發(fā)布時間：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信道下能夠達到香農(nóng)極限的構(gòu)造碼,并且極化碼的編碼與譯碼復雜度都很低,由于極化碼所具有的這些優(yōu)點,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,針對這些因素進行了研究。不同的信道類型,具有不同的信道極化的計算方法。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程。編碼過程是用矩陣來表示信道極化組合與分解的過程,編碼過程最重要的是求得生成矩陣,文中分析了生成矩陣的計算公式,詳細討論了極化碼的編碼過程。極化碼采用連續(xù)消除(SC)譯碼算法進行譯碼,譯碼過程是一系列的迭代,SC譯碼算法譯碼復雜度較低。文中首先分析了基本SC譯碼算法,并對不同信道下SC譯碼的性能進行了研究。在BEC和BSC信道,仿真研究了誤碼性能與碼率、碼長以及擦除概率等的關(guān)系。在高斯信道下,采用高斯近似法進行極化,使極化碼應用于高斯信道,然后綜合考慮了碼率、碼長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。通過觀察譯碼結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)存在一些特殊的碼元,譯碼時所需計算的節(jié)點遠多于平均,針對這類碼元提出了改進措施。在編碼時這些碼元也設(shè)置為固定值,在譯碼時避免了多余的計算,最后對改進方法進行了仿真驗證,結(jié)果表明在存在孤立節(jié)點的情況下,譯碼復雜度降低了。
【關(guān)鍵詞】：信道編碼 極化碼 信道極化 SC譯碼算法
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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關(guān)系19-20
• 2.3 不同信道的極化20-22
• 2.3.1 二進制擦除信道(BEC )20-21
• 2.3.2 二進制對稱信道(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27-29
• 3.2 極化碼SC譯碼算法設(shè)計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 提出一種改進算法38-41
• 3.5.1 極化碼的改進算法39-40
• 3.5.2 極化碼的改進算法的實施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 提出的改進算法仿真53-55
• 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-62
• 致謝62

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