發(fā)布時(shí)間：2017-09-12 19:10

  本文關(guān)鍵詞：極化碼SC譯碼算法研究

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【摘要】：極化碼(Polar Codes)是第一種能夠證明的B-DMC信道下能夠達(dá)到香農(nóng)極限的構(gòu)造碼,并且極化碼的編碼與譯碼復(fù)雜度都很低,由于極化碼所具有的這些優(yōu)點(diǎn),研究人員給予極化碼很大的關(guān)注。極化碼是在信道極化的基礎(chǔ)上構(gòu)造的,本文首先分析了信道極化的基本原理。在BEC等離散信道中,信道極化與信道數(shù)量N,擦除概率p有很大關(guān)系,針對(duì)這些因素進(jìn)行了研究。不同的信道類型,具有不同的信道極化的計(jì)算方法。文中研究了信息在BEC、BSC以及高斯信道等三種信道上的傳輸,分別分析了它們的極化過(guò)程。編碼過(guò)程是用矩陣來(lái)表示信道極化組合與分解的過(guò)程,編碼過(guò)程最重要的是求得生成矩陣,文中分析了生成矩陣的計(jì)算公式,詳細(xì)討論了極化碼的編碼過(guò)程。極化碼采用連續(xù)消除(SC)譯碼算法進(jìn)行譯碼,譯碼過(guò)程是一系列的迭代,SC譯碼算法譯碼復(fù)雜度較低。文中首先分析了基本SC譯碼算法,并對(duì)不同信道下SC譯碼的性能進(jìn)行了研究。在BEC和BSC信道,仿真研究了誤碼性能與碼率、碼長(zhǎng)以及擦除概率等的關(guān)系。在高斯信道下,采用高斯近似法進(jìn)行極化,使極化碼應(yīng)用于高斯信道,然后綜合考慮了碼率、碼長(zhǎng)和信噪比等與極化碼性能的關(guān)系,得出了誤碼率曲線。在SC譯碼的基礎(chǔ)上,研究了列表SC譯碼算法(SCL)和循環(huán)冗余校驗(yàn)輔助SCL算法(CA-SCL)在高斯信道的性能,與傳統(tǒng)SC譯碼算法相比,后兩種譯碼算法的復(fù)雜度增加了,仿真結(jié)果表明這兩種算法優(yōu)于基本SC算法。通過(guò)觀察譯碼結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)存在一些特殊的碼元,譯碼時(shí)所需計(jì)算的節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)多于平均,針對(duì)這類碼元提出了改進(jìn)措施。在編碼時(shí)這些碼元也設(shè)置為固定值,在譯碼時(shí)避免了多余的計(jì)算,最后對(duì)改進(jìn)方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明在存在孤立節(jié)點(diǎn)的情況下,譯碼復(fù)雜度降低了。
【關(guān)鍵詞】：信道編碼 極化碼 信道極化 SC譯碼算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.22
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 極化碼的產(chǎn)生與發(fā)展9-11
• 1.2.1 極化碼的SC譯碼研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用11
• 1.3 極化碼的關(guān)鍵技術(shù)11-13
• 1.4 極化碼的限制13
• 1.5 本文的結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第2章 極化碼理論基礎(chǔ)15-27
• 2.1 信道極化15-19
• 2.1.1 信道組合15-16
• 2.1.2 信道分解16-19
• 2.2 信道極化中信道的演進(jìn)關(guān)系19-20
• 2.3 不同信道的極化20-22
• 2.3.1 二進(jìn)制擦除信道(BEC )20-21
• 2.3.2 二進(jìn)制對(duì)稱信道(BSC )21
• 2.3.3 高斯信道21-22
• 2.4 極化碼編碼22-24
• 2.5 極化碼SC譯碼算法基本原理24-26
• 本章小結(jié)26-27
• 第3章 極化碼的SC譯碼算法27-42
• 3.1 極化碼編碼算法設(shè)計(jì)27-29
• 3.2 極化碼SC譯碼算法設(shè)計(jì)29-33
• 3.3 列表SC譯碼算法(LSC )33-37
• 3.4 循環(huán)冗余輔助SC L譯碼算法(C RC-SC L)37-38
• 3.5 提出一種改進(jìn)算法38-41
• 3.5.1 極化碼的改進(jìn)算法39-40
• 3.5.2 極化碼的改進(jìn)算法的實(shí)施40-41
• 本章小結(jié)41-42
• 第4章 仿真結(jié)果呈現(xiàn)與分析42-56
• 4.1 BEC信道下極化碼仿真42-47
• 4.1.1 不同擦除概率下極化碼的誤碼率仿真43-44
• 4.1.2 不同碼率條件下極化碼的仿真44-45
• 4.1.3 不同碼長(zhǎng)情況下的極化碼仿真45-46
• 4.1.4 BEC信道下極化碼的誤幀率情況46-47
• 4.2 BSC信道下的極化碼仿真47-48
• 4.3 高斯信道下的極化碼的仿真結(jié)果48-51
• 4.4 改進(jìn)SC譯碼算法仿真結(jié)果51-52
• 4.4.1 SC L譯碼算法仿真結(jié)果51-52
• 4.4.2 循環(huán)冗余校驗(yàn)輔助SC L譯碼算法仿真結(jié)果(C A-SC L)52
• 4.5 極化碼與LDPC碼的性能比較52-53
• 4.6 提出的改進(jìn)算法仿真53-55
• 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 致謝62

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