無線信道下polar碼的構造及性能分析

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1、．．節(jié)＇早帶堪，＇‘；＇．巧喻單位代碼；１膽９３密級：公開．／＇巧考巫《化碩女化Ａ．鐘某部Ｍ瓜１論文題目：無線信道下Ｐｏｌａｒ碼的構造及性能分析學號１２１３０１２５１６姓名瓶毎玲導師趙生妹教授專業(yè)學位類別工程碩±類型全曰制專業(yè)（領域）由子與通信工程．論文提交日期二〇—六年四月苦．Ｉ１南京郵電大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加，論＾＾＾標注和致謝的地

2、方外文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研巧成果，也不包含為獲得南京郵電大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研巧所做的任何貢獻均已在論文中作了明痛的說明并表示了謝意。本人學位論文及涉及相關資料若有不實一，愿意承擔切相關的法律責任。＾．研充生簽名；為為水日期：ｗｌｆｌ中３南京郵電大學學位論文使用授權聲明本人授權南京郵電大學可Ｗ保留并向國家有關部口或機構送交論文的復印件和電子文檔：允許論文被查闊和借閱；可將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索；可＾心采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編本學位論文。本

3、文電子文和紙檔的內(nèi)容質(zhì)－－論文。的論文的公（包括刊登）授郵電學。內(nèi)容相致布權南京大研巧生院辦理涉密學位論文在解密后適用本授權書。＾名：讓：＊研究生簽雜導簽名日：師期對礙呼爭ConstructionandAnalysesCorrespondingPerformanceofPolarCodesinWirelessChannelsThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByFanHailingSuperviso

4、r:Prof.ZhaoShengmeiApril2016摘要Polar碼是由Arikan提出的一種新的編碼方式，它基于信道極化理論，被證明在二進制離散無記憶信道(B-DMC)下能夠獲得信道對稱容量，且具有較低的編譯碼復雜度，有望成為未來通信的糾錯手段。論文研究Polar碼在無線信道下的構造，并考慮無線信道下Polar碼的刪余方法。論文的主要工作如下：（1）論文給出無線信道下的Polar碼的構造和性能分析。首先針對高斯（AWGN）信道下，給出幾種常用的Polar碼構造方法，并對各種方法獲得碼字的性能進行比較。其次針對瑞利信道的特性，將已知信道邊信息（CSI）的瑞利信道等效

5、成塊衰落信道，且每個衰落塊看成是增益不變的高斯信道；將已知信道分布信息（CDI）的瑞利信道等效BSC信道，分別給出兩種情形下的Polar碼構造。最后，給出萊斯信道下Polar碼的構造，其中萊斯信道分為已知信道邊信息（CSI）和未知信道邊信息（NCSI）兩種情形，修正了這兩種情形下的BP譯碼算法。數(shù)值仿真結果表明：Polar碼在瑞利信道下的性能良好，且已知信道邊信息情形下的性能要好于已知信道分布信息下約1dB。同時，Polar碼在萊斯信道下的性能優(yōu)異于低密度奇偶校驗碼的性能，且已知信道邊信息時的性能要好于未知信道邊信息時的性能，萊斯因子K越大，Polar碼的性能越好。（2

6、）考慮到無線信道具有時變特性，論文研究無線信道下的Polar碼的刪余方法，提出了一種基于譯碼比特可靠性的刪余方法。該方法使用后驗概率作為每個譯碼比特的可靠度，在AWGN信道下采用高斯近似的方法，在衰落信道下采用蒙特卡羅法來計算這種可靠度，根據(jù)得到的可靠度確定刪余位置。數(shù)值仿真結果表明，在同等條件下，基于譯碼比特可靠性的刪余Polar碼性能要好于隨機刪余和截止樹刪余Poalr碼的性能，而且這個方案在刪余碼率較高的情況下也能適用。隨后，論文給出一種系統(tǒng)Polar碼的隨機刪余的改進方法，該方法在Polar碼的校驗位集合中隨機選取刪余比特位置。仿真結果表明，該刪余方法性能優(yōu)于一

7、般隨機刪余Polar碼以及改進的非系統(tǒng)隨機刪余Polar碼性能，隨著碼率的增加，其性能提高得更為明顯。關鍵詞:Polar碼，構造，瑞利信道，萊斯信道，刪余，可靠性，系統(tǒng)Polar碼IAbstractPolarcodes,proposedbyArikan,arenewchannelcodesbasedonchannelpolarization,theycanachievechannelcapacityofbinary-inputdiscretememorylesschannel(B-DMC)withlowencodinganddecodin