面向5g移动通信系统的极化码构造研究

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1、分类号TN911.22学校代码10590UDC621.394密级公开深圳大学硕士学位论文面向5G移动通信系统的极化码构造研究学位申请人姓名陈满专业名称信息与通信工程学院（系、所）信息工程学院指导教师姓名何业军教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文面向5G移动通信系统的极化码构造研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：

2、年月日摘要信道编码技术是移动通信系统的关键技术之一，其最终目的是达到香农限。尽管Turbo码和LDPC码比较好地接近香农限，但在理论上无法达到香农限。极化码是目前唯一能在理论上达到香农限的信道编码方案。极化码的构造基于信道极化现象，即当N个比特信道经过一定规则进行合并和拆分运算之后，一部分信道的信道容量趋向于1，另一部分信道的信道容量趋向于0，且随着码长的增加，这种现象愈加明显。极化码选择其中信道容量趋向于1的比特信道作为传递信息比特位的信息位，选择其中信道容量趋向于0的比特信道作为冻结位。如何利用适当的评估参数选出合适的信息位集合对极化码编译码系统的性能至关重要。本论

3、文研究一种基于密度演进的极化码构造方法及极化码编译码系统，旨在解决现有技术中极化码构造方法计算复杂度高，误比特率和误帧率高，通信质量低的缺陷。本论文利用比特信道的对数似然比的概率密度函数期望作为评估比特信道性能的参数，并给出了以此参数选择信息比特信道序号以构造极化码的方法。首先，利用每个比特信道对数似然比（LLR）概率密度函数（pdf）的期望作为评估信息比特信道性能的标准（M参数），基于该参数选择极化码信息比特信道序号。其次，采用迭代递归的办法计算该参数，该迭代关系中，需要设置一个初始化参数（设计信噪比）。第三，将其计算结果进行排序比较，将该参数值较大的比特信道序号存入

4、一个向量（极化码信息位索引向量）。第四，将该索引向量分别输入极化码编码和译码模块，作为判断信息比特位的标准，分别进行编码和译码操作。第五，输出译码序列，计算误比特率和误帧率，比较不同设计信噪比下的译码性能，得出最佳设计信噪比参数。最后，为了验证本论文的极化码构造方法，分别实现了采用本构造方法的三种极化码编码译码系统（SC,SCL,CRC-SCL），仿真并比较性能。仿真结果表明，本方案适用更广的信道范围（即适用于一般二进制无记忆信道），并具有更优秀的译码性能。本方案还可根据实际比特信道条件，通过仿真得出适合该信道条件的最优设计信噪比和信息比特索引向量。关键词：极化码；信道

5、编码；构造方法；CRC-SCL；比特信道索引向量IAbstractChannelcodingisoneofthekeytechnologiesofmobilecommunicationsystem,anditsultimategoalistoapproachtheShannonlimit.AlthoughTurbocodeandLow-DensityParity-Check(LDPC)codewellapproachtheShannonlimit,theycannotachievetheShannonlimittheoretically.Polarcodeistheon

6、lyapproachthatcanreachtheShannonlimitintheorysofar.Theconstructionofpolarcodingisbasedonchannelpolarizationphenomenonwhereapartofchannelsymmetriccapacitiesarenear1,whileapartofchannelsymmetriccapacitiesarenear0.Polarcodingselectsthechannelswhosechannelsymmetriccapacitiesarenear1asthefree

7、bitfortransmittinginformationbitandselectsthechannelswhosechannelsymmetriccapacitiesarenear0asthefrozenbit.Howtoutilizeanappropriateevaluatingparametertoselectthebestpartofchannelasthefreebitissignificanttoimprovetheperformanceofpolarcode.Thispaperutilizesthemeanoftheprob