Polar码在OFDM系统中应用研究

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polar码原理

polar码原理

polar码原理极坐标码(Polar Code)是一种具有低复杂度和高性能的信道编码方案,它在通信领域中具有重要的应用价值。

极坐标码通过选择合适的信道,将信息编码成特定的序列,在信道传输中实现了可靠的纠错。

本文将介绍极坐标码的原理及其在通信中的应用。

极坐标码的核心思想是通过选择合适的信道,将信息编码成特定的序列,从而实现可靠的纠错。

在传统的编码方案中,如纠删码、低密度奇偶校验码等,编码和解码的复杂度较高,并且在高信噪比条件下性能表现不佳。

而极坐标码通过选择合适的信道,将信息编码成能够在高信噪比条件下实现可靠传输的序列,从而提高了编码和解码的效率。

极坐标码的编码过程可以简单描述为以下几个步骤:首先,将待传输的信息划分为若干个信息比特,然后将这些信息比特通过特定的函数映射到极坐标码的信道上。

在信道上,极坐标码通过选择适当的信道,将信息编码成特定的序列。

最后,接收端通过解码算法对接收到的序列进行译码,从而恢复出原始的信息比特。

极坐标码的关键在于选择适当的信道。

传统的编码方案通常使用二进制对称信道作为基本信道,而极坐标码选择的信道是在二进制对称信道上构造的一组拟二进制信道。

这些拟二进制信道的特点是在高信噪比条件下能够实现近乎最优的编码性能。

通过选择合适的信道,极坐标码能够充分利用信道的特性,提高编码和解码的效率。

极坐标码在通信领域中具有广泛的应用。

在无线通信中,极坐标码可以用于提高信道容量和可靠性,从而提高通信质量。

在存储系统中,极坐标码可以用于提高数据的可靠性和存储密度,从而提高存储系统的性能。

此外,极坐标码还可以应用于传感器网络、卫星通信等领域。

总结起来,极坐标码是一种具有低复杂度和高性能的信道编码方案,它通过选择合适的信道,将信息编码成特定的序列,从而实现可靠的纠错。

极坐标码在通信领域中具有广泛的应用,可以提高通信质量、存储系统性能等。

相信随着技术的不断发展,极坐标码在通信领域中的应用将会更加广泛。

OFDM系统的信道估计和信号均衡技术的研究

OFDM系统的信道估计和信号均衡技术的研究

OFDM系统的信道估计和信号均衡技术的研究一、本文概述正交频分复用(OFDM)技术是现代无线通信系统中广泛使用的一种高效调制技术,它通过将高速数据流分割成多个较低速度的子数据流,并在多个正交子载波上并行传输,从而实现了在复杂和多径环境中高速数据传输的能力。

然而,这种并行传输方式也使得OFDM系统对信道失真和干扰非常敏感,因此,信道估计和信号均衡技术成为提高OFDM系统性能的关键。

本文旨在全面深入地研究OFDM系统中的信道估计和信号均衡技术,包括其基本原理、算法实现以及在实际系统中的应用。

我们将首先概述信道估计和信号均衡的基本概念和原理,分析它们对OFDM系统性能的影响。

然后,我们将详细介绍几种常用的信道估计和信号均衡算法,包括最小均方误差(MMSE)估计、最大似然(ML)估计、线性均衡和非线性均衡等,并比较它们的性能和复杂度。

本文还将探讨信道估计和信号均衡技术在不同应用场景中的优化方法,例如,在高速移动环境、多输入多输出(MIMO)系统以及认知无线电系统中的应用。

我们将通过理论分析和仿真实验,评估这些优化方法在不同场景下的性能,并提出可能的改进方案。

本文将总结信道估计和信号均衡技术在OFDM系统中的重要性和挑战,展望未来的研究方向和应用前景。

我们希望通过本文的研究,能够为OFDM系统的性能提升和实际应用提供有益的理论支持和实践指导。

二、OFDM系统基本原理正交频分复用(OFDM)是一种无线通信技术,它将高速数据流分割成多个较低速度的子数据流,然后在多个正交子载波上并行传输。

这种技术结合了频率分集和多路复用,显著提高了频谱利用率,增强了系统对多径干扰和频率选择性衰减的鲁棒性。

OFDM的基本原理在于,通过快速傅里叶变换(FFT)将频域信号转换为时域信号,然后在时域中插入循环前缀(CP),以减少多径干扰产生的干扰。

每个子载波上的数据符号都是经过调制的,可以独立地进行检测和解码,从而实现了子载波之间的正交性。

浅析极化码的原理及应用

浅析极化码的原理及应用

浅析极化码的原理及应用1. 什么是极化码极化码(Polar Code)是一种被发现并引入通信领域的错误纠正编码方法。

它利用极化转化的原理来实现信道编码,可以在信道容量逼近的情况下,为数据传输提供更高的可靠性。

2. 极化码的原理极化码的原理基于阵列极化(Array Polarization)的思想。

阵列极化是指通过特定的线性变换,对原始信道进行处理,使得一部分子信道的可靠性增强,而另一部分子信道的可靠性降低。

可以将阵列极化理解为在信道传输中,对不同的信道进行分组处理。

通过将原始信道分为两部分,一部分用于传输可靠性高的信息,另一部分用于传输可靠性低的信息,进而提高传输的可靠性。

3. 极化码的应用极化码在通信领域有着广泛的应用,下面列举了一些常见的应用场景:3.1 5G通信极化码在5G通信中被广泛应用于正交频分复用(OFDM)系统。

具体来说,在OFDM系统中,极化码可以用于提高子载波之间的抗干扰能力,从而提高信号的可靠传输性能。

3.2 卫星通信在卫星通信领域,极化码可以用于提高卫星信道的可靠性和传输效率。

通过使用极化码,可以减少信号在传输过程中的失真和噪声干扰,以确保卫星通信的稳定性和可靠性。

3.3 光通信在光通信领域,极化码可以用于提高光纤传输中的可靠性和速率。

通过优化极化码的设计,可以提高光信号的传输速率,并同时降低光信号在传输中的误码率。

3.4 数据存储极化码也被广泛应用于数据存储领域。

通过使用极化码,可以提高硬盘、闪存等数据存储设备的纠错能力,降低数据传输中的错误率,从而提高数据的可靠性和完整性。

4. 极化码的优势相比于传统的纠错编码方法,极化码具有以下几个优势:•极化码可以实现近信道容量的传输性能,可以最大程度地提高信号的可靠传输性能。

•极化码的编译码复杂度较低,能够以较低的计算复杂度达到较高的纠错能力。

•极化码具有较好的可扩展性,可以适用于不同信噪比和传输距离等多种场景。

5. 结论极化码作为一种新型的错误纠正编码方法,在通信领域有着广泛的应用前景。

华为主推的PolarCode极化码方案到底是什么

华为主推的PolarCode极化码方案到底是什么

华为主推的PolarCode极化码方案到底是什么自现代通信技术诞生以来,以更低的代价(信号功率、信号带宽等)实现更可靠的通信一直是信息技术领域的核心课题。

信道编码技术是无线通信系统物理层最核心的基础技术之一,它的主要目的是使数字信号能够进行可靠的传递。

信道编码技术通过在发送信息序列的基础上增加额外的校验比特,并在收端采用一定的译码技术以较高的概率对传输过程中产生的差错进行纠正,从而实现发送信息序列的正确接收。

编码和调制是无线通信技术中最核心最深奥的部分,被称为顶级的通信技术。

信道编解码在基础通信框架中位于物理层位置,其性能的改进将直接提升网络覆盖及用户传输速率。

在此次3GPP的RAN1(无线物理层)87次会议上,确定了中国华为公司主导的Polar码作为控制信道的编码方案,美国高通公司主导的LDPC码作为数据信道的编码方案。

值得我们记住的是,Polar Code,极化码。

2016年11月17日凌晨0点45分,在3GPP RAN1 87次会议的5G短码方案讨论中,历经千辛万苦,中国华为公司的Polar Code(极化码)方案,最终战胜列强,成为5G控制信道eMBB场景编码最终方案。

Polar code最终成为控制信道上行和下行的编码方案。

而数据信道的上行和下行短码方案则归属高通LDPC码。

Polar Code是人类已知的第一种能够被严格证明达到香农极限的信道编码方法,纠错性能超过目前广泛使用的Turbo码和LDPC码,最终成为信道控制编码方案。

华为与澳大利亚运营商Optus合作完成了5G网络测试,使用73GHz超高频段实现了高达35Gbps的传输速率。

这是中国公司首次进入基础通信框架协议领域,对比以往2G、3G、4G时代来看,其最大意义在于加大了中国企业在全球通信领域的话语权。

什么是polar code极化码为了实现可靠的信号传输,编码学家在过去的半个多世纪提出多种纠错码技术如里所码(RS码)、卷积码,Turbo码等,并在各种通信系统中取得了广泛的应用。

关于polar码的本科毕业设计

关于polar码的本科毕业设计

关于polar码的本科毕业设计
关于polar码的本科毕业设计可以从以下几个方面进行研究和设计:
1. 构建和实现polar码编码和译码算法:研究polar码的编码和译码原理,设计合适的算法,并实现编码和译码的功能。

可以使用C或者MATLAB等编程语言进行实现,并进行性能评估和比较。

2. 优化polar码的性能:研究polar码的性能优化方法,如信道估计、信道编码等,以提高码字错误率和比特错误率。

可以通过使用不同的信道模型、选择不同的码构造方法等来优化polar码的性能。

3. 研究polar码在不同通信系统中的应用:探索polar码在不同通信系统中的适用性和性能表现,如无线通信系统、光通信系统等。

可以通过模拟实验和分析来评估其性能,并与传统的编码方法进行比较。

4. FPGA实现polar码编码和译码器:使用FPGA进行硬件实现,设计polar码编码和译码器的硬件结构,以提高编码和译码的速度和效率。

可以利用现有的FPGA开发工具进行设计和验证。

5. 研究polar码的应用于物联网通信:分析polar码在物联网通信中的潜力和优势,研究其在低功耗、低复杂度的通信环境中的应用。

可以考虑设计以物联网为场景的通信系统,以验证
polar码在该场景下的性能和可行性。

以上是几个关于polar码的本科毕业设计方向,希望能给您提供一些启示。

具体的设计方案可以根据您的兴趣和实际情况进行进一步的研究和探索。

Polar码在保密通信中的应用研究

Polar码在保密通信中的应用研究

Polar码在保密通信中的应用研究万丹丹【摘要】Polar码是一种能够达到香农限且编译码复杂度低的基于信道极化理论的信道编码方法.本文简单介绍了极化码在窃听信道中的构造方法.同时为非退化窃听模型,提出利用多次反馈来扩大等效主信道和窃听信道之间的差距,通过反馈实现非退化向退化的等效转变.仿真结果表明在二进制对称窃听信道下,所提出的基于多次反馈的传输方案误码率性能明显优于一次反馈,保证了信息可以更好地进行安全可靠地传输.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】4页(P8-11)【关键词】Polar码;窃听信道;误码率;多次反馈【作者】万丹丹【作者单位】浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310013【正文语种】中文【中图分类】TN198随着无线通信的广泛应用,其安全性能也受到人们越来越多的关注。

由于无线网络的多样性和太复杂的算法的出现使得加密技术很难实现。

目前,物理层安全性成为信息安全的一个重要分支,其一般以窃听信道为基础进行分析。

保密容量为其一个重要参数,被定义为当窃听者具有有关消息的最大不确定性时的最大系统传输速率。

信道编码技术是一种很好的确保窃听信道安全的方法。

Turbo码[1]和低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Codes,LDPC)[2]被相继提出,这两种码字性能接近香农限,但并没有达到香农限,而且复杂度较差。

2007 年,Erdal Arikan提出了一种新的编译码复杂度较低的线性分组码——Polar 码,并证明其性能在理论上能达到香农信道容量限[3]。

2010 年,E. Hof等人将Polar码应用在Wyner窃听信道中,从安全通信[4]的角度分析了Polar码。

1.1 polar码定义1:对于一个给定的二进制离散无记忆信道(Binary Discrete Memoryless Channel,BDMC),必然存在一组陪集码(N,K,A,uAc)满足不等式,其中N是码长,K是信息位的长度,A是一个序列集合,是[1,2,…,N]的子集,称为信息位集合,Ac是A的补集,称为固定位集合。

一种改进的LDPC码在OFDM系统中的仿真研究

一种改进的LDPC码在OFDM系统中的仿真研究
秩 特 点 的校验 矩 阵构造 算 法 ,构 造 出新 的 L D P C编 码, 结 合 OF DM 系统 进 行 了系 统 仿 真 , 结 果 表 明性
已有许多纠错码应用于 O F D M 的实例 ,如卷积码 、 R S 码、 T u r b o 码、 空时编码以及级联码等I 2 ] 。 1 9 6 2年 L D P C码第 一次 出现在 G a l l a g e r 的博 ua

o _ 0 T 1
( S c h o o l o f E l e c t i r c a l &I n f o r ma t i o n E n g i n e e i r n g , H u b e i Un i v e r s i t y o f A u t o mo t i v e T e c h n o l o g y .
K e y wo r d s: OF DM ; L DP C; S i mu l i n k
0 引言 OF DM ( Or t h o g o n a l F r e q u e n c y Di v i s i o n Mu l t i p l e x i n g , 正交 频分 复用 ) 技术具 有 很强 的抗 多 径 干扰
真 研 究
S i m u l i n k工具在 A WG N信道下进行 了仿真 ,结果表 明基于 L D P C编码方式 的 O F D M 系统性能好于卷积编
码 方式 的 O F DM 系统 性能。
关键 词 : O F DM; 低 密度奇 偶校 验码 ; S i mu l i n k 中 图分类 号 : T N9 1 1 . 2 2 文献 标识 码 : A 文章 编 号 : 1 6 7 1 . 4 7 9 2 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 7 9 . 0 3

Polar码译码算法的分析与研究

Polar码译码算法的分析与研究

Polar码译码算法的分析与研究标题:Polar码译码算法的分析与研究摘要:随着通信技术的高速发展,对于高质量和高速率的无线通信需求正日益增加。

极化码作为一种新型的错误纠正码,具有很好的性能和低复杂度特点,吸引了众多学者的关注。

本文拟对极化码的译码算法进行深入分析和研究,以期为极化码的实际应用提供理论基础和技术支持。

一、引言随着移动通信和互联网的迅猛发展,人们对于数据传输的要求越来越高,特别是在高速率和可靠性方面。

在无线通信中,由于受到信道噪声和干扰的影响,数据传输过程中经常发生错误。

因此,正确编码和译码算法的研究变得至关重要。

极化码作为一种新型的通信编码方案,具有独特的优势,逐渐受到学术界和工业界的关注。

二、极化码的基本原理极化码是基于信道极化理论提出的一种码型。

信道极化理论中,通过特定的设计方法,将N个相同的独立线性二元信道分成两类:易于传输的好信道和困难传输的坏信道。

通过串行串联这些信道,便可以得到对应的极化码。

三、极化码的译码算法分析(一)信道识别算法信道识别算法是极化码译码的重要环节。

通过识别好信道和坏信道,可以对信道进行相应的调整和编码。

其中,常用的信道识别算法有排序法和似然度比较法。

排序法通过对信道输出序列进行排序,从而确定好信道和坏信道;似然度比较法则是通过计算每个信道对应的似然度以进行判断。

(二)SC译码算法SC(Successive Cancellation)译码算法是极化码译码的一种重要算法。

其基本思想是先假设部分比特已经解码,然后根据这些已解码的比特来解码剩余的比特。

SC译码算法具有较低的计算复杂度,但由于是串行处理,速率相对较慢。

(三)SCL译码算法SCL(Successive Cancellation List)译码算法是对SC算法的改进。

该算法在解码过程中维护一个路径列表,将解码的可能性扩展到多条路径上,从而提高了编码的可靠性。

同时,SCL译码算法还可以通过设置一个列表大小参数来控制性能和复杂度的平衡。

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s e d d t g as n o s b—p r l l o p e a a s n l t u i i aal w—s e d d t te m s t o u a o obeta s te n e c u h n e . el p e aa s a , hem d lt n t r n mit d o a h s bc a n 1 r i
Be a s h l rc d s n wl r p s d t r sn ha u h ee a ta pi a o e e r h o e o t OF M c u e t e Po a o e i e y p o o e , he e i o t tm c r lv n p l t n r s a c rr p r . ci D
关键词:P l 码;图分类号 :04 N9 ,T 1 ,T 1 N9 4 文 献标 识码 : A
S ud t pp i a i n lrc t y he a lc to ofPo a ode n FD M yse si O s tm
p lrz t n t e r ih c n a h e et e c a n l c p ct t o e c dn n e o i g c mp e i o a ai h o y wh c a c iv h h n e a a i wi al w n o ig a d d c dn o lxt i o y h y
( h g n rq e c  ̄s nMut l n)i dvd dit u e f  ̄ o o a sb h n l tehg — O ̄ o o f Fe u n yDi i lpe g s iie oan mb ro h g n u c a e ,h ih l o i x i n o l n s
够达 到信道容量 , 并且有着较低复杂度 的编译码算法。 由于P l 码出现不久, oa r 其相关应用研究报道较少。
OF M( too a Feu nyD vs nMu il ig ̄ 7交频分复用技术将信道分成若干正交子信道, D Or gnl rqe c iio lp xn ) 1 h i t e :
将高速数据信号转换成并行的低速子数据流 , 调制到每个子信道上进行传输。 本文研究P l 在OF M o鸸 a D 系统中的应用, 讨论在OF M系统中P l 码的译码迭代次数、 D oa r 码长、 码率以及系统输入信噪比 (i a t Sg lO n No e t , NR) i i S s Ra o 等因素对信号传输的影响。 通过性能仿真说明在一定条件下译码迭代次数增加, 和码 率减小, 都能使P l — D o r OF M系统的性能更好。 a
2 2年 4月 o1
电 子
测 试
Apr201 . 2
繁 4期
乩 E RO C T Sr CT NI E
N o4 .
P l 码在OF oa r DM系统中应用研究
郑芝芳 ,杨 华
( 南京邮电大学 ,南京 200 ) 103
摘要 :P l 码是2 0年由E dl ia基于信道极化理论提出的一种新的信道编码方法。 or a 07 raAr n k 在理论上, 它能
I ti a e W eh v t de hep ro m a c fPoa d n OF n hsp p r, a esu i d t ef r n eo lrCo e i DM y tm n ic se h f ci n sse a d dc u sd t e a e t o
o e d c d n tr to s t s,o e ln t b tr t n he s se i p t S R fP lr Co e t ft e o i g ie a n i h i me c d e g h,i a e a d t y t m n u N o o a d o OF DM . Th e r s l f u e ia i u ai n s o t a l n t e i c e s f e o i g i r t n m e c d e t n h e u t o n m r ls s c m l t h w t o g wi t n r ae o d c d n t a o s o h a h h e i i t s,o elngh a d t e
Zh n i n , n a e g Zh f g Ya g Hu a
( nig iesyo P s dT lcmmu ct n, nj g 10 3 Naj vr t f ot a eeo n Un i sn i i n a o sNa i 2 0 0 ) n
Absr c :P l o e , rtp o o e y Ar a n 2 0 , w h n e e c d n eh d b s d o a n l t a t o a c d s f s r p s d b i n i 0 7 i a ne c a n l n o i g m t o a e n Ch n e r i k s
d ce s f i rt, eBER f h se d ce ss n . e raeo b t aet h o t es tm e rae d y a
Ke w0 d : l d ; O F M ;BER ; S y r s Po a Co e r D NR
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