码率兼容自适应polar编码协作传输技术研究

作     者：边海波 

作者单位：杭州电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘顺兰

授予年度：2020年

学科分类：07[理学] 08[工学] 070104[理学-应用数学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0701[理学-数学] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：polar码 系统polar码 缩短 Plotkin结构 编码协作 

摘      要：为了满足人们对多媒体业务的传输需求,迫切需要一种大容量、高速率和高可靠性的无线通信网络。信道编码技术可以抵御数据在信道传输时各种干扰,提高数据传输效率和系统可靠性。极化码(Polar码)被采纳为5G e MBB场景的控制信道编码,是目前已知的唯一一种可以“达到香农容量的信道编码技术;协作通信是对抗信道衰落,获得空间分集增益的虚拟多输入多输出技术(虚拟MIMO),也能提高系统的容量和可靠性,同时降低设备的复杂性。信道编码技术与协作通信技术的结合,既能获得编码增益又能获得分集增益。全文主要创新点如下:本文针对最初的polar码码长不能自适应问题,提出一种新的系统polar码的缩短方案;该方案最大限度的保留极化码的极化特性,进一步提高了系统的误码率性能。仿真结果表明:在AWGN信道中,在高码率条件下,建议的系统极化码的缩短方法的误码率性能优于系统极化码的准均匀凿孔方法,也优于极化码的缩短方法。当码率为3/4、误码率为10-4时,系统极化码的缩短方法比极化码的缩短方法约有0.5 d B的增益,比系统极化码的准均匀凿孔方法约有0.25 d B的增益。为了解决码率码长自适应polar码在协作通信中的传输问题,提出了两种方案:polar码缩短的编码协作和系统polar码缩短的编码协作。这两种方案都是在polar码的Plotkin结构的基础上实现了码率码长自适应polar的编码协作,这两种方案都能有效改善系统传输速率和可靠性,同时保留了协作通信中低复杂度的编译码特性。仿真结果表明,非对称条件和对称条件下,系统polar码缩短的编码协作系统的误码率性能比polar码缩短的编码协作明显提高,但误块率性能基本相同。