【摘 要】
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极化码(Polar Codes)的提出是信道编码研究的里程碑成果。极化码突出的抗差错性能和低复杂度的编译码特性,引起了学术界和工业界的广泛研究与关注,具有重要的理论与应用价值。极化码现已成为第五代移动通信技术(5G)中eMBB(Enhanced Mobile Broadband)场景的控制信道编码方案标准。极化码在有限码长时的性能影响了极化码更为广泛的应用。本文研究极化码的置信度传播(Belief
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极化码(Polar Codes)的提出是信道编码研究的里程碑成果。极化码突出的抗差错性能和低复杂度的编译码特性,引起了学术界和工业界的广泛研究与关注,具有重要的理论与应用价值。极化码现已成为第五代移动通信技术(5G)中eMBB(Enhanced Mobile Broadband)场景的控制信道编码方案标准。极化码在有限码长时的性能影响了极化码更为广泛的应用。本文研究极化码的置信度传播(Belief Propagation,BP)的优化译码算法以及极化码与LT码的级联设计提升极化码在有限码长时的抗差错性能。主要内容和结论包括:首先介绍了信道极化的实现过程,包括信道合并和信道分离,在此基础上给出了极化码的编译码原理,并分析了极化码的性能。其次分析并指出了极化码几种主流的译码算法的优缺点,虽然BP译码算法的译码时延小,但仍有不足之处。针对BP译码算法误码率较高的问题,提出了一种基于CRC校验的列表BP(Belief Propagation List,BPL)译码算法,通过CRC校验减少不必要的迭代运算,仿真实验结果证明了所提算法提升了极化码的BP译码性能。最后在极化码和LT码的研究基础上进一步探究,提出了一种Polar-LT级联码,该级联码是以极化码为基础的串行级联码,通过BP联合迭代译码优化了数字喷泉码的纠错能力,并通过在两种码字之间插入交织器优化设计,进一步降低了译码的误码率,仿真实验表明了该级联方案的有效性。
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