无线信道下polar码的构造及性能分析

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1、．．节＇早带堪，＇‘；＇．巧喻单位代码；１胆９３密级：公开．／＇巧考巫《化硕女化Ａ．钟某部Ｍ瓜１论文题目：无线信道下Ｐｏｌａｒ码的构造及性能分析学号１２１３０１２５１６姓名瓶毎玲导师赵生妹教授专业学位类别工程硕±类型全曰制专业（领域）由子与通信工程．论文提交日期二〇—六年四月苦．Ｉ１南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加，论＾＾＾标注和致谢的地

2、方外文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明痛的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实一，愿意承担切相关的法律责任。＾．研充生签名；為為水日期：ｗｌｆｌ中３南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档：允许论文被查阔和借阅；可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可＾心采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本

3、文电子文和紙档的内容质－－论文。的论文的公（包括刊登）授邮电学。内容相致布权南京大研巧生院办理涉密学位论文在解密后适用本授权书。＾名：讓：＊研究生签杂导签名日：师期对碍呼争ConstructionandAnalysesCorrespondingPerformanceofPolarCodesinWirelessChannelsThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByFanHailingSuperviso

4、r:Prof.ZhaoShengmeiApril2016摘要Polar码是由Arikan提出的一种新的编码方式，它基于信道极化理论，被证明在二进制离散无记忆信道(B-DMC)下能够获得信道对称容量，且具有较低的编译码复杂度，有望成为未来通信的纠错手段。论文研究Polar码在无线信道下的构造，并考虑无线信道下Polar码的删余方法。论文的主要工作如下：（1）论文给出无线信道下的Polar码的构造和性能分析。首先针对高斯（AWGN）信道下，给出几种常用的Polar码构造方法，并对各种方法获得码字的性能进行比较。其次针对瑞利信道的特性，将已知信道边信息（CSI）的瑞利信道等效

5、成块衰落信道，且每个衰落块看成是增益不变的高斯信道；将已知信道分布信息（CDI）的瑞利信道等效BSC信道，分别给出两种情形下的Polar码构造。最后，给出莱斯信道下Polar码的构造，其中莱斯信道分为已知信道边信息（CSI）和未知信道边信息（NCSI）两种情形，修正了这两种情形下的BP译码算法。数值仿真结果表明：Polar码在瑞利信道下的性能良好，且已知信道边信息情形下的性能要好于已知信道分布信息下约1dB。同时，Polar码在莱斯信道下的性能优异于低密度奇偶校验码的性能，且已知信道边信息时的性能要好于未知信道边信息时的性能，莱斯因子K越大，Polar码的性能越好。（2

6、）考虑到无线信道具有时变特性，论文研究无线信道下的Polar码的删余方法，提出了一种基于译码比特可靠性的删余方法。该方法使用后验概率作为每个译码比特的可靠度，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罗法来计算这种可靠度，根据得到的可靠度确定删余位置。数值仿真结果表明，在同等条件下，基于译码比特可靠性的删余Polar码性能要好于随机删余和截止树删余Poalr码的性能，而且这个方案在删余码率较高的情况下也能适用。随后，论文给出一种系统Polar码的随机删余的改进方法，该方法在Polar码的校验位集合中随机选取删余比特位置。仿真结果表明，该删余方法性能优于一

7、般随机删余Polar码以及改进的非系统随机删余Polar码性能，随着码率的增加，其性能提高得更为明显。关键词:Polar码，构造，瑞利信道，莱斯信道，删余，可靠性，系统Polar码IAbstractPolarcodes,proposedbyArikan,arenewchannelcodesbasedonchannelpolarization,theycanachievechannelcapacityofbinary-inputdiscretememorylesschannel(B-DMC)withlowencodinganddecodin