基于简化连续删除算法的极化码译码技术研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ljq529632883
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极化码是一种能够达到信道容量的信道编码,由于编译码的低复杂度和信道容量可达的特性,自其被提出就引起了许多学者的关注。但是,传统的连续删除译码算法的串行输出特点导致较大的译码时延。虽然后来提出的简化连续删除译码算法达到了部分组合码的并行译码输出,但是还有一大部分组合码由于串行译码带来的时延较大的问题仍没有得到解决。针对这个问题,本课题设计了一种基于预译码的最大似然简化连续删除(Pre-Decoding Based Maximum Likelihood Simplified Successive-Cancellation,PDM-SSC)译码算法。通过对译码节点的输入信道似然比向量进行一系列的硬判决、异或运算和比特映射等处理,完成对译码节点左子节点的信息位的预译码;再结合最大似然译码方法估计译码节点的剩余信息位,从而得到译码输出,有效地解决了一部分节点串行等待译码的问题。实验结果表明,与已有算法相比本文提出的算法可有效降低译码时延且没有影响误码性能。首先,本文介绍了信道编码技术的起源和发展,并且详细介绍了极化码的研究现状,从这些研究现状中分析了近年来极化码的主要研究方向。还阐述了极化码的相关理论基础,包括信道极化、极化码编码以及经典连续删除译码算法。其中详细阐述了信道极化中的信道组合、信道扩散以及信道极化特性等理论。然后,主要研究了简化连续删除(Simplified Successive-Cancellation,SSC)译码算法及其增强算法,通过分析其原理及译码性能,得到影响译码速率的限制因素,即rateR节点的译码。在仿真实验中对极化码rate-R节点的结构类型进行统计分析,确定了LREP和L-Bi REP节点为本课题的研究节点。针对L-REP和L-Bi REP节点,引入预译码的概念,根据输入信息向量提前获得该节点左子节点上的信息位的译码比特。然后再基于预译码方案,结合最大似然译码的思路设计完整的L-REP和L-Bi REP译码器,达到进一步减少rate-R节点中串行译码节点数量的目的。最后,对本课题提出的PDM-SSC译码算法进行仿真验证。在Visual Studio平台上使用C++搭建极化码仿真平台,通过改变极化码的码率、码长、计算资源等参数进行对比实验。实验结果表明,在不影响误码性能的前提下所提算法可以有效降低译码时延。
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