香農(nóng)于1948年將信道編碼理論提出以后,為使信道傳輸速率能夠達(dá)到該理論提出的香農(nóng)限,相關(guān)學(xué)者展開(kāi)積極的探索。一些編碼方案(如LDPC碼和Turbo碼)已經(jīng)呈現(xiàn)出優(yōu)異的性能,離香農(nóng)限僅有0.1dB的差距。Erdal Arian于2009年提出極化碼,該編碼方案從理論上被嚴(yán)格證明能夠達(dá)到香農(nóng)限,引起了信道編碼領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注。極化碼憑借著優(yōu)異的性能,表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。極化碼在編碼位數(shù)很長(zhǎng)的情況下能呈現(xiàn)出良好的性能,然而在短碼字的情況下,譯碼性能并不理想。迫于此種情況,必須對(duì)極化碼譯碼性能進(jìn)行優(yōu)化。本文針對(duì)極化碼編譯碼性能展開(kāi)研究,并著重討論其譯碼性能。本文的主要工作如下:1.對(duì)于信道極化現(xiàn)象,分析信道結(jié)合和分裂的過(guò)程。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步闡述極化碼編碼原理,給出生成矩陣的推導(dǎo)和信道可靠性估計(jì)的準(zhǔn)則。對(duì)極化碼的SC譯碼算法和BP譯碼算法進(jìn)行原理概括。2.詳細(xì)分析SC譯碼算法,指出譯碼不足�；趦鼋Y(jié)比特位分析,通過(guò)對(duì)信息比特位選取方案的改進(jìn),可以有效降低該譯碼算法的延遲性。3.分析了Polar-LDPC級(jí)聯(lián)方案的優(yōu)勢(shì),指出方案的可行性,闡述改善極化碼譯碼性能的原理�；谔岢龅募�(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu),給出算法步驟,并通過(guò)軟件仿真驗(yàn)證該方案的有效性。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN911.22
【部分圖文】：

圖 2.4 刪除率 0.5的 BEC 信道對(duì)稱容量( )( )iNI W 極化圖10i 1,..., N 2步地，在經(jīng)過(guò)102 、162 、222 次聯(lián)合分裂極化操作后，可以直接觀測(cè)到各個(gè)子信不一致的具體情況�？梢哉f(shuō)明的是，編碼位數(shù) N 的不斷增加，子信道中信道容道數(shù)目占總信道的一半，所占比例由 BEC 信道的具體情況而定，文章所用信道數(shù)為 �？煽啃怨烙�(jì).1 節(jié)中，已詳細(xì)闡述極化現(xiàn)象，著重分析其極化現(xiàn)象發(fā)生的條件，以及極化現(xiàn)使得極化現(xiàn)象明顯。極化碼編碼是基于上述信道極化現(xiàn)象來(lái)構(gòu)建的，但是究竟極化子信道中信道容量趨近于 1的信道是一個(gè)需要考慮的重要問(wèn)題。盡管在式（出如何計(jì)算信道容量的方法，與此同時(shí)該參數(shù)意味著在信道W 實(shí)現(xiàn)可靠通信傳論上所能達(dá)到的極限通信傳輸速率，但是在實(shí)際的編碼過(guò)程中，既要要求信道

圖 3.4 改進(jìn)后 SC 譯碼算法仿真（N=1024）將單比特翻轉(zhuǎn)算法作為改進(jìn) SC 譯碼階段的譯碼補(bǔ)償方案。圖 3.4 的仿真結(jié)果表明，隨比特位轉(zhuǎn)換位數(shù)增大而趨于線性比例下降。通過(guò)單比特翻轉(zhuǎn)算法的引入，譯碼性允許了凍結(jié)比特位轉(zhuǎn)換為信息比特位，使譯碼輸出更加可靠。章小結(jié)于分析極化碼編碼中的凍結(jié)比特位置，將其中的一些特定的信息位和凍結(jié)比特位進(jìn)換，實(shí)現(xiàn)新的混合比特方案。根據(jù)傳統(tǒng) SC 譯碼算法結(jié)構(gòu)，減少其中的譯碼冗余計(jì)算碼延遲。算法改進(jìn)的本質(zhì)是通過(guò)犧牲較低的誤碼率性能來(lái)?yè)Q取大幅度的減少譯碼延消單比特翻轉(zhuǎn)譯碼算法的引入，可以有效的進(jìn)行譯碼補(bǔ)償，降低誤碼率。現(xiàn)階段尋譯碼補(bǔ)償手段值得進(jìn)一步展開(kāi)深入研究。

圖 4.8 AWGN 信道Polar LDPC級(jí)聯(lián)碼譯碼性能曲線圖上圖仿真表明，該 碼級(jí)聯(lián)方案對(duì)極化碼的譯碼性能優(yōu)化是有所體，主要有兩點(diǎn)：）兩種碼字優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)。對(duì)于極化碼而言，其優(yōu)異的性能迫于自身的編碼結(jié)構(gòu)規(guī)法的內(nèi)在機(jī)制，要想達(dá)到可以在實(shí)際傳輸系統(tǒng)中低標(biāo)準(zhǔn)的誤碼率，那么則需要噪比用以條件保證。該方案為了將信道容量達(dá)到香農(nóng)限，碼長(zhǎng)必須大幅度增加是碼長(zhǎng)的增加，雖然可以一定程度上帶來(lái)誤碼率的降低，但該實(shí)現(xiàn)方式并不能。極化碼缺陷的本質(zhì)在于對(duì)短碼并不友好，性能優(yōu)勢(shì)得不到體現(xiàn)。信噪比達(dá)到LDPC 碼字有著錯(cuò)誤平層效應(yīng)，誤碼率不再隨著信噪比的提高而降低。主要是anner圖相關(guān)性質(zhì)的連通性太差，譯碼錯(cuò)誤發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)碼字也不能正常譯整體結(jié)合來(lái)看，LDPC 對(duì)信噪比參數(shù)的要求并不高，而極化碼的 Tanner 圖有著果。兩種碼字的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，有效的整合了兩種碼字的優(yōu)點(diǎn)，使得傳輸性能得到
【參考文獻(xiàn)】

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1 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;鄔賀銓;;5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)[J];中國(guó)科學(xué):信息科學(xué);2014年05期

本文編號(hào)：2875929