论文部分内容阅读
极化码是目前唯一一种被证明了能在二进制离散无记忆信道下达到香农限的信道编码,由于其优越的性能以及较低的编译码复杂度,受到了业界广泛的关注。并且在2016年11月,极化码被确定为第五代移动通信中增强型移动带宽场景下控制信道的信道编码方案。而新型多址接入技术SCMA和Massive MIMO也是未来5G移动通信中的关键技术之一。本文首先介绍了极化码的基本原理及其极化过程,并根据此给出了极化码的编码结构以及编码过程,本文对现有的几种主流的极化码译码算法进行了仿真比较分析。并且重点研究了极化码的置信度传播(BP)译码算法,在原始BP译码算法的基础上,推导了基于min-sum的BP译码算法和概率域的BP译码算法。并且,将概率跟踪结构TFM引入极化码BP译码算法的概率计算实现,提出了一种新型的基于概率计算的极化码BP译码算法,实现了以概率比特进行迭代译码,并降低了硬件面积开销。同时,提出了一种后处理方法来对原始的BP译码算法进行改进,在增加一定迭代次数的条件下,明显地提升了极化码BP译码算法的性能。然后,本文研究了基于极化码编码的SCMA系统。针对传统的迭代检测译码算法存在的收敛性慢以及复杂度高的问题,本文将SCMA的MPA检测算法的因子图与极化码BP译码算法的因子图联合在一起构成了联合因子图,并基于此提出了联合检测译码算法。将联合检测译码算法与传统的迭代检测译码算法进行了对比分析,结果表明,联合检测译码算法不仅在性能上要优于传统的迭代检测译码算法,在计算复杂度上也要低于传统的迭代检测译码算法。最后,本文提出了大规模MIMO系统中的一种高性能低复杂度的分层迭代采样检测算法,并将传统的MMSE检测算法、基于Jacobi的MMSE检测算法和基于共轭梯度的MMSE检测算法以及最近发表的ISD检测算法与本文所提的该算法进行了比较分析。此外,本文也推导了该算法在软输入软输出系统中的计算过程,并联合极化码进行了仿真,接下来还可以对极化码编码的以SCMA为多址接入技术的大规模MIMO系统的整个接收机联合检测译码进行研究。