【摘要】：在信道編碼技術(shù)領(lǐng)域,追求香農(nóng)極限容量一直都是通信學(xué)者們夢寐以求的目標(biāo)。早期的Turbo碼和Low-density Parity-check(LDPC)碼技術(shù)已經(jīng)十分接近這一目標(biāo),但是沒能得到嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論證明,目前唯一能夠達到香農(nóng)極限的信道編碼技術(shù)也只有極化碼技術(shù).極化碼是一種基于信道極化現(xiàn)象而產(chǎn)生的一種信道專屬編碼,關(guān)于極化碼的理論研究可以被劃分為極化碼的構(gòu)造方法以及極化碼譯碼算法的研究。研究極化碼構(gòu)造方法的主要目的是在信道產(chǎn)生極化之后精準(zhǔn)的挑選出信道容量趨近于“1”的比特信道來傳送有用的信息位,而研究極化碼譯碼算法的目的則是在信息接收端以最精確的方式還原發(fā)送端所傳送過來的信息。本文首先對極化碼的理論進行了深入的分析和研究,詳細分析和介紹了信道極化現(xiàn)象及性質(zhì),對信道合并與拆分過程及原理進行了詳細的分解與說明。緊接著對極化碼的編碼與譯碼進行的了仔細的分析和研究,目前針對譯碼算法的研究已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒旌推毡?最具代表性的三種譯碼算法分別是Successive cancellation decoder(SCD),SCLD和CRC-SCLD譯碼算法,而關(guān)于極化碼構(gòu)造方法的研究則相對稀少,并且通過改進編碼構(gòu)造方法可以有效的提升極化碼的性能。接著對Monte-Carlo方法,Density evolution方法和高斯近似估計方法這三種經(jīng)典的編碼構(gòu)造方法進行了詳細的比較與研究,Monte-Carlo算法的精確度過度依賴重復(fù)計算的次數(shù),因此在實際應(yīng)用時其復(fù)雜度十分的高。密度演進算法的精確度雖然非常高,但是該方法在計算的過程中涉及到卷積運算,這對硬件的要求十分的苛刻。高斯近似估計方法存在極化速率過低的問題。最后本文回歸到極化碼編碼構(gòu)造的本質(zhì),通過設(shè)計不同的巴哈塔切亞參數(shù)來進行極化碼的編碼構(gòu)造,然后對這些參數(shù)構(gòu)造的極化碼進行性能評估,從中挑選出性能最好的參數(shù),實驗結(jié)果表明這種通過設(shè)計參數(shù)的構(gòu)造方法在性能上十分的接近于高斯近似估計方法,其不存在極化速度慢的問題,而且在所有構(gòu)造方法中具有最低的計算復(fù)雜度。
[Abstract]:In the field of channel coding, the pursuit of Shannon limit capacity has always been the goal of communication scholars. The early Turbo code and Low-density Parity-check (LDPC) code technology have been very close to this goal, but the strict mathematical theory has not proved that the only channel coding technology that can reach Shannon limit is polarization code technology. Polarization code is a kind of channel exclusive coding based on channel polarization phenomenon. The theoretical research on polarization code can be divided into the construction method of polarization code and the study of decoding algorithm of polarization code. The main purpose of the study of polarization code construction is to select exactly the bit channel whose channel capacity approaches "1" to transmit useful information bits after the channel is polarized. The purpose of studying the polarization code decoding algorithm is to restore the information transmitted by the sender in the most accurate way. In this paper, the theory of polarization codes is analyzed and studied in detail, the polarization phenomena and properties of channel are analyzed and introduced in detail, and the process and principle of channel merging and splitting are analyzed and explained in detail. Then, the coding and decoding of polarimetric codes are analyzed and studied carefully. At present, the research on decoding algorithms has been quite mature and universal. The three most representative decoding algorithms are Successive cancellation decoder (SCD) and CRC-SCLD decoding algorithms, respectively. However, the research on the construction method of polarization code is relatively rare, and the performance of polarization code can be improved effectively by improving the coding method. Then, three classical coding methods, Monte-Carlo method, Density evolution method, and Gao Si approximate estimation method, are compared in detail and the accuracy of Monte-Carlo algorithm is studied. Therefore, its complexity is very high in practical application. Although the accuracy of density evolution algorithm is very high, it involves convolution operation in the process of calculation, which is very demanding for hardware. The Gao Si approximate estimation method has the problem of low polarization rate. Finally, this paper returns to the essence of the encoding construction of polarization code, designs different parameters of Bahatatchea to construct the code of polarization code, and then evaluates the performance of the polarimetric code constructed by these parameters, and selects the best parameters. The experimental results show that the proposed method based on the design parameters is very close to the Gao Si approximate estimation method in performance and has the lowest computational complexity among all the construction methods without the problem of slow polarization speed.
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN911.22;TN929.5

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