隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展,具有高可靠性,低傳輸延遲,超高傳輸速度的第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）系統(tǒng)成為了通信領(lǐng)域最受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。2019年6月,工信部發(fā)放5G牌照,標(biāo)志著我國進(jìn)入了5G商用階段。Polar碼,又名極化碼,作為第一種可達(dá)香農(nóng)限的碼字,已被選為5G的控制信道編碼的標(biāo)準(zhǔn)之一,具有極高的潛力與研究價(jià)值。然而在有限碼字長度的場景中,此時(shí)信道合并與分裂的操作難以達(dá)到完美狀態(tài),極化碼的性能仍差于其他先進(jìn)信道編碼技術(shù)。為了提升Polar碼的性能,使其能夠在5G系統(tǒng)里面更加順利的使用,可將Polar碼與其他先進(jìn)的碼字級(jí)聯(lián),以此優(yōu)化其傳輸性能。本文以Spinal-Polar為主體,同時(shí)深入分析了理論誤碼率以及不等碼率方案,主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容:Spinal-Polar交織級(jí)聯(lián)碼與其改進(jìn)方案、Spinal-Polar方案的誤碼概率上界推導(dǎo)和以誤碼率上界為核心的碼率劃分方法的優(yōu)化建模求解。為優(yōu)化有限長度Polar碼的傳輸性能,本文設(shè)計(jì)了應(yīng)用交織連接方式的Spinal-Polar碼方案。2011年提出的Spinal碼是一種偽隨機(jī)無速率碼,短碼高性能的特性使其適合作為Polar碼級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的外碼... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-2兩個(gè)二維信道合并

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-21-針對(duì)于此，本小節(jié)提出連續(xù)迭代解碼方法方案，核心思想為利用外碼的先驗(yàn)信息反饋給內(nèi)碼譯碼端進(jìn)行迭代更新，如圖3-4所示：1,12,1,11,22,2,21,2,,=nnmmnmyyyyyyyyyY1,12,1,11,22,2,21,2,,nnmmnmuuuuuuuuuU1,12,1,11,22,2,21,2,,nnmmnmyyyyyyyyyY圖3-4迭代解碼過程設(shè)接收端收到矩陣Y，首先對(duì)接收矩陣的每一行的首個(gè)符號(hào)使用SC譯碼得到對(duì)應(yīng)每個(gè)極化碼碼字的首個(gè)符號(hào)位，依次得到的符號(hào)縱向組成首個(gè)外部碼字，對(duì)應(yīng)Y的首列。下一步進(jìn)行Spinal的解碼得到相應(yīng)的矩陣U的首列。同時(shí)將此結(jié)果作為更新信息傳輸反饋回極化碼的SC解碼步驟中去，作為下一輪的更新先驗(yàn)信息繼續(xù)各碼字下一個(gè)符號(hào)的解碼。不斷進(jìn)行此步驟并迭代n次，直到矩陣中所有的Spinal-Polar字比特位譯碼結(jié)束。通過這種行列交叉譯碼的方式，極化碼SC譯碼的每一輪都會(huì)有上一輪的外部Spinal碼譯碼先驗(yàn)信息的矯正，因此可以大大降低極化碼SC譯碼的錯(cuò)誤比特衍生，從而提高整體方案的誤碼率性能。3.2.3碼率劃分方法極化碼在實(shí)現(xiàn)信道極化時(shí)，若受限于有限碼長，則不完全極化的中間信道會(huì)參與到傳輸中，如圖3-5是子信道數(shù)目為256的極化示意圖。圖3-5信道極化

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-24-3.3仿真結(jié)果及分析本小節(jié)對(duì)Spinal-Polar進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并對(duì)各個(gè)改進(jìn)方案進(jìn)行了性能仿真與對(duì)比。對(duì)于迭代解碼，與原始級(jí)聯(lián)碼中應(yīng)用的傳統(tǒng)分離譯碼進(jìn)行比較，同時(shí)在相同碼率的前提下與單純Polar碼、RS-Polar碼進(jìn)行了傳輸性能對(duì)比，來證明Spinal-Polar的優(yōu)勢。對(duì)于部分級(jí)聯(lián)，給出了不同比例子信道部分級(jí)聯(lián)的仿真對(duì)比，與碼率劃分方法以及相對(duì)應(yīng)碼率單純Polar碼的性能對(duì)比。外部Spinal碼字?jǐn)?shù)目為128，每個(gè)Spinal碼字信息長度為16bits,通道數(shù)目L16，分塊長度k4bits，則Spinal編碼矩陣大小12864bits。Polar內(nèi)碼的單個(gè)碼字長度為256bits，碼率設(shè)置為1/2。則極化碼的信息位長度為128bits，總體矩陣大小為64256bits，在BAWGNC下傳輸。同時(shí)為了保證對(duì)比的公平性，其中單純的非級(jí)聯(lián)Polar碼、用于進(jìn)行性能對(duì)比的RS-Polar碼與Spinal-Polar的碼率，包括輸入信息序列長度都設(shè)置相同。圖3-7Spinal-Polar迭代解碼性能分析由圖3-7中可得，采用連續(xù)迭代解碼的方案比原始的分離譯碼具有更低的誤碼概率。當(dāng)SNR取值高于1.3dB時(shí)，迭代解碼的Spinal-Polar明顯要比非級(jí)聯(lián)的Polar碼的傳輸性能更好；在信噪比取值高于1.9dB時(shí)，分離譯碼的傳輸性能優(yōu)于非級(jí)聯(lián)的Polar碼。無論采用哪種譯碼方式，Spinal-Polar碼在信道條件較差時(shí)，由此產(chǎn)生的大量錯(cuò)誤比特超出了外部Spinal碼的糾錯(cuò)能力，則此時(shí)相當(dāng)于對(duì)錯(cuò)誤比特進(jìn)行級(jí)聯(lián)保護(hù)，對(duì)比與單純的Polar碼自然會(huì)性能較差。隨著信道條件的改善，錯(cuò)誤比特逐漸減少，級(jí)聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)勢凸顯，兩種解碼方式的級(jí)聯(lián)碼性能都逐漸優(yōu)于單純

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]增強(qiáng)性移動(dòng)泛在智慧環(huán)境——物聯(lián)網(wǎng)的高級(jí)態(tài)勢[J]. 張平,李世林,胡錚.  物聯(lián)網(wǎng)學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]5G信道編碼技術(shù)研究綜述[J]. 于清蘋,史治平.  無線電通信技術(shù). 2018(01)

碩士論文
[1]中短碼長Polar碼的性能改善研究[D]. 董丹.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3605634