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。     

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。

     

极化码序列连续删除译码算法的改进设计

极化码连续删除译码算法性能和传统的LDPC码存在一定差距。序列连续删除算法(SCL)的提出极大地改善译码性能,是极化码推向实际应用中的重要一步。但是该算法复杂度较高,延迟大。改进的序列连续删除(SCL)译码算法是基于改善极化码码长受限的情况,文中描述SCL算法是通过码树上的搜索序列路径来表示译码过程。改进的算法通过减少译码算法在码树上的序列路径来降低时间和空间复杂度。通过仿真表明,改进的算法有效地降低了译码的复杂度同时在性能上也接近最大似然(ML)译码算法。     

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。     

一种5G系统自适应快速SCL极化码译码算法

针对5G系统控制信道的极化码译码性能问题,基于快速串行抵消列表(Fast Successive Cancellation List,FSCL)译码算法,提出了一种自适应快速串行抵消列表(Adaptive FSCL,AD-FSCL)译码算法.该算法能够降低译码复杂度,设置列表初始值,对极化码的4种特殊节点进行相应的快速译...     

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。     

大气弱湍流信道下松弛极化码译码方法

针对自由空间光通信中存在的大气湍流降低通信系统误码性能的问题,提出了基于松弛极化码的分段式极化码-循环冗余校验-串行抵消列表(PC-CRC-SCL)译码方法,并将其用于自由空间光通信系统中,在大气弱湍流强度下进行了仿真分析.仿真结果表明:与完全极化码的分段式CRC-SCL译码方法相比,在误码率为10-4时,基于松弛极化...     

系统极化码的置信传播译码性能分析

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。     

一种基于增强奇偶校验码级联极化码的新型编译码方法

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。提出一种基于增强奇偶校验码级联极化码的新型编译码方法,在原有的奇偶校验位后设立增强校验位,对校验方程中信道可靠度较低的信息位进行双重校验,辅助奇偶校验码在译码过程中对路径进行修剪,以此提高路径选择的可靠性。仿真结果表明,在相同信道、相同码率码长下,本文提出的新型编译码方法比循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码级联极化码、奇偶校验(parity check,PC)码级联极化码误码性能更优异。在高斯信道下,当码长为128、码率为1/2、误码率为10-3时,本文提出的基于增强PC码级联的极化码比PC码级联的极化码获得了约0.3dB增益,与CRC辅助的极化码相比获得了约0.4 dB增益。     

一种基于分段CRC码级联Hash极化码的设计

极化码作为一种线性分组码,具有较低的编码复杂度和确定的构造,但当其为中短码长时,性能会有所降低。提出一种基于分段循环冗余校验(cyclic redundancy check,CRC)码级联Hash极化码的设计方法,该方法在原有Hash极化码(Hash-Polar)的基础上,采用CRC分段校验进行双校验,分段CRC码在译码过程中能辅助路径度量,即对译码路径进行修饰,以此提高路径选择的可靠性,提高性能;另外,分段校验是将校验码分散地添加到输入的信息序列中,译码时对于CRC不通过的情况,可提前终止译码路径以省去不必要的译码计算量。最后,译码结束时,Hash校验码对修饰后的L条路径进行校验,选出最佳译码路径。仿真结果表明,所提出的设计方法比CRC辅助的Hash极化码(Hash-CRC-Polar)误码性能更优异。在高斯信道下,当码长为128bit、码率为1/2、误码率为10时,所提出的基于分段CRC校验码的Hash极化码比Hash-CRC-Polar获得了约0.25 dB的增益。     

Performance comparison of systematic polar code and non-systematic polar code

Polar code in channel coding schemes is a research hotspot in 5G communication field.Polar code is susceptible to error propagation under successive cancellation decoding,and the performance of the code at short and medium block lengths is not ideal.For the problems,the performance difference between systematic polar code and non-systematic polar code was studied under various simulation conditions.Simulation results demonstrate that systematic polar code has advantage over non-systematic polar code in bit error rate performance,and the former are more robust against error propagation than the latter under successive cancellation decoding.The above results are considerable importance from the theoretical values in 5G communication and performance optimization of polar code.     

数字通信中RS码的Step-by-step译码算法及实现

文章讨论了在数字通信系统中RS码的Step-by-step译码算法,给出了算法的基本原理并在现场可编程门阵列(FPGA)上实现了RS(7,3)码的编译码,给出了实际仿真的效果图.结果表明,所设计的电路能够纠正7位接收符号中的任意两位错误.采用此算法避开了求解错误定位多项式,使译码过程得以简化,并提高了译码速度,且易于用大规模可编程器件实现.     

Error-rate analysis of polar code designs using genetic algorithm for additive white Gaussian noise channel

A novel scheme for designing polar codes with specific decoding schemes in the additive white Gaussian noise channel is presented in this paper. The code construction strategy is built on the genetic algorithm (GA) where successive evolution of populations (or group of information sets) leads toward fittest candidate to attain finest error-rates. In this work, it is shown that better error-rates can be attained by both successive cancelation list decoding using GA with no cyclic redundancy check (CRC) and belief propagation decoding using GA with no CRC and no list, compared to existing polar decoding schemes. Our proposed polar code design scheme using GA has the ability to attain a target block error rates with the least possible SNR and using no additional CRC by exploiting least belief propagation iterations or lesser successive cancelation list list size with no self-alterations in the decoding algorithm.     

Turbo乘积码译码算法的简化

Chase算法是Turbo乘积码(TPC)软判决译码中常采用的算法之一。分析了传统Chase算法中寻找竞争码字对译码复杂度的影响,在此基础上提出了两种新的简化译码算法,省去了寻找竞争码字的过程。仿真结果表明,简化算法在基本保持传统Chase算法译码性能的基础上,降低了译码复杂度,提高了译码速度。     

极化码的参数捷变技术及性能仿真

极化码是首个能够从理论上证明接近信道容量的纠错码,于2016年11月和低密度奇偶校验码一并作为第5代移动通信的标准。针对极化码特有的蝶形结构采用Trellis对其进行了重新描述,详细分析了串行抵消列表译码算法。同时,基于密度进化理论给出了极化码的码参数捷变技术,能够在不改变编译码器硬件结构与程序的情况下实时、快速地改变编译码参数。仿真结果表明,在编码参数近似相同的情况下极化码的性能要优于低密度奇偶校验码。     

几种数字调制方式的仿真与分析

提出了一种数字调制系统仿真平台的设计方法。针对数字调制系统中五种常见的调制方式,基于Matlab将各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性进行了跟踪分析;最后利用图形用户界面（GUI）功能设计了一个仿真系统,比较了各种调制方式的性能,仿真结果与理论值比较接近。     

Multiple CRC-aided variable successive cancellation list decoder of polar codes

In order to change the path candidates, reduce the average list size, and make more paths pass cyclic redundancy check (CRC), multiple CRC-aided variable successive cancellation list (SCL) decoding algorithm is proposed. In the decoding algorithm, the whole unfrozen bits are divided into several parts and each part is concatenated with a corresponding CRC code, except the last part which is concatenated with a whole unfrozen CRC code. Each CRC detection is performed, and only those satisfying each part CRC become the path candidates. A variable list is setup for each part to reduce the time complexity. Variable list size is setup for each part to reduce the time complexity until one survival path in each part can pass its corresponding CRC. The results show that the proposed algorithm can reduce the average list size, and the frame error rate (FER) performance, and has a better performance with the increase of the part number.