【摘 要】
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Polar码是唯一一种在理论上被证明达到香农极限的信道编码技术,已被选为5G控制信道e MBB场景编码方案。Polar码的译码算法有多种,其中在连续消除译码算法下具有较低的译码复杂度。但是,该算法的串行译码特性导致译码时延较高且码长长度受限时纠错性能不理想。针对上述问题,本论文在调研连续消除译码算法及其改进算法的基础上对Polar码译码技术进行了研究,分别提出了基于结点错误概率的简化连续消除译码算
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Polar码是唯一一种在理论上被证明达到香农极限的信道编码技术,已被选为5G控制信道e MBB场景编码方案。Polar码的译码算法有多种,其中在连续消除译码算法下具有较低的译码复杂度。但是,该算法的串行译码特性导致译码时延较高且码长长度受限时纠错性能不理想。针对上述问题,本论文在调研连续消除译码算法及其改进算法的基础上对Polar码译码技术进行了研究,分别提出了基于结点错误概率的简化连续消除译码算法和基于分段比特反转的连续消除译码算法,主要工作和创新点包括:1、针对当前简化连续消除译码算法依赖于译码树中特殊结构的结点的问题,提出了通过非结构化的rate-r结点简化译码的方案,以降低译码时延。首先,定义了结点的错误概率并使用高斯近似进行估计。然后,通过可靠结点的平均错误概率和条件错误概率之间的关系,推导出可靠结点对应的似然值应满足的必要条件。接下来,提出了基于结点错误概率的简化连续消除译码算法简化译码的具体步骤。最后,对可靠结点简化译码后的误码性能进行了理论分析验证。2、针对当前比特反转技术在分段译码时未充分考虑关键信息比特和CRC校验比特位置的问题,提出了基于分段比特反转的连续消除译码算法的一般化方案,以提升误帧率性能。首先,提出了基于分段内CRC全校验的单比特错误纠正和多比特错误纠正基础译码模式。其次,通过分布式的CRC校验保护分段内的关键信息比特,提出了增强型的分段译码模式。不同的分段译码模式的效果受码长、码率和信噪比影响。最后,通过对CRC校验比特位位置和信息比特错误概率的综合分析,提出了优化的分段策略。3、基于Visual Studio平台使用C++语言搭建了Polar码译码算法仿真实验环境。通过实验证明与现有结构化的简化译码算法相比,提出的基于结点错误概率的简化连续消除译码算法可以在保证误码性能的同时有效降低Polar码的译码时延。通过实验证明与现有的连续消除反转译码算法相比,提出的基于分段比特反转的连续消除译码算法可以在匹配平均计算复杂度下提升不同码率Polar码的误帧率性能,同时在等效误帧率下能保持较低的译码复杂度。
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