Polar Codes于2008年由土耳其毕尔肯大学Erdal Arikan教授首次提出,Polar Codes提出后各通信巨头都进行了研究。2016年11月18日(美国时间2016年11月17日),在美国内华达州里诺结束的3GPP的RAN1#87会议的5G短码方案讨论中,3GPP确定了Polar码是华为等中国公司主推PolarCodes方案作为5G 三类典型应用场景(其中包括eMBB(增强移动宽带),mMTC(大规模物联网)和URLLC(超高可靠超低时延通信))中的eMBB场景的控制信道编码方案。至此,5G eMBB(增强移动宽带)场景的信道编码技术方案完全确定,其中PolarCodes作为控制信道的编码方案。

2008年Erdal Arikan发表了一篇关于Polar codes的文章,讲述了polar codes的原理,提出了信道极化的概念,所谓信道极化就是随着码长N的增加,分裂之后的信道将会向两个极端发展,其中一部分信道的信道容量趋近于1,接近完美信道,另一部分的信道容量趋近于0,接近于全噪信道。而polar codes就是利用信道容量接近于1的信道传输消息比特,信道容量接近于0的传输冰冻比特。文章中提出了采用信道分裂 信道联合的思想进行编码,其编码结构类似于FFT结构。在码长N确定时,编码结构是唯一确定的。

对于给定码长为N,消息比特为K个的时候,其编码过程如图(1)所示。

图(1) polar codes比编码

文章给出了编码方式,同时也给出了译码方法(SC译码),并从理论上证明了polar codes可以达到信道容量。文章从信道极化的方法,信道极化程度的度量参数,译码的复杂度等方面全面的讲述了polar codes。其中信道极化的可靠性常用三种方法:巴氏参数,密度进化,高斯近似法

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