王丽萍，仰枫帆

(南京航空航天大学 电子信息工程学院，江苏 南京 211106)

基于系统极化码的协作通信系统性能研究

王丽萍，仰枫帆

(南京航空航天大学 电子信息工程学院，江苏 南京 211106)

极化码作为一种新型的编码方式，具有理论上证明可以达到香农限、编译码复杂度低的优点。系统极化码比非系统极化码具有更优异的BER性能。将系统极化码与编码协作技术相结合，提出了一种基于系统极化码的协作通信方案，并对其进行了理论分析和性能仿真。仿真结果表明，提出的协作通信方案相比于非协作模式，有一定的性能提升。同时，与已有的Plotkin结构方案进行对比，所提出的协作方案具有更加优异的性能。

非系统极化码；系统极化码；协作通信；编码协作

Abstract Polar coding is a new method of coding which can be proved to achieve Shannon limit in theory and has a low complexity of encoding and decoding.Simulation results show that systematic polar codes have better bit-error performance than the non-systematic.Combining systematic polar codes and coded cooperative technology,this paper proposes a cooperative communication scheme and conducts theoretical analyses and performance simulation on it.The results show that the proposed scheme achieves performance improvements compared with the non-cooperative mode.Meanwhile,compared with the existing Plotkin scheme,the proposed scheme has better performance.

Key words non-systematic polar codes；systematic polar codes；cooperative communication；coded cooperation

0 引言

极化码是一种基于信道极化现象，并且可以达到香农极限的编码方式[1]。一经提出，便成为了学术界的研究热点。比如极化码的构造[2-3]、极化码译码算法研究[4-5]以及极化码译码的硬件实现[6-7]等。极化码是一种线性码，可以进行系统编码，系统极化码保留了极化码编译码的低复杂度[8]。

协作通信的基本思想源于对协作中继系统的研究，Van Der Meulen提出了三节点中继信道模型并初步推导出对应信道容量的上下界[9]，之后，Cover对中继信道进行了深入研究[10]，为协作通信的发展提供了方向。编码协作方式[11]是将高效的信道编码技术[12]和协作技术[13]相结合，通过相互独立的信道发送码字的不同部分，以获得编码增益和分集增益。……