發(fā)布時間：2018-04-08 11:56

  本文選題：極化碼　切入點：極化碼構(gòu)造　出處：《深圳大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：信道編碼是5G移動通信中一種重要的手段,極化碼是其中一種編碼方式。通過將一系列相同獨立的信道進(jìn)行組合,再把組合信道進(jìn)行拆分后形成位信道。形成的位信道具有了極化的特性,也就是說在這些位信道中一部分容量等于1,另外一部分容量為0。利用極化碼的這個特性,可以在完全好的信道中傳輸自由信息比特,在完全噪聲的信道中傳輸固定比特,也就是發(fā)送端和接收端都知道的信息,例如:校驗信息。通過這種方法可以保證在碼長趨于無限長的時候,使信道的容量趨于香農(nóng)限。極化碼有兩個關(guān)鍵問題需要解決:一個是極化碼的構(gòu)造問題,另外一個是提升極化碼的譯碼性能的問題。解決這個問題對于極化碼在5G信道編碼中的運用具有重要的意義。首先,本文介紹通信系統(tǒng)與信道編碼的發(fā)展過程,接著對極化碼的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了闡述,包括:信道極化的特性、信道的組合、信道的拆分以及極化碼編碼的基本框架和譯碼的基本流程。其次,本文針對極化碼的構(gòu)造和譯碼問題進(jìn)行了研究。在極化碼的構(gòu)造上本文考慮三種經(jīng)典的極化碼構(gòu)造方法:蒙特卡羅構(gòu)造、高斯近似構(gòu)造和密度進(jìn)化構(gòu)造。在文中給出這三種方法的實現(xiàn)流程圖,并且針對蒙特卡羅構(gòu)造和高斯近似構(gòu)造進(jìn)行了性能分析,得出了高斯近似譯碼算法具有更好性能的結(jié)論。在極化碼的譯碼問題上,本文對接續(xù)取消譯碼算法(SC)、列表繼續(xù)取消譯碼算法(LSC)、和有循環(huán)校驗的列表接續(xù)取消算法(CRC-LSC)進(jìn)行了研究。在給出三種算法具體實施過程的基礎(chǔ)上,首先SC譯碼算法研究其譯碼性能與碼長的關(guān)系,隨后研究LSC譯碼算法那研究了譯碼性能與搜索寬度的關(guān)系,最后研究這三種譯碼算法在相同條件下的譯碼性能。最后,本文提出一種分段極化碼編譯碼系統(tǒng)。通過分析極化碼信道極化的現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)需要傳輸?shù)男畔⒈鹊臄?shù)目往往大于完全極化的信道數(shù)目,并且在譯碼時出現(xiàn)的錯誤比特往往是那些在沒有完全極化碼的信道中傳輸?shù)谋忍�。因此本文還提出一種分段極化碼編譯系統(tǒng),通過將需要發(fā)送的信息進(jìn)行合理的分段,從而保證所有的自由信息比特都在完全極化了的信道中傳輸,并且給出了在此分段系統(tǒng)中的譯碼性能。本文給出該系統(tǒng)編碼和譯碼的具體實施方法。仿真結(jié)果顯示,譯碼性能得到了顯著提高,但是在犧牲信道的利用率上得到的,因此如何提高信道的利用率是未來工作的一個重點。
[Abstract]:Channel coding is an important means in 5 G mobile communication, and polarization code is one of the coding methods.By combining a series of identical independent channels, the combined channels are split into bit channels.The resulting bit channels have polarization characteristics, that is, one part of the bit channel capacity is equal to 1, the other part of the capacity is zero.Using this property of polarization codes, free information bits can be transmitted in perfect good channels and fixed bits in fully noisy channels, that is, information known to both sender and receiver, such as check information.This method can ensure that the channel capacity tends to Shannon limit when the code length tends to be infinite.There are two key problems to be solved in polarization codes: one is the construction of polarization codes and the other is to improve the decoding performance of polarization codes.Solving this problem is of great significance for the application of polarization codes in 5G channel coding.First of all, this paper introduces the development of communication system and channel coding, and then describes the theoretical basis of polarization code, including: the characteristics of channel polarization, channel combination,The channel splitting, the basic frame of polarization code coding and the basic process of decoding.Secondly, the construction and decoding of polarization codes are studied in this paper.In this paper, we consider three classical construction methods of polarization codes: Monte Carlo construction, Gao Si approximation structure and density evolution structure.In this paper, the flow chart of these three methods is given, and the performance analysis of Monte Carlo structure and Gao Si approximate structure is carried out, and the conclusion that Gao Si approximate decoding algorithm has better performance is obtained.On the problem of decoding polarization codes, this paper studies the continuation cancellation decoding algorithm, the list continuation cancellation decoding algorithm, and the cyclic check list continuation cancellation algorithm, CRC-LSC. in this paper, we study the following algorithms: the continuation cancellation algorithm, the list continuation cancellation algorithm, and the list continuation cancellation algorithm (CRC-LSCC).Based on the detailed implementation of the three algorithms, the relationship between decoding performance and code length of SC decoding algorithm is studied, and the relationship between decoding performance and search width of LSC decoding algorithm is studied.Finally, the decoding performance of the three decoding algorithms under the same conditions is studied.Finally, a piecewise polarization codec system is proposed.By analyzing the polarization phenomenon of polarization codes, it is found that the number of information ratios to be transmitted is often greater than that of fully polarized channels.And the error bits that occur in decoding are those that are transmitted in channels that do not have fully polarized codes.Therefore, a piecewise polarization codec system is proposed to ensure that all free information bits are transmitted in a fully polarized channel by reasonably segmenting the information that needs to be sent.The decoding performance in this piecewise system is also given.In this paper, the coding and decoding methods of the system are given.Simulation results show that the decoding performance has been significantly improved, but achieved in sacrificing the channel utilization, so how to improve the channel utilization is one of the key tasks in the future.
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN911.22;TN929.5

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本文編號：1721498