MWD序列与5G中的极化序列BLER性能对比图

ECBS构造方法与现有构造方法BLER性能对比图

近日，中国科学院沈阳自动化研究所工业控制网络与系统研究室工业网络课题组在工业5G编码研究方面取得进展，设计了面向极化码串行抵消列表（successive cancellation list,SCL）译码算法的最小重量分布（minimum weight distribution,MWD）构造方法。极化码由于在误码性能、编译码复杂度以及灵活适配性等方面展现显著优势，已成为5G中eMBB业务场景中控制信道的编码方案。极化码是目前已被证明当码长趋近于无穷时，采用串行抵消（successive cancellation,SC）译码算法，可在任意二进制输入离散无记忆信道达到信道容量的编码方案。然而，在中短码长条件下，极化码SC译码的误码率（block error rate,BLER）较差。为改善这一性能限制，科研人员提出了扩展候选路径的SCL译码算法，以降低极化码误码率。

科研人员面向极化码构造进行研究，在三个方面取得了突破：（1）证明了随着信噪比趋于无穷，最大似然性能与最小重量一致界（minimum weight union bound,MWUB）的渐近收敛性；（2）提出了一种独立于信道信息的嵌套构造序列，即MWD序列，并严格证明了该序列在满足部分序条件的极化码中，是MWUB评估下的最优构造序列；（3）在MWD序列的基础上，提出了熵约束比特交换（entropy constraint bit-swapping,ECBS）构造方法，通过逐步交换信息位与冻结位，使信息集合满足熵约束条件。该研究为工业5G中的极化码高性能构造提供理论支持与解决方案。

相关成果发表于中国科学院通信领域期刊IEEE Transactions on Communications (TCOM)。该论文第一作者为工业控制网络与系统研究室朴瑨楠副研究员，通讯作者为李栋研究员。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、沈阳自动化所基础研究计划项目的支持。（工业控制网络与系统研究室）

论文链接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/10677464

DOI: 10.1109/TCOMM.2024.3458081