Polar Codes (极化码) 原理演示
好信道 (无噪信道)
坏信道 (全噪信道)
好信道
• 信道容量接近1
• 用于传输信息比特
• 可靠性高
• 信道容量接近1
• 用于传输信息比特
• 可靠性高
坏信道
• 信道容量接近0
• 传输固定值(通常为0)
• 可靠性低
• 信道容量接近0
• 传输固定值(通常为0)
• 可靠性低
Polar Codes 基本原理
极化码(Polar Codes)是土耳其教授Erdal Arıkan于2008年提出的一种新型信道编码方法，它首次在理论上被证明可以达到香农极限。
极化码的核心思想是通过"信道极化"过程，将N个相同的二进制输入离散无记忆信道变换为N个比特信道，其中一部分信道趋于完美（无噪信道），另一部分信道趋于完全噪声。
在编码时，只在那些趋于完美的信道上传输信息比特，而在其他信道上传输固定值（通常为0），从而实现接近信道容量的可靠通信。
极化码的特点
- 理论完美：是第一种被严格证明可以达到香农极限的编码方案
- 构造简单：基于简单的递归结构，易于实现
- 解码复杂度低：使用串行抵消(SC)解码，复杂度为O(N log N)
- 灵活性高：适用于各种码率和块长度
- 5G标准：被采纳为5G eMBB场景的控制信道编码方案
课程思政元素
极化码的发展历程体现了科技创新对国家发展的重要性。2016年，中国华为公司在极化码研究上取得突破，推动其成为5G国际标准，这是中国在基础通信领域首次主导国际标准制定。
这一成就展示了：
- 坚持自主创新的重要性
- 基础研究的长期价值
- 科技工作者的爱国情怀
- 中国在高科技领域的崛起
作为通信专业的学生，我们应该学习这种勇于创新、追求卓越的精神，为国家的科技发展贡献力量。