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随着无线通信的发展,未来的通信将朝着更高速率、更高可靠性的方向发展。信道编码技术通过获得编码增益提高通信系统的可靠性。协作通信技术可以通过空间分集提高通信系统性能。极化码理论上被证明在B-DMC信道下能够达到香农限,并且编译码复杂度都很低,因此将极化码和协作通信相结合的极化码编码协作能够同时获得信道编码增益和协作分集增益,具有广阔的应用前景。本文研究了极化码的编译码算法,重点研究了极化码编码协作实现方式及系统性能。主要的内容如下:(1)介绍了Turbo码编码器结构和迭代译码算法,重点分析了编码匹配交织器的构造,并通过仿真说明了编码匹配交织器性能的优越性。然后分析了LDPC码的编码方法和BP译码算法,最后对比分析了极化码、Turbo码和LDPC码的优缺点。(2)极化码是基于信道极化现象进行编码的,本文首先详细分析了信道极化现象产生的过程,包括信道合并和信道拆分,然后分析推导了极化码生成矩阵的构造及编码过程,针对信息比特信道的选取,总结分析了巴氏参数、高斯近似、AWGN信道判决转换和比特信道熵四种方法,最后研究了SC、BP、SCL和CA-SCL四种译码算法的具体实现过程,并仿真分析了AWGN信道和瑞利块衰落信道下不同因素对极化码译码性能的影响。(3)研究了Plotkin结构极化码的构造方法,并提出了Plotkin结构极化码编码中继协作系统,给出了目的节点处的联合CA-SCL译码算法和联合SC译码算法,分析推导了理想编码协作系统在瑞利块衰落信道下的中断概率,并通过仿真说明了编码协作系统较点对点编码系统中断概率大大降低。仿真分析了该系统的性能,并通过仿真说明了该系统的性能要优于低码率的Plotkin结构极化码编码协作系统和点对点编码系统。(4)提出一种信源节点和协作中继配置单天线,目的节点配置多天线的Plotkin结构极化码编码协作MIMO系统,该系统能够同时获得编码增益、协作分集增益和多天线接收分集增益。给出了该系统目的节点的分集合并方案,推导了该系统在瑞利块衰落信道下的中断概率,通过仿真说明了编码协作MIMO系统较非协作编码系统降低了中断概率。最后仿真分析了在瑞利块衰落信道下不同因素对该系统性能的影响,且通过与非协作编码系统及编码协作系统的性能仿真对比,说明了该系统具有更好的性能。