Polar碼研究與工程實踐（簡體書）

本書系統地討論了Polar 碼的基本原理、研究內容、標準化實踐和未來研究方向。全書共4 章：第1 章從信息論角度簡要介紹Polar 碼的原理；第2 章從子信道可靠度評估、構造、速率匹配、混合自動重傳請求、代數特性以及譯碼算法和硬件實現等方面對Polar碼的研究內容進行逐一敘述；第3 章對3GPP NR 5G 標準中Polar 碼的使用進行瞭解讀；第4 章列舉了一些Polar 碼研究的未來方向。

童文，博士，IEEE Fellow，華為Fellow，華為5G首席科學家，華為無線網絡CTO，華為通信技術實驗室主任，WiFi聯盟董事會主任，加拿大國家工程院Fellow，2018年獲得由國際電氣與電子工程師協會（IEEE）授予的“傑出行業領袖獎”。

第 1章 Polar碼--一種香農容量可達的信道編碼 1
1.1 信息論與編碼理論 2
1.2 信道極化與Polar碼 6
1.2.1 信道極化理論 6
1.2.2 SC譯碼算法與Polar碼 9
1.3 Polar碼理論到實踐 16
1.4 5G需求與Polar碼 17
第 2章 Polar碼工程化研究 19
2.1 子信道可靠度評估和排序序列 21
2.1.1 對稱信道容量和巴氏參數 22
2.1.2 一般B-DMC下的子信道可靠度評估 22
2.1.3 基於PW公式的子信道可靠度評估 27
2.2 構造 34
2.2.1 Polar碼的碼譜 34
2.2.2 CA-Polar級聯碼 42
2.2.3 PC-Polar級聯碼 45
2.3 速率匹配 53
2.3.1 基於打孔/縮短到速率匹配設計原則 54
2.3.2 基於重構的速率匹配 55
2.3.3 基於固定序列的速率匹配 61
2.4 混合自動重傳請求 68
2.4.1 Polar碼的IR-HARQ方案 69
2.4.2 基於極化核擴展的Polar碼IR-HARQ方案 74
2.5 Polar碼的代數特性及應用 82
2.5.1 循環移位與變換 82
2.5.2 廣義重排與變換 86
2.5.3 應用 94
2.6 凍結比特的設計與應用 98
2.6.1 輔助早停譯碼 98
2.6.2 提升分布式CRC的早停比例 99
2.6.3 加密通信 101
2.7 譯碼算法演進與硬件實現 101
2.7.1 譯碼算法概覽 102
2.7.2 SCL譯碼算法優化設計 105
2.7.3 SCL譯碼硬件優化設計 113
2.7.4 Polar譯碼器的硬件實現 121
第3章 3GPP NR中的Polar碼 129
3.1 編碼流程 132
3.1.1 CRC選擇與分段 134
3.1.2 序列 136
3.1.3 輔助比特與Polar編碼 142
3.1.4 速率匹配和信道交織 145
3.2 上行控制信息(UCI)信道編碼流程 150
3.3 下行控制信息(DCI)信道編碼流程 153
3.4 物理廣播信道(PBCH)信道編碼流程 155

第4章 Polar碼研究展望 159
4.1 Polar碼構造研究 161
4.1.1 基於Polar碼的廣義級聯碼設計 161
4.1.2 混合極化核Polar碼 162
4.1.3 卷積極化碼 164
4.2 Polar碼編碼調製 166
4.3 Polar碼與AI 167
縮略語 171
參考文獻 175