【摘 要】
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随着无线通信系统的快速发展,对其相应的支撑技术提出了更高的要求。第五代移动通信系统（5G）以及未来的B5G/6G等,以提供高传输速率、极低时延、高吞吐量以及高通信服务质量作为重点。Arikan教授提出的极化码（Polar code）作为首次被数学证明可以达到香农限的编码方案,是未来极具竞争力的候选信道编码方案之一。极化码中的置信传播BP（Belief Propagation）译码算法凭借其并行译码
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随着无线通信系统的快速发展,对其相应的支撑技术提出了更高的要求。第五代移动通信系统（5G）以及未来的B5G/6G等,以提供高传输速率、极低时延、高吞吐量以及高通信服务质量作为重点。Arikan教授提出的极化码（Polar code）作为首次被数学证明可以达到香农限的编码方案,是未来极具竞争力的候选信道编码方案之一。极化码中的置信传播BP（Belief Propagation）译码算法凭借其并行译码的特性,能满足未来通信系统对高吞吐量、低时延等应用场景的性能需求,在众多的极化码译码算法中颇受关注,但原始BP译码算法的性能差强人意。本文针对BP译码算法中的加噪扰动与比特翻转两种提升译码性能的方法进行了深入研究,主要的研究内容与创新点如下:1)针对因子图中由短环引起的BP译码错误震荡现象,提出了一种基于大数逻辑原理的筛选方案。该方案能以较低的复杂度有效筛选出发生错误震荡的比特位;在此基础上,我们提出了一种基于接收序列比特翻转的RF-BP（Receiving-sequence Bit-Flip BP）译码算法。相比于同类的BPC（BP Correction）译码算法以及增强BP比特翻转EBPF（Enhance BP Bit-Flip）译码算法有更好的性能表现。在翻转集f为30时,即具有接近经典的CA-SCL（CRC-aided Successive Cancelation List）译码算法在路径数L=4时的性能;2)提高BP译码性能的一个有效途径是在接收信号中注入人工噪声,即随机扰动方法。本文针对算法加入的人工噪声特性进行了研究,设计了一种噪声功率随系统信噪比变化的构造方案。与原算法相比,本文构造的方案能更有效地对发生错误震荡的比特位产生扰动,同时也能减弱对正常收敛比特的影响;3)本文在上述优化人工噪声构造方案基础上,将比特翻转思想引入到加噪BP译码算法中,提出了基于噪声辅助的比特翻转NaBPF（Noise-aided BP Bit-Flip）译码算法。实验结果显示,与现有的同类算法相比,在相同的信噪比下,本文算法所需的平均迭代次数更小,但其译码性能有一定的提升。例如,当码长N（28）1024,误帧率FER（Frame error rate）=310-时,与列表长度L为50的经典NaBPL（Nosie-aided BP-List）译码算法相比,本文算法在列表长度L为30,翻转集为20时,获得了约0.14d B的性能增益。
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