检索结果-内蒙古大学图书馆

通信学报 2019年第6期40卷 203-209页

作者：李晖叶铭童强程杰王力杰海南大学信息科学技术学院海南海口570228 海南省海洋通信与网络工程技术研究中心海南海口570228

信道编码方案中的极化码是5G通信领域中的研究热点。极化码在串行抵消译码下容易受到差错传播的影响,在中短码长上的性能并不理想。针对这些问题,在不同仿真情况下对系统极化码和非系统极化码的性能差异性进行了研究。仿真结果表明,系... 详细信息

信道编码方案中的极化码是5G通信领域中的研究热点。极化码在串行抵消译码下容易受到差错传播的影响,在中短码长上的性能并不理想。针对这些问题,在不同仿真情况下对系统极化码和非系统极化码的性能差异性进行了研究。仿真结果表明,系统极化码比非系统极化码具有更好的误码率性能;相比非系统极化码,系统极化码在串行抵消译码下对差错传播具有较强的抵抗性。上述结果对极化码性能的优化以及5G通信有重要的理论价值。

关键词：性能比较系统极化码误码率串行抵消译码

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系统极化码低复杂度编码优化方案

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通信学报 2018年第7期39卷 132-138页

作者：马林华刘士平胡星黄天宇徐彬空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室陕西西安710071 空军航空大学初级训练基地黑龙江哈尔滨150100

为解决系统极化码在编码过程中因分步计算造成的时延和由循环迭代"异或"计算造成的计算复杂度,提出并定义了降维裂解策略,并由此提出了基于降维裂解策略的系统极化码并行编码算法,然后在AWGN信道下进行了仿真验证和计算复杂... 详细信息

为解决系统极化码在编码过程中因分步计算造成的时延和由循环迭代"异或"计算造成的计算复杂度,提出并定义了降维裂解策略,并由此提出了基于降维裂解策略的系统极化码并行编码算法,然后在AWGN信道下进行了仿真验证和计算复杂度分析。结果表明,与传统算法相比,所提算法编码增益略优或基本保持一致,但计算复杂度优化率最高可达80.92%,更适合于硬件实现与工程应用,具有一定的实用价值。

关键词：极化码系统极化码并行编码复杂度裂解误码率

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系统极化码的翻转序列校验罗列连续消除译码算法

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信号处理 2017年第5期33卷 766-773页

作者：封宏俊雷菁李二保国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

系统极化码具有比非系统极化码更好的误码性能,但目前尚无明确的系统译码算法,因此通常采用非系统译码与再编码级联的方式实现系统极化码的译码,但这会带来极大的译码时延。针对这个问题,本文提出了一种基于翻转序列校验罗列连续消除算... 详细信息

系统极化码具有比非系统极化码更好的误码性能,但目前尚无明确的系统译码算法,因此通常采用非系统译码与再编码级联的方式实现系统极化码的译码,但这会带来极大的译码时延。针对这个问题,本文提出了一种基于翻转序列校验罗列连续消除算法的系统译码方案。该方案具有路径自适应的特性,利用回溯更新过程消除了再编码过程,且通过更新校验交替策略极大降低了资源占用。研究表明,与基于AD-SCL的级联译码方案相比,改进方案能降低50%的资源占用与译码延时,且其误码性能稍有提高。

关键词：系统极化码系统译码再编码翻转序列校验罗列连续消除算法

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系统极化码的置信传播译码性能分析

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电讯技术 2016年第8期56卷 839-843页

作者：陈国泰张朝阳张亮陈平平福建师范大学福清分校电信学院福州350300 浙江大学信息与通信工程研究所杭州310027 福州大学物理与信息工程学院福州350116

置信传播(BP)算法可以为系统极化码提供软信息作为判决依据,也可以为系统极化码在级联迭代译码中提供交换软信息。在详细描述基于信道极化结构的置信传播算法基础上,比较了系统极化码在软信息判决方法和极化编码判决方法下错误率性能的... 详细信息

置信传播(BP)算法可以为系统极化码提供软信息作为判决依据,也可以为系统极化码在级联迭代译码中提供交换软信息。在详细描述基于信道极化结构的置信传播算法基础上,比较了系统极化码在软信息判决方法和极化编码判决方法下错误率性能的差异。仿真结果表明,软信息判决方法可以提高系统极化码的误比特率,在高信噪比下误帧率方面也略有提高。

关键词：系统极化码级联码置信传播算法软信息判决译码性能

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基于凿孔的系统极化码编码协作

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应用科学学报 2017年第2期35卷 139-148页

作者：李坤吴绍华高翔张钦宇哈尔滨工业大学深圳研究生院广东深圳518055

设计衰落信道下增益高且协作程度灵活可变的极化码编码协作方案,研究了基于凿孔的系统极化码编码协作方法.论证了将非系统极化码的凿孔算法扩展应用于系统极化码的可行性,在此基础上将信息位重休眠优化的准均匀凿孔算法应用于系统极化码... 详细信息

设计衰落信道下增益高且协作程度灵活可变的极化码编码协作方案,研究了基于凿孔的系统极化码编码协作方法.论证了将非系统极化码的凿孔算法扩展应用于系统极化码的可行性,在此基础上将信息位重休眠优化的准均匀凿孔算法应用于系统极化码,实现了基于凿孔的系统极化码编码协作.仿真结果表明所提方案表现出显著的系统收益.以码长256、码率0.25的极化码编码协作为例,当协作程度为50%时,设计方案性能较基于凿孔的非系统极化码编码协作提升2.0～2.5 d B.

关键词：编码协作极化码系统极化码凿孔信息位重休眠

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系统极化码的编译码算法研究

系统极化码的编译码算法研究

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作者：封宏俊国防科学技术大学

学位级别：硕士

自Shannon有噪信道编码定理提出以来,信道编码技术飞速发展,以Turbo码、LDPC码为代表的现代编码技术具有逼近Shannon限的误码性能,但是能够达到Shannon限的信道编码技术始终没有出现,极化码的出现打破了这一僵局。极化码由Arikan提出,... 详细信息

自Shannon有噪信道编码定理提出以来,信道编码技术飞速发展,以Turbo码、LDPC码为代表的现代编码技术具有逼近Shannon限的误码性能,但是能够达到Shannon限的信道编码技术始终没有出现,极化码的出现打破了这一僵局。极化码由Arikan提出,且被证实其在二进制离散无记忆信道的渐进性能为Shannon限。根据构造方式的不同,极化码可分为非系统极化码与系统极化码,其中系统极化码具有更好的误码性能,但尚无明确的系统译码算法。当前大量的研究工作集中在非系统译码算法上,因此通常采用基于非系统译码与再编码的级联译码方案作为系统极化码的译码算法,这导致了系统极化码的译码延时较大。针对系统极化码的译码问题,本文从编码及译码两个角度提出了改进算法,增强了系统极化码的通用性。在此基础上,本文考虑了资源有限型设备的情况,提出了一种低延时、低资源占用的系统译码方案。本文的创新点如下:1、针对非系统译码的校验特性,提出了修正的系统编码方案。研究表明,该方案能简化再编码过程,其编码复杂度及误码性能与原系统编码方案一致,但能大幅度降低译码延时,增强了系统极化码的通用性。2、针对尚无明确系统译码算法这一现状,提出了一种基于翻转序列校验的罗列连续消除系统译码方案。研究表明,该方案利用翻转序列校验消除了再编码过程,简化了译码流程,降低了译码时延,且其误码性能稍好于自适应的罗列连续消除算法。3、针对低延时、低资源占用的微设备需求,提出了一种基于数组校验的罗列连续消除译码算法。研究表明,该方案利用数组校验实现了多重校验,解决了校验滞后问题,降低了译码时延;使用了最佳路径剪枝策略,极大降低了空间资源占用;使用了直接映射方法,简化了系统编码前的数据预处理过程,并降低了信息获取的延时。仿真表明,该方案能在性能损失较小的情况下极大降低译码延时、信息获取延时及资源占用。

关键词：系统极化码连续消除算法系统编码翻转序列数组校验

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系统极化码与非系统极化码的研究现状与发展趋势

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中国计量大学学报 2018年第3期29卷 317-323页

作者：王秀敏吴卓铤李君洪波汪晓锋中国计量大学信息工程学院浙江杭州310018

非系统极化码与系统极化码由Arikan教授提出,并且由于其表现出优异的性能而成为了当前的研究热点.本文主要介绍系统极化码与非系统极化码编码的研究现状.在硬件实现方面,分别介绍各种现有的设计方案并从资源消耗、并行度以及吞吐率等角... 详细信息

非系统极化码与系统极化码由Arikan教授提出,并且由于其表现出优异的性能而成为了当前的研究热点.本文主要介绍系统极化码与非系统极化码编码的研究现状.在硬件实现方面,分别介绍各种现有的设计方案并从资源消耗、并行度以及吞吐率等角度进行对比分析.接着通过Matlab仿真验证系统极化码与非系统极化码在SC译码、SCL译码以及BP译码中不同信噪比下带来的性能差异.最后,根据极化码编码的研究现状探讨了其未来的发展趋势并提出基于生成矩阵简化的研究方向.

关键词：系统极化码非系统极化码硬件实现性能仿真

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基于BCH码和系统极化码级联方案的译码性能及改进

基于BCH码和系统极化码级联方案的译码性能及改进

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作者：姚冬冬安徽大学

学位级别：硕士

在日益完善的信道编码理论中,2009年Erdal Arikan基于信道极化现象提出的极化码(Polar Codes),当其码长N趋于无穷大时,能够在理论上能达到信道容量的香农限,同时编译码算法具有结构化程度高和复杂度低的特性,开创了信道编码以及相关领... 详细信息

在日益完善的信道编码理论中,2009年Erdal Arikan基于信道极化现象提出的极化码(Polar Codes),当其码长N趋于无穷大时,能够在理论上能达到信道容量的香农限,同时编译码算法具有结构化程度高和复杂度低的特性,开创了信道编码以及相关领域研究的一个新纪元。然而,相比于其他性能优良的码型如LDPC (Low Density Parity Check,低密度奇偶校验码)、Turbo码,极化码在中短码长下的译码差错性能较差。论文首先对极化码的相关理论进行介绍,分析有限码长范围内,尤其是极化码在中短码长下极化码译码的差错性能不够好的原因。然后针对极化码SC(Successive Cancellation,连续消除)译码算法是单程算法,比较容易受到错误传播的影响。我们介绍了SCL(Successive Cancellation List,列表连续消除)译码算法相对于标准的SC译码算法能够减小译码过程中丢失正确码字的概率,而系统极化码(Systematic Polar Codes)可以增强非系统极化码在译码过程抵抗错误传播的健壮性(Robustness)。其中,论文把SCL译码算法应用于系统极化码的译码过程,并对非系统极化码和系统极化码的错误图样进行仿真分析,得出非系统极化码的输出错误图样是不均匀的,而系统极化码有将输出错误图样均匀化的作用。最后,由于极化码本身存在短码长错误衰减速率低的缺点,我们采用与其他码型级联的方式,根据内外码的固有译码特性,实现性能上的优劣互补,从而提高译码的性能。针对有限码长领域内系统极化码SCL译码的差错性能仍不够好的问题,我们采用了一种基于BCH码与系统极化码的级联方案,其中系统极化码作为内码,BCH码作为外码,以改善极化码在中短码长下的译码差错性能。此外,还详细设计了交织器,用来映射极化码中错误概率比较高的比特到BCH码的某些特定比特位,即将信道中出现的突发错误离散化为随机错误,使交织后的码组中错误码元数目不大于BCH码的纠错能力。仿真和分析表明,论文所提出的级联方案改善了有限码长领域极化码译码的差错性能,而且复杂度增加不多,提高了极化码在实际应用的可行性。

关键词：系统极化码列表连续消除译码 BCH码级联码

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5G中系统极化码的编译码算法研究

5G中系统极化码的编译码算法研究

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作者：谭燕秋成都信息工程大学

学位级别：硕士

极化码是由土耳其教授Arikan提出的一种信道编码算法,是目前为止唯一一个在理论上能被严格证明香农容量可达的码类,属于线性分组码。任何线性分组码都可以转换成系统码,所以极化码可以被系统地编码,而得到系统极化码。系统极化码能在保... 详细信息

极化码是由土耳其教授Arikan提出的一种信道编码算法,是目前为止唯一一个在理论上能被严格证明香农容量可达的码类,属于线性分组码。任何线性分组码都可以转换成系统码,所以极化码可以被系统地编码,而得到系统极化码。系统极化码能在保持与非系统极化码相同的低计算复杂度的情况下,显著提升误比特性能。鉴于其优越的误码性能,系统极化码已被第五代通信系统（5G）采用,作为控制信道的编码方式。本论文主要研究系统极化码在AWGN信道下的构造算法、编码算法和译码算法。本文主要内容包括如下三点:***信道下的构造算法。首先实现二进制消除信道（BEC）的极化现象,然后基于AWGN信道给出两种完全不同的构造算法。第一种基于高斯近似的巴氏参数界法。它源于BEC信道的巴氏参数计算公式,采用高斯分布的概率密度函数递归计算得到确切的巴氏参数值,选取巴氏参数值较小的信道用于传输信息比特;第二种基于蒙特卡洛的仿真算法。这是一种基于实验的统计法,通过一定次数的仿真得到每个信道的实际误比特情况,选取误码性能较好的信道作为有用信道。对比分析这两种构造算法,基于高斯近似的巴氏参数界法其误码性能能在较低信噪比下达到10-4,且时间复杂度低。2.系统极化码的编码算法。源于系统极化码码字中信息比特清晰可见,系统极化码的编码算法可大致采用两种方式,即非递归算法和递归算法。其中非递归算法拥有与非系统极化码编码方式相同的低计算复杂度。本文采用的三种编码算法其误码性能相差较小,但在计算复杂度和时间复杂度上,基于递归的编码算法会复杂很多,时延较长,所以本设计采用高效的非递归编码算法。3.系统极化码的译码算法。译码时采用非系统极化码译码加再编码算法,非系统极化码的译码算法得到的是输入比特的估计值,而系统码的信息比特是嵌入在极性编码之后的码字中的,所以需要再次经过极化结构,得到信息比特的估计值。采用的译码算法有连续抵消（Successive Cancelation,SC）译码,连续抵消列表（Successive Cancellation List,SCL）译码,循环校验码CRC辅助的连续抵消列表（CRC-assisted Successive Cancellation List,CRC-SCL）译码。针对CRC-SCL译码算法,研究了其CRC码长与SCL译码的候选路径L之间的匹配关系。

关键词：系统极化码 AWGN信道信道构造非递归编码算法再编码

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基于FPGA的系统极化码编译码器设计与实现

基于FPGA的系统极化码编译码器设计与实现

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作者：李海龙西安电子科技大学

学位级别：硕士

2008年Arikan基于信道极化提出了极化码,并证明极化码在码长趋于无限的情况下具有信道容量可达的性质,本文从极化码的编译码方法与系统极化码编译码器的实现两个方面对极化码进行了深入研究。首先,详细分析和研究了极化码的信道极化理论... 详细信息

2008年Arikan基于信道极化提出了极化码,并证明极化码在码长趋于无限的情况下具有信道容量可达的性质,本文从极化码的编译码方法与系统极化码编译码器的实现两个方面对极化码进行了深入研究。首先,详细分析和研究了极化码的信道极化理论,推导了信道转移概率的计算式。介绍了信道可靠性序列的四种估计方法,分别是巴氏参数法,密度进化法,高斯近似法与极化重量法,对上述方法进行了性能比较并给出仿真结果。研究了生成矩阵的构造与性质,说明了系统极化码的编码原理与硬件实现时比特混合序列的调整方法。在极化码编码理论的基础上,说明了非系统极化码与系统极化码的编码流程。对非系统极化码与系统极化码进行了性能对比,在相同条件下,系统极化码性能较优。其次,研究了串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法。结合极化码构造的码树,说明SC译码算法的译码过程,并对SC译码算法用于系统极化码译码的方案进行了说明。分析了极化码的递归译码结构与非递归译码结构,其中非递归译码结构更加适合硬件实现。针对非递归译码结构,给出了层级处理方法,以简化译码流程。研究了基于SC译码算法的衍生算法,包括快速SC译码算法、串行抵消列表(Successive Cancellation List,SCL)译码算法以及循环冗余校验协助下的SCL(Cyclic Redundancy Check Aided SCL,CA-SCL)译码算法,在软件中对上述译码方法的性能进行了仿真对比并给出了结果。最后,设计了一种系统极化码编译码器的FPGA硬件实现结构,该编译码器采用层级处理,可以通过增加处理层级灵活适应不同码长的码字,对同一层级的节点共享存储空间,节省了大量的存储资源,并且编译码器中的核心处理模块可以用于构建SCL译码器,即通过实例化多个计算模块以实现保留多个译码路径。简单介绍了编译码器的实现环境,对系统极化码的编译码算法进行了定点仿真从而确定了FPGA实现时采用的定点方案。从顶层模块架构到基础功能实现,逐步说明了编译码器的设计思路。结合编译码算法的定点仿真对编译码器进行了功能验证,将编译码器结果与定点仿真结果进行比对,验证了编译码器的功能和性能。根据译码过程中消耗的时钟数及综合后译码器支持的最高工作时钟估算得到单个核心处理模块吞吐量为10Mbps以上。结合其资源消耗,所设计的系统极化码编译码器能够在资源消耗低于Virtex 7 690t FPGA芯片1%可用资源的情况下获得较为满意的吞吐量。此外,所设计的编译码器具有良好的可扩展性,其较低的资源消耗,可以方便的通过增加并行度获得使吞吐量提升到1Gbps以上。

关键词：信道极化系统极化码串行抵消译码算法 FPGA

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