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。     

莱斯信道中Polar码的构造及性能分析

Polar码是由Arikan提出的一种新的编码方式。它是基于信道极化理论,被证明在二进制离散无记忆信道下能够获得信道对称容量。本文给出了polar码在莱斯信道下的构造及性能分析,针对莱斯信道已知信道边信息（CSI）和未知信道边信息（NCSI）两种情况分别进行polar码的构造。仿真结果表明:相比于LDPC码,polar码的性能更加优良。此外,莱斯因子K越大,polar码的误比特率就越小。polar码在信道边信息已知的情况下性能比信道边信息未知时的好。因此Polar码在莱斯衰落信道中具有很好的性能,非常适合未来移动通信技术。      

A Construction Method of Arbitrary-Length Polar Codes

To remove the restriction on code length of polar codes,this paper proposes a construction scheme,called stepwise polar codes,which can generate arbitrary-length polar codes.The stepwise polar codes are generated by sub-polar codes with different code lengths.To improve coding performance,sub-polar codes are united by polarization effect priority algorithm,which can reduce the number of incompletely polarized channels.Then,the construction method of the generator matrix of the stepwise polar cod...     

一种改进的二阶Reed-Muller译码算法

研究了一种改进的RM译码算法—改进的Sidel,nikov-Pershakov算法(简称SP算法),详细叙述了原始算法的原理以及改进算法的译码步骤,并对两种算法进行了仿真实现,对它们的译码性能和算法复杂度进行了比较。改进的译码算法复杂度略优于原始算法,而改进后的算法的译码性能明显优于原始算法。     

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。     

新型级联Polar码设计

Polar码是一种新型高效的信道编码技术,被确定为5G增强移动宽带场景控制信道的编码方案。本文提出一种循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC)码、奇偶校验(Parity Check, PC)码与Polar码级联方案,其中CRC码、PC码作为外码,Polar码作为内码。与CRC辅助的Polar码方案相比,新型级联Polar码在译码的过程中利用PC比特辅助路径度量值进行译码路径的修剪,用以保证路径选择的可靠性,从而提高了其纠错性能,由于PC操作简单,在复杂度上没有明显增加。仿真结果表明:新型级联Polar码具有优异的性能,当误码率为10-6,码长为512,码率为1/3时,新型级联Polar码与CRC辅助的Polar码相比大约有0.12 dB的增益。      

PAPR Reduction of OFDM Signals Using Partial Transmit Sequences and Reed-Muller Codes

This letter proposes a modified PTS technique using binary Reed-Muller (RM) codes for error correction and PAPR control in BPSK OFDM systems. A RM code is divided into the direct sum of a correcting subcode for encoding information bits and a scrambling subcode for encoding PAPR bits. The transmitted signal of the resulting OFDM sequence is selected with minimum PAPR from a number of candidates which are codewords of a coset of the scrambling subcode. We consider the RM codes in natural and cyclic orderings. Numerical results show that RM codes in cyclic ordering achieve better performance in PAPR reduction than RM codes in natural ordering.     

几种LDPC码的性能比较

重点比较基于MacKay方法构造的随机LDPC码、具有准循环特点的LDPC码,以及π-旋转LDPC码的性能.通过计算机仿真比较可看出,这几种码在构造中都未考虑优化情况下,其性能差异不大.但是从编译码复杂度角度来看,π-旋转LDPC码和准循环LDPC码可以分别利用其奇偶校验矩阵中的双对角结构和移位循环结构来简化编译码,因而这两种较随机构造的码更易于硬件实现,更具有实际应用价值.     

一种基于奇偶校验码级联极化码的低复杂度译码算法

极化码作为一种纠错码,具有较好的编译码性能,已成为 5G 短码控制信道的标准编码方案。但在码长较短时,其性能不够优异。作为一种新型级联极化码,奇偶校验码与极化码的级联方案提高了有限码长的性能,但是其译码算法有着较高的复杂度。该文针对这一问题,提出一种基于奇偶校验码级联极化码的串行抵消局部列表译码(PC-PSCL)算法,该算法在编码前进行外码构造,通过高斯近似(GA)得到的子信道错误概率选取较不可靠的信息位,对选取的较不可靠的信息位进行串行抵消列表(SCL)译码和奇偶校验,其余信息比特仅进行串行抵消(SC)译码。仿真结果表明,在高斯信道下,当码长为512,码率为1/2,误帧率为10^–3,最大列表长度为8时,该文提出的低复杂度译码算法比SCL译码算法获得了0.5 dB的增益;与基于奇偶校验的SCL译码算法性能相近,但是空间复杂度和时间复杂度分别降低了38.09%, 15.63%。     

一种基于Polar码的可抗差错图像传输方法

Polar码是第一种理论上被严格证明能达到香农限的信道编码方法。结合Polar码的构造特点,提出了一种基于Polar码的可抗差错的图像传输方法,将传输图像进行离散变换后获取的频率分量与Polar码极化后信道的可靠性一一对应,然后进行编码传输。仿真结果表明,新构造的图像传输系统,能以较少的信息完成图像传输,同时达到较高的传输质量,具有良好的可抗差错性和较高的传输效率。     

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.     

Belief Propagation List Decoding for Polar Codes: Performance Analysis and Software Implementation on GPU

Belief propagation(BP) decoding outputs soft information and can be naturally used in iterative receivers. BP list(BPL) decoding provides comparable error-correction performance to the successive cancellation list(SCL) decoding. In this paper, we firstly introduce an enhanced code construction scheme for BPL decoding to improve its errorcorrection capability. Then, a GPU-based BPL decoder with adoption of the new code construction is presented. Finally, the proposed BPL decoder is tested on NVID...     

基于CNN扰动的极化码译码算法

针对中短码长下串行抵消(SC)算法性能较差,且串行抵消列表(SCL)算法复杂度较高等问题,根据译码纠错空间理论,该文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)扰动的极化码译码算法.对SC译码失败的接收序列,通过CNN产生相应的扰动噪声,并将该扰动噪声添加到接收信号中,然后根据重新计算的似然信息进行译码.仿真结果表明:与SC译码算法相比,所提出的算法约有0.6 dB的增益,与SCL(L=16)译码算法相比,该算法约有0.1 dB的提升,且平均复杂度更低.     

基于CNN扰动的极化码译码算法

针对中短码长下串行抵消(SC)算法性能较差,且串行抵消列表(SCL)算法复杂度较高等问题,根据译码纠错空间理论,该文提出了一种基于卷积神经网络(CNN)扰动的极化码译码算法.对SC译码失败的接收序列,通过CNN产生相应的扰动噪声,并将该扰动噪声添加到接收信号中,然后根据重新计算的似然信息进行译码.仿真结果表明:与SC译...     

改进型极化码混合自动请求重传法

极化码与混合自动请求重传结合的传输方案适用于物联网应用的短数据包场景。现有的极化码与蔡司合并结合的传输方案能够提供合并增益,但并未提供编码增益。极化码与增量冗余结合的传输方案能够获得更好的性能,但计算复杂度较高,不适用于短数据包场景。该文提出一种改进型极化码与混合自动请求重传结合的传输方案。与现有的极化码与蔡司合并结合的传输方案相比,当码率为1/2、重传次数为1时,该方案能够获得额外的0.7 dB的编码增益,与码率为1/4的极化码性能相近。该文所提方案的编译码复杂度相比于码率为1/4的极化码,降低了50%的复杂度。仿真结果验证了该方案的有效性。     

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。     

面向物理层安全的一种打孔极化编码方法

为了解决物理层安全编码中安全性和可靠性之间的矛盾和提高保密速率,该文提出一种基于打孔极化码的安全编码方法。根据信道极化理论,该方法将私密信息位映射到合法者正常接收而窃听者无法译码的特定逻辑信道输入位,保证私密信息可靠且安全传输。然后,通过分析极化码的校验关系树,利用3个参数表征输出节点对私密信息位的影响,再按照影响程度大小确定打孔位置。理论分析与仿真结果表明,该方法保证私密信息传输安全性和可靠性的同时,提高了私密信息传输的有效性。     

Hardware Implementation of Successive-Cancellation Decoders for Polar Codes

The recently-discovered polar codes are seen as a major breakthrough in coding theory; they provably achieve the theoretical capacity of discrete memoryless channels using the low-complexity successive cancellation decoding algorithm. Motivated by recent developments in polar coding theory, we propose a family of efficient hardware implementations for successive cancellation (SC) polar decoders. We show that such decoders can be implemented with O(N) processing elements and O(N) memory elements. Furthermore, we show that SC decoding can be implemented in the logarithmic domain, thereby eliminating costly multiplication and division operations, and reducing the complexity of each processing element greatly. We also present a detailed architecture for an SC decoder and provide logic synthesis results confirming the linear complexity growth of the decoder as the code length increases.     

空时码在频率选择性信道下的编码方案及性能比较

利用空时编码可以获得空间分集,空时码与OFDM结合可以使空时码应用于频率选择性信道。分析和比较了两种空时编码在频率选择性信道下OFDM相结合的编码方法。计算机仿真结果显示了不同信道条件下两种编码方法的性能差异。