系统极化码低复杂度编码优化方案

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018127

通信学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (7): 132-138.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2018127

系统极化码低复杂度编码优化方案

马林华^1,²,刘士平¹,胡星¹,黄天宇¹,徐彬³

¹ 空军工程大学航空工程学院，陕西西安 710038
² 西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室，陕西西安 710071
³ 空军航空大学初级训练基地，黑龙江哈尔滨 150100

修回日期:2018-05-19 出版日期:2018-07-01 发布日期:2018-08-08
作者简介:马林华（1965-），男，陕西汉中人，博士，空军工程大学教授、博士生导师，主要研究方向为抗干扰通信、信道编码、无线自组织网络。|刘士平（1994-），男，黑龙江哈尔滨人，空军工程大学硕士生，主要研究方向为信道编码、极化码、抗干扰通信。|胡星（1990-），男，河南南阳人，空军工程大学博士生，主要研究方向为模拟量编码、卫星通信。|黄天宇（1993-），男，辽宁营口人，空军工程大学硕士生，主要研究方向为 Massive MIMO 下行传输技术及信道仿真器设计。|徐彬（1993-），男，吉林吉林人，空军航空大学工程师，主要研究方向为信道编码、抗干扰通信。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61472442);陕西省科技攻关基金资助项目(2017GY-049);航空科学基金资助项目(20155896025)

Optimizing low complexity encoding method for systematic polar code

Linhua MA^1,²,Shiping LIU¹,Xing HU¹,Tianyu HUANG¹,Bin XU³

¹ Aeronautics and Astronautics Engineering College,Air Force Engineering University,Xi’an 710038,China
² The State Key Laboratory of Integrated Services Networks,Xidian University,Xi’an 710071,China
³ Air Force Aviation University Primary Training Base,Harbin 150100,China

Revised:2018-05-19 Online:2018-07-01 Published:2018-08-08
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(61472442);Shaanxi Province Scientific and Technological Project(2017GY-049);Aviation Science Foundation(20155896025)

摘要/Abstract

摘要：

为解决系统极化码在编码过程中因分步计算造成的时延和由循环迭代“异或”计算造成的计算复杂度，提出并定义了降维裂解策略，并由此提出了基于降维裂解策略的系统极化码并行编码算法，然后在 AWGN 信道下进行了仿真验证和计算复杂度分析。结果表明，与传统算法相比，所提算法编码增益略优或基本保持一致，但计算复杂度优化率最高可达80.92%，更适合于硬件实现与工程应用，具有一定的实用价值。

关键词: 极化码, 系统极化码, 并行编码, 复杂度, 裂解, 误码率

Abstract:

In order to solve the delay caused by step-by-step calculation and the computational complexity caused by iterative “exclusive-or” computation during the encoding process,a dimensionality reduction strategy was proposed and defined.Based on this,system polarization code parallel coding algorithm for cracking strategy was proposed.Simulation and computational complexity analysis were carried out on AWGN channel.The results show that the coding gain of the above algorithm is slightly better than the traditional one or almost the same,but the computational complexity is up to 80.92%,which is more suitable for hardware implementation and engineering application.It is more suitable for hardware implementation and has a certain practical value.

Key words: polar code, systematic polar code, parallel encoding, complexity, splitting decomposition, bit error rate

中图分类号:

TN911.22

马林华,刘士平,胡星,黄天宇,徐彬. 系统极化码低复杂度编码优化方案[J]. 通信学报, 2018, 39(7): 132-138.

Linhua MA,Shiping LIU,Xing HU,Tianyu HUANG,Bin XU. Optimizing low complexity encoding method for systematic polar code[J]. Journal on Communications, 2018, 39(7): 132-138.

图/表 8

图1

图2

图3

图4

图5

表1

系统极化码编码复杂度对比"

编码算法	占用存储空间/bit	XOR计算次数
非系统极化编码	2N	$\frac{N}{2} l b N$
串行系统编码	2N	N^1.585
并行系统编码	2N	2N ^1.585
降维裂解编码	2N-1	2N(1+l bN)

表1

表2

图6

参考文献 15

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码长N	与串行系统编码相比优化率	与并行系统编码相比优化率
128	6.37%	53.19%
256	29.7%	64.89%
1 024	61.85%	80.92%

系统极化码低复杂度编码优化方案

Optimizing low complexity encoding method for systematic polar code

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图/表 8

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