极化码编译码研究

• 作 者: 叶浩
• 出 处: 北京邮电大学
• 发表日期: 2017年01期
• 关键词: 系统极化码 重复累积码 级联码 图像无失真传输

极化码(Polar codes)作为一种新兴的信道编码方案,自2009年由E.Arikan提出以来,就一直受到学术界的广泛关注。Polar码以信道极化现象为理论基础,能够通过严格的数学证明可以达到香农极限。此外,Polar码的编码和在连续消除(SC)译码算法下的译码复杂度均较低,仅为O(NlogN),其中N为码长,而且其编码结构非常简单规则。尽管理论上Polar码被证明具有容量可达性,但这是建立在码长非常长的前提下,其在中短码长下的性能并不理想,这在很大程度上限制了 Polar码在实际应用中的推广。因此,本文主要关注和研究Polar码的性能改善,同时对其在图像无失真传输系统中的应用进行研究。首先,本文概述了论文的选题背景及意义,并对信道极化现象以及Polar码生成矩阵的构造、信息位的选取以及编译码算法进行了详细阐述与分析。其次,提出了一种基于系统Polar码与重复累积(RA)码的新型级联方案。该级联方案分别以RA码和系统Polar码为内、外码,并辅助使用交织编码来提高级联码的抗突发性错误的能力。本文详细给出了该级联方案的设计与实现,并给出了性能仿真结果。最后,对Polar码在图像无失真传输中的应用进行了研究。利用Polar码对在加性高斯白噪声(AWGN)信道中传输的图像进行重建与恢复。同时将本文设计的系统Polar-RA码级联方案也应用到图像无失真传输中,并与非系统Polar码在同等条件下进行仿真对比,对该级联方案的性能作进一步的验证。