無線信道下polar碼的構(gòu)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(gòu)造及性能分析學(xué)號１２１３０１２５１６姓名瓶毎玲導(dǎo)師趙生妹教授專業(yè)學(xué)位類別工程碩±類型全曰制專業(yè)（領(lǐng)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(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)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(biāo)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(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)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(xiàn)均已在論文中作了明痛的說明并表示了謝意。本人學(xué)位論文及涉及相關(guān)資料若有不實(shí)一，愿意承擔(dān)切相關(guān)的法律責(zé)任。＾．研充生簽名；為為水日期：ｗｌｆｌ中３南京郵電大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人授權(quán)南京郵電大學(xué)可Ｗ保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子文檔：允許論文被查闊和借閱；可將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索；可＾心采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)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(xué)。內(nèi)容相致布權(quán)南京大研巧生院辦理涉密學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書。＾名：讓：＊研究生簽雜導(dǎo)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(jìn)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(fù)雜度，有望成為未來通信的糾錯(cuò)手段。論文研究Polar碼在無線信道下的構(gòu)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(gòu)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(gòu)造方法，并對各種方法獲得碼字的性能進(jìn)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(gè)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(gòu)造。最后，給出萊斯信道下Polar碼的構(gòu)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(jié)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(shí)，Polar碼在萊斯信道下的性能優(yōu)異于低密度奇偶校驗(yàn)碼的性能，且已知信道邊信息時(shí)的性能要好于未知信道邊信息時(shí)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(shí)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(yàn)概率作為每個(gè)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(jì)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(jié)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(jī)刪余和截止樹刪余Poalr碼的性能，而且這個(gè)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(jī)刪余的改進(jìn)方法，該方法在Polar碼的校驗(yàn)位集合中隨機(jī)選取刪余比特位置。仿真結(jié)果表明，該刪余方法性能優(yōu)于一

7、般隨機(jī)刪余Polar碼以及改進(jìn)的非系統(tǒng)隨機(jī)刪余Polar碼性能，隨著碼率的增加，其性能提高得更為明顯。關(guān)鍵詞:Polar碼，構(gòu)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