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什麼是極化碼

前向錯誤更正編碼方式

極化碼(Polar code)是一種前向錯誤更正編碼方式,用於信號傳輸。它的構造核心是通過信道極化(channel polarization)處理,使各個子信道呈現出不同的可靠性。當碼長持續增加時,部分信道將趨向於容量近於1的完美信道(無誤碼),而另一部分信道趨向於容量接近於0的純噪聲信道。極化碼選擇在容量接近於1的信道上直接傳輸信息以逼近信道容量,是唯一能夠被嚴格證明可以達到香農極限的方法。

在解碼側,極化後的信道可用簡單的逐次干擾抵消解碼的方法,以較低的複雜度獲得與最大似然解碼相近的性能。極化碼是由土耳其畢爾肯大學的埃爾達爾·阿里坎(Erdal Arıkan)教授在2008年國際信息論ISIT會議上首次提出的,基於信道極化理論,他給出了人類已知的第一種能夠被嚴格證明達到信道容量的信道編碼方法。

極化碼常用於數據存儲和通信應用中,因爲它們可以有效地保護信息的完整性和準確性。華爲在2016年宣佈率先完成中國IMT-2020(5G)推進組第一階段的空口關鍵技術驗證測試,並在5G信道編碼領域全部使用極化碼。在國際無線標準化機構3GPP的第87次會議上,中國華爲主推的Polar Code方案最終控制信道編碼勝出。