本文關(guān)鍵詞：極化碼的譯碼算法研究及實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展,用戶對數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性要求也越來越高。信道編碼技術(shù)是提高通信系統(tǒng)性能的有效方法,所以尋找一種可以達到香農(nóng)極限的編碼方式是編碼領(lǐng)域一直以來的研究熱點。近來,由E.Arikan提出的極化碼(Polar Code)是目前唯一的一種有確定構(gòu)造方式的,在二進制離散無記憶信道下能夠達到香農(nóng)極限的信道編碼方式。同時其規(guī)則的編碼方式,較低的編解碼復雜度,都使其成為近來糾錯碼領(lǐng)域的研究熱點。極化碼主要有連續(xù)消除算法(Successive cancellation, SC)和置信度傳播算法(Belief Propagation, BP)兩種譯碼算法。傳統(tǒng)的SC算法由于其按比特連續(xù)譯碼的特點而導致其在長碼時擁有很高的譯碼延遲。本文首先在充分理解極化碼原理的基礎(chǔ)上,提出一種改進的極化碼SC譯碼算法。該改進的SC譯碼算法可在保證糾錯性能不變的條件下,降低25%的譯碼延遲。在此基礎(chǔ)上,本文提出一種減少階數(shù)的SRSC譯碼器(Stage-Reduced SC Decoder),并設計出其相應的譯碼器結(jié)構(gòu)。相對于傳統(tǒng)的SC譯碼器,SRSC譯碼器能在保持糾錯性能的不變前提下,減少50%的譯碼延遲。極化碼的BP算法由于其并行譯碼的特點,譯碼速度更快,更加有利于實際應用。針對傳統(tǒng)的極化碼BP譯碼算法階數(shù)多,關(guān)鍵路徑短的特點,本文提出一種高效的,將相鄰階合并的極化碼SCBP譯碼算法(Stage-Combined BP Decoding),詳細介紹了該算法中基于路徑的置信度估計方法。仿真結(jié)果表明,該算法可以在不損失糾錯性能的條件下,減少一半的譯碼階數(shù)。基于該新的算法,本文設計出其相應的SCBP譯碼器結(jié)構(gòu)。綜合結(jié)果表明,該SCBP譯碼器能有效減少50%的存儲需求,并有效減少譯碼器面積,降低譯碼延遲,提高吞吐率。
【關(guān)鍵詞】：極化碼 譯碼器 譯碼算法 連續(xù)消除算法(SC) 置信度傳播算法(BP) 硬件結(jié)構(gòu)
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 課題背景13-17
• 1.1.1 數(shù)字通信系統(tǒng)13-14
• 1.1.2 信道編碼14-15
• 1.1.3 極化碼研究背景及現(xiàn)狀15-17
• 1.2 課題目的和意義17-18
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和主要貢獻18
• 1.3.1 極化碼SC譯碼算法的優(yōu)化及SRSC算法18
• 1.3.2 SCBP算法及其譯碼器的設計18
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)18-19
• 1.5 課題來源19-20
• 第二章 極化碼基礎(chǔ)20-30
• 2.1 本章概述20
• 2.2 定義與基本概念20-22
• 2.3 信道極化現(xiàn)象22-26
• 2.3.1 信道合并(Channel Combining)22-23
• 2.3.2 信道拆分(Channel Splitting)23-24
• 2.3.3 信道極化效應24-26
• 2.4 極化碼的編解碼26-30
• 2.4.1 極化碼的構(gòu)造26-27
• 2.4.2 編解碼過程27-28
• 2.4.3 極化碼的性能28-30
• 第三章 極化碼SC譯碼算法的優(yōu)化及SRSC算法30-43
• 3.1 本章概述30
• 3.2 極化碼SC譯碼器及其優(yōu)化30-35
• 3.2.1 簡要回顧30-31
• 3.2.2 傳統(tǒng)的SC譯碼器31-32
• 3.2.3 傳統(tǒng)的SC譯碼器架構(gòu)32-33
• 3.2.4 優(yōu)化的SC譯碼器架構(gòu)33-35
• 3.3 SRSC(Stage-Reduced SC)算法35-40
• 3.3.1 減少一階的SRSC算法35-38
• 3.3.2 減少多階的SRSC算法38-40
• 3.4 硬件結(jié)構(gòu)與比較40-42
• 3.4.1 SRSC譯碼器的硬件結(jié)構(gòu)40-41
• 3.4.2 譯碼延遲分析41-42
• 3.4.3 比較42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 極化碼BP算法的研究及SCBP算法43-60
• 4.1 本章概述43
• 4.2 BP算法43-45
• 4.3 SCBP(Stage-Combined BP)譯碼算法45-53
• 4.3.1 合并相鄰階的因子圖45-46
• 4.3.2 BE4的置信度運算46-52
• 4.3.3 性能比較52-53
• 4.4 SCBP譯碼器的硬件實現(xiàn)53-59
• 4.4.1 參數(shù)選擇53-55
• 4.4.2 硬件結(jié)構(gòu)55-57
• 4.4.4 綜合比較57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 本文總結(jié)60
• 5.2 未來工作展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-66
• 攻讀學位期間發(fā)表的文章66-67

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