CN105743621A - 基于极化码的harq信号发送、接收方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号发送、接收方法及装置，可以在某一次发送时，当判断出有数据块剩余时，从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；将发送缓存队列中存储的与第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为待发送信息序列；将确定的待发送信息序列的一个第一子序列存入发送缓存队列，将该待发送信息序列进行极化编码并发送。因此，提高了前M次未成功发送的信息序列正确译码的概率，从而提高了通信系统的吞吐率；降低了待发送信息序列在正确译码之前所经过的平均发送、接收次数，从而降低了通信系统的传输时延。

Description

基于极化码的HARQ信号发送、接收方法及装置

技术领域

本发明涉及数字通信领域，特别是涉及一种基于极化码的HARQ信号发送、接收方法及装置。

背景技术

在数字通信系统中由于传输信道对通信过程的干扰，易使传输数据出现错误，从而降低系统吞吐率。极化码(Polarcodes)是2009年由E.Arikan提出的一种被严格证明可以达到信道容量的构造性的编码方法。在对系统延时不敏感的通信应用中，混合自动重传请求(HybridAutomaticRepeatreQuest，HARQ)技术是一种常用的用以提高系统吞吐率的传输方法。因此，基于极化码的HARQ传输方法常被用于提高系统吞吐率。

目前，基于极化码的HARQ传输方法主要有两种，一种是：基于Chase合并的凿孔极化码HARQ传输方法(HARQ-CC)，该方法在传输某一个信息比特序列时，发送端将信息块进行极化编码并凿孔后送入信道，信号接收端对接收到的信号进行译码，并对译码结果进行循环冗余码(CRC，)校验；若整个数据块的校验通过，则传输成功；如果校验不通过，则传输不成功，发送端就会将该信息块重新进行极化编码并发送，直至接收端校验通过，从而完成对该信息块的传输，然后进行下一信息块的传输。另一种是：基于增量冗余的凿孔极化码混合自动重传请求传输方法(HARQ-IR，HybridAutomaticRepeatreQuest-IncrementalRedundantcy)，该方法在信号发送端将准备发送的信息比特序列进行一次极化编码，得到的编码比特经过凿孔后，被送入信道进行传输；信号接收端对接收信号进行译码，并对译码结果进行循环冗余码(CRC)校验；若校验通过，则信号接收端经由反馈链路给发送端发送确认信号；否则，给发送端发送否认信号；若发送端接收到否认信号，则将其中部分信息比特不经过编码再次通过信道发送给接收端，接收端则根据第一次接收到的编码比特和新接收到的信息比特重新译码；若译码结果依然不能通过CRC校验，则发送端接收到否认信号后，将另一部分信息比特不经过编码再次通过信道发送给接收端，接收端再根据第一次接收到的编码比特、前一次接收到的信息比特和新接收到的信息比特重新译码；上述过程持续执行，直到发送端接收到确认信号，或者发送次数达到预设的最大值时，才结束一次完整的传输过程。

研究表明，基于Chase合并的凿孔极化码HARQ传输方法对系统吞吐率的提升不明显；基于增量冗余的凿孔极化码混合自动重传请求(HARQ)传输方法在单次传输过程中平均重传次数太大，导致传输时延过高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于极化码的HARQ信号发送、接收方法及装置，以提高通信系统的吞吐率、降低通信系统整体时延。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种基于极化码的HARQ信号发送方法，应用于信号发送设备，所述信号发送设备与信号接收设备连接，所述方法包括如下步骤：

获得待发送数据；

将所述待发送数据拆分为多个数据块，依次将每一数据块作为待发送信息序列发送至所述信号接收设备；

其中，所述依次将每一数据块作为待发送信息序列发送至所述信号接收设备包括：

在第一次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，从多个数据块中选择一个数据块作为待发送信息序列，将该待发送信息序列的第一子序列存入发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识本次发送是否成功的标识信号；当发送成功时，所述标识信号为确认信号，当发送失败时，所述标识信号为否认信号；

在第Z次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，判断是否有数据块剩余；其中，Z为整数且大于1；

当判断出有数据块剩余时，从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；将发送缓存队列中存储的各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列，所述各相应第一子序列为所述第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为本次要发送的待发送信息序列；将确定的本次要发送的待发送信息序列的第一子序列存入所述发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识本次及至少前M次发送是否成功的标识信号，其中，当Z小于或等于L时，M＝Z-1，当Z大于L时，M＝L-1；其中，L为最大重传次数；

当判断出没有数据块剩余时，确定所述待发送数据发送完毕。

优选的，所述发送缓存队列与所述第一重传控制队列可以存储的元素的个数相等，所述个数不小于L；所述发送缓存队列与所述第一重传控制队列均为先进先出队列。

优选的，所述将发送缓存队列中存储的各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列，所述各相应的第一子序列为所述第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列，包括：

对所述第一重传控制队列从头到尾，遍历每一位置存储的元素；

当所述第一重传控制队列第一位置存储的元素为否认信号时，将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列；

将各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列。

优选的，所述将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列包括：

判断所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列的重传次数是否小于L；

如果是，将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列。

本发明还公开了一种基于极化码的HARQ信号接收方法，应用于信号接收设备，所述信号接收设备与信号发送设备连接，所述方法包括如下步骤：

对接收到的所述信号发送设备发送的每一第一信息序列依次进行如下处理：

对该第一信息序列进行极化码译码，获得译码判决后的第二信息序列；

对所述第二信息序列进行循环冗余CRC校验，并判断CRC校验是否成功；

若校验成功：将所述第二信息序列作为硬信息存入第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；

若校验失败：将所述第二信息序列译码判决前的相对可靠度的度量值存入所述第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；

其中，当Z＝1时，所述第一信息序列不带重传信息序列；当Z大于1时，若Z小于或等于L，M＝Z-1；若Z大于L，M＝L-1；Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数。

优选的，所述第一缓存队列、所述第二缓存队列和所述第二重传控制队列可以存储的元素的个数相等，所述个数不小于L；所述第一缓存队列、第二缓存队列和所述第二重传控制队列均为先进先出队列。

优选的，当校验成功或校验失败时，所述取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码包括：

确定用于标识所述第一缓存队列、所述第二缓存队列和所述第二重传控制队列中存储的元素的位置序号的第一变量t，并将t初始化为1；

检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值；当所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值为所述确认信号时，设置t＝t+1，并继续检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值；当所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值为所述否认信号时，读取所述第一缓存队列位置t存储的元素作为待重新译码信息序列；

读取所述第二缓存队列位置1到位置t中存储的元素，取出属于所述待重新译码信息序列的所有重传信息序列对应的译码信息组成第三信息序列，根据所述信号发送设备和所述信号接收设备预先约定的映射关系，得出所述第三信息序列在所述待重新译码信息序列中对应的叠加位置i并组成集合B，将所述待重新译码的信息序列中所述叠加位置为i的重传信息序列记为M_i；

对所述待重新译码的信息序列进行极化码译码；使用的判决函数为：

其中，y_i为当前待译码的比特，为对当前待译码比特译码判决后获得的估计比特，与所述信号发送设备发送的实际比特u_i相对应；和为当前译码路径下判决比特可靠度的度量值， $M_N^{\left(i\right)}({\hat{u}}_1,...,{\hat{u}}_{i-1},0|y_1,...,y_N)-M_N^{\left(i\right)}({\hat{u}}_1,...,{\hat{u}}_{i-1},1|y_1,...,y_N)$ 为当前判决比特的相对可靠度的度量值；

对译码判决后的所述待重新译码的信息序列进行CRC校验，若CRC校验成功，用译码判决后的所述待重新译码的信息序列作为硬信息序列替代所述第二缓存队列的位置t+1存储的元素，将所述第二重传控制队列位置t存储的元素改为确认信号；若CRC校验失败，则在接收到所述信号发送设备发送的下一所述第一信息序列时重新译码。

优选的，当校验成功或校验失败时，所述取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码还包括：

判断所述第一变量t的值是否小于L，如果是，设置所述t＝t+1，并返回所述检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值的步骤；否则，确定所述重新译码结束。

本发明还公开了一种基于极化码的HARQ信号发送装置，应用于信号发送设备，所述信号发送设备与信号接收设备连接，所述装置包括：待发送数据获取模块、第一触发模块、第一发送模块、第一接收模块、第一判断模块、第二发送模块、第二接收模块和发送结果确定模块，

所述待发送数据获取模块，用于获得待发送数据；

所述第一触发模块，用于将所述待发送数据拆分为多个数据块，并用于对每一数据块分别触发一次所述第一发送模块、所述第一接收模块、所述第一判断模块、所述第二发送模块、所述第二接收模块和所述发送结果确定模块；

所述第一发送模块，用于在第一次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，从多个数据块中选择一个数据块作为待发送信息序列，将该待发送信息序列的第一子序列存入发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

所述第一接收模块，用于接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识所述第一发送模块发送所述待发送信息序列是否成功的标识信号；当发送成功时，所述标识信号为确认信号，当发送失败时，所述标识信号为否认信号；

所述第一判断模块，用于在第Z次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，判断是否有数据块剩余，如果是，则从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；其中，Z为整数且大于1；

所述第二发送模块，用于在所述第一判断模块获得的判断结果为是时，将发送缓存队列中存储的各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列，所述各相应的第一子序列为所述第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为本次要发送的待发送信息序列；将确定的本次要发送的待发送信息序列的第一子序列存入所述发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

所述第二接收模块，用于接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识所述第二发送模块发送本次及至少前M次所述待发送信息序列是否成功的标识信号，其中，当Z小于或等于L时，M＝Z-1，当Z大于L时，M＝L-1；其中，L为最大重传次数；

所述发送结果确定模块，用于在所述第一判断模块获得的判断结果为否时，确定所述待发送数据发送完毕。

本发明还公开了一种基于极化码的HARQ信号接收装置，应用于信号接收设备，所述信号接收设备与信号发送设备连接，所述装置包括：第二触发模块、译码判决模块、第二判断模块、第一处理模块和第二处理模块，

所述第二触发模块，用于对接收到的所述信号发送设备发送的每一第一信息序列分别触发一次所述译码判决模块、所述第二判断模块、所述第一处理模块和所述第二处理模块；

所述译码判决模块，用于对该第一信息序列进行极化码译码，获得译码判决后的第二信息序列；

所述第二判断模块，用于对所述第二信息序列进行循环冗余CRC校验，并判断CRC校验是否成功；

所述第一处理模块，用于在所述第二判断模块获得的判断结果为是时，将所述第二信息序列作为硬信息存入第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；其中，当Z＝1时，所述第一信息序列不带重传信息序列；当Z大于1时，若Z小于或等于L，M＝Z-1，若Z大于L，M＝L-1；Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数；

所述第二处理模块，用于在所述第二判断模块获得的判断结果为否时，将所述第二信息序列译码判决前的相对可靠度的度量值存入所述第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；其中，当Z＝1时，所述第一信息序列不带重传信息序列；当Z大于1时，若Z小于或等于L，M＝Z-1，若Z大于L，M＝L-1；Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数。

本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号发送方法及装置，可以在某一次发送时，当判断出有数据块剩余时，从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；将发送缓存队列中存储的与第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为本次要发送的待发送信息序列；将确定的待发送信息序列的第一子序列存入发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至信号接收设备。因此，本发明提供的基于极化码的HARQ信号发送方法及装置，通过在待发送信息序列中携带前M次未发送成功的信息序列的子序列，一方面，提高了前M次未成功发送的信息序列正确译码的概率，从而提高了通信系统的吞吐率；另一方面，降低了待发送信息序列在正确译码之前所经过的平均发送次数，降低了通信系统的传输时延。

本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收方法及装置，可以对接收到的第一信息序列进行极化码译码，获得译码判决后的第二信息序列，并对第二信息序列进行CRC校验；无论校验是否成功，如果本次接收的第二信息序列携带重传信息序列，则取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用重传信息序列辅助待重新译码信息序列进行重新译码。因此，本发明提供的基于极化码的HARQ信号接收方法及装置，可以通过利用第二信息序列携带的重传信息序列，辅助前M次未成功译码的所述第一信息序列组成的所述待重新译码信息序列进行重新译码，这一方面，提高了前M次未成功发送的信息序列正确译码的概率，从而提高了通信系统的吞吐率；另一方面，降低了第一信息序列在正确译码之前所经过的平均接收次数，降低了通信系统的传输时延。

当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号发送方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号发送方法在实际应用时的示意图；

图3为信道极化装置的基本单元示意图；

图4为长度为N的信道极化装置的递归结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号发送装置结构图；

图6为本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收方法流程图；

图7为SC算法译码过程示意图；

图8为本发明图6所示的实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收方法中“重新译码”的流程图；

图9为本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收方法在实际应用时的示意图；

图10为本发明实施例提供的基于极化码的HARQ信号接收方法与现有的基于极化码的HARQ-CC方案和HARQ-IR方案的吞吐率的比较图；

图11为本发明实施例提供的基于极化码的HARQ信号接收方法与现有的turbo码以及LDPC码的HARQ方案的吞吐率的比较图；

图12为本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收装置结构图；

图13为本发明图12所示的实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收装置中的第一处理模块540和所述第二处理模块550的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于极化码的HARQ信号发送方法及装置，应用于信号发送设备；本发明实施例还提供了一种基于极化码的HARQ信号接收方法及装置，应用于信号接收设备。下面分别说明。

下面首先对本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号发送方法及装置进行说明。

如图1所示，本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号发送方法，应用于信号发送设备，所述信号发送设备与信号接收设备连接，该方法可以包括如下步骤：

S101、获得待发送数据；

具体的，待发送数据可以是信号发送设备本地存储的数据，也可以是由有其他设备发送给信号发送设备的。

S102、将所述待发送数据拆分为多个数据块，对每一数据块分别进行一次步骤S103～S108的处理；

具体的，对待发送数据块进行拆分时，可以拆分成长度相等的若干个数据块，也可以拆分成若干个长度不等的数据块。为了方便说明，在本发明提供的实施例中，将待发送数据块拆分成E个长度均为K的数据块。

同时，在信号发送设备中初始化一个可以存储的元素的个数不小于最大重传次数L的发送缓存队列，且该发送缓存队列为先进先出队列，新的信息进入队列时成为队尾，且每当有信息进入队尾，队头的信息会被弹出队列，最靠近队头的信息会成为新的队头，并且越靠近队头的信息为过去时间越长的信息，即：每当有信息将要进入队尾(位置1)，首先将队头的信息弹出队列，剩下的所有位置i(i＝1,2,...,L-1)的信息依次移动到队列的位置i+1，最后该信息占据了队列的位置1。发送缓存队列用于存储的元素为：至少前L次已发送的信息序列的第一子序列，该子序列可以作为前L次已发送的信息序列中的某一信息序列未发送成功时的待重传信息序列；

具体的，假设每次存入发送缓存队列的待发送信息序列的第一子序列的比特数为Q_i，则发送缓存队列中存储的总的比特数可以为：其中Q₁,Q₂,...,Q_l的长度可以相等也可以不等。

S103、在第一次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，从多个数据块中选择一个数据块作为待发送信息序列，将该待发送信息序列的第一子序列存入发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

具体的，在第一次将待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，从E个长度为K的数据块中选择一个数据块作为待发送信息序列，即第一次传输只有初传信息序列；

可以理解的是，为了让信号接收设备对接收到的信息序列循环冗余校验(CyclicRedundancyCheck，CRC)，在发送端，当初传序列都确定后，还应计算长度为K的待发送信息序列的CRC校验比特C，获得总长度S＝K+C的待发送信息序列，在S中选取一个第一子序列Q₁存入发送缓存队列(作为该待发送信息序列的待重传信息序列)；

具体的，采用信道编码码长为N的极化码，N为2的正整数幂，且需满足极化信道的序号根据其可靠度降序排列为有序序列，将信息序列S映射到序列中前S个序号对应的信道位置，收、发两端都预先已知的长度为N-S的固定比特序列映射到的其余位置，构成一个长度为N的比特序列u_1:N，再将该比特序列u_1:N送入一个传统极化码编码器进行极化编码得到发送序列x_1:N并发送该序列。

其中，得到有序序列的具体算法如下：

对于码长为N的极化码，利用密度进化计算得到发送全零序列时，各个信道的接收信号的对数似然比(LLR)值的概率密度函数其中，括号中的上标i为信道序号；

根据每个信道在发送全零序列时接收信号的对数似然比(LLR)值的概率密度函数计算其传输出错的概率q_i(i＝1,2,…N)，计算公式为

对q_i(i＝1,2,…N)按值的大小进行升序排序得到序列则可得到集合为{i₁,i₂,…i_N}，i为信道序号。

S104、接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识本次发送是否成功的标识信号；当发送成功时，所述标识信号为确认信号，当发送失败时，所述标识信号为否认信号；

具体的，接收并存储信号接收设备回传的第一重传控制队列，第一重传控制队列可以存储的元素的个数与发送缓存队列可以存储的元素的个数可以相等也可以不等，但仍然不得小于最大重传次数L。第一重传控制队列也为先进先出队列。

S105、在第Z次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，判断是否有数据块剩余；其中，Z为整数且大于1；

具体的，在第Z次将待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，判断Z是否不大于E，如果是，则表明还有数据块剩余，否则，没有数据块剩余。

S106、当判断出有数据块剩余时，从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；将发送缓存队列中存储的各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列，所述各相应第一子序列为所述第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为本次要发送的待发送信息序列；将确定的本次要发送的待发送信息序列的第一子序列存入所述发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

首先，当Z小于E时，从剩余的E-Z个数据块中选择一个长度为K的数据块作为初传信息序列；

其次，按照如下步骤确定重传信息序列：

步骤一、对所述第一重传控制队列从头到尾，遍历每一位置存储的元素；

步骤二、当所述第一重传控制队列第一位置存储的元素为否认信号时，将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列；

步骤三、将各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列。

优选的，上述步骤三可以包括：判断所述发送缓存队列中各相应第一子序列的重传次数是否小于L；如果是，将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列。

具体的，从发送缓存队列的相应位置中选取前M次未发送成功的各相应第一子序列的一个长度均为P_i的第二子序列，假设共选取了t个第二子序列，这t个第二子序列的组合即为重传信息序列，其中，当Z小于或等于L时，M＝Z-1，当Z大于L时，M＝L-1，各P_i的重传次数均小于L；

再次，计算长度为K+t·P_i的待发送信息序列的校验比特C，获得由初传信息序列、重传信息序列和校验序列组成的总长度S＝K+t·P_i+C的待发送信息序列；

最后，将信息序列S映射到序列中前S个序号对应的信道位置，并将映射到序号为序列中序号到N对应的信道位置的比特序列(也就是可靠度最低的个比特)作为第一子序列送进发送缓存队列中，收、发两端都预先已知的长度为N-S的固定比特序列映射到的其余位置，构成一个长度为N的比特序列u_1:N，再将该比特序列u_1:N送入一个传统极化码编码器进行极化编码得到发送序列x_1:N并发送该序列。当然，在发送确定的待发送信息序列前，也可以在S中任意选取一个第一子序列Q_z存入发送缓存队列，作为该待发送信息序列的待重传信息序列。

S107、接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识本次及至少前M次发送是否成功的标识信号，其中，当Z小于或等于L时，M＝Z-1，当Z大于L时，M＝L-1；其中，L为最大重传次数；

S108、当判断出没有数据块剩余时，确定所述待发送数据发送完毕。

具体的，当Z＝E时，确定待发送数据发送完毕。

图2为本发明图1所示的实施例中的步骤S106至步骤S107在实际应用中的一个具体的实施例，假设：L＝4，E大于6，第一至第四次的发送都失败，则，

在第四次(Z＝4)发送结束后，信号接收设备回传的第一重传控制队列从头到尾依次存储有第一至第四次发送失败的否认信号(NegativeACKnowledgment，NACK)，发送缓存队列中从头到尾依次存储有Q₁、Q₂、Q₃、Q₄四个第一子序列；

在第五次(Z＝5)发送前，从剩余的E-4个数据块中选择一个长度为K的数据块作为第五次发送的初传信息序列(初传5)；根据第一重传控制队列中存储的NACK信号的位置，从发送缓存队列的相应位置中选取前4次未发送成功的各相应第一子序列的一个长度均为P_i的第二子序列，共选取了P₁、P₂、P₃、P₄四个第二子序列，这个四个第二子序列的组合确定为重传信息序列，其中，P₁为第4次重传，P₂为第3次重传，P₃为第2次重传，P₄为第1次重传；计算的长度为K+P₁+P₂+P₃+P₄的待发送信息序列的循环冗余校验(CyclicRedundancyCheck，CRC)校验比特为C，获得总长度S＝K+P₁+P₂+P₃+P₄+C的待发送信息序列，在S中选取一个第一子序列Q₅存入发送缓存队列，此时发送缓存队列对头的Q₁被弹出队列，发送缓存队列中从头到尾依次存储有Q₂、Q₃、Q₄、Q₅四个第一子序列；

在第五次发送后，接收信号接收设备回传的存储有第二至第五次(前四次)发送失败的NACK信号的第一重传控制队列；假设第五次发送也失败；

在第六次发送前，从剩余的E-5个数据块中选择一个长度为K的数据块作为第五次发送的初传信息序列；根据第一重传控制队列中存储的NACK信号的位置，从发送缓存队列的相应位置中选取前4次未发送成功的各相应第一子序列的一个长度均为P_i的第二子序列，共选取了P₂、P₃、P₄、P₅四个第二子序列，这个四个第二子序列的组合确定为重传信息序列，其中，P₂为第4次重传，P₃为第3次重传，P₄为第2次重传，P₅为第1次重传；计算的长度为K+P₂+P₃+P₄+P₅的待发送信息序列的循环冗余校验(CyclicRedundancyCheck，CRC)校验比特C，获得总长度S＝K+P₂+P₃+P₄+P₅+C的待发送信息序列，在S中选取一个第一子序列Q₆存入发送缓存队列，此时发送缓存队列对头的Q₂被弹出队列；

以此类推，即可完成第六至第E次的待发送信息序列的发送，最终完成整个数据块的发送。

如图3和图4所示，图1所示的实施例中的步骤S103和步骤S106中的将待发送信息序列进行极化编码的具体过程如下：

在进行极化编码之前，先要对N＝2ⁿ个独立的二进制输入信道(或对一个信道的N个可用时隙先后使用)，反复使用图2所示的信道极化的基本单元对二进制输入离散信道进行极化变换，其中的n为自然数。最基本的信道极化是对两个相同的未经极化的信道W：X→Y进行单步极化操作，其中，X是信道输入符号的集合(对于二进制输入信道，X取值为{0,1})，Y是信道输出符号的集合。如图3所示，标记该极化信道的输入比特分别为u₁和u₂，该两个输入比特通过一个模二加法器得到x₁，另一方面将u₂直接赋值给x₂，即x₁＝u₁⊕u₂，x₂＝u₂，⊕为模二加运算。再把x₁和x₂分别送入未经极化信道W后，得到的输出为y₁和y₂。从该信道极化基本单元的输入(u₁和u₂)和两个信道的输出(y₁和y₂)看，原本独立的两个未经极化的信道W被合并成一个两输入两输出的向量信道W₂:X²→Y²，其中X²＝X*X，运算符*为笛卡尔积。该向量信道包含两个子信道(输入为u₁、输出为y₁y₂)和(输入为u₂输出为y₁y₂u₁)，这两个子信道即是两个极化信道。

可以理解的是：单步极化后，在和容量保持不变的情况下，相比原本未经极化的信道，极化后的信道容量发生了偏离：一个增加，一个减少。如果对两组已经一次极化操作的信道，再在该两组互相独立的转移概率相同的极化信道之间，分别进行单步极化操作，该偏离会更加明显，称这一组单步极化操作为第二层极化操作，前一组单步极化操作被称为第一层极化操作。每多做一层极化操作，需要的信道数就会比原先多一倍。因此，对N＝2ⁿ个信道进行完全的极化，共需要n层极化操作，且每一层极化操作包括了N次单步极化操作。如不加特殊说明，“对N个信道进行极化操作”是指完全极化。

理论上已经证明，对接近无穷多个信道进行极化操作后，会出现一部分信道的容量为1(即通过其传输的信息比特一定会被正确接收)，其余信道容量为0(即完全无法在其上可靠地传输信息比特)的现象，而容量为1的信道占全部信道的比例正好为原二进制输入离散信道的容量。

图4是长度为N的信道极化装置的递归结构示意图，其中递归的最小单元(即N＝1时)为图3所示的基本单元。图4中的信道极化装置中有一个长度为N的比特反转交织器，其功能是：先将输入端的十进制序号i按二进制表示为(b_nb_n-1…b₁)，其中，n＝log₂N，再将该二进制序列反序，得到(b₁b₂…b_n)，最后重新按十进制表示成θ(i)，作为输入序号i对应的输出序号。比特反转交织器的作用是将输入端序号为i的比特映射到序号θ(i)处。根据编码速率(R)对N个信道进行极化，并选取其中容量最大的K个信道(或者等价地，选取可靠性最高的K个信道，可靠性度量是采用密度进化(DensityEvolution)工具或计算巴塔恰里亚(Bhattacharyya)参数得到的)，以承载用于传输消息的比特，并称该部分比特为信息比特和称该部分信道为信息信道(其中 为向下取整运算)，其余未被选中的信道则传输一个约定的比特序列，称其为固定比特序列，并称该部分信道为固定信道(若信道对称，则可简单地传输全零序列)，从而形成一个从承载信息的K个比特到最终送入信道的N个比特的映射关系，这样的一种映射关系即为极化码，其码长(编码后得到的二进制信号所包含的比特数)等于信道极化装置的长度N。

由信息比特和固定比特组成的、送入信道极化装置的二进制信号序列(u₁,…,u_N)为编码码块(其顺序与其送入的极化信道的序号一致，即u_i送入且序号i为1到N的正整数，表示将N个信道W极化后得到的序号为i的极化信道)。编码码块经过信道极化装置后，得到的x₁…x_N又通过N个独立信道W，接收到的信号序列为(y₁,…,y_N)。

在构造极化码时，对二进制删除信道以外的一般信道，都需要使用密度进化工具来计算极化信道的可靠度。下面简单介绍一下使用密度进化计算极化码可靠性的方法：

假设发送的信息块为一个K长的全零序列，则其编码后的码字为一个N长的全零序列。经过信道传输，接收端可以根据接收到的序列(y₁…y_N)计算得到各个编码比特的对数似然比(LLR)的值。再用表示第i个极化信道上当发送比特为零时，接收比特的LLR值的概率密度函数。利用极化码的结构，是按照以下方法递归计算得到： $a_N^{\left(i\right)}=a_{N,1}^{\left(i\right)},a_{2k,j}^{\left(2i-1\right)}=a_{k,2j-1}^{\left(i\right)}\⊕a_{k,2j}^{\left(i\right)},a_{2k,j}^{\left(2i\right)}=a_{k,2j-1}^{\left(i\right)}\⊗a_{k,2j}^{\left(i\right)};$ 其中，运算符⊕和分别表示校验节点域卷积和变量节点域卷积。对应每一个k的取值,有i＝1,2,…,k和 对应第j个编码比特的LLR值的概率密度函数，其中j＝1,2,…,N。

给定一个二进制输入信道W，以及其在输入为比特零时输出LLR值的概率密度函数a，该信道的可靠度可以通过计算其传输出错概率进行评估，传输出错概率计算公式为：由此可以根据得到各个极化信道的可靠性。

本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号发送方法，可以对待发送的数据进行分块，在某一次发送时，当判断出有数据块剩余时，从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；将发送缓存队列中存储的与第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为本次要发送的待发送信息序列；将确定的待发送信息序列的第一子序列存入发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至信号接收设备；当判断出没有数据块剩余时，确定所述待发送数据发送完毕。因此，本发明提供的基于极化码的HARQ信号发送方法，通过在待发送信息序列中携带前M次未发送成功的信息序列的子序列，一方面，提高了前M次未成功发送的信息序列正确译码的概率，从而提高了通信系统的吞吐率；另一方面，降低了待发送信息序列在正确译码之前所经过的平均发送次数，降低了通信系统的传输时延。

相应于图1所示的方法实施例，如图5所示，本发明实施例还提供了一种基于极化码的HARQ信号发送装置，应用于信号发送设备，所述信号发送设备与信号接收设备连接，该装置可以包括：待发送数据获取模块210、第一触发模块220、第一发送模块230、第一接收模块240、第一判断模块250、第二发送模块260、第二接收模块270和发送结果确定模块280，

待发送数据获取模块210，用于获得待发送数据；

具体的，待发送数据可以是信号发送设备本地存储的数据，也可以是由有其他设备发送给信号发送设备的。

第一触发模块220，用于将所述待发送数据拆分为多个数据块，并用于对每一数据块分别触发一次所述第一发送模块230、所述第一接收模块240、所述第一判断模块250、所述第二发送模块260、所述第二接收模块270和所述发送结果确定模块280；

具体的，对待发送数据块进行拆分时，可以拆分成长度相等的若干个数据块，也可以拆分成若干个长度不等的数据块。为了方便说明，在本发明提供的实施例中，将待发送数据块拆分成E个长度均为K的数据块。

同样的，在信号发送设备中初始化一个可以存储的元素的个数不小于最大重传次数L的发送缓存队列，且该发送缓存队列为先进先出队列。

第一发送模块230，用于在第一次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，从多个数据块中选择一个数据块作为待发送信息序列，将该待发送信息序列的第一子序列存入发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

具体的，在第一次将待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，从E个长度为K的数据块中选择一个数据块作为待发送信息序列，即第一次传输只有初传信息序列；

具体的，计算该待发送信息序列的CRC校验比特、从该待发送信息序列中选取第一子序列，以及将该待发送信息序列进行极化编码的方法与本发明图1所示的实施例中的方法一致，此处不再赘述。

第一接收模块240，用于接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识所述第一发送模块发送所述待发送信息序列是否成功的标识信号；当发送成功时，所述标识信号为确认信号，当发送失败时，所述标识信号为否认信号；

具体的，接收并存储信号接收设备回传的第一重传控制队列，第一重传控制队列的特性和存储的元素与图所示的方法实施例中描述的一致，此处不再赘述。

第一判断模块250用于在第Z次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，判断是否有数据块剩余，如果是，则从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；其中，Z为整数且大于1；

具体的，在第Z次将待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，判断Z是否不大于E，如果是，则表明还有数据块剩余，否则，没有数据块剩余。

第二发送模块260，用于在所述第一判断模块250获得的判断结果为是时，将发送缓存队列中存储的各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列，所述各相应的第一子序列为所述第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为本次要发送的待发送信息序列；将确定的本次要发送的待发送信息序列的第一子序列存入所述发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

具体的，第二发送模块260可以包括：遍历子模块、第一确定子模块和第二确定子模块，

遍历子模块，用于对所述第一重传控制队列从头到尾，遍历每一位置存储的元素；

第一确定子模块，用于当所述第一重传控制队列第一位置存储的元素为否认信号时，将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列；

第二确定子模块，用于将各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列。

优选的，第一确定子模块可以包括：判断子模块和第三确定子模块，

判断子模块，用于判断所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列的重传次数是否小于L；

第三确定子模块，用于在所述判断子模块获得判断结果为是的情况下，将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列。

具体的，确定初传信息序列、计算初传信息序列和重传信息序列组成的信息序列的CRC校验比特、从待发送信息序列中选取第一子序列，以及将该待发送信息序列进行极化编码的方法与本发明图1所示的实施例中的方法一致，此处不再赘述。

第二接收模块270，用于接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识所述第二发送模块发送本次及至少前M次所述待发送信息序列是否成功的标识信号，其中，当Z小于或等于L时，M＝Z-1，当Z大于L时，M＝L-1；其中，L为最大重传次数；

发送结果确定模块280，用于在所述第一判断模块250获得的判断结果为否时，确定所述待发送数据发送完毕。

具体的，当Z＝E时，确定待发送数据发送完毕。

同样的，本发明图5所示的是实施例中的第一发送模块230和第二发送模块260对待发送信息序列进行极化编码的具体过程与图1所示的方法实施例一致，此处不再赘述。

本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号发送装置，可以对待发送的数据进行分块，在某一次发送时，当判断出有数据块剩余时，从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；将发送缓存队列中存储的与第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为本次要发送的待发送信息序列；将确定的待发送信息序列的第一子序列存入发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至信号接收设备；当判断出没有数据块剩余时，确定所述待发送数据发送完毕。因此，本发明提供的基于极化码的HARQ信号发送装置，通过在待发送信息序列中携带前M次未发送成功的信息序列的子序列，一方面，提高了前M次未成功发送的信息序列正确译码的概率，从而提高了通信系统的吞吐率；另一方面，降低了待发送信息序列在正确译码之前所经过的平均发送次数，降低了通信系统的传输时延。

下面对本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收方法及装置进行说明。

如图6所示，本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收方法，应用于信号接收设备，所述信号接收设备与信号发送设备连接，该方法可以包括：

S301、对接收到的所述信号发送设备发送的每一第一信息序列依次进行步骤S302至步骤S305的处理；

首先，在信号接收设备中，初始化可以存储的元素的个数均不小于最大重传次数L的一个第一缓存队列、一个译码信息队列和一个第二重传控制队列，第一缓存队列、第二缓存队列和第二重传控制队列均为先进先出队列，这三个队列的其他特性与图1所示的实施例中的发送缓存队列一致，此处不做详述。

其中，第一缓存队列用于存储至少前M次中接收失败时的未译码的第一信息序列，或者用于存储至少前M次中接收成功时的空信息；译码信息队列用于存储至少前M次中接收失败时的第一信息序列译码后判决前的相对可靠度的度量值，或者用于存储至少前M次中接收成功时的译码判决后的第二信息序列；第二重传控制队列用于存储至少前M次接收的第一信息序列译码后CRC校验是否成功的确认信号或否认信号。在每一次接收完毕(接收成功或接收失败)后，这三个队列中同一位置存储的元素互相对应，例如，当信号接收设备第一接收第一信息序列失败后，这三个队列均只有在队尾的位置存储有相应的元素，其中，第一缓存队列的队尾存储的是第一信息序列，第二缓存队列存储的是第一信息序列译码后判决前的相对可靠度的度量值，第二重传控制队列的队尾存储的是该第一信息序列接收失败的一个否认信号。

S302、对该第一信息序列进行极化码译码，获得译码判决后的第二信息序列；

具体的，对接收到的第一信息序列y_1:N进行译码：信号接收设备根据当前的第二重传控制队列存储的元素的值得出此次接收的信息比特的长度，然后采用串行抵消译码(SuccessiveCancellation，SC)或者串行抵消列表译码(SuccessiveCancellationList，SCL)算法对从信道中总共接收到的第一信息序列y_1:N，进行极化码译码。

具体的，采用SC算法进行极化码译码过程如下：

信号接收设备中的极化码译码器根据接收到的第一信息序列y_1:N＝(y₁,…,y_N)，得到信号发送设备发送的信息比特序列(u₁,…,u_N)的一组比特估计序列

对第一信息序列y_1:N＝(y₁,…,y_N)中的每个比特按照序号i从1到N依次进行译码：

式中，信息比特的判决函数为：

判决函数中的y_i为当前待译码的比特，为对当前待译码比特译码判决后获得的估计比特，与所述信号发送设备发送的实际比特u_i相对应；和为当前译码路径下判决比特可靠度的度量值， $M_N^{\left(i\right)}({\hat{u}}_1,...,{\hat{u}}_{i-1},0|y_1,...,y_N)-M_N^{\left(i\right)}({\hat{u}}_1,...,{\hat{u}}_{i-1},1|y_1,...,y_N)$ 为当前判决比特的相对可靠度的度量值。

其中，函数可以通过以下递归运算计算得出，

$P_N^{(2i-1)}\left({\hat{u}}_1^{2i-1}\right|y_1^N)=\underset{{\hat{u}}_{2i}\∈\left\{0,1\right\}}{\mathrm{\Σ}}{P}_{N/2}^{\left(i\right)}({\hat{u}}_{1,o}^{2i}\⊕{\hat{u}}_{1,e}^{2i}|y_1^{N/2})P_{N/2}^{\left(i\right)}\left({\hat{u}}_{1,e}^{2i}\right|y_{N/2+1}^N)$

$P_N^{\left(2i\right)}\left({\hat{u}}_1^{2i}|y_1^N\right)=P_{N/2}^{\left(i\right)}\left({\hat{u}}_{1,o}^{2i}\⊕{\hat{u}}_{1,e}^{2i}|y_1^{N/2}\right)P_{N/2}^{\left(i\right)}\left({\hat{u}}_{1,e}^{2i}|y_{N/2+1}^N\right)$

当N＝1时，为当信号接收设备收到的信息为y时，信号发送设备实际发送的信息为的概率，N≠1时的各个函数的值均可以通过N＝1的情况下迭代计算得出；函数W(y|u)为信道的转移概率函数，表示信号发送设备发送的信号u通过信道W得到输出y的概率；当i＝N时，确定极化码译码过程结束。

具体的，如图7所示，SC算法还可以描述为一个码树上的搜索过程。串行抵消译码是在码树上逐步扩展，每次从两条候选路径选择其中具有相对大概率值的一条，并在这条路径的基础上，继续进行下一步路径的扩展。

作为SC方法的一个改良型，SCL方法允许保留多条候选路径，而不是仅仅一条，以此扩大搜索范围，并减小在搜索过程中离开正确路径的概率。其具体方法是：将所有的候选路径与其对应的可靠性度量值都存储于一个列表中。该列表中的所有候选路径都被同步扩展，所以每次扩展后，该列表中的候选路径数量就会翻倍。接着，丢弃那些可靠性度量值较小的部分候选路径，以保证候选路径数始终不大于列表大小的一半。并在译码结束时，从表中找出可靠性度量值最大的那条路径，其对应的第一信息序列的估计序列即为译码获得的第二信息序列。

优选的，循环冗余校验辅助的串行抵消列表/堆栈译码算法(CA-SCL，CA-SCS)，可以通过包含了CRC校验信息的第一信息序列得到多条候选的路径，对应多个第二信息序列，对该多个第二信息序列分别进行CRC校验，取出第一个校验成功的第二信息序列作为译码的输出。由于传统的SCL和SCS算法可以看做只有一条候选路径，采用CA-SCL，CA-SCS有限码长极化码的抗噪性能可以得到很大幅度的提高。

S303、对所述第二信息序列进行循环冗余CRC校验，并判断CRC校验是否成功；

S304、若校验成功：将所述第二信息序列作为硬信息存入第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；

其中，若Z小于或等于L，M＝Z-1；若Z大于L，M＝L-1，Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数。

具体的，当校验成功时，即译码成功，也就是此次的信息接收成功，此时，不管第一信息序列是否携带重传信息序列，都需要将译码判决后获得第二信息序列作为硬信息存入第二缓存队列的队尾。

具体的，当Z＝1时，M＝0，第一信息序列不带重传信息序列，第一缓存队列为空，将空信息送入所述第一缓存队列后，第一缓存队列仍为空；

当Z大于1时，若第一信息序列不带重传信息序列，将空信息送入第一缓存队列的队尾，对一缓存队列做一次元素进出操作，即从队尾压入空信息，同时队头的元素被弹出，最后将标识本次接收成功的一个确认信号送进第二重传控制队列的队尾；若第一信息序列携带重传信息序列，需要利用本次接收到的重传信息序列，辅助第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的第一信息序列进行重新译码，重新译码结束后，将空信息送入所述第一缓存队列的队尾，最后将标识本次接收成功的一个确认信号送进第二重传控制队列的队尾。

S305、若校验失败：将所述第二信息序列译码判决前的相对可靠度的度量值存入所述第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；

其中，当Z＝1时，所述第一信息序列不带重传信息序列；当Z大于1时，若Z小于或等于L，M＝Z-1；若Z大于L，M＝L-1；Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数。

具体的，当校验失败时，即译码失败，也就是此次的信息接收失败，此时，不管第一信息序列是否携带重传信息序列，都需要将第二信息序列译码判决前的相对可靠度的度量值存入第二缓存队列的队尾，即将步骤S002中获得的第二信息序列每一比特的 $M_N^{\left(i\right)}({\hat{u}}_1,...,{\hat{u}}_{i-1},0|y_1,...,y_N)-M_N^{\left(i\right)}({\hat{u}}_1,...,{\hat{u}}_{i-1},1|y_1,...,y_N)$ 存入第二缓存队列的队尾；

具体的，当Z＝1时，M＝0，第一信息序列不带重传信息序列，第一缓存队列为空，将第一信息序列送入所述第一缓存队列，以备利用下次接收到信号发送设备发送的该第一信息序列的重传新序列进行重新译码，最后将标识本次接收失败的否认信号送进第二重传控制队列的队尾；

当Z大于1时，若第一信息序列不带重传信息序列，将第一信息序列送入第一缓存队列的队尾，以备利用下次接收到信号发送设备发送的该第一信息序列的重传新序列进行重新译码，同时对第一缓存队列做一次元素进出操作，即从队尾压入第一信息序列，同时队头的元素被弹出，最后将标识本次接收成功的一个确认信号送进第二重传控制队列的队尾；若第一信息序列不带重传信息序列，需要利用本次接收到的重传信息序列，辅助第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的第一信息序列进行重新译码，重新译码结束后，将第一信息序列送入所述第一缓存队列的队尾，最后将标识本次接收成功的一个确认信号送进第二重传控制队列的队尾。

由于在本发明图6所示的实施例中的步骤S304和步骤S305中，不管校验是否成功，只要第二信息序列携带重传信息序列，都要取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码。因此，如图8所示，该重新译码的过程可以包括：

S401、确定用于标识所述第一缓存队列、所述第二缓存队列和所述第二重传控制队列中存储的元素的位置序号的第一变量t，并将t初始化为1；

具体的，将上述三个队列的队尾的位置标记为1。

S402、检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值；当所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值为所述确认信号时，设置t＝t+1，并继续检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值；当所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值为所述否认信号时，读取所述第一缓存队列位置t存储的元素作为待重新译码信息序列；

S403、读取所述第二缓存队列位置1到位置t中存储的元素，取出属于所述待重新译码信息序列的所有重传信息序列对应的译码信息组成第三信息序列，根据所述信号发送设备和所述信号接收设备预先约定的映射关系，得出所述第三信息序列在所述待重新译码信息序列中对应的叠加位置i并组成集合B，将所述待重新译码的信息序列中所述叠加位置为i的重传信息序列记为M_i；

S404、对所述待重新译码的信息序列进行极化码译码；使用的判决函数为：

其中，及的物理意义及具体的极化码译码过程与本发明图6所示的实施例中的步骤S302中描述的一致，此处不再赘述。

可以理解的是，当i∈B时，极化码译码判决时所采用的判决函数与时是不同的。当然，上述判决函数的一切等价形式也在本发明的保护范围之内。

S405、对译码判决后的所述待重新译码的信息序列进行CRC校验，若CRC校验成功，用译码判决后的所述待重新译码的信息序列作为硬信息序列替代所述第二缓存队列的位置t+1存储的元素，将所述第二重传控制队列位置t存储的元素改为确认信号；若CRC校验失败，则在接收到所述信号发送设备发送的下一所述第一信息序列时重新译码。

优选的，图8所示的重新译码过程还可以包括：

判断所述第一变量t的值是否小于L，如果是，设置所述t＝t+1，并返回所步骤S402；否则，确定所述重新译码结束。

图9为本发明图6及图8提供的一种基于极化码的HARQ信号接收方法在实际应用中的一个具体的实施例，具体为：L＝4，E大于4，第一次和第二次接收成功(CRC校验成功)，第三次接收失败(CRC校验失败)，在第三次接收结束后，第一缓存队列从头到尾依次存储的元素为：y₃、空2、空1、空，第二缓存队列从头到尾依次存储的元素为：M3(此处用M3表示y₃译码判决前的相对可靠度的度量值)、空，第二重传控制队列从头到尾依次存储的元素为：NACK3、ACK2、ACK1、空；当前为信号接收设备第四次(Z＝4)接收到第一信息序列y₄，具体的对y₄的译码及利用y₄中携带的重传信息序列对y₃进行重新译码时第一缓存队列、第二缓存队列和第二重传控制队列中存储的元素的变化过程如下：

Z＝4时，对接收到的第一信息序列y₄进行译码获得第二信息序列对进行CRC校验，且校验成功，此时，将送入第二缓存队列的队尾；

令t＝1，检索第二重传控制队列位置1(队尾)的元素的值，此时，该值为NACK(否认信号)，相应的取出第一缓存队列位置1的元素y₃作为待重新译码信息序列，取出第二缓存队列位置1的根据图8所示的实施例中的步骤S403和S404中所述的方法对y₃进行重新译码，获得译码判决后的第二信息序列并对进行CRC校验，假设校验成功；则，将第二缓存队列t+1位置(位置2)的元素M3替换为将第二重传控制队列位置1的值修改为确认信号((ACKnowledgment，ACK))；

最后，将空信息4送入第一缓存队列的队尾，将标识y₄接收成功的确认信号送入第二重传控制队列的队尾。

图10为本发明实施例提供的基于极化码的HARQ信号接收方法与现有的基于极化码的HARQ-CC方案和HARQ-IR方案的吞吐率的比较图。

在通信系统中，

图10中，将本发明分别采用SC译码器、CA-SCL(4)译码器和CA-SCL(32)译码器进行译码的方案与现有的基于极化码的HARQ-CC的方案的吞吐率进行了比较，具体的，在二进制输入加性高斯白噪声信道(BAWGN)的条件下，采用编码后长度为N＝2048的极化码，系统流水级数L＝5，为了通信系统简单起见，令每一次重传重新发送的比特数相等，在各个信噪比和不同的译码器条件下初传信息序列的长度和每个重传信息序列的长度如表1所示。利用表1所示的参数获得吞吐率曲线如图10所示。

表1

从图10中可以看出，当本发明提供的实施例采用SC译码器时，与现有的基于极化码的HARQ-CC的方案相比：本发明提供的方案对吞吐率有明显的提高；当本发明提供的实施例采用CASCL(4)译码器和CASCL(32)译码器时，吞吐率的提升更为明显；另外，现有的基于极化码的HARQ-CC需要对SCL译码器进行复杂的优化，但获得的吞吐率的增益十分有限，而本发明的方案只需要对SCL译码器修改少量的参数即可以获得可观的吞吐率的增益。

与现有的基于极化码HARQ-IR的方案相比：本发明能够获得与HARQ-IR方案几乎相当的吞吐率，且相比原有的HARQ-IR方案，本发明提供的方案对SCL译码器的参数的修改较少，更为简单易行；另外，由于本发明提供的方案降低了待传输信息序列在正确译码之前所经过的平均传输次数，在相同吞吐率的条件下，本发明提供的方案每次都发送了长度相同的初传信息序列，降低了通信系统的传输时延。

图11为本发明实施例提供的基于极化码的HARQ信号接收方法与现有的turbo码以及LDPC码的HARQ方案的吞吐率的比较图，具体的，本发明所采用的译码器及其他参数与表1中的一致。从图11中可以看出,本发明方法在SC译码器条件下能够与目前已知的采用LDPC或Turbo码的最好技术方案获得几乎相当的吞吐率，在CASCL(32)译码器条件下能获得更好的吞吐率，可见本发明实施例提供基于极化码的信号接收方法，能够提高通信系统的吞吐率。

本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收方法，可以对接收到的第一信息序列进行极化码译码，获得译码判决后的第二信息序列，并对第二信息序列进行CRC校验；无论校验是否成功，如果本次接收的第二信息序列携带重传信息序列，则取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用重传信息序列辅助待重新译码信息序列进行重新译码。因此，本发明提供的基于极化码的HARQ信号接收方法，可以通过利用第二信息序列携带的重传信息序列，辅助前M次未成功译码的所述第一信息序列组成的所述待重新译码信息序列进行重新译码，这一方面，提高了前M次未成功发送的信息序列正确译码的概率，从而提高了通信系统的吞吐率；另一方面，降低了第一信息序列在正确译码之前所经过的平均接收次数，降低了通信系统的传输时延。

如图12所示，相应于图6所示的方法实施例，本发明实施例还提供了一种基于极化码的HARQ信号接收装置，应用于信号接收设备，所述信号接收设备与信号发送设备连接，所述装置可以包括：第二触发模块510、译码判决模块520、第二判断模块530、第一处理模块540和第二处理模块550，

第二触发模块510，用于对接收到的所述信号发送设备发送的每一第一信息序列分别触发一次所述译码判决模块520、所述第二判断模块530、所述第一处理模块540和所述第二处理模块550；

同样的，在信号接收设备中，初始化可以存储的元素的个数均不小于最大重传次数L的一个第一缓存队列、一个译码信息队列和一个第二重传控制队列，这三个队列的特性和存储的元素与图6所示的方法实施例中所述的一致，此处不再赘述。

译码判决模块520，用于对该第一信息序列进行极化码译码，获得译码判决后的第二信息序列；

具体的，进行极化码译码的过程与图6所示的方法实施例中所述的一致，此处不作重复描述。

第二判断模块530，用于对所述第二信息序列进行循环冗余CRC校验，并判断CRC校验是否成功；

第一处理模块540，用于在所述第二判断模块530获得的判断结果为是时，将所述第二信息序列作为硬信息存入第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；其中，当Z＝1时，所述第一信息序列不带重传信息序列；当Z大于1时，若Z小于或等于L，M＝Z-1，若Z大于L，M＝L-1；Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数；

具体的，当校验成功时，即译码成功，也就是此次的信息接收成功，此时，不管第一信息序列是否携带重传信息序列，都需要将译码判决后获得第二信息序列作为硬信息存入第二缓存队列的队尾。

第二处理模块550，用于在所述第二判断模块530获得的判断结果为否时，将所述第二信息序列译码判决前的相对可靠度的度量值存入所述第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；其中，当Z＝1时，所述第一信息序列不带重传信息序列；当Z大于1时，若Z小于或等于L，M＝Z-1，若Z大于L，M＝L-1；Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数。

具体的，当校验失败时，即译码失败，也就是此次的信息接收失败，此时，不管第一信息序列是否携带重传信息序列，都需要将第二信息序列译码判决前的相对可靠度的度量值存入第二缓存队列的队尾，即将步骤S002中获得的第二信息序列每一比特的存入第二缓存队列的队尾。

如图13所示，在本发明图12所示的实施例中，不管校验是否成功，只要第二信息序列携带重传信息序列，第一处理模块540和所述第二处理模块550都要取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码。因此，图12所示的实施例中的第一处理模块540和所述第二处理模块550均可以包括：位置确定子模块610、待重新译码信息序列确定子模块620、叠加位置确定子模块630、译码判决子模块640和校验子模块650，

位置确定子模块610，用于确定用于标识所述第一缓存队列、所述第二缓存队列和所述第二重传控制队列中存储的元素的位置序号的第一变量t，并将t初始化为1；

具体的，将上述三个队列的队尾的位置标记为1。

待重新译码信息序列确定子模块620，用于检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值；当所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值为所述确认信号时，设置t＝t+1，并继续检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值；当所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值为所述否认信号时，读取所述第一缓存队列位置t存储的元素作为待重新译码信息序列

叠加位置确定子模块630，用于读取所述第二缓存队列位置1到位置t中存储的元素，取出属于所述待重新译码信息序列的所有重传信息序列对应的译码信息组成第三信息序列，根据所述信号发送设备和所述信号接收设备预先约定的映射关系，得出所述第三信息序列在所述待重新译码信息序列中对应的叠加位置i并组成集合B，将所述待重新译码的信息序列中所述叠加位置为i的重传信息序列记为M_i；

译码判决子模块640，用于使用判决函数对所述待重新译码的信息序列进行译码判决；所述判决函数为：

其中，及的物理意义及具体的极化码译码过程与本发明图6所示的实施例中的步骤S002中描述的一致，此处不再赘述。

校验子模块650，用于对译码判决后的所述待重新译码的信息序列进行CRC校验，若CRC校验成功，用译码判决后的所述待重新译码的信息序列作为硬信息序列替代所述第二缓存队列的位置t+1存储的元素，将所述第二重传控制队列位置t存储的元素改为确认信号；若CRC校验失败，则在接收到所述信号发送设备发送的下一所述第一信息序列时重新译码。

优选的，在图13所示的实施例的基础上，图12所示的实施例中的第一处理模块540和所述第二处理模块550均还可以包括：重新译码结果确定子模块，用于判断所述第一变量t的值是否小于L，如果是，设置所述t＝t+1，并返回所述检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值的步骤；否则，确定所述重新译码结束。

本发明实施例提供的一种基于极化码的HARQ信号接收装置，可以对接收到的第一信息序列进行极化码译码，获得译码判决后的第二信息序列，并对第二信息序列进行CRC校验；无论校验是否成功，如果本次接收的第二信息序列携带重传信息序列，则取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用重传信息序列辅助待重新译码信息序列进行重新译码。因此，本发明提供的基于极化码的HARQ信号接收装置，可以通过利用第二信息序列携带的重传信息序列，辅助前M次未成功译码的所述第一信息序列组成的所述待重新译码信息序列进行重新译码，这一方面，提高了前M次未成功发送的信息序列正确译码的概率，从而提高了通信系统的吞吐率；另一方面，降低了第一信息序列在正确译码之前所经过的平均接收次数，降低了通信系统的传输时延。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于极化码的HARQ信号发送方法，应用于信号发送设备，所述信号发送设备与信号接收设备连接，其特征在于，所述方法包括步骤：

获得待发送数据；

将所述待发送数据拆分为多个数据块，依次将每一数据块作为待发送信息序列发送至所述信号接收设备；

其中，所述依次将每一数据块作为待发送信息序列发送至所述信号接收设备包括：

在第一次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，从多个数据块中选择一个数据块作为待发送信息序列，将该待发送信息序列的第一子序列存入发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识本次发送是否成功的标识信号；当发送成功时，所述标识信号为确认信号，当发送失败时，所述标识信号为否认信号；

在第Z次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，判断是否有数据块剩余；其中，Z为整数且大于1；

当判断出有数据块剩余时，从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；将发送缓存队列中存储的各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列，所述各相应第一子序列为所述第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为本次要发送的待发送信息序列；将确定的本次要发送的待发送信息序列的第一子序列存入所述发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识本次及至少前M次发送是否成功的标识信号，其中，当Z小于或等于L时，M＝Z-1，当Z大于L时，M＝L-1；其中，L为最大重传次数；

当判断出没有数据块剩余时，确定所述待发送数据发送完毕。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送缓存队列与所述第一重传控制队列可以存储的元素的个数相等，所述个数不小于L；所述发送缓存队列与所述第一重传控制队列均为先进先出队列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将发送缓存队列中存储的各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列，所述各相应的第一子序列为所述第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列，包括：

对所述第一重传控制队列从头到尾，遍历每一位置存储的元素；

当所述第一重传控制队列第一位置存储的元素为否认信号时，将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列；

将各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列包括：

判断所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列的重传次数是否小于L；

如果是，将所述发送缓存队列相同位置存储的第一子序列确定为相应第一子序列。

5.一种基于极化码的HARQ信号接收方法，应用于信号接收设备，所述信号接收设备与信号发送设备连接，其特征在于，所述方法包括步骤：

对接收到的所述信号发送设备发送的每一第一信息序列依次进行如下处理：

对该第一信息序列进行极化码译码，获得译码判决后的第二信息序列；

对所述第二信息序列进行循环冗余CRC校验，并判断CRC校验是否成功；

若校验成功：将所述第二信息序列作为硬信息存入第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；

若校验失败：将所述第二信息序列译码判决前的相对可靠度的度量值存入所述第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；

其中，当Z＝1时，所述第一信息序列不带重传信息序列；当Z大于1时，若Z小于或等于L，M＝Z-1；若Z大于L，M＝L-1；Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一缓存队列、所述第二缓存队列和所述第二重传控制队列可以存储的元素的个数相等，所述个数不小于L；所述第一缓存队列、第二缓存队列和所述第二重传控制队列均为先进先出队列。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当校验成功或校验失败时，所述取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码包括：

确定用于标识所述第一缓存队列、所述第二缓存队列和所述第二重传控制队列中存储的元素的位置序号的第一变量t，并将t初始化为1；

检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值；当所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值为所述确认信号时，设置t＝t+1，并继续检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值；当所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值为所述否认信号时，读取所述第一缓存队列位置t存储的元素作为待重新译码信息序列；

读取所述第二缓存队列位置1到位置t中存储的元素，取出属于所述待重新译码信息序列的所有重传信息序列对应的译码信息组成第三信息序列，根据所述信号发送设备和所述信号接收设备预先约定的映射关系，得出所述第三信息序列在所述待重新译码信息序列中对应的叠加位置i并组成集合B，将所述待重新译码的信息序列中所述叠加位置为i的重传信息序列记为M_i；

对所述待重新译码的信息序列进行极化码译码；使用的判决函数为：

其中，y_i为当前待译码的比特，为对当前待译码比特译码判决后获得的估计比特，与所述信号发送设备发送的实际比特u_i相对应；和为当前译码路径下判决比特可靠度的度量值，为当前判决比特的相对可靠度的度量值；

对译码判决后的所述待重新译码的信息序列进行CRC校验，若CRC校验成功，用译码判决后的所述待重新译码的信息序列作为硬信息序列替代所述第二缓存队列的位置t+1存储的元素，将所述第二重传控制队列位置t存储的元素改为确认信号；若CRC校验失败，则在接收到所述信号发送设备发送的下一所述第一信息序列时重新译码。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当校验成功或校验失败时，所述取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码还包括：

判断所述第一变量t的值是否小于L，如果是，设置所述t＝t+1，并返回所述检索所述第二重传控制队列位置t存储的元素的值的步骤；否则，确定所述重新译码结束。

9.一种基于极化码的HARQ信号发送装置，应用于信号发送设备，所述信号发送设备与信号接收设备连接，其特征在于，所述装置包括：待发送数据获取模块、第一触发模块、第一发送模块、第一接收模块、第一判断模块、第二发送模块、第二接收模块和发送结果确定模块，

所述待发送数据获取模块，用于获得待发送数据；

所述第一触发模块，用于将所述待发送数据拆分为多个数据块，并用于对每一数据块分别触发一次所述第一发送模块、所述第一接收模块、所述第一判断模块、所述第二发送模块、所述第二接收模块和所述发送结果确定模块；

所述第一发送模块，用于在第一次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，从多个数据块中选择一个数据块作为待发送信息序列，将该待发送信息序列的第一子序列存入发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

所述第一接收模块，用于接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识所述第一发送模块发送所述待发送信息序列是否成功的标识信号；当发送成功时，所述标识信号为确认信号，当发送失败时，所述标识信号为否认信号；

所述第一判断模块，用于在第Z次将所述待发送信息序列发送至所述信号接收设备时，判断是否有数据块剩余，如果是，则从剩余数据块中选择一个数据块作为初传信息序列；其中，Z为整数且大于1；

所述第二发送模块，用于在所述第一判断模块获得的判断结果为是时，将发送缓存队列中存储的各相应第一子序列的第二子序列的组合确定为重传信息序列，所述各相应的第一子序列为所述第一重传控制队列中各否认信号对应的第一子序列；将初传信息序列和重传信息序列确定为本次要发送的待发送信息序列；将确定的本次要发送的待发送信息序列的第一子序列存入所述发送缓存队列，并将该待发送信息序列进行极化编码并发送至所述信号接收设备；

所述第二接收模块，用于接收所述信号接收设备回传的第一重传控制队列，所述第一重传控制队列中存储有标识所述第二发送模块发送本次及至少前M次所述待发送信息序列是否成功的标识信号，其中，当Z小于或等于L时，M＝Z-1，当Z大于L时，M＝L-1；其中，L为最大重传次数；

所述发送结果确定模块，用于在所述第一判断模块获得的判断结果为否时，确定所述待发送数据发送完毕。

10.一种基于极化码的HARQ信号接收装置，应用于信号接收设备，所述信号接收设备与信号发送设备连接，其特征在于，所述装置包括：第二触发模块、译码判决模块、第二判断模块、第一处理模块和第二处理模块，

所述第二触发模块，用于对接收到的所述信号发送设备发送的每一第一信息序列分别触发一次所述译码判决模块、所述第二判断模块、所述第一处理模块和所述第二处理模块；

所述译码判决模块，用于对该第一信息序列进行极化码译码，获得译码判决后的第二信息序列；

所述第二判断模块，用于对所述第二信息序列进行循环冗余CRC校验，并判断CRC校验是否成功；

所述第一处理模块，用于在所述第二判断模块获得的判断结果为是时，将所述第二信息序列作为硬信息存入第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将空信息送入所述第一缓存队列，并将标识本次接收成功的确认信号送入所述第二重传控制队列；其中，当Z＝1时，所述第一信息序列不带重传信息序列；当Z大于1时，若Z小于或等于L，M＝Z-1，若Z大于L，M＝L-1；Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数；

所述第二处理模块，用于在所述第二判断模块获得的判断结果为否时，将所述第二信息序列译码判决前的相对可靠度的度量值存入所述第二缓存队列；如果本次接收的所述第二信息序列不带重传信息序列，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；否则，取出第一缓存队列中存储的前M次未成功译码的所述第一信息序列组成待重新译码信息序列，利用所述重传信息序列辅助所述待重新译码信息序列进行重新译码，将本次接收的所述第一信息序列送进所述第一缓存队列，并将标识本次接收失败的否认信号送入所述第二重传控制队列；其中，当Z＝1时，所述第一信息序列不带重传信息序列；当Z大于1时，若Z小于或等于L，M＝Z-1，若Z大于L，M＝L-1；Z为所述信号接收设备接收第一信息序列的次数，L为最大重传次数。