Polar Code(1)关于Polar Code

Polar Codes于2008年由土耳其毕尔肯大学Erdal Arikan教授首次提出，Polar Codes提出后各通信巨头都进行了研究。2016年11月18日(美国时间2016年11月17日)，在美国内华达州里诺结束的3GPP的RAN1#87会议的5G短码方案讨论中，3GPP确定了Polar码是华为等中国公司主推PolarCodes方案作为5G 三类典型应用场景(其中包括eMBB(增强移动宽带),mMTC(大规模物联网)和URLLC(超高可靠超低时延通信))中的eMBB场景的控制信道编码方案。至此，5G eMBB（增强移动宽带）场景的信道编码技术方案完全确定，其中PolarCodes作为控制信道的编码方案。

 

2008年Erdal Arikan发表了一篇关于Polar codes的文章，讲述了polar codes的原理，提出了信道极化的概念，所谓信道极化就是随着码长N的增加，分裂之后的信道将会向两个极端发展，其中一部分信道的信道容量趋近于1，接近完美信道，另一部分的信道容量趋近于0，接近于全噪信道。而polar codes就是利用信道容量接近于1的信道传输消息比特，信道容量接近于0的传输冰冻比特。文章中提出了采用信道分裂 和信道联合的思想进行编码，其编码结构类似于FFT结构。在码长N确定时，编码结构是唯一确定的。

 

对于给定码长为N，消息比特为K个的时候，其编码过程如图（1）所示。

图（1） polar codes比编码

文章给出了编码方式，同时也给出了译码方法（SC译码），并从理论上证明了polar codes可以达到信道容量。文章从信道极化的方法，信道极化程度的度量参数，译码的复杂度等方面全面的讲述了polar codes。其中信道极化的可靠性常用三种方法：巴氏参数，密度进化，高斯近似法。