论文部分内容阅读
极化码是目前理论上可以达到信道容量的编码方案,已确定为5G的编码标准之一。但有限长的极化码,由于信道极化不充分,译码性能并不理想,如连续消除(SC,Successive Cancellation)译码算法的错误率较高,置信传播算法(BP,Belief Propagation)迭代次数多,计算复杂度较高,连续消除列表(SCL,Successive Cancellation List)译码算法和循环冗余校验码(CRC,Cyclic Redundancy Check)辅助的SCL译码算法(SCL-CRC)在路径选择上没有达到最优。因此本文对极化码的译码算法提出改进,并将其与协作通信结合。本文主要内容如下:(1)在二元删除信道(BEC,binaryerasurechannel)中分析码长、删除概率和临界值对信道极化的影响,仿真得到影响信道极化的三维图形。(2)在不同的信道中,比较极化码和RM(RM,Reed Muller)码性能,结果表明当码长一定时,极化码的信息传输速率接近信道容量,并且误码率较RM码更低。(3)提出一种译码改进方案,即针对SCL和SCL-CRC算法中存在的路径选择问题,引入路径自适应搜索机制,同时对接收端容易发生错误的信息位构造内码以提高其性能。译码时将码长分为两部分,一部分使用自适应搜索路径的SCL-CRC算法,另一部分使用SC算法。结果表明,在高斯加性白噪声信道(AWGN,Additive white Gaussian noise)中当误块率为10-3时,该译码方案比SCL性能改善了0.3dB,比SC译码性能改善了0.8dB,同时降低了计算复杂度。(4)将极化码应用于协作通信系统中,分别研究了与放大转发和译码转发相结合的方案。仿真表明在误码率为10-3时,放大转发结合方案与传统协作系统相比获得5dB的编码增益,译码转发结合方案中获得5.9dB的编码增益。