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信道编码是无线通信系统中对抗干扰和衰落不可或缺的技术手段。极化码是最新提出的一种理论上能达到香农极限的信道编码,编码和译码复杂度低,具有广泛的应用前景。MBM(Media-Based Modulation)是一种新型的调制传输技术,它将部分信息承载到信道状态上,从而提高数据传输效率和物理层安全性。将极化码和MBM级联,能够以较低的复杂度提升系统性能。本文主要研究了极化码的译码算法、极化码与MBM级联方案以及级联系统的检测译码技术。 本研究介绍了极化码和MBM的原理特性。阐述了极化码的极化现象和原理,引进密度进化和高斯近似方法来度量信道可靠性。然后对极化码的编译码算法进行了说明,并对SC(Successive Cancellation)和BP(Belief Propagation)译码算法做了仿真性能对比。针对MBM技术,本文将MBM应用到MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)系统中,并对相同数据速率下不同多天线技术方案进行了性能比较。对极化码译码算法进行了研究,提出了改进的双阈值剪枝策略和动态路径拓展的SCL(SC List)算法。在原来双阈值剪枝策略的基础上,提出了新的阈值划分方法。新策略将选取路径度量值过程的复杂度从?(LlogL)降低为O(L)。利用分支策略和剪枝策略,本文提出了一种动态路径拓展的SCL算法,简称DPE-SCL(Dynamic Path Extention SCL)算法。这种译码算法不固定候选路径数,允许其动态变化,由分支策略和剪枝策略来控制路径数的变化。仿真结果表明,DPE-SCL算法在低信噪比下有更好的性能,但是以路径数增多为代价,对应地,高信噪比下性能略有下降,此时具有较低的译码复杂度。研究了极化码与MBM的级联方案。利用极化码与MBM各自的特点,提出了一种新的级联方式,称为PC-MBM(Polar Coded MBM)。它将极化码的固定位比特映射到信道序号MBM消息上,而将信息位比特映射到SBM(Source-Based Modultaion)消息上。由于固定位比特已知,在接收端就不必对信道序号进行估计,直接可以用于 SBM消息的检测,检测复杂度大幅下降。接着利用信道极化特性,将PC-MBM信道转化为并行独立的子信道,根据子信道的信道容量来进行极化码编码构造。针对级联系统的检测译码,基于软判决ML检测算法,提出了两种低复杂度的ML(Maximum Likelihood)检测方法。首先借鉴球形译码的思路,将搜索空间限定在一定范围内。其次,提出了区域限制的ML检测方法,将搜索空间进一步减小,使得计算复杂度更低。