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随机行列循环移位交织器及量子交织器的研究

【摘要】:在以突发差错为主的衰落信道中,纠正独立差错的纠错编码方法对于纠正突发差错的性能不佳,利用交织器可以将不可纠正的突发差错转变为可纠正的独立差错,在一定意义上是一种信道改造技术,将一个原来属于突发差错的有记忆信道改造为基本上是独立差错的随机无记忆信道,进而提高了纠错码的纠错性能。本文从量子和经典两方面对交织器进行了设计和研究。 经典方面,我们提出了一种新型随机行列循环移位交织器的设计方法,此方法设计简单,性能优越。结合Turbo码编码方案中交织器的设计原则和要求,与几种常见交织器的性能进行对比分析,在相同条件下,随机行列循环移位交织器误比特率性能明显优于分组交织器、随机交织器、规则行列循环移位交织器、循环移位交织器,与新一代移动通信长期演进(Long Term Evolution, LTE)技术的信道编码方案中采用的二次置换多项式(Quadratic Permutation Polynomial, QPP)交织器的性能接近,且可以进一步优化。由于在设计的交织方案中采用了随机行列循环移位数来控制交织过程,因此在一定意义上对编码信息也有一定的加密保护作用,可以推广到通信系统的实际应用中。 量子方面,随着量子信息处理技术的逐步发展,量子信息处理技术已经逐渐从理论走向实验,并向实用化方向发展。在量子计算和量子信息传输过程中,由于量子态的演化过程与环境间存在着不可避免的相互作用,很难保证量子计算的每一步都不产生错误和误差,量子纠错编码是克服这一困难的有效手段。利用量子交织器可以改善量子纠错码纠突发差错的能力,而且并不需要增加编码的冗余度,我们给出了指定随机行列循环移位数的量子随机行列循环移位交织器的实现模型,并进一步讨论了量子交织器的简化模型。

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