極化碼的改進BP譯碼算法研究.pdf

1、E.Arikan提出的極化碼(PolarCodes)，以其較低的編譯碼計算復雜度達到了任意對稱二元輸入離散無記憶信道的容量。這是無線通信領域的重大突破，已經引起了人們的廣泛關注。
　　置信傳播(BP，BeliefPropagation)譯碼算法是全并行的譯碼算法，它具有較高的吞吐量。極化碼沒有校驗矩陣，其BP譯碼算法無法提前終止，需要不停地迭代直至達到最大迭代次數(shù)。極化碼與低密度奇偶校驗碼(LDPC，LowDensityParit

2、yCheck)都是圖碼，因此它們的BP譯碼算法很相似。而LDPC碼的BP譯碼算法有如下特點：a.許多變量在很少的迭代次數(shù)后就已經達到很高的可靠度，在以后的迭代過程中，它們的符號和極性就不再改變；b.隨著BP譯碼的收斂，結點信息在更新前后的差值逐漸趨于零。根據結點上的信息變化，作者提出了三種基于提前終止迭代的改進BP譯碼方案。
　　數(shù)學上的均值、方差以及均方差可以表示變量的變化程度。作者分別根據這三個參數(shù)提出了基于均值、方差、均方差

3、的提前終止迭代的改進BP譯碼算法。極化碼中的比特分為固定比特和信息比特，其中固定比特是已知的，而變化的只有信息比特。在極化碼的BP譯碼過程中，作者通過計算信息比特連續(xù)三次迭代的似然比方差和均方差的大小，達到判斷信息比特是否收斂的目的。仿真結果表明，這兩種基于方差、均方差的改進BP譯碼算法的誤碼性能基本上沒有損失，迭代次數(shù)大大減少。而基于均方差的提前終止迭代改進BP譯碼算法在判斷信息比特時候是否收斂時，計算均方差比計算方差的多了一個平方根

4、的計算。因此，基于方差的提前終止迭代改進BP譯碼算法比基于均方差的提前終止迭代的改進BP譯碼算法略好。第三種基于均值的提前終止迭代的改進BP譯碼算法基本思想：在信息比特連續(xù)三次迭代的過程中，根據其中相鄰兩次似然比變化的均值大小，來判斷信息比特是否收斂。仿真結果表明，該方案性能基本沒有損失，譯碼的平均迭代次數(shù)大大減少。而這三種譯碼方案，它們的性能與標準BP譯碼相比，基本上沒有性能損失，從運算的角度看，第三種基于均值的的提前終止迭代的改進B