【摘 要】
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近年来,极化码已成为信道编码领域的研究热点之一,并且已被用作5G增强移动宽带业务(Enhanced Mobile Broadband,eMBB)场景中控制信道的编码方案。大多数极化码的研究都是基于码长N=2n,然而实际应用中需要更灵活的码长。使用大于2维的高维内核构造极化码通常可取得更好的性能,将高维内核与2维内核级联构造多维极化码可获得更灵活的码长。本文对多维内核极化码实现任意码长的构造方法进行
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近年来,极化码已成为信道编码领域的研究热点之一,并且已被用作5G增强移动宽带业务(Enhanced Mobile Broadband,eMBB)场景中控制信道的编码方案。大多数极化码的研究都是基于码长N=2n,然而实际应用中需要更灵活的码长。使用大于2维的高维内核构造极化码通常可取得更好的性能,将高维内核与2维内核级联构造多维极化码可获得更灵活的码长。本文对多维内核极化码实现任意码长的构造方法进行研究,并在多维内核极化码的 CA-SCL(CRC Aided Successive Cancellation List)译码算法基础上,提出 CA-PSCL(CA-Permuted SCL)译码算法,主要工作如下:(1)为了实现任意码长的极化码,本文提出基于多维内核极化码的凿孔算法。通过不同维度内核构造与子码码长更相近的母码并执行凿孔算法,减少凿孔的比特数,相比较基于2维内核极化码的凿孔算法具有更好的性能。通过具体分析每种凿孔方案中多维内核极化码信道容量的转移和SC译码错误概率上限,得到相应的凿孔方案。计算凿孔后的生成矩阵的距离谱,通过贪婪算法,重新选择极化码的位置信息,在有限码长下得到更好的性能。结果表明,当子码为(191,96)时,通过SCL(L=8)译码算法,且误帧率(Block Error Rate,BLER)为10-4时,本算法比基于母码(256,96)的凿孔算法有0.55dB增益,凿孔的比特数减少64个。(2)为了进一步提高多维内核极化码的译码性能,本文提出一种改进的CA-PSCL译码方法。虽然编码结构中任意两个2维内核的阶进行置换可获得相同的极化效果,但是当编译码结构同时进行置换时,会改变原有极化子信道的排列顺序。在匹配置换编码结构的译码器中,可靠性较高的极化子信道传输的信息比特会较早地被译码成功,提高了后续比特译码的可靠性,进而提高译码器整体性能。通过改变接收端对数似然比(11r)的排列顺序,译码器结构在不变的情况下匹配置换的编码结构。结果表明采用(192,96)极化码,在BLER=10-4时,CA-PSCL(L=8)算法相较于SCL(L=8)算法提高了大约0.25dB。
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