發(fā)布時(shí)間：2020-04-29 11:12

【摘要】：由Arikan教授提出的Polar碼,已經(jīng)從數(shù)學(xué)理論上證明,當(dāng)Polar碼的碼長(zhǎng)趨于無窮大時(shí)其Shannon限可達(dá)。相比于傳統(tǒng)的信道編碼,Polar碼可自適應(yīng)各種場(chǎng)景下的速率匹配要求,且構(gòu)造方法明確、無錯(cuò)誤平層,使得Polar碼后來居上,成為5G通信增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(enhanced Mobile Broadband,eMBB)場(chǎng)景中控制信道的信道編碼方案。由于連續(xù)刪除(Successive Cancellation,SC)譯碼方案串行處理的特點(diǎn),譯碼性能不太理想。采用連續(xù)刪除列表(Successive Cancellation List,SCL)譯碼方案可有效解決這一問題,可在SC譯碼方案基礎(chǔ)上獲得較大的性能增益,但復(fù)雜度較高。因此,在保持優(yōu)異的糾錯(cuò)性能前提下降低復(fù)雜度對(duì)Polar譯碼器的實(shí)現(xiàn)來說具有極大的研究意義。在“增強(qiáng)移動(dòng)寬帶5G終端模擬器研發(fā)”項(xiàng)目支持下,對(duì)5G新無線(New Radio,NR)Polar碼的譯碼算法進(jìn)行了深入研究,研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.針對(duì)SC譯碼算法復(fù)雜度高和最小和譯碼算法定點(diǎn)性能較差的問題,提出了量化和積(Quantized Sum Product,QSP)算法。運(yùn)用量化和積函數(shù)代替SC譯碼算法中的雙曲函數(shù)運(yùn)算,即僅需乘法和加法操作,降低了計(jì)算復(fù)雜度,易于硬件實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果表明,提出的量化和積算法較SC譯碼算法的性能損失不超過0.1dB。當(dāng)誤碼率達(dá)到10~(-4)時(shí),所提算法比現(xiàn)有的分段線性近似算法有0.4dB的性能增益。相比于SC譯碼算法和最小和譯碼算法,QSP算法是性能和計(jì)算復(fù)雜度的折中。將所提方案移植到SCL算法中,性能逼近SCL譯碼算法。2.在數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor,DSP)上完成了PDCCH(Physical Downlink Control Channel,物理下行控制信道)發(fā)送端和接收端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)工作,并通過羅德的信號(hào)頻譜分析儀ROHDESCHWARZ FSW200驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)與5G NR技術(shù)規(guī)范的一致性。由于現(xiàn)有的DSP芯片并沒有相關(guān)的Polar譯碼器協(xié)處理器,所以針對(duì)Polar碼的DSP實(shí)現(xiàn),基于TMS320C6678多核DSP,提出適合于該芯片的一種循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check,CRC)輔助SCL譯碼架構(gòu),并對(duì)架構(gòu)中的各個(gè)模塊進(jìn)行了C代碼實(shí)現(xiàn),其中詳細(xì)設(shè)計(jì)了處理單元(Processing Element,PE)架構(gòu),相比于原始SCL方案,提出的量化和積方案在PE處理時(shí)間上減少了17倍之多。合理地利用了有限的硬件資源,增加了硬件處理效率。
【圖文】：

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文 、大連接、低功耗的通信系統(tǒng)，希望術(shù)能夠在 5G 系統(tǒng)中運(yùn)用，用戶體驗(yàn) 4G 時(shí)需要花幾個(gè)小時(shí)下載的電影時(shí)延的 5G 網(wǎng)絡(luò)將在未來的無人駕駛R)等前沿技術(shù)領(lǐng)域中扮演重要的角可缺少的必要條件。 10201005G峰值速率（Gbit/s）用戶體驗(yàn)速率（Mbit/s）

第 3 章 Polar 碼的低復(fù)雜度 QSP 譯碼方案 利用這種思想，可以進(jìn)一步改進(jìn) Polar 碼的最小和譯糾錯(cuò)性能。 分析中，令lncosh( x ) x ln2便得到最小和譯碼算法 x ln2的線性分段近似圖。 看出，當(dāng)0 x 1時(shí)，，lncosh( x )與 x ln2的差別較大 ln2的差值達(dá)到了ln2，具體如圖 3.2 所示。眾所周能的嚴(yán)重退化。尤其在實(shí)現(xiàn)中，由于必須通過量化表Polar 碼的最小和算法性能損失更加嚴(yán)重。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：2644513