基于计算-转发策略的双向中继通信方案

针对双向中继通信中物理层网络编码的应用,采用基于计算-转发的中继策略,研究并推导了在AWGN信道和衰落信道下的可达速率。为了在衰落信道下获得更高的传输速率,提出了一种采用信道反转预编码的新型传输方案。对比可知,采用这一预编码方案可使通信性能获得较大提升。在两种信道条件下,基于计算-转发的双向中继通信方案都能获得最大自由度,表明计算-转发策略是当前最适于双向中继通信的中继策略。     

极化码编码理论综述

极化码在2009年被提出,因其理论上可被证明能实现二进制离散对称无记忆信道(B-DMC)的信道容量,且编解码复杂度低,因此引起学术界及工业界的广泛关注.随着极化码在2018年被选做第五代移动通信(5G)中增强宽带(eMBB)场景下的控制信道编码方案,对极化码广泛而深入的研究愈发重要.该综述对极化码编码理论进行介绍,重点...     

一种基于信道差异的极化码打孔算法

现有不重构的打孔算法未考虑打孔造成的信道初始值的差异性.针对这一问题,分析打孔比特造成的信道初始值差异性,提出一种基于信道差异的极化码打孔算法.首先分析打孔概率和信道初始值期望,以及无能力比特与打孔比特的映射关系,最终提出打孔算法.实验结果显示,所提算法可获得打孔算法性能的明显提升.     

一种改进的极化码置信译码器

在极化码置信（ BP）译码的因子图中,当承载确定信息的节点的对数似然信息计算错误时,可以被检测到。此时,对于因子图中参与该似然信息计算的节点,引入一个修正参数,以修正该节点承载的信息的对数似然信息。修正参数可以由密度进化的高斯近似算法得到。给出了置信译码原理及相应的改进算法,最后给出了复杂度分析和性能仿真。数据结果表明,在牺牲很小的复杂度的条件下,相比原算法,修正算法能够获得0.2 dB左右的比特信噪比增益。     

一种基于高斯近似的极化码打孔算法

现有的极化码打孔算法均未考虑信道构造过程对算法性能的影响,针对这一问题,该文提出一种基于高斯近似的极化码打孔算法(GAPPC)。首先将高斯近似作为极化码构造算法,分析高斯近似与打孔算法的关系,以降低信道构造输出值为目标,引入高斯修正因子,推导出改进的高斯近似函数。然后将改进的高斯近似函数引入信道构造,对极化子信道进行排序获得信道可靠性排序集合。最后依据信道容量关系确定映射规则,选出打孔比特集合和冻结比特集合,完成打孔极化码的构建。实验结果显示,在不同的码长和码率下,误帧率和误码率均获得显著降低。     

一种基于高斯近似的极化码打孔算法

现有的极化码打孔算法均未考虑信道构造过程对算法性能的影响,针对这一问题,该文提出一种基于高斯近似的极化码打孔算法(GAPPC).首先将高斯近似作为极化码构造算法,分析高斯近似与打孔算法的关系,以降低信道构造输出值为目标,引入高斯修正因子,推导出改进的高斯近似函数.然后将改进的高斯近似函数引入信道构造,对极化子信道进行排序获得信道可靠性排序集合.最后依据信道容量关系确定映射规则,选出打孔比特集合和冻结比特集合,完成打孔极化码的构建.实验结果显示,在不同的码长和码率下,误帧率和误码率均获得显著降低.     

基于分段凿孔的极化码级联方案

极化码拥有出色的纠错性能,但编码方式决定了其码长不够灵活,需要通过凿孔构造码长可变的极化码。该文引入矩阵极化率来衡量凿孔对极化码性能的影响,选择矩阵极化率最大的码字作为最佳凿孔模式。对极化码的码字进行分段,有效减小了最佳凿孔模式的搜索运算量。由于各分段的第1个码字都会被凿除,且串行抵消译码过程中主要发生1位错,因此在各段段首级联奇偶校验码作为译码提前终止标志,检测前段码字的译码错误并进行重新译码。对所提方法在串行抵消译码下的性能进行仿真分析,结果表明,相比传统凿孔方法,所提方法在10^–3误码率时能获得约0.7 dB的编码增益,有效提升了凿孔极化码的译码性能。     

极化码的编译码算法研究

介绍了在高斯信道以及瑞利信道下极化码的构造方式,极化码的常见译码算法,以及系统极化码的编码算法.使用的仿真工具为Matlab,首先对极化码在瑞利信道下的高阶调制性能进行仿真;其次对系统极化码和非系统极化码在SC译码下进行仿真,分析得到系统极化码比非系统极化码在误码率上具有性能优势,但误块率两者大致相同.最后对极化码的C...     

极化码原理及应用

基于信道的组合和分离,当组合信道的数量趋于无穷大的时候,一部分信道趋向于完美的信道,而一部分信道则趋向于纯噪声信道,即信道极化现象。基于此信道极化现象可以构造一种极化码,选择性使用组合信道中比较好的,因此极化码理论上可以达到香农限。极化码的原理包括极化码基础、极化码结构、极化码编码、SC译码。最后给出了在源编码的领域里应用极化码的一种方法,较小的牺牲码率而带来性能上较大的提高。     

高斯信道下极化码构造方法研究

极化码是基于信道极化(Channel Polarization)现象,首次以构造性的方法逼近信道容量的码。极化码的构造可以归结为子信道的选择问题,它直接决定了连续删除译码算法的性能和极化码的渐进性,Arikan给出了在BEC信道下极化码的详细构造方法,然而在高斯信道下这种方法的复杂度会随着码长的增加而指数增加,文中分别详细给出了扎起高斯信道下利用蒙特卡罗方法、密度进化、高斯近似进行极化码构造的步骤和计算方法,并从极化效果、帧错误率和复杂度上分析和比较了这三种方法在性能以及复杂度上的区别,仿真结果表明基于高斯近似的构造方法具有低复杂度和低错误概率的性能。     

极化码中关键信息比特集合的非均匀奇偶校验级联方案

在中短码长条件下极化码信道极化不完全,在奇偶校验级联码的译码过程中容易发生错误传播影响译码算法性能.为了降低错误传播对奇偶校验级联性能的影响,设计了一种新型奇偶校验级联方法.该方法通过高斯估计选取部分关键易错信息比特进行非均匀分段校验,能够有效降低错误传播对奇偶校验性能的影响,同时与循环冗余校验级联选择正确路径,可以提升译码算法在大列表和高信噪比条件下的译码性能.仿真表明应用新型级联码相比于CA-SCL(Cyclic-redundancy-check Aided Successive Cancellation List)平均能提升0.1～0.15 dB译码性能.此外,新型级联码结合自适应算法,可以利用译码算法性能的提升使自适应算法在更小列表下译码成功,降低自适应算法在较低信噪比下6％～25％的译码复杂度.     

极化码及性质

主要介绍了基于二元离散无记忆信道的极化码的构造以及相关性质。极化码不但能够在离散对称信道的条件下达到系统的对称容量,而且编译码的复杂度和码字长度几乎呈线性关系,即当码字长度为N时,其复杂度约为O（Nlog N）。最后讨论了极化码的应用以及研究热点。     

极化码的编码构造

为了丰富极化码的编码构造理论,分析了极化码生成矩阵中与核矩阵密切相关的置换矩阵,论证置换矩阵所起的具体作用并给出了其具体形式,发现了置换矩阵内在的排列规律.介绍了系统极化码的两种编码方法,仿真结果表明系统极化码与非系统极化码具有相同的误帧率性能,但系统极化码的误比特率性能更好.     

基于任意码长极化码的分布式信源编码

针对分布式信源编码(Distributed Source Coding, DSC)中极化码码长受限带来的资源消耗大等问题,设计了一种基于任意码长极化码的DSC方案以减少码长冗余所带来的资源浪费。对待传输的信源序列选择合适的码长,将该码长分解为多个子码,信源分散放置于各子码之中进行系统极化码编码,在信道中只传输校验位,译码端利用信源相关性译码。在此基础上,利用打孔技术进行压缩。仿真实验结果表明,提出的DSC方案具有灵活构造任意码长极化码这一优势的同时,压缩性能更优于标准极化码以及多核方式构造的任意码长极化码。     

基于FSO系统极化码的改进译码方案研究

针对服从对数正态分布的大气弱湍流信道模型,选用极化码来改善FSO系统传输性能。引入一种基于3×3核心矩阵的置信传播(BP)译码方法,对核心矩阵、码字长度、以及基本单元计算式进行了改进。对比采用新型BP译码方法与传统BP译码方法的FSO系统误码率性能。仿真实验结果表明,改进型BP译码方法与传统BP译码方法相比有着更低的误码率。由于系统构造的原因,改进型BP译码占用的存储空间较少、译码延迟时间短,在码长较长的情况下,对FSO系统传输性能有较大的提升。     

基于系统极化码的协作通信系统性能研究

极化码作为一种新型的编码方式,具有理论上证明可以达到香农限、编译码复杂度低的优点。系统极化码比非系统极化码具有更优异的BER性能。将系统极化码与编码协作技术相结合,提出了一种基于系统极化码的协作通信方案,并对其进行了理论分析和性能仿真。仿真结果表明,提出的协作通信方案相比于非协作模式,有一定的性能提升。同时,与已有的Plotkin结构方案进行对比,所提出的协作方案具有更加优异的性能。     

全极化转发式假目标特性分析

全极化转发式假目标在极化域上具有逼真的雷达目标特性,给现代导弹防御系统构成了严重威胁。文章综合考虑在干扰机侦收雷达信号与雷达接收干扰信号时的极化基变换,修正了全极化转发式假目标在后向散射坐标系下的数学模型,分析了全极化转发式假目标的互异性与非奇异性质。结果表明,对于常见的单站极化雷达,全极化转发式假目标具有恒定的同极化比和共交极化比,这些确定属性能够为真假目标的极化鉴别提供可靠依据。     

基于标记位的低密度格码整形方案

为解决低密度格码（LDLC）编码后码字不能适用于功率受限信道的问题，提出了一种基于标记位的LDLC码整形算法。该算法结合标记位整形思想，针对LDLC码的特点，通过最小和算法求解出平均功率最小的信息序列。分析并仿真了整形前后信息功率的变化及取得的整形增益。实验结果显示：整形后的码字功率明显小于整形前的功率，可达到0.53 dB的整形增益，同时该整形算法接收端逆整形简单。     

极化码研究现状分析与展望

相对于LDPC码、Turbo码等经典编码,极化码由于具有较低的编译码复杂度和容量可达的特性,成为近年来信道编码的研究热点之一。文中对极化码的研究意义进行了分析,总结了极化码的研究现状,对存在的问题进行了探讨并给出了未来研究方向的展望。