混合精度ADC系统中极化码编译码优化研究
批准号:
62071002
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
李莉萍
依托单位:
学科分类:
信息论
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李莉萍
中文摘要
在大规模MIMO系统中,为降低射频链路能耗以及提高后续基带系统的运算效率,混合精度ADC(mixed-ADC)架构被提出。混合精度ADC的出现,使得极化码(polar code)的编码构造基础被改变:不同的ADC精度,对应着不同的底层信道,导致传统的基于相同底层信道的极化码构造方案不再适用。同时,鉴于目前极化码译码器至少使用四比特实现的情况,在混合精度ADC模式下,低精度ADC的存在,会对极化码的译码性能带来很大影响。因此,本项目拟研究在混合ADC架构下,极化码编码构造的新方案,各主流译码方案在混合精度ADC场景下的性能,以及编码构造及译码方案所需的相应的ADC优化方案;同时,本项目拟将ADC精度配置、极化码编码构造、极化码译码、信道估计进行联合优化,以获得最优系统性能。本项目的研究,将为极化码更加广泛的应用提供理论及实现基础。
英文摘要
In massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems, mixed-ADC schemes are proposed to reduce the energy consumption in RF links and to improve the efficiency of the subsequent baseband processing. In Mixed-ADC scenarios, the basic principle of the construction of polar codes is on longer valid: the underlying channels are not the same as the original polar codes, as they come from different ADCs with different precisions. In the meantime, the decoding performance of polar codes will also be greatly affected by the low-precision ADCs, seen from the fact that at least four bits are employed in the current implementations of polar codes. In this project, we are going to study the effect and the corresponding improvement of construction and decoding of polar codes in the mixed-ADC scenarios. The iterative optimization will also be performed on the mixed-ADC module, the polar code construction, the decoding, and the channel estimation to yield the best possible system performance in the mixed-ADC channel. The results in the project can provide fundamental theoretical and implementation support for polar codes to be applied in more general cases.
未来移动通信系统,必定会支持越来越高的速率,为支持高速率传输,大规模MIMO技术已成为重要的技术路线之一。大规模MIMO给基带处理带来巨大挑战,可行的解决方案是使用混合精度ADC,即分配一定数量的低精度ADC,在满足系统性能的前提下,降低基带的负担。我国在混合精度ADC方面的研究方面处于前沿位置。在本项目开展之前,在混合精度ADC的研究上,并没有考虑对极化码编译码方面的影响。.极化码的编码构造与信道相关,混合精度ADC情况下,一个码块中的接收信号可能来源于不同精度的ADC,这种情况等效于一个码块的信号经历了不同的信道,这与原始极化码底层信道相同的假设已然不同。在新的架构下,本项目对极化码的构造方式进行了研究,结果表明,本课题组提出的通用Tal-Vardy构造,比PW、GA构造具有更好的性能:在BLER=0.001时,使用QUP分配低精度ADC,通用Tal-Vardy构造比GA、PW构造具有0.6 dB优势;使用本项目提出的最小损失ADC分配方案,通用Tal-Vardy构造比GA、PW构造具有0.5 dB优势。.在混合精度ADC架构下,本项目研究了如何对接收码快中的符号进行混合精度ADC的分配,在证明了一个2精度的最优分配后,项目提出了针对一般情况的混合精度ADC最优分配方案:最小损失量化(minimum loss mixed quantization ,MLMQ),项目已证明,该方案可以最小化信息位信道的容量损失,仿真结果表明,基于MLMQ的分配方案在误码性能上优于其他方案,且可通过与信道无关(PW)或信道相关(GA、Tal-Vardy)的构造方法配合多种解码器实现。.综上,在本项目中,依据现在及未来通信系统中使用混合精度ADC架构的大规模MIMO系统这一趋势,开展了混合精度ADC方案对极化码编译码模块的影响研究,并在此基础上提出了对极化码性能损失最小的混合精度ADC配置方案。此方面的研究成果,可以在节省计算资源和功耗的前提下,把对译码器性能的影响降到最低,对极化码在未来通信场景中混合精度情况下的应用,提供了理论上的最优分配方案。
极化码串行抵消解码算法误码特性研究
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批准号:61501002
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2015
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负责人:李莉萍
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依托单位:
国内基金
海外基金