摘要
随着人们的生活质量提高，汽车的保有量也在逐步增加，道路交通安全和通行效率也渐渐引起了人们的重视。车联网技术可以在车辆之间以无线通信的方式传输信息，使车辆可以安全行驶，并提高交通效率，减少堵车情况发生。为了确保车辆行驶时的交通预警信息以及车流拥堵信息能够及时准确的传递，对车联网技术的通信质量提出了更高的要求。车辆的高速移动特性、时变的车间距离、复杂的无线传播环境等因素严重影响车联网的通信质量。因此，研究数字通信系统中的信道编码技术对于提高车联网的通信质量具有重要意义。 极化码作为5G通信中最新的编译码方案，是目前被证明唯一可以在理论上达到香农限的编码方法，但是在实际的应用场景中仍有一些不足。在实际应用中，码长通常为有限长，此时由于信道极化不充分，导致极化码的性能并不理想。尽管有学者针对短码提出了一些高性能的译码算法，但是由于高性能译码器较高的复杂度和译码时延，影响实际的通信效率。针对这些问题，本文主要做了以下工作： 第一，本文对连续抵消列表（SuccessiveCancellationList，SCL）、连续抵消栈（SuccessiveCancellationList，SCS）译码算法进行了研究分析，作为宽度优先和深度优先的码树搜索译码算法，它们均能够获得比连续抵消（SuccessiveCancellation，SC）算法更好的译码性能。针对SCS译码器复杂度较高的问题，本文根据子信道的错误概率将码块分为多个子块，然后对每个子块进行奇偶校验，使SCS译码器可以及时的检测到错误的译码路径并对其删除，并且只在低可靠性的子信道进行路径分裂和路径排序，在不损失译码性能的前提下降低SCS译码算法的复杂度和时延。 第二，本文分析了基于极化调节的卷积码（Polarization-AdjustedConvolutional，PAC）的列表译码算法和序列译码算法的性能和复杂度，然后对比了不同卷积编码多项式和不同构造方法对PAC码性能的影响，然后提出一种减少路径分裂次数低复杂度列表译码算法，并且证明在信息比特位置进行路径分裂和路径筛选时，如果所有从原始路径拓展出的路径均被删除掉，那么原始路径中路径度量最小的译码路径为最大似然（Maximumlikelihood，ML）译码路径，基于此，提出一种PAC码列表译码的路径剪枝策略。 最后，在车载信道环境下，搭建了基于极化码/PAC码的多载波传输系统，首先对极化码与PAC码的性能进行对比，证明PAC码在车载信道下以与极化码同样的译码复杂度可以获得比极化码更好的纠错性能。然后对提出的极化码/PAC码的低复杂度译码算法在车载信道进行仿真测试，实验证明在车辆行驶速度较高，信道环境较差时，低复杂度译码算法对高码率的极化码/PAC码译码会造成一定的性能损失。
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