沈陽自動化所在工業5G編碼研究方面取得進展

　　【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院沈陽自動化研究所工業控制網絡與系統研究室工業網絡課題組在工業5G編碼研究方面取得進展，設計了面向極化碼串行抵消列表(successive cancellation list,SCL)譯碼算法的最小重量分布(minimum weight distribution,MWD)構造方法。極化碼由于在誤碼性能、編譯碼復雜度以及靈活適配性等方面展現顯著優勢，已成為5G中eMBB業務場景中控制信道的編碼方案。極化碼是目前已被證明當碼長趨近于無窮時，采用串行抵消(successive cancellation,SC)譯碼算法，可在任意二進制輸入離散無記憶信道達到信道容量的編碼方案。然而，在中短碼長條件下，極化碼SC譯碼的誤碼率(block error rate,BLER)較差。為改善這一性能限制，科研人員提出了擴展候選路徑的SCL譯碼算法，以降低極化碼誤碼率。
 

MWD序列與5G中的極化序列BLER性能對比圖
 

ECBS構造方法與現有構造方法BLER性能對比圖
 

　　科研人員面向極化碼構造進行研究，在三個方面取得了突破：(1)證明了隨著信噪比趨于無窮，最大似然性能與最小重量一致界(minimum weight union bound,MWUB)的漸近收斂性；(2)提出了一種獨立于信道信息的嵌套構造序列，即MWD序列，并嚴格證明了該序列在滿足部分序條件的極化碼中，是MWUB評估下的最優構造序列；(3)在MWD序列的基礎上，提出了熵約束比特交換(entropy constraint bit-swapping,ECBS)構造方法，通過逐步交換信息位與凍結位，使信息集合滿足熵約束條件。該研究為工業5G中的極化碼高性能構造提供理論支持與解決方案。
 

　　相關成果發表于中國科學院通信領域期刊IEEE Transactions on Communications (TCOM)。該論文第一作者為工業控制網絡與系統研究室樸瑨楠副研究員，通訊作者為李棟研究員。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、遼寧省自然科學基金、沈陽自動化所基礎研究計劃項目的支持。(工業控制網絡與系統研究室)