极化码是第一种达到信道容量极限的构造性编码，是信道编码理论的重大突破，已经成为第五代移动通信(5G)的信道编码标准。本书主要介绍极化码的原理与应用。全书共8章，包括绪论、信道编码基础、极化码基本理论、极化码构造与编码、极化码译码算法、硬件译码器设计、极化编码调制与极化信息处理。本书汇聚了作者十年极化码研究工作的精华，也尽可能收集了本领域的重要研究成果，力图反映极化码研究的学术前沿与最新进展。
样章试读
目录
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第1章绪论1
1.1信道编码简史2
1.2极化码的诞生与发展3
1.3第五代移动通信中的极化码标准化7
1.4本书的组织结构8
参考文献9
第2章信道编码基础13
2.1信道编码的基本概念14
2.1.1信道编码的定义14
2.1.2信道编码的分类14
2.1.3典型的信道编码14
2.1.4汉明距离与基本不等式15
2.2线性分组码16
2.2.1线性分组码基本概念16
2.2.2循环码18
2.2.3Reed-Muller码20
2.2.4检错码22
2.3卷积码23
2.3.1基本概念23
2.3.2卷积码的描述23
2.3.3维特比译码29
2.3.4卷积码的速率适配34
2.3.5卷积码差错性能35
2.4级联码35
2.4.1基本概念35
2.4.2级联码的标准与性能37
2.5交织编码37
2.5.1交织编码的基本原理38
2.5.2分组(块)交织器的基本性质39
2.6Turbo码40
2.6.1Turbo码的编码原理40
2.6.2Turbo码的译码器结构41
2.6.3最大后验概率译码算法42
2.6.4软输出维特比译码算法47
2.6.5外信息变换分析工具48
2.6.6Turbo码差错性能51
2.7LDPC码53
2.7.1基本概念53
2.7.2置信传播译码算法55
2.7.3密度进化与高斯近似算法60
2.7.4LDPC码差错性能66
2.7.5LDPC码构造67
2.8因子图与信息处理72
2.8.1因子图73
2.8.2和积算法74
2.8.3Turbo信息处理76
2.9ARQ与HARQ简介77
2.9.1ARQ的分类78
2.9.2HARQ基本原理80
2.10本章小结81
参考文献81
第3章极化码基本理论85
3.1信道极化86
3.1.1符号定义86
3.1.2B-DMC信道模型87
3.1.3两信道极化92
3.1.4N信道极化100
3.2基本构造与编码106
3.2.1基于巴氏参数的构造106
3.2.2极化信道的对称性108
3.2.3极化码编码110
3.3串行抵消译码114
3.3.1SC译码算法流程114
3.3.2算法复杂度121
3.3.3SC译码近似与简化121
3.4差错性能分析124
3.4.1误块率差错性能界124
3.4.2信道容量可达性129
3.4.3极化码思想的缘起与诠释134
3.4.4渐近差错概率与比例行为分析135
3.4.5子信道相关性分析144
3.5信道极化推广145
3.5.1并行极化146
3.5.2通用极化156
3.5.3高维极化161
3.6本章小结176
参考文献177
第4章极化码构造与编码179
4.1极化码编码性质180
4.1.1代数性质180
4.1.2距离谱与性能界182
4.2极化码构造方法概述188
4.2.1依赖信道条件的构造方法188
4.2.2独立信道条件的构造方法189
4.2.3基于重量谱的构造方法190
4.3等效巴氏参数构造与密度进化190
4.3.1等效巴氏参数构造190
4.3.2密度进化算法191
4.4Tal-Vardy构造194
4.4.1信道退化与进化194
4.4.2退化归并算法200
4.4.3进化归并算法203
4.4.4连续信道构造207
4.5高斯近似构造211
4.5.1标准高斯近似211
4.5.2高斯近似误差分析214
4.5.3改进高斯近似224
4.6独立信道构造227
4.6.1部分序227
4.6.2极化重量构造232
4.6.3FRANK构造234
4.7极化谱构造234
4.7.1极化谱的概念234
4.7.2基于极化谱的性能分析238
4.7.3极化谱计算243
4.7.4基于极化谱的构造度量248
4.8系统极化码251
4.8.1系统极化码编码252
4.8.2差错性能分析254
4.9串行级联极化码259
4.9.1CRC级联极化码260
4.9.2LDPC-Polar级联码267
4.9.3校验级联极化码268
4.9.4其他级联极化码272
4.10并行级联极化码273
4.10.1并行级联系统极化码273
4.10.23D并行级联极化码276
4.11本章小结280
参考文献280
第5章极化码译码算法283
5.1概述284
5.1.1译码算法分类284
5.1.2研究团队与代表性工作287
5.1.3格图与码树288
5.2SC译码及其简化291
5.2.1级压缩码树上的SC算法291
5.2.2节压缩码树上的SC算法296
5.2.3SSC算法296
5.2.4增强简化算法299
5.3列表译码算法302
5.3.1基于似然/后验度量的SCL算法302
5.3.2基于对数似然比的SCL算法313
5.3.3剪枝SCL算法318
5.3.4SCL算法的低延迟译码321
5.3.5CA-SCL算法323
5.3.6理论性能分析329
5.4堆栈与序列译码算法334
5.4.1堆栈译码算法334
5.4.2序列译码算法339
5.5SCH与SCP译码算法342
5.5.1SCH译码算法343
5.5.2SCP译码算法347
5.6BP译码算法351
5.6.1标准BP译码352
5.6.2提前终止机制355
5.6.3增强BP译码357
5.6.4理论性能分析360
5.6.5BP列表译码364
5.7SCAN译码算法367
5.7.1算法流程367
5.7.2基于S-EXIT图变换的缩放因子加权SCAN算法369
5.7.3基于MWMSE准则的缩放因子加权SCAN算法371
5.7.4SCAN列表译码算法376
5.8比特翻转译码算法376
5.8.1比特翻转度量377
5.8.2关键比特集合381
5.9球译码算法383
5.9.1基本球译码算法383
5.9.2路径度量优化385
5.9.3半径约束条件优化387
5.9.4CRC辅助的球译码算法390
5.9.5逼近有限码长容量限的短码395
5.10基于球约束的最小重量枚举400
5.10.1基于球约束的枚举方法401
5.10.2基于球约束的递归枚举方法404
5.10.3基于球约束的奇偶校验枚举方法408
5.10.4仿真结果及分析409
5.11其他短码译码算法417
5.11.1Viterbi译码417
5.11.2LP算法417
5.11.3OSD算法417
5.12神经网络译码算法418
5.12.1全连接神经网络译码418
5.12.2加权置信传播译码420
5.12.3单比特ADC的BP译码422
5.12.4WSC量化译码425
5.13本章小结427
参考文献428
第6章硬件译码器设计433
6.1译码算法量化方案434
6.1.1量化模型434
6.1.2SC译码量化准则435
6.1.3SCL量化译码方案439
6.2SC译码器架构443
6.2.1Pipelined-TreeSC结构443
6.2.2LineSC结构446
6.2.3半并行SC结构447
6.2.4SC译码时序逻辑分析450
6.2.5多比特并行SC译码器453
6.2.6译码延迟与硬件资源分析458
6.3基于概率计算的SC译码器460
6.3.1概率计算原理460
6.3.2基于概率计算的译码器架构462
6.3.3双极性概率计算463
6.3.4低比特概率计算465
6.3.5多级概率计算466
6.4SCL译码器架构468
6.4.1总体架构468
6.4.2路径度量计算和排序469
6.4.3内存管理471
6.5本章小结473
参考文献473
第7章极化编码调制475
7.1极化码速率适配476
7.1.1路径谱与谱距离476
7.1.2最优凿孔算法482
7.1.3最优缩短算法489
7.25G标准中的极化码492
7.2.1CRC编码器492
7.2.2交织器492
7.2.3子信道映射493
7.2.4极化码编码器493
7.2.5速率适配493
7.3衰落信道下的极化码构造495
7.3.1衰落信道模型496
7.3.2基于互信息等效构造方案496
7.3.3基于差熵等效构造方案498
7.4极化编码501
7.4.1蔡司合并HARQ方案502
7.4.2增量冗余HARQ方案505
7.4.3增量冻结HARQ方案509
7.4.4极化扩展HARQ方案510
7.4.5极化码的HARQ方案对比513
7.5极化编码调制513
7.5.1调制极化模型514
7.5.2比特交织极化编码调制518
7.5.3多级极化编码调制522
7.6极化编码成形526
7.6.1概率成形方案527
7.6.2几何成形方案532
7.7本章小结538
参考文献538
第8章极化信息处理541
8.1极化信息处理框架542
8.1.1广义极化变换542
8.1.2极化信息处理系统543
8.2MIMO系统的信道极化变换544
8.2.1极化多天线系统传输模型544
8.2.2MIMO系统极化变换545
8.3MIMO系统的极化信号传输552
8.3.1串行天线分解下的极化信号传输552
8.3.2并行天线分解下的极化信号传输557
8.3.3极化MIMO性能评估558
8.4非正交多址系统的信道极化变换561
8.4.1基于串行用户分解的信道极化变换561
8.4.2用户分解顺序极化调度563
8.4.3基于并行用户分解的信道极化变换569
8.5非正交多址系统的极化信号传输571
8.5.1串行用户分解框架下的极化信号传输571
8.5.2并行用户分解框架下的极化信号传输575
8.5.3极化NOMA性能评估576
8.6本章小结579
参考文献580
京公网安备 11010102004214号