基于预译码的极化码最大似然简化连续消除译码算法

针对极化码译码串行输出造成较大译码时延的问题,该文提出一种基于预译码的最大似然简化连续消除译码算法。首先对译码树节点存储的似然值进行符号提取并分组处理,得到符号向量组;然后比较符号向量组与该节点的某些信息位的取值情况,发现向量组中储存的正负符号分布规律与该节点的中间信息位的取值具有一一对应的关系;在此基础上对组合码中间的1～2 bit进行预译码;最后结合最大似然译码方法估计组合码中的剩余信息位,从而得到最终的译码结果。仿真结果表明：在不影响误码性能的情况下,所提算法与已有的算法相比可有效降低译码时延。

     

系统极化码的翻转序列校验辅助罗列连续消除译码算法

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。      

极化码特定码型的快速译码

在5G通信网络中,极化码作为一种高性能纠错码技术,应用于广播信道以及控制信道。针对极化码串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法存在冗余运算、译码时延过高的问题,在传统的串行抵消译码算法基础上,提出了对三种不同码型的快速译码方法,避免了对子节点的遍历,消除了冗余。通过理论分析该特定码型的快速译码方法,在不改变译码的误码率的条件下,这三种特定码型的时钟消耗从t-3、t-3、2t-5减小为1、1、2,大大降低了译码时延。     

数字调制下的极化码译码性能分析

数字调制技术是现代通信领域的一个重要环节,对于远距离通信中的噪声累加问题,可以通过脉冲判决再生的方式来消除,因此有效的调制方式对于提高频带利用率以及信号传输的可靠性有着非常重要的意义。在研究了针对极化码而提出的连续删除列表译码原理的基础上,探讨了在常用数字调制下极化码译码性能;通过MATLAB完成多种调制系统下的仿真,并对它们进行比较、分析,以便理解其优缺点及适用场合,实验结果表明上述调制方式以较低的代价在不同程度上改进了极化码的译码性能,为后续的应用研究提供参考。     

数字调制下的极化码译码性能分析

在研究了针对极化码而提出的连续删除列表译码原理的基础上,探讨了在常用数字调制下极化码译码性能。通过Matlab完成多种调制系统下的仿真,并对它们进行比较、分析,以便理解其优缺点及适用场合,实验结果表明,上述调制方式以较低的代价在不同程度上改进了极化码的译码性能,为后续的应用研究提供参考。     

乘积码基于相关运算的迭代译码

乘积码是一种能以Turbo码的思想实现译码的级联码，具有一般编码无法达到的纠错能力。本文提出一种新的乘积码迭代译码算法，其核心思想是通过输出软信息与接收软信息进行线性迭加的方式来实现反馈，此时只须提供-1和1组成的软输出矩阵就能获得很高的编码增益，仿真表明，将子译码器译码后的结果再进行一次相关运算作为软输出，译码性能可以得到进一步的提高。     

基于循环冗余校验的极化码研究

极化码具有简单明确的编码方式和译码算法,在理论上被证明可以达到香农极限。但是其连续删除译码(SC译码)始终在单路径上逐比特进行译码,导致其实际译码性能并不理想。连续删除列表译码(SCL译码)是SC译码的改进型算法,这种译码方式以付出一定译码复杂度为代价提高了极化码的译码性能。而将SCL译码结合循环冗余校验(CRC)可以译码多路径中错误译码的概率,基于这一点该文将对不同CRC码结合极化码所产生的性能差异进行分析,从而得到合适的CRC     

基于Turbo码的Max-Log-MAP译码算法的改进

Turbo码已被第三代移动通信系统(3G)采纳为高速数据服务的编码标准(IMT-2000标准)，因此研究易于实现和优化的译码算法有着非常重要的实际意义．本文提出了一种有效地改进最大对数后验概率(Max-Log-MAP)的译码算法，此算法通过增加的比例因子来修正外部信息对数似然率，改善了译码质量，提高了系统的BER性能，仿真结果表明此改进算法与传统算法相比在BER性能指标上有大约0．2～0．3dB的改善．     

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...     

动态扰动辅助的串行抵消双比特翻转Polar译码算法

针对串行抵消翻转译码算法（Successive Cancellation Flip,SCF）受限于单比特翻转而性能提升有限问题,提出了一种双比特翻转译码算法（Successive Cancellation Flip with 2 Bits,SCF2）。针对SCP算法扰动方差初始值固定的问题,设计了一种扰动方差可随码长和码率变化的改进SCP算法。在此基础上,结合翻转和扰动机制,提出了一种动态扰动辅助的串行抵消双比特翻转（Dynamic Perturbation-Aided SCF2,DPA-SCF2）译码算法,并对其译码复杂度和性能进行了分析。仿真结果显示,相比于列表长度为4的循环冗余校验辅助串行抵消列表（Cyclic Redundancy Check Aided Successive Cancellation List,CA-SCL）译码算法,所提算法最大可获得约0.5 dB的性能增益。     

一种基于比特翻转的极化码FSCLF译码算法

针对串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip,SCLF)译码算法存在译码性能与复杂度不能同时兼顾的问题,提出了一种快速串行抵消列表翻转(Fast Successive Cancellation List Flip,FSCLF)译码算法.该算法通过加入四种特殊结点的识别来加快译码速率,同时构建了临界集(Critical Set,CS),不再依据先前译码错误而引起的错误传播,而是通过两种特殊结点即信息比特R1结点和单奇偶校验(Single-Parity-Check,SPC)结点分别对对数似然比(Log-Likelihood Ratio,LLR)值进行计算来判决并确定翻转位置,当奇偶校验位不满足时只需翻转与最不可靠输入LLR值相对应的信息比特,这样减少了翻转次数,从而降低了算法复杂度.仿真结果表明:在误块率为10-5时,所提出的FSCLF译码算法比原SCLF译码算法的信噪比改善了0.09 dB,为中短码长情况提供了参考算法.     

一种基于新度量准则的极化码SCLF译码算法

为了解决串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法在中短码长情况下译码性能不佳的问题,在SC译码算法的基础上增加路径列表和比特翻转方法得到一种改进的串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip,SCLF)译码算法.该算法利用比特翻转构建最不可靠的信息位集合,称为翻转集合(Flipping Set,FS),同时提出一种新的度量法则来缩小FS的范围、提高FS的准确率.仿真结果表明,随着信噪比的增大,所提出的SCLF译码算法误块率(Block Error Rate,BLER)有较大提升,当BLER为10-3时,SCLF(码长N=256,列表大小L=8)译码算法的增益比SC(N=256)译码算法提升了 0.55 dB;当BLER为10-4时,SCLF(N=256,L=8)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=8)译码算法提升了 0.22 dB;当BLER为10-5时,SCLF(N=256,L=16)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=16)译码算法提升了 0.17 dB.     

一种低延迟极化码串行抵消译码器设计

为了克服5G移动通信系统中极化码串行抵消(SC)译码算法延迟高、计算复杂度高、硬件结构复杂度高等问题,基于冻结比特、冻结比特对和冻结区间等方式,提出了冻结比特设计模式.该设计模式包含基于冻结比特对的译码延迟和计算复杂度的分析方法.通过优先剪枝冻结比特结点的方式,进一步化简SC译码树,提高了搜索译码树的速度.码长为1 0...     

系统极化码的低时延CA-SCL算法研究

文章为了降低极化码的串行抵消列表(Successive Cancellation List,SCL)算法的译码时延,利用简化串行抵消(Simplified SC,SSC)算法思想,设计实现了系统极化码(system polar code,SPC)低复杂度(low complexity)的循环冗余校验辅助串行抵消列表(CRC-Aided SCL,CA-SCL)译码,简称为SPC-LC-CA-SCL算法。仿真结果表明:极化码(1024,512)中"Rate-1"节点并行处理的门限值(Threshold Value)设为64时,SPC-LC-CA-SCL和SPC-CA-SCL算法性能一致,时延减少了6.35%。"Rate-1"节点并行处理的门限值设为32,16时,时延分别减少了17.78%和24.13%,性能则降低了0.4dB和0.5dB。     

基于分段循环冗余校验的极化码自适应连续取消列表译码算法

针对极化码连续取消列表(SCL)译码算法为获取较好性能而采用较多的保留路径数,导致译码复杂度较高的缺点,自适应SCL译码算法虽然在高信噪比下降低了一定的计算量,却带来了较高的译码延时。根据极化码的顺序译码结构,该文提出了一种分段循环冗余校验(CRC)与自适应选择保留路径数量相结合的SCL译码算法。仿真结果表明,与传统CRC辅助SCL译码算法、自适应SCL译码算法相比,该算法在码率R=0.5时,低信噪比下(–1 dB)复杂度降低了约21.6%,在高信噪比下(3 dB)复杂度降低了约64%,同时获得较好的译码性能。     

基于分布式奇偶校验码的低复杂度极化码SCLF译码算法

针对极化码串行抵消列表比特翻转(Successive Cancellation List Bit-Flip, SCLF)译码算法复杂度较高的问题,提出一种基于分布式奇偶校验码的低复杂度极化码SCLF译码(SCLF Decoding Algorithm for Low-Complexity Polar Codes Based on Distributed Parity Check Codes, DPC-SCLF)算法。与仅采用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC)码校验的SCLF译码算法不同,该算法首先利用极化信道偏序关系构造关键集,然后采用分布式奇偶校验(Parity Check, PC)码与CRC码结合的方式对错误比特进行检验、识别和翻转,提高了翻转精度,减少了重译码次数。此外,在译码时利用路径剪枝操作,提高了正确路径的竞争力,改善了误码性能,且利用提前终止译码进程操作,减少了译码比特数。仿真结果表明,与D-Post-SCLF译码算法和RCS-SCLF译码算法相比,所提出算法具有更低的译码复杂度且在中高信噪比下具有更好的误码性能。     

基于高斯消元的BATS码的改进译码算法

BATS码是一种包括外码和内码的纠删码,外码是喷泉码的矩阵形式。内码是网络编码结构,采用随机线性网络编码算法。BATS码的常用译码算法为BP译码算法,但对有限长BATS码,BP译码算法的性能有大幅度的衰减。因此,在计算资源充足的情况下,可以在BP译码器后采用高斯消元算法对BATS码进行译码。采用高斯消元算法时,矩阵满秩则输入数据包可译,反之则不可译。因此,利用当矩阵不满秩时也有部分包可译的特点,识别并将这部分可译包译出,从而提高高斯消元译码器的译码性能。     

一种基于错误集的极化码改进SCL译码算法

针对极化码在中短码长时纠错性能的不足,提出了一种基于错误集的极化码改进串行抵消列表(Successive Cancellation List of Polar Codes Based on Error Set,ES-SCL)译码算法。该算法首先根据极化码的信道特性构造错误集,在极化码编码时根据错误集中的元素设置奇偶校验(Parity Check,PC)位,其余位置则放置信息比特和冻结比特,译码器在译码PC位时,每条路径通过校验函数得到PC位的比特估计,不执行路径分裂和剪枝,其余位置则执行SCL译码。仿真结果表明,在加性高斯白噪声信道下,当码长为512,码率为0.5,误块率为10-5,最大译码列表数为8时,相较于PC-PSCL译码算法以及CA-SCL译码算法,所提出的ES-SCL译码算法获得了约0.18和0.15dB的增益;当码长为256,码率为0.5,误码率为10-5,最大译码列表数为8时,相较于CA-SCL,PC-PSCL译码算法,获得了约0.3和0.35dB的增益;此外,采用部分比特分裂译码的ES-SCL译码算法可以在误块率与PC-PSCL译码算法几乎相同的情况下,减少约50%的排序次数,具有更低的译码复杂度。