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一种基于高斯近似的极化码打孔算法.docx
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一种基于高斯近似的极化码打孔算法.docx
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1. 引言
极化码是目前已知唯一的一种被严格证明达到信道容量的信道编码方法
[1]
,但是由于
极化码编码器是基于克罗内克积生成的
[1-3]
,极化码的长度总是被限制为 2n2n,在实际应用
中,传输码字的长度不一定都是 2n2n,经常出现可变码长的实际需求。打孔算法是构造码
长可变和码率灵活极化码的重要途径,近年来获得了研究者的广泛关注。
文献[4]首次提出极化码打孔算法,包括随机打孔和停止树打孔两种基本打孔算法,满
足了码长可变的要求。文献[5]提出了一种基于删除极化矩阵的打孔算法,通过删除分别对
应于打孔位和冻结位的列和行之后分析简化的极化矩阵,相对于随机打孔算法可以获得
1.0~5.0 dB 的性能增益。文献[6]提出了准均匀打孔方案,通过比特倒置排序使得打孔比特
准均匀分布,操作简单且具有较好的译码性能。文献[7]在文献[6]的基础上,提出一种倒置
准均匀打孔方案,在高码率下获得更好的性能。文献[8]基于比特倒置策略和前向序列打孔
提出一种新的打孔算法,提升了不同码率下的打孔性能。文献[9]提出一种适用于乘积极化
码的打孔算法,性能相对于先前打孔的乘积极化码和单极性码更优。文献[10]提出并验证
了使用二进制控制可以确定极化码的打孔比特集合。文献[11]结合码字重复技术提出分区
打孔的思路,获取了一个更有效的信息比特集合。文献[12]将里德-所罗门(Reed-Solomon,
RS)码作为极化码的外码,提出了一种平均分布打孔算法,构造了一种 RS-极化码打孔方
案,扩展了打孔极化码的应用范围。文献[13]提出了一种在打孔之后使用高斯近似
(Gaussian Approximation, GA)对子信道进行重构的打孔算法,进一步提升了打孔算法的性
能。上述的打孔算法均需要在打孔之后进行重新构造,但是重构使得算法复杂度增加。针
对这一问题,文献[14]提出了一种低复杂度的打孔(Low-Complexity Puncturing, LCP)算法,
在极化码构造一次的情况下使用了准均匀的打孔策略进行打孔。文献[15]提出了一种最差
质量打孔(Worst-Quality Puncturing, WQP)算法,在固定信息集合下对最差质量信道进行打
孔从而获取更好的打孔性能。
现有算法没有考虑信道构造环节对极化码打孔性能的影响,限制了极化码打孔性能的
进一步提升。本文从信道构造出发,联合考虑打孔的特点,提出一种基于改进高斯近似的
极化码打孔(Puncturing Polar Code based on Gaussian Approximation, GAPPC)算法。
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