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。     

5G通信中的极化码在高阶调制下的应用

极化码作为信道编码领域的一类新型编码方案,已经被确定为5G移动通信系统中增强移动宽带(En-hanced Mobile Broadband,e MBB)场景下控制信道的编码方案。为了提高5G通信中的频带利用率和信息传输速率,提出将极化码与高阶调制技术相结合,针对16QAM和256QAM两种调制方式,建立和仿真了基于极化码的高阶调制通信系统。在加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道模型下采用逐次消除(Successive Cancellation,SC)译码算法对不同参数的极化码进行仿真比较。仿真结果表明,在现有5G标准控制信道的16QAM模型下,码长N=1 024,码率R=1/3,信噪比E_b/N₀=6 d B时,极化码误码率可以达到10^-5。未来极化码的应用将推广到数据信道,在256QAM调制方式下,也体现出较好的纠错性能;在16QAM调制方式下,将极化码与同等速率的LDPC码及卷积码相比较,性能增益也有良好的体现。     

直接序列扩频分组映射码索引调制

针对直接序列扩频码索引调制发射端使用大量伪随机(PN)码的问题,提出了一种使用较少PN码的分组映射码索引调制方案.该方案在发射端并行设置多个调制子块独立进行幅相调制,同时集中选取各调制子块间同相、正交支路扩频所需的PN码,经索引值大小排序后依次扩频各调制子块中调制符号的同相、正交分量.分析和仿真结果表明,相同频谱效率条件下所提方案比直接序列扩频码索引调制方案使用的PN码个数更少,并在加性噪声信道下,信噪比高于10 dB时,保持着约1 dB的误比特率性能优势,并远优于空间调制在最优检测算法下的误比特率性能.     

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。     

极化码在LTE系统中的应用

为了实现极化码在LTE系统中的应用,提出了两类LTE系统中的极化码编码调制方案:联合极化编码调制(MLC-PCM)方案和比特交织极化编码调制(BIPCM)方案.其中,MLC-PCM方案凸显了通信系统中联合极化设计对系统性能提升的重要作用.此外,由于极化码的编码码长不一定为2的幂次,因此提出了一套简单易行且性能优异的极化码速率适配打孔方案,使得极化码的码长可以任意变化.最后,将极化编码调制方案与LTE系统Turbo码编码调制方案在所有MCS等级上进行了对比,仿真结果显示,在所有MCS等级上,极化编码调制方案都有明显性能增益.     

改进交织的单层极化码高阶编码调制系统

极化码作为一种新型编码方式,被采纳为5G通信中的短码方案。本文将极化码应用到比特交织编码调制（Bit-Interleaved Coded Modulation,BICM）系统,优化交织器的设计,提出了一种新型交织算法。相比于现有的交织算法,新型交织算法的提出是基于比特信道可靠性衡量参数,将高可靠性的比特信道与低可靠性的比特信道交错设计,按照高可靠性信道对低可靠性信道辅助译码的方式,提高极化码的纠错性能。由于新型交织算法只存在于比特信道可靠度参数的简单排序,在复杂度上没有明显增加。仿真结果表明:新型交织算法具有优异的性能,当误码率为10-5,码长为256时,采用新型交织算法的极化码BICM系统与LDPC码的BICM系统相比大约有1.51 dB的增益。      

垂直链路下的空间脉冲位置调制系统信道编码研究

针对垂直链路下空间脉冲位置调制(SPPM)误码性能较差的问题,采用级联信道编码改善系统误码性能,对比分析了低密度奇偶校验(LDPC)码和极化(Polar)码在不同码长、不同码率下的误码性能.仿真结果表明:在码率为0.5、误比特率为10-4时,Polar码具有优于LDPC码2 dB左右的性能;在码率为0.8时,二者的误码...     

并行级联Gallager码的动态最大外迭代次数译码方案的研究

PCGC(Parallel Concatenated Gallager Code,并行级联Gallager码)是将LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)码运用于并行级联编码形式而得到的一种新型编码,它的译码器采用双层迭代的形式.传统的PCGC译码器采用FMSIN(Fixed Maximum Super Iteration Number,固定最大外迭代次数)的方案,在信道SNR(Signal-to-Noise Ratio,信噪比)较低时会导致译码器平均迭代次数,也即译码器复杂度偏高.针对于此,本文提出一种根据信道信噪比状况动态调整译码器中最大外迭代次数的方案,并通过计算机仿真,验证了运用此方案后,译码器复杂度可得到较大程度的降低.     

一种极化码MLC编码优化方案

为了降低极化码(Polar Codes)多层编码(Multilevel Coding)的实现复杂度,提出了一种改进的MLC编码实现算法。改进的算法中利用固定比特矩阵自包含特点,设计了一种使用单一编码器实现不同码率多层编码的方案,克服了算法中需要使用多个编码器的缺点,降低了系统复杂度和资源使用率。同时利用编码矩阵中BN可通过比特翻转实现的特点,提高了编码速度。理论推导和仿真结果表明改进的实现算法编译码性能与MLC算法性能一致,资源消耗更低。     

码分多址通信的伪码调制技术

码分多址通信从本质上说就是扩频通信扩频与其它通信方式的主要区别就在于它具有伪码调制（解调）过程，因此，伪码调制中的关键技术就显向非常重要。本文介绍伪码产生与时钟分频两项技术。     

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...     

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。     

非平稳信道下极化码的评估

极化码是基于信道极化现象的一种新的信道编码方法。直到现在,许多研究极化码的学者仍致力于在平稳信道下对极化码进行应用研究。在此,主要研究将极化码应用于非平稳信道,此研究需要利用蒙特卡洛方法来进行。将一个特殊二进制对称信道(BSC)的交叉概率的变化视为服从正弦函数分布。根据大量的实验结果发现,当极化码应用于非平稳信道下时,仍然存在信道极化现象,但是其极化现象并没有像极化码应用于平稳信道那样的显著。     

双向中继系统中基于对角空时码的空间调制传输算法

在双向中继系统中,针对采用SSK传输不能获得发射分集且频谱效率较低的问题,提出了一种对角空时码空间调制算法,简称为DSTC-SM。该算法在源节点处采用DSTC-SM码字发送信号,在中继节点处配置单根天线对接收到的信号进行放大并将其转发至目的节点。DSTC-SM码字的构造中以对角码作为基本码块,并与空间调制（SM）技术相结合,采用循环结构来激活不同的天线。此外,通过对旋转角度的优化使该方案在即使只激活一根天线的情况下仍然可以获得发射分集增益。仿真结果表明,所提的算法比现有的算法具有较好的误码性能。