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【MATLAB源码-第81期】基于matlab的polar码三种译码算法比较（SC,SCL,BP）。

article 2025/2/28 2:54:57

操作环境：

MATLAB 2022a

1、算法描述

Polar码（Polar Codes）是一种前向纠错编码方法，被认为是实现信道容量极限的编码方法之一。它在某些场合下，如5G通信标准中得到了应用。Polar码的主要译码算法包括Successive Cancellation（SC）、Successive Cancellation List（SCL）和Belief Propagation（BP）。

Successive Cancellation (SC) 算法：
- SC算法是Polar码最基本的译码算法。
- 它通过递归的方式处理接收到的信号。
- 在每一步，算法决定一个码元是0还是1，这个决定基于之前已经做出的决策和当前接收到的信号。
- SC算法的主要优点是结构简单，但它的性能通常不如其他更复杂的算法。
Successive Cancellation List (SCL) 算法：
- SCL算法是SC算法的一种改进。
- 它维护一个“候选列表”，在这个列表中，算法并行地跟踪多个可能的码字。
- 每当SC算法中的一个决策点到达，SCL算法会为每个可能的选择（0或1）扩展当前的候选列表。
- 在译码过程结束时，它选择列表中具有最高可能性（或最低代价）的码字作为最终的译码结果。
- SCL算法在性能上通常优于SC，但以更高的计算复杂度和内存需求为代价。
Belief Propagation (BP) 算法：
- BP算法是一种迭代译码算法，广泛应用于各种图形码（如LDPC码）。
- 在Polar码中，BP算法通过迭代地更新和传播节点之间的“信念”信息来工作。
- 每个节点基于其邻居的信息来更新自己的信念，这个过程在多次迭代中重复进行。
- BP算法在Polar码中的应用相比于SC和SCL算法更为复杂，但在某些条件下可以提供更好的性能。