極化碼的改進(jìn)置信傳播譯碼算法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、極化碼是當(dāng)今已知的唯一能從理論上證明其可以達(dá)到二元輸入離散無記憶信道(Binary-input Discrete Memoryless Channel,BDMC)容量的信道編碼。極化碼優(yōu)越的漸進(jìn)性能和結(jié)構(gòu)化的構(gòu)造方式使其具有重要的研究價(jià)值,在未來的數(shù)字通信系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
  極化碼的置信傳播(Belief Propagation,BP)譯碼算法是一種并行處理方式,有較高的吞吐量,但是現(xiàn)有的BP譯碼算法中仍有不足之處。由

2、于凍結(jié)節(jié)點(diǎn)的存在,使得在BP譯碼過程中一些信息沒有被充分利用。另外在BP譯碼算法中最大迭代次數(shù)預(yù)設(shè)為60次,較多的迭代次數(shù)導(dǎo)致譯碼速度較慢,延遲較長。因此,本文針對這兩個(gè)問題對極化碼BP譯碼算法展開研究,提出了簡化BP譯碼算法和基于提前終止迭代的快速BP譯碼算法。
  一方面,本文針對極化碼譯碼圖的結(jié)構(gòu)提出了簡化BP譯碼算法。首先分析了極化碼譯碼圖特點(diǎn),根據(jù)是否存在凍結(jié)節(jié)點(diǎn)將譯碼處理單元分成四種不同類型。然后對含有凍結(jié)節(jié)點(diǎn)的三種處

3、理單元給出簡化迭代公式。簡化迭代公式中無需對數(shù)、指數(shù)和乘除運(yùn)算,只涉及到加法操作。簡化BP譯碼算法與標(biāo)準(zhǔn)BP譯碼算法相比,能使對數(shù)、指數(shù)和乘除運(yùn)算量下降28.7%~31.4%。而且實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果顯示,使用簡化譯碼算法并沒有損失誤碼性能。
  另一方面,針對極化碼BP譯碼算法中較多迭代次數(shù)的問題,本文提出了基于提前終止迭代的快速BP譯碼算法。首先通過大量仿真研究了BP譯碼過程中存在的五種不同類型數(shù)據(jù)幀,其中快速收斂的正確幀只需要較少的

4、迭代次數(shù)就能正確譯出信息比特,同時(shí)可靠度也達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值不再變化,且隨著信噪比的增大,快速收斂正確幀的比例也越來越大。隨后給出根據(jù)信息可靠度的穩(wěn)定性決定譯碼終止迭代這一方法,由此提出了基于提前終止迭代的快速BP譯碼算法,并詳細(xì)列出了快速譯碼算法的具體實(shí)施步驟。與極化碼標(biāo)準(zhǔn)BP譯碼算法相比,使用提前終止迭代的快速BP譯碼算法能大大降低譯碼迭代次數(shù),在高信噪比時(shí)效果尤為明顯,信噪比為3dB時(shí)快速譯碼算法使迭代次數(shù)下降了83.33%。仿真結(jié)果

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