【摘 要】
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2009年Arikan提出一种新的信道编码方案:极化码（Polar Codes）,而且首次从理论上被证实可在一般的离散无记忆对称信道中实现信道容量。极化码因具有较为优异的纠错性能和较低的编译码复杂度,被认为是现代编码领域中的重大突破,并被5G通信技术采纳为信道编码技术方案。极化码的译码算法一直是研究重点,而与不同编码方案级联可以有效地提高其译码性能,因此本文主要研究级联极化码的译码算法,从提高译码
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2009年Arikan提出一种新的信道编码方案:极化码（Polar Codes）,而且首次从理论上被证实可在一般的离散无记忆对称信道中实现信道容量。极化码因具有较为优异的纠错性能和较低的编译码复杂度,被认为是现代编码领域中的重大突破,并被5G通信技术采纳为信道编码技术方案。极化码的译码算法一直是研究重点,而与不同编码方案级联可以有效地提高其译码性能,因此本文主要研究级联极化码的译码算法,从提高译码性能和降低译码复杂度两个角度着眼,主要创新点如下:（1）为了提高级联极化码的译码性能,本文基于CRC-PC级联极化码,提出一种基于CRC（Cyclic Redundancy Check,CRC）的增强奇偶校验（Ehanced Parity Check,EPC）码级联极化码的方案,在每一位PC（Parity Check,PC）比特后添加增强奇偶校验（EPC）比特,EPC比特主要是对校验方程中信道可靠性比较低的信息位进行再次校验,辅助PC比特在译码过程中筛选候选路径,从而提高候选路径的可靠性。仿真结果表明,在相同条件下,本文提出的CRC-EPC级联极化码的译码性能优于CRC级联极化码和CRC-PC级联极化码。在高斯信道下,当码长为128,码率为1/2,误码率为10-3时,本文提出的CRC-EPC级联极化码比CRC-PC级联极化码获得了约0.3 d B增益,与CRC级联极化码相比获得了约0.4d B增益。（2）作为一种新型级联极化码,PC级联极化码有着良好的纠错性能,但是其译码算法PC-SCL（Parity Check aided Successive Cancellation List,PC-SCL）复杂度较高。为了降低译码复杂度,本文提出了一种基于奇偶校验码级联极化码的串行抵消局部列表（Parity Check aided Partial Successive Cancellation List,PC-PSCL）低复杂度译码算法,该算法在编码前进行外码构造,通过高斯近似得到的子信道错误概率选取较不可靠的信息位,对选取的较不可靠的信息位进行串行抵消列表（Successive Cancellation List,SCL）译码和奇偶校验,其余信息比特仅进行串行抵消（Successive Cancellation,SC）译码,其中对奇偶校验位的位置选取给出了两种方式。此外,从理论上分析了PC-PSCL译码算法,并与PC-SCL译码算法复杂度的对比给出了理论和实验分析。由仿真结果可以得出,相同条件下,将奇偶校验位放置在较可靠子信道的PC-PSCL译码算法性能优于将奇偶校验位均匀分布在外码码块中的PC-PSCL译码算法,并且在AWGN信道下,当码长是512,码率取1/2,误帧率取10-3,最大列表长度为8时,将奇偶校验位放置在较可靠子信道的PC-PSCL译码算法比SCL译码算法获得了0.5d B的增益,且与PC-SCL译码性能相当,但是空间复杂度和时间复杂度分别降低了38.09%,15.63%。
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