Polar code 的特性
對于NR控制信道的Polar碼,有以下特性::
提供J個CRC?bit位(可用于錯誤檢測,也可用于協(xié)助解碼,可能用于提前終止)
1.J在上下行中可能不同
2.J可能取決于上行中的有效載荷大?。ú慌懦?)
J’輔助位提供在可靠位置(可用于協(xié)助解碼,可能用于提前終止)
J+J’<=?滿足FAR目標(nFAR)所需的位數(shù)+6
1.對于下行,nFAR=16(至少對于eMBB相關(guān)DCI)
2.對于上行,nFAR=8或16(至少對于eMBB相關(guān)UCI;)
J'>0
與純粹基于實現(xiàn)的方法相比,Polar碼技術(shù)有助于提前終止(即在解碼所有信息位之前),而不會降低BLER性能或時延(特別是考慮到信息和輔助位的解交織時間)。
K:?信息位長度
M:?代碼塊長度
N:?母碼塊長度,等于2log2(M)
R:?編碼速率
I:?信息集Information set
F:?凍結(jié)集Frozen set
P:?縮短/穿孔圖案
J?個CRC位和J’ge?PC位都有助于通過極化碼(M,K)的SCL解碼器提高編碼性能,但J’個PC位由于其“early-intervention coding gain”而允許額外的編碼增益。
根本區(qū)別在于:
CA-Polar使用J+J’個CRC位從L個候選路徑中選擇一條路徑,即最終解碼階段。然而,如果真路徑在中間解碼階段被丟棄,CRC位將毫無幫助。
PCCA-Polar使用分布在(K+J)位信息塊上的J’個bit位PC在每個中間解碼階段保持“正確”路徑。
PC bit的“Early-intervention”有助于SCL解碼器在早期解碼階段快速收斂到一些更可能的候選者。這種早期干預增益與(1)SCL解碼器的性質(zhì)和(2)PC位的位置和值有關(guān)。
在SCL解碼器中,路徑度量與假設(shè)碼字之間的距離密切相關(guān)。在早期解碼階段,SCL解碼器將接收到的向量LLR與與每個存活路徑相關(guān)聯(lián)的假設(shè)碼字集進行比較。為了避免在早期解碼階段丟棄真實路徑,錯誤路徑的路徑度量應該比真實路徑受到更多的懲罰。這要求與列表路徑相關(guān)聯(lián)的假設(shè)碼字“盡可能遠”,以便真值路徑“盡可能可區(qū)分”,尤其是對于僅在幾位上存在差異的路徑。
從此開始,有幾種選擇PC位位置的策略:
信息集中行權(quán)重最小的J’位位置:由于PC位將更均勻地分布在一個塊上,因此可以確保早期干預增益。
J’個bit位于塊的最末端,即沒有早期干預增益。
“隨機”或“均勻”選擇J’bit位置。
建議的PC位選擇采用第一個選項。不同路徑的假設(shè)碼字之間的最小距離等于wmin,即最小Hamming?權(quán)重{gi,i∈I},其中gi是Arikan kernel的第i行,I是信息集。基于wmin的PC選擇增強了最小代碼距離。最重要的是,距離頻譜可以通過一些前面的信息位的線性組合來改善。
下圖是一個帶有PC位和分布式CRC位的polar碼,以最大限度地利用輔助位。

J+J1’是一個(J+J1’)位CRC多項式的部分分布CRC位,用于錯誤檢測和提前終止:
最大CRC檢查次數(shù)限制為T,以確保目標FAR的安全:例如,J+J1’=19使用帶T≤8的列表解碼器鎖定16位FAR目標.
J1’CRC位分配用于提前終止。
J2’+J”是用于糾錯(路徑修剪)的PC位
J2’PC位采用(K+J+J1’+J2’)可靠位的最小row weigh(wmin)的位位置。
J”?PC位取N-(K+J+J1’+J2’)不可靠位集的bit位位置。
J2’+J”=5。
總共,除了16位CRC位之外,沒有超過8個額外的輔助位。
J1'分布式CRC位用于提前終止。一旦生成J+J1’個CRC位,J1’CRC位將被放置在分散在信息塊上的一些位位置上。分布式CRC位的數(shù)量(J1’)及其位位置對于提前終止和FAR的性能都至關(guān)重要。
分布式CRC比特值由循環(huán)移位寄存器通過CRC多項式生成,如下所示
1.J+J1'分布式CRC位值取自圖2所示CRC循環(huán)移位寄存器的中間狀態(tài),J CRC位值取自同一移位寄存器的最終狀態(tài)。
其他精確位置為:第((k+j)%(J+J1’))個寄存器狀態(tài)(從左到右)。
k是K個信息位中的當前索引。
j是J+J1’D-CRC位內(nèi)的當前索引。

J1'分布式CRC?bit位設(shè)計用于提前終止。下面演示了分布式CRC比特的數(shù)量和位置必須根據(jù)比特位置和可靠性按比例分配。這種設(shè)計對于提前終止和FAR的性能都至關(guān)重要。
分配J1’CRC?bit位而不是所有CRC位的原因是為了滿足FAR目標。如果一個K位信息塊被分成兩個長度為K1和K2的段(大小可能不相等),則它們的塊錯誤率(BLER)將彼此不同,這將要求在兩個段之間按比例分配CRC位,例如Js1和Js2。

其中,BLER1是第1比特錯誤發(fā)生在Segment?1中的概率,BLER2是第1比特錯誤發(fā)生在Segment?2中的概率。
基于FAR模型,可以在給定特定信噪比的情況下計算FAR。如果不對每個Segment?的奇偶校驗位(即Js1和Js2)的數(shù)量和位置進行仔細選擇,可能無法滿足系統(tǒng)級FAR要求。
奇偶校驗位位置的設(shè)計必須遵循以下兩個原則
根據(jù)FAR模型提供FAR保障。
通過將盡可能多的奇偶校驗位移動到Segment?1來促進提前終止。
基于原理和FAR模型,介紹了一種離線分配CRC位的方法:

如上所述,在第一個P1%、P2%和P3%(例如30%、40%、50%)信息位位置之后分別放置3個奇偶校驗位,可以實現(xiàn)提前終止,而不會導致FAR和BLER降級。P1、P2和P3的特定值可以根據(jù)不同的塊長度和碼率離線計算和預存儲。在確定分布式CRC?bit的bit位置時,應考慮polar碼的可靠性。這將用J1'分布式CRC?bit保護FAR。