、102b、102c通信的一个或多个收发信机。在一个实施例中，e节点b 160a、160b、160c可以实施mimo技术。由此，举例来说，e节点b 160a可以使用多个天线来向wtru 102a发射无线信号，和/或接收来自wtru 102a的无线信号。
58.e节点b 160a、160b、160c每一者都可以关联于一个特定小区(未显示)，并且可被配置成处理无线电资源管理决策、切换决策、ul和/或dl中的用户调度等等。如图1c所示，e节点b 160a、160b、160c彼此可以通过x2接口进行通信。
59.图1c所示的cn 106可以包括移动性管理实体(mme)162、服务网关(sgw)164以及分组数据网络(pdn)网关(pgw)166。虽然前述部件都被描述成是cn 106的一部分，然而应该了解，这其中的任一部件都可以由cn运营商之外的实体拥有和/或运营。
60.mme 162可以经由s1接口连接到ran 104中的e节点b 160a、160b、160c的每一者，并且可以充当控制节点。例如，mme 162可以负责认证wtru 102a、102b、102c的用户，执行承载激活/去激活处理，以及在wtru 102a、102b、102c的初始附着过程中选择特定的服务网关等等。mme 162可以提供用于在ran 104与使用其他无线电技术(例如，gsm和/或wcdma)的其他ran(未显示)之间进行切换的控制平面功能。
61.sgw 164可以经由s1接口连接到ran 104中的e节点b 160a、160b、160c的每一者。sgw 164通常可以路由和转发去往/来自wtru 102a、102b、102c的用户数据分组。并且，sgw 164还可以执行其他功能，例如在enb间的切换过程中锚定用户平面，在dl数据可供wtru 102a、102b、102c使用时触发寻呼处理，以及管理并存储wtru 102a、102b、102c的上下文等等。
62.sgw 164可以连接到pgw 146，所述pgw可以为wtru 102a、102b、102c提供分组交换网络(例如，因特网110)接入，以便促成wtru 102a、102b、102c与启用ip的设备之间的通信。
63.cn 106可以促成与其他网络的通信。例如，cn 106可以为wtru 102a、102b、102c提供对电路交换网络(例如，pstn 108)的接入，以便促成wtru 102a、102b、102c与传统的陆线通信设备之间的通信。例如，cn 106可以包括ip网关(例如，ip多媒体子系统(ims)服务器)
或与之进行通信，并且该ip网关可以充当cn 106与pstn 108之间的接口。此外，cn 106可以为wtru 102a、102b、102c提供针对所述其他网络112的接入，其中该网络可以包括其他服务提供方拥有和/或运营的其他有线和/或无线网络。
64.虽然在图1a
‑
1d中将wtru描述成了无线终端，然而应该想到的是，在某些代表性实施例中，此类终端与通信网络可以使用(例如，临时或永久性)有线通信接口。
65.在代表性实施例中，所述其他网络112可以是wlan。
66.采用基础架构基本服务集合(bss)模式的wlan可以具有用于所述bss的接入点(ap)以及与所述ap相关联的一个或多个站(sta)。所述ap可以接入或是对接到分布式系统(ds)或是将业务量送入和/或送出bss的别的类型的有线/无线网络。源于bss外部且去往sta的业务量可以通过ap到达并被递送至sta。源自sta且去往bss外部的目的地的业务量可被发送至ap，以便递送到相应的目的地。处于bss内部的sta之间的业务量可以通过ap来发送，例如在源sta可以向ap发送业务量并且ap可以将业务量递送至目的地sta的条件下。处于bss内部的sta之间的业务量可被认为和/或称为点到点业务量。所述点到点业务量可以在源与目的地sta之间(例如，在其间直接)用直接链路建立(dls)来发送。在某些代表性实施例中，dls可以使用802.11e dls或802.11z通道化dls(tdls))。举例来说，使用独立bss(ibss)模式的wlan不具有ap，并且处于所述ibss内部或是使用所述ibss的sta(例如，所有sta)彼此可以直接通信。在这里，ibss通信模式有时可被称为“自组织(ad
‑
hoc)”通信模式。
67.在使用802.11ac基础设施工作模式或类似的工作模式时，ap可以在固定信道(例如，主信道)上传送信标。所述主信道可以具有固定宽度(例如，20mhz的带宽)或是动态设置的宽度。主信道可以是bss的操作信道，并且可被sta用来与ap建立连接。在某些代表性实施例中，所实施的可以是具有冲突避免的载波感测多址接入(csma/ca)(例如，在802.11系统中)。对于csma/ca来说，包括ap在内的sta(例如，每一个sta)可以感测主信道。如果特定sta感测到/检测到和/或确定主信道繁忙，那么所述特定sta可以退避。在指定的bss中，在任何指定时间都有一个sta(例如，只有一个站)进行传输。
68.高吞吐量(ht)sta可以使用宽度为40mhz的信道来进行通信(例如，借助于将宽度为20mhz的主信道与宽度为20mhz的相邻或不相邻信道相结合来形成宽度为40mhz的信道)。
69.甚高吞吐量(vht)sta可以支持宽度为20mhz、40mhz、80mhz和/或160mhz的信道。40mhz和/或80mhz信道可以通过组合连续的20mhz信道来形成。160mhz信道可以通过组合8个连续的20mhz信道或者通过组合两个不连续的80mhz信道(这种组合可被称为80 80配置)来形成。对于80 80配置来说，在信道编码之后，数据可被传递并经过一个分段解析器，所述分段解析器可以将数据非成两个流。在每一个流上可以单独执行逆快速傅里叶变换(ifft)处理以及时域处理。所述流可被映射在两个80mhz信道上，并且数据可以由执行传输的sta来传送。在执行接收的sta的接收机上，用于80 80配置的上述操作可以是相反的，并且组合数据可被发送至介质接入控制(mac)。
70.802.11af和802.11ah支持1ghz以下的工作模式。相比于802.11n和802.11ac，在802.11af和802.11ah中使用信道工作带宽和载波有所缩减。802.11af在tv白空间(tvws)频谱中支持5mhz、10mhz和20mhz带宽，并且802.11ah支持使用非tvws频谱的1mhz、2mhz、4mhz、8mhz和16mhz带宽。依照代表性实施例，802.11ah可以支持仪表类型控制/机器类型通信(mtc)，例如宏覆盖区域中的mtc设备。mtc设备可以具有某种能力，例如包含了支持(例如，
只支持)某些和/或有限带宽在内的受限能力。mtc设备可以包括电池，并且该电池的电池寿命高于阈值(例如，用于保持很长的电池寿命)。
71.对于可以支持多个信道和信道带宽的wlan系统(例如，802.11n、802.11ac、802.11af以及802.11ah)来说，这些系统包含了可被指定成主信道的信道。所述主信道的带宽可以等于bss中的所有sta所支持的最大公共工作带宽。主信道的带宽可以由某一个sta设置和/或限制，其中所述sta源自在支持最小带宽工作模式的bss中工作的所有sta。在关于802.11ah的示例中，即使bss中的ap和其他sta支持2mhz、4mhz、8mhz、16mhz和/或其他信道带宽工作模式，但对支持(例如，只支持)1mhz模式的sta(例如，mtc类型的设备)来说，主信道的宽度可以是1mhz。载波感测和/或网络分配向量(nav)设置可以取决于主信道的状态。如果主信道繁忙(例如，因为sta(其只支持1mhz工作模式)对ap进行传输)，那么即使大多数的可用频带保持空闲，也可以认为所有可用频带繁忙。
72.在美国，可供802.11ah使用的可用频带是902mhz到928mhz。在韩国，可用频带是917.5mhz到923.5mhz。在日本，可用频带是916.5mhz到927.5mhz。依照国家码，可用于802.11ah的总带宽是6mhz到26mhz。
73.图1d是示出了根据实施例的ran 104和cn 106的系统示意图。如上所述，ran 104可以通过空中接口116使用nr无线电技术来与wtru 102a、102b、102c进行通信。ran 104还可以与cn 106进行通信。
74.ran 104可以包括gnb 180a、180b、180c，但是应该了解，在保持符合实施例的同时，ran 104可以包括任何数量的gnb。gnb 180a、180b、180c每一者都可以包括一个或多个收发信机，以便通过空中接口116来与wtru 102a、102b、102c通信。在一个实施例中，gnb 180a、180b、180c可以实施mimo技术。例如，gnb 180a、180b可以使用波束成形处理来向和/或从gnb 180a、180b、180c发射和/或接收信号。由此，举例来说，gnb 180a可以使用多个天线来向wtru 102a发射无线信号，以及接收来自wtru 102a的无线信号。在实施例中，gnb 180a、180b、180c可以实施载波聚合技术。例如，gnb 180a可以向wtru 102a(未显示)传送多个分量载波。这些分量载波的子集可以处于未授权频谱上，而剩余分量载波则可以处于授权频谱上。在实施例中，gnb 180a、180b、180c可以实施协作多点(comp)技术。例如，wtru 102a可以接收来自gnb 180a和gnb 180b(和/或gnb 180c)的协作传输。
75.wtru 102a、102b、102c可以使用与可扩缩数字配置相关联的传输来与gnb 180a、180b、180c进行通信。例如，对于不同的传输、不同的小区和/或不同的无线传输频谱部分来说，ofdm符号间隔和/或ofdm子载波间隔可以是不同的。wtru 102a、102b、102c可以使用具有不同或可扩缩长度的子帧或传输时间间隔(tti)(例如，包含了不同数量的ofdm符号和/或持续不同的绝对时间长度)来与gnb 180a、180b、180c进行通信。
76.gnb 180a、180b、180c可被配置成与采用独立配置和/或非独立配置的wtru 102a、102b、102c进行通信。在独立配置中，wtru 102a、102b、102c可以在不接入其他ran(例如，e节点b 160a、160b、160c)的情况下与gnb 180a、180b、180c进行通信。在独立配置中，wtru 102a、102b、102c可以使用gnb 180a、180b、180c中的一者或多者作为移动锚点。在独立配置中，wtru 102a、102b、102c可以使用未授权频带中的信号来与gnb 180a、180b、180c进行通信。在非独立配置中，wtru 102a、102b、102c会在与别的ran(例如，e节点b 160a、160b、160c)进行通信/相连的同时与gnb 180a、180b、180c进行通信/相连。举例来说，wtru 102a、
102b、102c可以通过实施dc原理而以基本同时的方式与一个或多个gnb 180a、180b、180c以及一个或多个e节点b 160a、160b、160c进行通信。在非独立配置中，e节点b 160a、160b、160c可以充当wtru 102a、102b、102c的移动锚点，并且gnb 180a、180b、180c可以提供附加的覆盖和/或吞吐量，以便为wtru 102a、102b、102c提供服务。
77.gnb 180a、180b、180c每一者都可以关联于特定小区(未显示)，并且可以被配置成处理无线电资源管理决策、切换决策、ul和/或dl中的用户调度、支持网络切片、dc、实施nr与e
‑
utra之间的互通处理、路由去往用户平面功能(upf)184a、184b的用户平面数据、以及路由去往接入和移动性管理功能(amf)182a、182b的控制平面信息等等。如图1d所示，gnb 180a、180b、180c彼此可以通过xn接口通信。
78.图1d所示的cn 106可以包括至少一个amf 182a、182b，至少一个upf 184a、184b，至少一个会话管理功能(smf)183a、183b，并且有可能包括数据网络(dn)185a、185b。虽然前述部件都被描述了cn 106的一部分，但是应该了解，这其中的任一部件都可以被cn运营商之外的实体拥有和/或运营。
79.amf 182a、182b可以经由n2接口连接到ran 104中的gnb 180a、180b、180c的一者或多者，并且可以充当控制节点。例如，amf 182a、182b可以负责认证wtru 102a、102b、102c的用户，支持网络切片(例如，处理具有不同需求的不同协议数据单元(pdu)会话)，选择特定的smf 183a、183b，管理注册区域，终止非接入层(nas)信令，以及移动性管理等等。amf 182a、182b可以使用网络切片处理，以便基于wtru 102a、102b、102c使用的服务类型来定制为wtru 102a、102b、102c提供的cn支持。作为示例，针对不同的使用情况，可以建立不同的网络切片，例如依赖于超可靠低延时(urllc)接入的服务、依赖于增强型大规模移动宽带(embb)接入的服务、和用于mtc接入的服务等等。amf 182a、182b可以提供用于在ran 104与使用其他无线电技术(例如，lte、lte
‑
a、lte
‑
a pro和/或诸如wifi之类的非第三代合作伙伴计划(3gpp)接入技术)的其他ran(未显示)之间切换的控制平面功能。
80.smf 183a、183b可以经由n11接口连接到cn 106中的amf 182a、182b。smf 183a、183b还可以经由n4接口连接到cn 106中的upf 184a、184b。smf 183a、183b可以选择和控制upf 184a、184b，并且可以通过upf 184a、184b来配置业务量路由。smf 183a、183b可以执行其他功能，例如管理和分配ue ip地址，管理pdu会话，控制策略实施和qos，以及提供下行链路数据通知等等。pdu会话类型可以是基于ip的，不基于ip的，以及基于以太网的等等。
81.upf 184a、184b可以经由n3接口连接ran 104中的gnb 180a、180b、180c的一者或多者，这样可以为wtru 102a、102b、102c提供对分组交换网络(例如，因特网110)的接入，以便促成wtru 102a、102b、102c与启用ip的设备之间的通信，upf 184、184b可以执行其他功能，例如路由和转发分组、实施用户平面策略、支持多宿主pdu会话、处理用户平面qos、缓冲dl分组、以及提供移动性锚定处理等等。
82.cn 106可以促成与其他网络的通信。例如，cn 106可以包括或者可以与充当cn 106与pstn 108之间的接口的ip网关(例如，ip多媒体子系统(ims)服务器)进行通信。此外，cn 106可以为wtru 102a、102b、102c提供针对其他网络112的接入，这其中可以包括其他服务提供方拥有和/或运营的其他有线和/或无线网络。在一个实施例中，wtru 102a、102b、102c可以经由对接到upf 184a、184b的n3接口以及介于upf 184a、184b与本地dn 185a、185b之间的n6接口并通过upf 184a、184b连接到dn 185a、185b。
83.有鉴于图1a
‑
1d以及关于图1a
‑
1d的相应描述，在这里对照以下的一项或多项描述的一个或多个或所有功能可以由一个或多个仿真设备(未显示)来执行：wtru 102a
‑
d、基站114a
‑
b、e节点b 160a
‑
c、mme 162、sgw 164、pgw 166、gnb 180a
‑
c、amf 182a
‑
b、upf 184a
‑
b、smf 183a
‑
b、dn185 a
‑
b和/或这里描述的一个或多个其他任何设备。这些仿真设备可以是被配置成模拟这里描述的一个或多个或所有功能的一个或多个设备。举例来说，这些仿真设备可用于测试其他设备和/或模拟网络和/或wtru功能。
84.所述仿真设备可被设计成在实验室环境和/或运营商网络环境中实施关于其他设备的一项或多项测试。例如，所述一个或多个仿真设备可以在被完全或部分作为有线和/或无线通信网络一部分实施和/或部署的同时执行一个或多个或所有功能，以便测试通信网络内部的其他设备。所述一个或多个仿真设备可以在被临时作为有线和/或无线通信网络的一部分实施或部署的同时执行一个或多个或所有功能。所述仿真设备可以直接耦合到别的设备以执行测试，和/或使用空中无线通信来执行测试。
85.所述一个或多个仿真设备可以在未被作为有线和/或无线通信网络一部分实施或部署的同时执行包括所有功能在内的一个或多个功能。例如，该仿真设备可以在测试实验室和/或未被部署(例如，测试)的有线和/或无线通信网络的测试场景中使用，以便实施关于一个或多个分量的测试。所述一个或多个仿真设备可以是测试设备。所述仿真设备可以使用直接的rf耦合和/或借助rf电路(例如，该电路可以包括一个或多个天线)的无线通信来发射和/或接收数据。
86.极性码是解析证明容量可实现的第一信道码。当借助嵌入式循环冗余校验(crc)时，尤其对于小到中的块长度，极性码显示出与具有低或无错误底层的传统低密度奇偶校验(ldpc)码或turbo码相当的性能。具有连续消除解码的极性编码需要相对低的编码和解码复杂度。然而，当采用crc辅助列表解码时，解码复杂度与列表大小以及码字的块长度成比例地增加。复杂性的增加成为中心问题，尤其在中等到大的块长度时，并且限制了采用极性码用于高吞吐量用途，这其中包括5g nr embb数据速率(～20gbps)及以上。
87.由于在小块长度方面的优越性能，极性码已经被采用作为用于3gpp新无线电(nr)标准的信道编码方案，以用于控制信道前向纠错(fec)操作。
88.极性码编码可以如方程1中定义。
89.通过输入向量和生成矩阵g
n
的乘积，生成极性码的码字向量的乘积，生成极性码的码字向量和是具有长度n＝2
n
，的二进制向量，其中n表示码字块长度。生成矩阵g
n
可以由的克罗内克(kronecker)幂来定义，
90.在方程2中，表示的是()的第n个克罗内克幂。在arikan的原始论文中，表示比特反转矩阵，并且它改变中的元素的顺序。在一些实施例中可以执行比特反转操作。在不失一般性的情况下，除非另有说明，否则假定
91.用于极性码操作的一些输入比特可以具有固定值，例如通常为零，并且这些比特可以被称为“冻结比特”。这些冻结比特的输入索引可以由集合来表示，其中如果i＜j，则
92.用于极性编码的输入比特的剩余部分可以传送可变信息比特，并且它们被称为“未冻结比特”。用于未冻结比特的输入索引可以由集合a＝{a1，a2，a3...，a
k
}来表示，其中如果i＜j，则a
i
＜a
j
。信息比特或非冻结比特的数量被定义为k，而冻结比特的数量为n
‑
k。极性码的码率r可以定义为冻结比特和未冻结比特的输入比特索引的确定过程可以被称为极性码的码构造。
93.已经开发了几种用于极性码的码构造方法。通常，这些方法最初计算每个输入比特索引的可靠性，并且因此在开始编码操作之前，具有比特索引可靠性的顺序。根据所获得的可靠性阶数，最不可靠的输入比特被指派为冻结比特，并且剩余比特被指派为未冻结/信息比特。根据期望的码率来确定冻结和未冻结比特的比例。在冻结和未冻结比特位置可用的情况下，编码操作如方程1中的所示，并且也在图2中示出。
94.图2是可以被认为遵循在3gpp nr讨论期间描述的极性编码器200的示例。如图2中的示例所示，极性编码器200可由用(i，j)表示的节点来表示，其中i＝1，...，n和j＝0，...，n。在图2所示的示例中，比特u1
‑
u8 202
‑
216是馈送到最左边节点的输入比特。在第一步骤218中执行四个异或(xor)运算，例如没有进位比特的逐比特加法，而另四比特则流过。在第二阶段220中执行另外四个xor运算，另外四个比特流过。在第三阶段中，在222，利用流过的四个其它比特执行另外四个xor运算。比特c1
‑
c8224
‑
238是输出比特。基于编码率，输入比特202
‑
216可以是冻结或未冻结的。
95.用于极性码的现有技术解码算法可以被分类为两种算法：基于连续消除(sc)的解码和基于置信传播(bp)的解码。sc极性解码是一种顺序解码方法，以串行方式计算输入比特的对数似然比(llr)值。它基于这样的假设，即，先前解码的比特是正确的，并且它们被用于解码当前比特。连续消除表(scl)解码采用多个候选路径列表来提高sc解码的性能。根据llr计算的结果，选择最佳列表。crc辅助的逐次对消列表(ca
‑
scl)解码采用嵌入的crc作为选择所述列表的工具。通过ca
‑
scl解码，极性编码可以实现与传统ldpc码或turbo码型编码相当或优于传统ldpc码或turbo码型编码的差错性能。
96.在被表示为极性码的因子图表示的另一表示中，极性码可以根据和积算法或最小和算法通过消息传递算法来解码。消息传递是在各种基于迭代的解码器中使用的功率技术，例如在ldpc解码器和神经网络中。
97.置信传播(bp)是广泛用于各种码类(包括ldpc码)的解码的公知技术。已经提出了一种用于极性码的基于bp的解码(bp解码)的应用。可以执行一种被称为类似ldpc的解码的改进方法，其中基于ldpc编码中所利用的特征来修改传统bp解码过程。具体地，可以修剪因子图以具有更简单和更低复杂度的配置，以便采用ldpc解码特性。因子图是二分图(bipartite graph)，并且由分别表示为变量节点和校验节点的两种类型的节点构成或由
其组成。
98.图3描绘用于极性编码的因子图300，其中n＝2
n
＝23＝8。类似于图2所示的极性编码器200，因子图300具有n 1个层级(例如，阶段)。在图3中，圆圈指示变量节点，且正方形指示校验节点。所述变量节点和校验节点的详细定义和功能可以在以下找到，且其被在此引入作为参考：f.r.kschischang，b.j.frey和h.
‑
a.loeliger，“factor graphs and the sum
‑
product algorithm(因子图和积算法)，”ieee trans.inform.theory，卷47，498
‑
519页，2001年2月。在因子图300的最左侧层级(层级0)中，变量节点302
‑
316表示输入比特，而在最右侧层级(层级n)，变量节点318
‑
332表示编码的输出比特。输入变量节点302
‑
306、310为冻结比特。输入节点(输入比特)被比特反转，这导致与图2所示的输入相比不同的序列。这个比特反转过程可以被称为比特反转操作。
99.通过消息传递，可以以迭代的方式执行图3所示的因子图300的解码算法。一个迭代步骤可以被分成两个半迭代步骤。一旦假设往返调度，第一半迭代最初基于方程3和方程4计算度量(例如llr值)，并且从最右边的节点(码字变量节点)开始，并且继续方程3和方程4的相同度量计算，直到它到达最左边的节点(输入比特节点)。另一方面，第二半迭代基于方程5和方程6从最左节点开始直到到达最右节点来执行度量(例如llr值)计算。
100.半迭代的这种配置遵循往返规则，并且其它调度方法也是可能的。l
i，j
＝g(l
i，j 1
，l
i
′
，j 1
r
i
′
，j
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程3l
i
′
，j
＝g(r
i，j
，l
i，j 1
) l
i
′
，j 1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程4r
i，j 1
＝g(r
i，j
，l
i
′
，j 1
r
i
′
，j
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程5r
i
′
，j 1
＝g(r
i，j
，l
i，j 1
) r
i
′
，j
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
方程6其中，g(x，y)＝sgn(x)sgn(y)min(|x|，|y|)且sgn(x)是x的符号值。当x≥0时，sgn(x)＝1，且当x＜0时，sgn(x)＝
‑
1。|x|是x的绝对值。
101.图4是示出度量或llr值计算以及节点之间的关系的图400。图4所示的操作从最右边的节点(i，j 1)402和(i 2
j
，j 1)404开始，并计算l
i，j
406和的值。这被表示为第一半迭代。在方程3
‑
6中，i
′
等于i 2
j
。
102.最初，除了最右边的节点值之外的所有节点值被假定为零。最右边的节点值l
i，j 1 410和是从无线信道获得的llr值。
103.然后，分别基于方程3和4计算l
i，j 406和它们是指派给最左边的节点的值。即，使用g公式，(l
i，j 1
，l
i
′
，j 1
r
i
′
，j
)的llr值被输入到g公式，该g公式输出l
i，j 406值。在相同的半迭代中，使用输入r
i，j 416，l
i，j 1
410，l
i
′
，j 1
来计算
104.利用第一半迭代，最左边的节点414、424的值被更新，并且这些值被指派给r
i，j 416和然后，使用方程5和6，其是具有相应输入的g公式，计算值r
i，j 1
420和并且这些值被指派给最右边的节点426、428。这种更新可以被称为第二半迭代。实际上，该迭代操作可以进行多次，例如在20
‑
30次迭代之间。
105.在一些方法中的bp解码可能具有结构冗余。本文所揭示的修剪技术可用于移除对解码过程没有贡献的变量节点或校验节点。
106.在因子图表示中，长度为n＝2
n
的极性解码器包含n 1个阶段/层级、v＝(n 1)n个变量节点和c＝nn个校验节点。因此，该因子图可以由c
×
v奇偶校验矩阵(具有大小nnx(n 1)n)表示。vn
k
可以被定义为v向量中的第k个变量节点，并且cn
l
被定义为c向量中的第l个校验节点。在vn
k
和cn
l
节点被连接的情况下，则该连接由奇偶校验矩阵的(cn
l
，vn
k
)中的值“1”表示。否则，例如，在变量节点vn
k
和校验节点cn
l
之间不存在连接的情况下，则相应的项(cn
l
，vn
k
)由值“0”表示。
107.此外，变量节点或校验节点的级别(degree)可以由该节点与因子图中的其它节点具有的连接的总数来定义。例如，1级变量节点(vn)表示该变量节点仅具有与对应校验节点的一个连接，而2级校验节点(cn)表示该校验节点具有与对应变量节点的2个连接。
108.图5是五个阶段(a)500、(b)560、(c)570、(d)580和(e)590的表示。最左边的图/阶段(a)相当于图3所示的长度n＝8的极性码的因子图300，最左边的阶段(a)500示出了变量节点v
11
...v
84 501
‑
532和校验节点c
11
...c
83 533
‑
556。在五个步骤500和590的每一个中，发生操纵，其保留原始因子图300表示的变量节点和校验节点之间的连接。在步骤(b)560、(c)570、(d)580和(e)590中，修剪所述完全连接图。因此，每个阶段对应于一个修剪过程。最右边的阶段(e)590对应于完全修剪的图，这不会导致额外的简化。该完全修剪的图590包括变量节点v
72
，v
14
，v
24
，v
34
，v
44
，v
54
，v
64
，v
74
，v
84 515，525，526，527，528，530，531，532和校验节点c
22
，c
13
，c
33
，c
53
，c
73 542，549，551，555。
109.图5中所示的五个步骤(a)
‑
(e)500、560、570、580、590示出了修剪过程的应用，n＝8。示出了三种类型的变量节点：1.信道变量节点(vnch)v
14 525，v
24 526，v
34 527，v
44 528，v
54 529，v
64 530，v
74 531，v
84 532对应于图5中的码字比特(或符号)位置，这些节点由从接收的信道符号计算的llr值初始化；2.作为不具有任何先前度量信息(例如，llr值)的节点的隐藏变量节点(vnh)包括图5中的节点v
41 504，v
61 506，v
71 507，v
81 508，v
12 509，v
22 510，v
32 511，v
42 512，v
52 513，v
62 514，v
72 515，v
82 516，v
13 517，v
23 518，v
33 519，v
43 520，v
53 521，v
63 522，v
73 523，v
83 524，这些节点由llr值0初始化；3.冻结变量节点v
11 501，v
21 502，v
31 503，v
51 505对应于冻结输入比特，这些节点由无限llr值初始化。
110.如图5所示的应用于解码器的因子图的示例修剪处理步骤可以被概括为：1)冻结节点：移除该冻结变量节点；2)1级校验节点(cn)：移除该1级cn及其连接的vn；3)1级vnch和2级cn：移除与1级vnch连接的2级cn，然后，将1级vnch与连接到该2级cn的vnh合并；4)1级vnh：移除所述1级vnh和与这些vnh连接的cn节点；5)2级vnh：移除该2级vnh，并将对应的两个cn合并为新创建的cn。6)2级cn：移除该2级cn，并将连接到这些cn的两个vnh合并为新创建的vnh。
111.在一个实施例中，所述修剪过程识别具有特定连接类型的节点，例如vnh、vnch和cn，所述特定连接类型例如1级、2级等，其不对解码过程有贡献，而是冗余操作。事实上，由于它们是冗余的，所以它们可能在整个解码过程中引起延迟和不必要的功耗。例如，总是假设冻结节点具有0值，因此它们对解码没有贡献。因此，可以移除这些节点。在步骤2中，对于1级cn，cn的奇偶校验方程当且仅当所连接的vn具有值0时才可以被满足，这使得cn＝0。因此，类似地，它对解码过程没有贡献。所有剩余的步骤3
‑
6也可以对应于冗余操作。这些步骤彼此独立，并且上面图中给出的修剪过程包括在每个阶段的这些步骤中的一个或多个。修剪步骤进一步由以下文章所公开，其在此作为参考而被引入：s.cammerer，m.ebada，
a.elkelesh和s.brink，
″
sparse graphs for belief propagation decoding of polar codes(极性码的置信传播解码稀疏图，
″
2018 ieee international symposium on information theory(isit)(2018 ieee信息理论国际研讨会(isit))，vail，co，usa，2018，1465
‑
1469页。
112.使用上述修剪技术，可以修改所述极性解码器的所述因子图以及与该因子图相对应的奇偶校验矩阵。
113.传统的ldpc解码方法主要基于消息传递算法来执行。和积算法(spa)和最小和算法(msa)是ldpc解码中使用的最重要的基于消息传递的算法。在这两种方法中，在完成对应于一个接收码字块的解码操作之前，通常执行所述算法的多次迭代。一次迭代可以由两个llr消息传递过程(变量节点到校验节点以及校验节点到变量节点)组成或构成。它可以由以下方程表示。方程表示。方程表示。其中，y
c
→
v
是从校验节点c到变量节点v的llr消息，x
v
→
c
是从变量节点v到校验节点c的llr消息。v
c
是连接到校验节点c的变量节点的集合，并且c
v
是连接到变量节点v的校验节点的集合。{v
c
/v}是从v
c
移除v之后的剩余的集合。
114.在最大迭代次数之后或在满足提早停止准则之后，停止所述解码。所述提早停止准则确保在达到最大迭代次数之前停止所述迭代阶段。这里，已知的准则计算输出码比特向量和奇偶校验矩阵的乘积。如果该乘积等于零，则停止所述迭代。然后，例如，可以通过将输出码比特向量乘以生成矩阵来对最终码比特(输出节点中的值的硬判决)进行编码，以便获取解码的输入比特。
115.一种表示为类似ldpc的bp解码的方法可以改善极性码的传统bp解码的解码延时。针对每个码率或未冻结比特的数量，类似ldpc的bp解码方法可能需要预定且唯一的修剪过程，以获得稀疏因子图和对应的奇偶校验矩阵。在作为常规无线系统的特征的灵活码率和速率匹配码块长度应用下，某些方法可能无法以可接受的复杂度和延时来实现所述修剪过程。
116.因此，可能需要新的方法和过程来获得要在极性编码和解码中使用的灵活因子图和对应的奇偶校验矩阵。还提出了基于极性分解的扩展方法，以通过简单的分量因子图或奇偶校验矩阵来提供关于大的极性因子图或奇偶校验矩阵的简单配置。
117.在实施例中，可以生成因子图和对应的奇偶校验矩阵以用于极性编码和解码操作，其中所述因子图是传统极性因子图的修剪版本。修剪方法可以涉及最小化所述因子图的大小，例如，最小化因子图节点之间的连接。所述因子图的对应于输入比特的变量节点可从所述修剪操作中排除。可以执行利用修剪因子图的极性编码操作，使得在编码器处生成输出码比特的特定顺序，并且通过信道发送该特定顺序。根据编码器和解码器处的期望码
率和码长度参数，可以通过初始化冻结比特或修剪所述奇偶校验矩阵中对应于冻结比特的列来调整输入比特的数量。极性码可以被分解成多个分量极性码，并且对于每个分量极性解码器，在解码整个所述极性码时，使用相应的修剪因子图。
118.图6示出了用于类似ldpc的bp解码的传统因子图与灵活因子图的比较。图6(a)示出了传统的类似ldpc的bp解码和解码器实现600的结构。利用必要的参数(例如，可用602并提供给编码器的输入比特长度(k)、码长度(n))，码构造过程604决定极性编码中冻结和未冻结比特的位置。所述码构造可进一步受用于施加穿孔、缩短或重复的速率匹配算法影响，以具有灵活的码大小，例如，其用参数穿孔数(p)、缩短数(s)和重复数(r)表示。在码构造之后，常规修剪可提供稀疏因子图和对应的稀疏奇偶校验矩阵606。指示所述稀疏因子图(稀疏奇偶校验矩阵)的信息被保存608以在基于类似ldpc的bp过程的解码中使用610。传统的类似ldpc的bp解码需要针对n，k，p，s和r的每个实例的单独的修剪过程。这种要求使得传统的类似ldpc的bp解码由于大的存储器要求而对于灵活码率和大小的使用情况是不切实际的。
119.图6(b)示出了类似ldpc的bp解码过程620的过程。在不依赖于由n，k，p，s和r进行的特定代码构造的情况下，通过经由所提出的过程的修改的修剪过程来产生622灵活因子图(奇偶校验矩阵)。该修改的(例如，灵活的)因子图(奇偶校验矩阵)可以用于类似ldpc的bp解码。在所提出的方法中，基于所提出的离线修剪过程，仅需要保存624用于给定码长度n的一个因子图(奇偶校验矩阵)。而且，该因子图可以灵活地用于任意k，p，s和r 626。
120.为了执行自适应的类似ldpc的bp解码，图3所示的因子图可能需要被修改为稀疏奇偶校验矩阵，特别是为了降低解码的复杂度。存在可以用于修剪因子图的若干技术，其中可以从修剪因子图直接获取对应的奇偶校验矩阵。所述修剪因子图和相应的奇偶校验矩阵不包括输入变量节点。输入变量节点表示因子图中的变量节点，其具有并提供极性码的输入比特值。这些值也对应于未冻结比特，例如图3所示的v
41 308，v
61 312，v
71 314，v
81 316。然而，通过限制要在因子图中移除的输入变量节点的数量，例如，通过引入修剪范围，可以生成新的修改的因子图和对应的奇偶校验矩阵。从这个修改的奇偶校验矩阵，可以获得修改的极性编码器/解码器。
121.在此给出了应用了修改的修改修剪过程的步骤。1)冻结节点：可以从因子图中移除冻结节点。冻结节点可能不一定被移除。2)1级校验节点(cn)：从因子图中移除该1级cn和连接的vn。实际上可能存在或不存在变化。3)1级vnch和2级cn：移除与1级vnch连接的2级cn，将与移除的2级cn连接的vnh与所述1级vnch合并。实际上可能存在或不存在变化。4)1级vnh：移除1级vnh和连接到该1级vnh的cn节点。除了输入比特vnh节点和连接到所述1级vnh节点的cn节点之外，移除1级的vnh节点。所述输入比特变量节点对应于图2或图3中的层级0处的变量节点。5)2级vnh：可以移除2级vnh节点，并且连接到该2级vnh的两个cn可以合并为一个cn。除输入比特vnh之外的2级vnh可被移除，并且连接到该2级vnh的两个cn可被合并成一个cn。6)2级cn：可以移除该2级cn，并且可以将连接到该2级cn的两个vnh合并成一个vnh。实际上可能存在或不存在变化。
122.图7示出了灵活和改进的矩阵700的示例。该矩阵700已由所提出的用于n＝8极性码的(10，18)矩阵的修剪因子图所修改。图7中由最上面的圆圈所示出的前n＝8个变量节点702
‑
716对应于输入比特u1，...，u8，并且由最下面的圆圈所示出的最后的n＝8个变量节点
722
‑
736对应于输出码比特c1，...，c8。在该图中还存在两个隐藏节点718和720。校验节点738
‑
756链接到变量节点702
‑
736。
123.由所提出的用于n＝8的方法生成的相应的修改的灵活奇偶校验矩阵被给出为：
124.表1中总结了通过所提出的方法生成的奇偶校验矩阵的大小。n矩阵大小8(10，18)16(24，40)32(56，88)64(128，192)128(288，416)256(640，896)512(1408，1920)1024(3072，4096)2048(6656，8704)4096(14336，18432)表1：灵活奇偶校验矩阵的大小
125.在一个选项中，传统的极性编码可以与灵活的类似ldpc的bp解码相结合。在另一选项中，也可基于灵活因子图(奇偶矩阵)来实施极性编码。通过所提出的灵活因子图(奇偶校验矩阵)的极性编码可以提供新的码比特生成模式和次序。
126.在具有灵活因子图的极性编码过程中，在一个选项中，可以为修剪的因子图或修剪的奇偶校验矩阵执行具有零(空)值的冻结比特的初始化。这种初始化方法对应于与传统极性编码中使用的类似操作，以确保输入比特的可变长度的灵活性。在传统的修剪方法中，冻结比特的初始化对于输入节点可能是不可能的，因为由于修剪操作，不存在用于编码的输入变量节点。在另一选项中，一旦创建了灵活因子图和对应的奇偶校验矩阵，就可以根据所需的码率或输入比特数在极性编码或解码过程中移除与冻结节点相对应的列。这两个选项用于提供未冻结比特的数量k的灵活性。
127.此外，除了未冻结比特的数量之外，码率和码长度灵活性可能需要灵活选择所述极性码构造中的冻结比特索引的选项。因此，这意味着修改的奇偶校验矩阵和修改的因子图，其支持灵活冻结输入比特位置和灵活未冻结输入比特位置。在因子图和奇偶校验矩阵
中，冻结输入比特和未冻结输入比特的位置在修剪过程之前是固定的，因此它们不能适应不同的可能码率或码块长度。在一个实施例中，全速率(码率1)因子图和奇偶校验矩阵被提供用于灵活码率和码块长度的一般使用。所述全速率因子图对应于所有输入节点最初被指派信息(未冻结)比特的情况，并且通过将冻结节点包括到所选择的图中，可以获得期望的码率和码长度。灵活的冻结和未冻结比特还可以经由穿孔、缩短和重复来提供速率匹配的灵活性。
128.图8是极性码编码操作的图示，其具有多个步骤，这其中包括使用修剪因子图的(a)800、(b)820、(c)830、(d)840、(e)850和(f)860。所述极性码编码过程包括从输入比特生成码比特的过程。因此，该过程从图8(a)800中的输入变量节点802
‑
816。编码步骤是顺序的，并且基于灵活因子图的编码定时步骤也需要n(＝log2n)，如在标准极性编码中那样。编码中的一半定时步骤对应于二进制信息的变量节点到校验节点的传送，而编码中的另一半定时步骤对应于二进制信息的校验节点到变量节点的传送。例如，在图8中，(a)800和(b)820中的每一个表示一个定时步骤，(c)830、(d)840、(e)850和(f)860中的每一个表示其它定时步骤。在从校验节点到变量节点的半定时步骤中，存在定义哪些校验节点可以执行传送操作的规则。
129.在图8中，粗线表示从输入变量开始到校验节点的二进制信息传输。一旦完成传送操作，窄线就转换为粗线。只有在具有到变量节点的一个连接(窄边)的校验节点(框)中，才可以经由该连接将所计算的值(来自其他变量节点的比特值的所有xor加法)传送到所述变量节点。
130.图9(a)
‑
(b)示出了与图8中从最左侧开始的(a)800和(b)820(即，第一定时步骤)相对应的细节900、960。从输入节点到校验节点的初始信息传输以粗线902
‑
928示出。在第一粗连接902
‑
928之后，校验节点4930，5932，7934和8936具有到变量节点946
‑
952的仅一个细连接938
‑
944。来自其他粗体变量节点的二进制值的相加被传送到如下一个图(b)960所示的变量节点。在对应于((a)800和(b)820)的第一定时步骤中生成c6，c
8 962，964。
131.在图8的第二定时步骤((c)830和(d)840)中，生成c
5 846，c
7 848，c
2 842 c
4 844，并且在第三定时步骤((e)850和(f)860)中，生成c
1 862，c
3 864。在一个选项中，用于码比特的索引可以被比特反转。
132.图10是描述该过程的流程图1000。在图10中，在获得1002灵活因子图之后，初始化1004冻结和非冻结节点。所述冻结节点由固定值初始化，例如零，并且所述未冻结节点由打算用于传输的信息比特初始化。可以存在从初始编码层级1006开始的通过编码层级的循环的n个定时步骤(n＝2
n
)。每个定时步骤由变量节点到校验节点的传送1008和校验节点到变量节点的传送1012组成。在校验节点到变量节点的传送1008中，找到(选择)在排除来自变量节点的先前传送的连接之后仅具有一个连接的校验节点1010。通过所有先前传送的二进制值的xor求和被传送到变量节点，即，唯一未传送的变量节点。通过包括具有校验节点到变量的传送的值的变量节点，该变量节点到校验节点的传送1008在剩余的循环中完成。通过所述循环的每一次迭代，只要t≠n，则t加一1018。在n个定时步骤1014之后，所述循环结束1016，且对应于码比特的变量节点使得他们的值作为编码输出。
133.图8所示的所提出的修改的极性编码器输出与传统极性编码中相同的编码比特，然而所生成的比特的顺序是不同的。使用所提出的方法，可以根据由所述修改的极性编码
器的码比特生成的顺序来执行提早解码过程。
134.用于极性码的修改的编码方法导致与例如对应于图2的传统极性码编码操作不同的码比特生成顺序，然而，这两个编码过程生成相同的编码比特。基于上述方法，可以如下导出码比特生成的顺序t1，t2，...，t
n
：
135.对于n
′
＝4，t1：3，4；t2：1，2。
136.对于n
′
＝8，t1：6，8；t2：5，7，2，4；t3：1，3。
137.对于n
′
＝16，t1：12，16；t2：11，15，10，14，4，8；t3：9，13，3，7，2，6；t4：1，5。
138.对于n
′
＝32，t1：24，32；t2：23，31，22，30，20，28，8，16；t3：21，29，19，27，7，15，18，26，6，14，4，12；t4：17，25，5，13，3，11，2，10；t5：1，9。
139.对于n
′
＝64，t1：48，64；t2：47，63，46，62，44，60，40，56，16，32；t3：45，61，43，59，39，55，15，31，42，58，38，54，14，30，36，52，12，28，8，24；t4：41，57，37，53，13，29，35，51，11，27，7，23，34，50，10，26，6，22，4，20；t5：33，49，9，25，5，21，3，19，2，18；t6：1，17。
140.对于n
′
＝128，t1：96，128；t2：95，127，94，126，92，124，88，120，80，112，32，64；t3：93，125，91，123，87，119，79，111，31，63，90，122，86，118，78，110，30，62，84，116，76，108，28，60，72，104，24，56，16，48；t4：89，121，85，117，77，109，29，61，83，115，75，107，27，59，71，103，23，55，15，47，82，114，74，106，26，58，70，102，22，54，14，46，68，100，20，52，12，44，8，40；t5：81，113，73，105，25，57，69，101，21，53，13，45，67，99，19，51，11，43，7，39，66，98，18，50，10，42，6，38，4，36；t6：65，97，17，49，9，41，5，37，3，35，2，34；t7：1，33。
141.其中n
′
(＝2
n
′
)是极性码的长度，其被考虑用于码比特的生成顺序，并且t
i
是在编码步骤i生成的码比特索引的集合。(i＝1，...，n
′
)。
142.可以基于类似ldpc的解码过程来执行极性解码。可以不加修改地使用基于方程7和8的msa或sta算法。在解码器中，通过冻结比特处理和移除灵活奇偶校验矩阵中对应于冻结比特的列，可以实现灵活性，例如信息比特的数目(k)或码长(n)等的灵活性。这里，冻结比特处理指的是将冻结比特初始化为无限值。
143.可以在极性解码之前，执行奇偶校验矩阵的修剪操作，该修剪操作唯一地用于每个所需的码率或未冻结输入比特的数量。另一方面，在灵活的编码/解码方法中，不需要针对码率和码大小的每个实例的修剪过程。相反，所提出的灵活奇偶校验矩阵的仅一个离线构造就足以在编码和解码操作中针对各种码率和大小来修改和配置该奇偶校验矩阵。
144.解码器扩展可以通过极性分解来执行。通过仅保存较小的因子图(一个或多个)，将灵活因子图分解为较小的因子图可以导致较小的存储器需求，以及由于该小因子图而带来的正则化实现的益处。
145.图11(a)示出了长度为n＝n
′×
n
″
的极性码，其可以被分解成分量极性码p1，...，p
n
′
和q1，...，q
n
″
，其中p
i
，i＝1，n
′
和q
i
，i＝1，n
″
对应于极性编码器的各个层级中的分量码。分解方法可以基于以下文章的内容，且该文章通过引用而被结合于此：e.arikan，“channel polarization：a method for constructing capacity
‑
achieving codes for symmetric binary
‑
input memoryless channels(信道极性化：一种用于构造用于对称二进制输入无记忆信道的容量实现码的方法)，”ieee transactions on information theory(关于信息理论的ieee事务)，2009年7月。在一个选择中，根据类似ldpc的bp解码方法对所述分量极性码进行解码。
146.在一个实施例中，所述分量极性解码器可以用具有灵活奇偶校验矩阵的分量极性解码器来代替。可以描述分量极性码之间的连接，并将这些分量码中的相应变量节点合并成单个变量节点。例如，如图11(b)中的粗线1126所示，p
n
′ 1122中的最后输出比特(信道变量节点)和q
1 1124中的第一输入比特(输入变量节点)之间的连接可以用于将这些变量节点合并成单个节点。p1，...，p
n
′ 1102
‑
1106与q1，...，q
n
″
之间的其它连接可以遵循相同的规则。
147.在所提出的具有极性码分解的解码方法中，对应于变量节点到校验节点和校验节点到变量节点的迭代步骤可以基于方程7和8的类似ldpc的bp解码消息传递规则来执行。即使分量极性解码可以被认为是由对应分量极性码的类似ldpc的bp解码所代替，在因子图中的所有校验节点和所有变量节点之间执行全部解码迭代，因此在解码过程中不需要区分特定分量因子图。因此，在分量极性码的类似ldpc的bp解码中不存在顺序次序。此外，方程7和8中给出的消息传递规则可应用于所提出的解码过程。由于所考虑的变量节点合并操作而导致的消息传递过程中的修改可以被描述为(其中表示p1，...，p
n
′
和q1，...，q
n
″
之间的共享变量节点)：其中p代表包括在p1，...，p
n
′
中间的v
s
的分量极性码的因子图的集合，并且q代表包括在q1，...，q
n
″
中间的v
s
的分量极性码的因子图的集合。是p内部的连接到v
s
的校验节点集合，并且是q内部的连接到v
s
的校验节点集合。
148.模拟条件被总结在表2中。
149.图12示出了与e
s
/n
0 db 1204相比的bler/ber 1202。在低e
s
/n0时，bp解码1206、1208和通过扩展方法的类似于ldpc的bp解码1210、1212之间存在误差性能的差异，但是在高e
s
/n0时，没有观察到差异。
150.图13示出了与e
s
/n
0 db 1304相比的定时步骤1302。从图13，与bp 1306相比，通过扩展方法观察到了通过类似ldpc的bp解码1308的减少延时的益处。
表2：模拟条件
151.虽然本发明的特征和元素在较佳实施例中以特定组合来描述，但各特征或元素可在没有较佳实施例的其它特征和元素的情况下单独使用，或在与或不与本发明的其它特征和元素进行各种组合的情况下使用。
152.尽管本文描述的实施例考虑新无线电(nr)、5g或lte、lte
‑
a特定、兆兆位或兆hz通信协议，但是要理解，本文描述的解决方案不限于这种情形，并且也可应用于其它无线系统。
153.虽然在上文中描述了采用特定组合的特征和要素，但是本领域普通技术人员将会认识到，每一个特征或要素既可以单独使用，也可以与其他特征和要素进行任何组合。此外，这里描述的方法可以在引入到计算机可读介质中以供计算机或处理器运行的计算机程序、软件或固件中实施。关于计算机可读媒体的示例包括电子信号(通过有线或无线连接传
送)和计算机可读存储媒体。关于计算机可读存储媒体的示例包括但不局限于只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、磁媒体(例如内部硬盘和可移除磁盘)、磁光媒体以及光媒体(例如cd
‑
rom碟片和数字多用途碟片(dvd))。与软件相关联的处理器可以用于实施在wtru 102、ue、终端、基站、rnc或任何计算机主机中使用的射频收发信机。