【摘 要】
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Polar码是目前唯一一种理论上能够达到Shannon极限的信道编码技术。由于其编译码复杂度较低,译码性能优异,在被提出后的十余年间获得极大的关注。2016年,Polar码被3GPP确定为5G中增强移动宽带(e MBB)场景下控制信道的编码方案。如何在有限码长下提升Polar码的性能以及如何在现有的系统中进行Polar码的应用推广是研究者关注的热点问题。基于此,本文主要工作内容和创新点如下:1.基
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Polar码是目前唯一一种理论上能够达到Shannon极限的信道编码技术。由于其编译码复杂度较低,译码性能优异,在被提出后的十余年间获得极大的关注。2016年,Polar码被3GPP确定为5G中增强移动宽带(e MBB)场景下控制信道的编码方案。如何在有限码长下提升Polar码的性能以及如何在现有的系统中进行Polar码的应用推广是研究者关注的热点问题。基于此,本文主要工作内容和创新点如下:1.基于密度进化-高斯近似方法进行极化信道可靠度估计,构造一个易错比特集合,该集合中的比特在串行抵消(SC)译码过程中具有较大的概率发生错误。仿真实验表明,绝大部分由信道噪声造成的错误都出自该集合。2.在上述构造集合的基础上,提出一种基于易错比特校验的译码方法。根据所需码率,将部分易错比特与排在其前面的比特形成一一对应的奇偶校验关系。译码过程中,如不满足校验,译码器可直接将参与校验的易错比特进行翻转。仿真结果显示,在不同数量的校验位下,本方法与循环冗余校验辅助的串行抵消列表(CA-SCL)算法相比有0.3d B至0.8d B的增益,相比其他比特翻转译码方法,在低信噪比条件下有至少0.1d B的性能提升。3.基于生成矩阵扩增的特性,构造辅助码字,如首次译码失败,接收端可利用辅助码字进行二次译码尝试。提出一种分段译码方案,使得二次译码尝试中辅助码字可以先于原码字被译出。仿真结果表明,本方案译码性能明显优于传统SC译码方法,在不同辅助窗口宽度下,相比两种传统的自动重传请求(ARQ)方案,最多可获1d B和1.9d B的性能增益。4.将本文提出的分段译码方案以及辅助码字推广到增量冗余混合自动重传请求(IR-HARQ)应用场景中,使得所构造的辅助码字在重传过程中作为冗余比特进行多次发送,直到达到预设重传次数或译码成功为止。仿真结果表明本方案相比其他IR-HARQ方案在第一次重传以及第二次重传后分别有0.4d B和0.6d B的性能增益。
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