隨著5G時(shí)代的到來,人們對(duì)通信中的可靠性要求越來越高。極化碼作為5G移動(dòng)寬帶中的一種編碼方案,它雖然是較新提出的一種理論上能夠達(dá)到香農(nóng)極限的信道編碼,且具有較低復(fù)雜度的優(yōu)點(diǎn),但是對(duì)中短碼字的譯碼性能不如LDPC碼。然而,LDPC碼雖然對(duì)于中短碼字有著良好的譯碼性能,但是在高信噪比的區(qū)域內(nèi)會(huì)有不可避免的錯(cuò)誤平層出現(xiàn)。因此為了能夠使極化碼在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中具有更好的傳輸可靠性,論文提出了Polar-Interleave-LDPC(極化碼-交織器-LDPC碼)級(jí)聯(lián)碼的概念。Polar-Interleave-LDPC級(jí)聯(lián)碼是在極化碼的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)極化碼、塊交織器以及LDPC碼的單級(jí)串行級(jí)聯(lián),以達(dá)到提高極化碼可靠性的目的。論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)極化碼與LDPC碼的實(shí)現(xiàn)。在高斯白噪聲信道的基礎(chǔ)上,分別實(shí)現(xiàn)極化碼與LDPC碼的編譯碼過程。在實(shí)現(xiàn)極化碼的譯碼過程中,分別用連續(xù)消除(SC)譯碼算法和置信傳播(BP)譯碼算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,SC譯碼算法的譯碼性能和復(fù)雜度均優(yōu)于BP譯碼算法。(2)極化碼與LDPC碼的級(jí)聯(lián)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在級(jí)聯(lián)方案設(shè)計(jì)的過程中,當(dāng)直接的將極化碼與LDPC碼級(jí)聯(lián)時(shí),編譯碼過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些連續(xù)性的誤碼,而通過對(duì)極化碼與LDPC碼的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知,兩者對(duì)連續(xù)性的誤碼都沒有很強(qiáng)的糾錯(cuò)能力。然而,塊交織器能夠很容易的把連續(xù)性誤碼轉(zhuǎn)換為隨機(jī)性誤碼且實(shí)現(xiàn)起來比較簡(jiǎn)單,對(duì)級(jí)聯(lián)碼的編譯碼性能有很小的影響,因此本文在級(jí)聯(lián)碼方案設(shè)計(jì)中加入了塊交織器,最終形成了Polar-Interleave-LDPC級(jí)聯(lián)碼。提出該級(jí)聯(lián)方案后,首先對(duì)該級(jí)聯(lián)方案做出了優(yōu)勢(shì)和可行性的分析;其次給出級(jí)聯(lián)方案的具體編譯碼過程;最后對(duì)級(jí)聯(lián)方案的編譯碼時(shí)間復(fù)雜度進(jìn)行了詳細(xì)分析。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比與分析。按照級(jí)聯(lián)方案的設(shè)計(jì),在Matlab軟件上仿真實(shí)現(xiàn)Polar-Interleave-LDPC級(jí)聯(lián)碼的編譯碼過程。在碼長(zhǎng)、碼率、發(fā)送幀數(shù)等條件一致的情況下,對(duì)極化碼、LDPC碼、Polar-LDPC級(jí)聯(lián)碼和Polar-Interleave-LDPC級(jí)聯(lián)碼進(jìn)行了仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在信噪比大于約1.6dB的情況下,Polar-Interleave-LDPC級(jí)聯(lián)碼譯碼性能均優(yōu)于其他幾種編碼。論文對(duì)極化碼的單級(jí)級(jí)聯(lián)算法進(jìn)行了分析與研究,這為以后對(duì)極化碼在多級(jí)級(jí)聯(lián)算法等方面的研究提供了一定的研究基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

4圖 2-3 信道4W 與2W 和 W 的關(guān)系ig. 2-3 The channel4W and its relation to2W and析可以得出信道組合的具體過程如圖 2-4 / 2 11 1 / 2 1 1, 2, / 2 / 2 ( | ) ( | ) ( N N N N N N N o e N N y u W y u u W y = ⊕ 1u2uN/2 1u N/2uN/2 1u+N/2 2u+N1u 1s2sN/2 1s N/2sN/2 1s+N/2 2s+N1s 1v2vN/2 1v N/2vN/2 1v+N/2 2v+N1v 1y2yN/2 1y N/2yN/2 1y+N/2 2y+N1y NRN/2WN/2W

圖 2-8 BP 譯碼算法實(shí)例Fig. 2-8 An example of belief propagation(i , j +N2)(i , j)(i +1, 2 j)(i + 1, 2 j 1)i ,jRi , j N2R+i , j N2L+i ,jLi 1,2jL+i 1,2jR+i 1,2 j1R+ +i 1,2 j1L+ 圖 2-9 BCB 模塊實(shí)例Fig. 2-9 An example of basic computational blocks能分析碼類的好壞，主要包括兩個(gè)方面：第一，就是看該類碼對(duì)，即誤碼率（BER）；第二，就是看該類碼對(duì)源碼編譯碼完幀率（FER）。對(duì)于極化碼而言，衡量該碼的性能也是通過用一個(gè)信息向量( , , , ) cN K u 表示時(shí)，經(jīng)過極化碼譯碼后，譯碼錯(cuò)誤。因此，當(dāng)我們用 ( , , , )P N K u 表示一個(gè)極化

織器能夠很容易的把連續(xù)性誤碼轉(zhuǎn)換成隨機(jī)性誤碼，且具有很低將塊交織器引入到了級(jí)聯(lián)碼中，以此來優(yōu)化級(jí)聯(lián)碼的性能，從而達(dá)能的目的。所以本文的設(shè)計(jì)方案就是在極化碼與 LDPC 碼的級(jí)聯(lián)碼 Polar-Interleave-LDPC 級(jí)聯(lián)碼。rleave-LDPC 級(jí)聯(lián)碼是以極化碼作為外碼，LDPC 碼為內(nèi)碼，中間的級(jí)聯(lián)碼。之所以這樣設(shè)計(jì)級(jí)聯(lián)碼，因?yàn)闃O化碼雖然是一種理論上信道編碼，但它是利用信道極化的原理進(jìn)行編譯碼的。信息傳輸過信道的信道容量都能達(dá)到最好，尤其是在中短碼字的編譯碼過程中不好的子信道，而在選擇信道的時(shí)候，會(huì)對(duì)子信道按照容量大小從信道容量較小的子信道會(huì)整體出現(xiàn)，隨機(jī)性很差，從而導(dǎo)致連續(xù)的沒有糾正連續(xù)誤碼的能力，所以在兩者中間加入塊交織器使之更趨就能很好的提高編譯碼的性能。在高信噪比的區(qū)域，LDPC 碼雖然，但是在交織器進(jìn)行交織后，連續(xù)性誤碼更加隨機(jī)，極化碼可以在糾錯(cuò)，降低誤碼率。本文在做研究和仿真的時(shí)候都是以二進(jìn)制的極礎(chǔ)進(jìn)行的。Polar-Interleave-LDPC 級(jí)聯(lián)碼的具體結(jié)構(gòu)框圖如圖 3-5 所Polar編碼器LDPC編碼器交織器源
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 李桂萍;支侃買;劉小航;;高斯信道下極化碼構(gòu)造方法研究[J];信息技術(shù);2015年09期

2 柯熙政;雷思琛;邵軍虎;陳強(qiáng);;基于極化碼的無線光通信副載波誤碼性能分析[J];紅外與激光工程;2015年06期

3 舒長(zhǎng)青;沙金;;極化碼編碼器的硬件實(shí)現(xiàn)[J];電視技術(shù);2014年13期

4 李桂萍;劉小航;;極化碼串行抵消譯碼算法的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年19期

本文編號(hào)：2891733