自《通信的數(shù)學(xué)理論》問(wèn)世以來(lái),每一位通信界的研究學(xué)者都在嘗試設(shè)計(jì)出一種新的信道編碼方式,旨在向傳輸信道的容量極限逼近。Turbo和LDPC(Low Density Parity Check,LDPC)雖然達(dá)到了非常接近香農(nóng)界的優(yōu)異性能,但沒(méi)有嚴(yán)格的可達(dá)性證明。極化碼是由Erdal Arikan在2009年提出的第一個(gè)被嚴(yán)格證明可以達(dá)到信道容量的信道編碼方法,以其極低的編譯碼復(fù)雜度和信道容量可達(dá)性受到了學(xué)術(shù)界前所未有的關(guān)注。本文主要關(guān)注和研究極化編碼理論,重點(diǎn)對(duì)逐次消除譯碼(Successive Cancellation Decoding,SCD)算法及其改進(jìn)譯碼算法進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)、研究,并提出了基于分段的列表譯碼的改進(jìn)方案。本文主要包括以下兩個(gè)方面的工作:第一,對(duì)極化碼的編碼原理進(jìn)行了分析。通過(guò)分析二進(jìn)制對(duì)稱無(wú)記憶信道(Binary-input Symmetric Memoryless Channels,BSMC)的互信息分布得出:二進(jìn)制擦除信道(Binary Erasure Channel,BEC)的互信息分布集中在極值處,繼而推導(dǎo)出極化碼的信道極化原理。并對(duì)BSMC信道進(jìn)行串行聯(lián)合和并行聯(lián)合的互信息分布進(jìn)行分析;最后對(duì)極化碼傳輸信道的可靠性度量做了詳細(xì)的分析研究。第二,在基于對(duì)極化碼的逐次抵消譯碼算法(Successive Cancellation Decoding,SCD)進(jìn)行分析后,本文提出了一種基于分段的列表譯碼算法。首先本文在研究SCD算法的基礎(chǔ)上,分析了SCD的改進(jìn)譯碼算法,如CA-SCL、SSCD、SCAN等,仿真結(jié)果顯示列表譯碼算法可以達(dá)到最大似然譯碼的性能,SSCD、SCAN兼具效率和性能的優(yōu)勢(shì)。然后提出了改進(jìn)的分段列表譯碼算法:通過(guò)將信息比特進(jìn)行隨機(jī)分段,然后將分段后的信息塊使用不同長(zhǎng)度的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(Cyclic redundancy check,CRC)進(jìn)行編碼,經(jīng)極化編碼送入到高斯白噪聲信道(Additive White Gaussian Noise Channel,AWGNC)進(jìn)行BPSK調(diào)制。在接收端經(jīng)列表譯碼后,對(duì)于不同的信息塊使用相應(yīng)的CRC生成多項(xiàng)式進(jìn)行校驗(yàn)篩選,在進(jìn)行CRC校驗(yàn)的過(guò)程中,當(dāng)相應(yīng)的CRC校驗(yàn)成功,同時(shí)該信息路徑在所有的信息路徑中有最大的對(duì)數(shù)似然比,則為下一段篩選和存儲(chǔ)該信息路徑,否則宣布譯碼失敗。仿真結(jié)果表示,本文提出的譯碼方案在不改變復(fù)雜度的前提下,降低了計(jì)算單元、并提高了極化碼的譯碼性能,尤其適用于碼長(zhǎng)較短的通信情景中。
【學(xué)位單位】：江西財(cái)經(jīng)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN911.22
【部分圖文】：

BAWGNC的概率密度函數(shù)因此，BSMC信道的對(duì)稱容量可以被重寫為()()

圖a為BSC(藍(lán)色)、BEC(紅色)的互信息分布，圖b為BAWGNC的互信息分布

互信息分布
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 陳凱;極化編碼理論與實(shí)用方案研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2842768