5G-NR信道編碼（精裝版）

第 1章　背景介紹\t1
1．1　前幾代移動通信的演進(jìn)　3
1．2　第五代移動通信系統(tǒng)（5G-NR）的系統(tǒng)要求　5
1．2．1　主要場景　5
1．2．2　關(guān)鍵性能指標(biāo)和評估方法　7
1．2．3　調(diào)制編碼的性能仿真參數(shù)　9
1．3　信道編碼的主要方案　9
1．3．1　低密度校驗(yàn)碼（LDPC）　9
1．3．2　極化碼（Polar Code）　10
1．3．3　卷積碼（Convolutional Code）　10
1．3．4　Turbo碼　11
1．3．5　外層編碼（Outer Code）　11
1．3．6　其他高級編碼方案　12
1．4　本書的目的和篇章結(jié)構(gòu)　13
參考文獻(xiàn)　14
第　2章 低密度校驗(yàn)碼（LDPC）　17
2．1　LDPC的產(chǎn)生和發(fā)展　18
2．2　LDPC碼的基本原理　20
2．2．1　Gallager碼　20
2．2．2　規(guī)則LDPC和非規(guī)則LDPC　22
2．2．3　置信度傳播的基本原理及其應(yīng)用　23
2．2．4　實(shí)用的解碼方法　27
2．2．5　性能的理論分析　29
2．3　準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼（QC-LDPC）　32
2．3．1　擴(kuò)展矩陣　33
2．3．2　基礎(chǔ)矩陣的基本結(jié)構(gòu)　38
2．3．3　編碼算法　39
2．3．4　準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼的多碼長設(shè)計　42
2．3．5　基于QC-LDPC碼的多碼率設(shè)計　45
2．3．6　基于QC-LDPC碼的精細(xì)碼率調(diào)整　46
2．3．7　一般LDPC碼的短圈特性　46
2．3．8　QC-LDPC碼的短圈特性　48
2．4　QC-LDPC碼的譯碼結(jié)構(gòu)　50
2．4．1　全并行譯碼（Full-parallel）　52
2．4．2　行并行譯碼（Row-parallel）　54
2．4．3　塊并行譯碼（Block-parallel）　57
2．5　LDPC在5G-NR中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展　59
2．5．1　提升值設(shè)計　59
2．5．2　緊湊型基本圖設(shè)計　62
2．5．3　基本圖　63
2．5．4　速率匹配　69
2．5．5　交織　71
2．5．6　分段　73
2．5．7　信道質(zhì)量指示（CQI）表格和編碼調(diào)制方案（MCS）表格　75
2．5．8　傳輸塊大小（TBS，Transport Block Size）的確定　78
2．6　復(fù)雜度、吞吐量和解碼時延　83
2．6．1　復(fù)雜度　83
2．6．2　吞吐量　84
2．6．3　解碼時延　84
2．7　鏈路性能　85
2．7．1　短碼　85
2．7．2　中長碼　86
2．7．3　長碼　86
2．8　LDPC碼在3GPP中的應(yīng)用　87
2．9　未來發(fā)展　94
2．10　小結(jié)　94
參考文獻(xiàn)　95
第3章　極化碼　99
3．1　Polar碼的起源　101
3．2　Polar碼在國內(nèi)外的研究狀況　102
3．3　Polar碼的基本原理　106
3．3．1　信道　106
3．3．2　信道合并　107
3．3．3　信道分離　109
3．3．4　信道極化　110
3．4　極化碼基本的編碼和解碼方法　112
3．4．1　編碼簡介　112
3．4．2　解碼簡介　113
3．5　Polar碼構(gòu)造　116
3．5．1　錯誤檢測　117
3．5．2　編碼矩陣生成　123
3．6　Polar碼序列　127
3．6．1　基本概念　127
3．6．2　若干序列介紹　129
3．6．3　序列的特性　136
3．6．4　序列的選擇準(zhǔn)則　137
3．6．5　序列的融合、3GPP最終選擇的序列及未來發(fā)展　138
3．6．6　速率匹配對序列的預(yù)凍結(jié)　139
3．7　Polar碼的速率匹配　140
3．8　交織　141
3．8．1　等腰直角三角形交織　141
3．8．2　雙矩形交織　143
3．8．3　速率匹配過程中的交織　143
3．9　Polar碼的重傳　145
3．10　分段　147
3．11　系統(tǒng)Polar碼　148
3．12　2D Polar碼　151
3．13　Polar碼解碼算法　153
3．13．1　SC算法　153
3．13．2　SC-L算法　154
3．13．3　基于統(tǒng)計排序的譯碼算法　156
3．13．4　置信度傳播（BP）算法　158
3．13．5　Polar碼并行解碼　159
3．14　復(fù)雜度、吞吐量與解碼時延　161
3．14．1　計算復(fù)雜度　161
3．14．2?。ù鎯Γ┛臻g復(fù)雜度　162
3．14．3　吞吐量　163
3．14．4　解碼時延　163
3．15　Polar碼的性能　164
3．15．1　最小漢明距離　164
3．15．2　誤塊率　164
3．15．3　虛警率　166
3．15．4　與其他碼的性能比較　167
3．16　3GPP協(xié)議中的Polar碼　171
3．17　Polar碼的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及未來發(fā)展　174
參考文獻(xiàn)　175
第4章　卷積碼　185
4．1　卷積碼的原理　186
4．1．1　卷積碼原理和解碼算法　186
4．1．2　基本性能　190
4．1．3　解碼復(fù)雜度和吞吐量分析　193
4．1．4　咬尾卷積碼（TBCC）　194
4．2　卷積碼在蜂窩標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用　198
4．2．1　3G UMTS（WCDMA）中的卷積碼　198
4．2．2　LTE中的卷積碼　199
4．3　卷積碼的增強(qiáng)　200
4．3．1　支持多種版本冗余　200
4．3．2　支持更低碼率　201
4．3．3　性能更優(yōu)的生成多項式　202
4．3．4　CRC輔助的列表解碼　204
參考文獻(xiàn)　206
第5章　Turbo碼　209
5．1　Turbo碼原理　210
5．1．1　Turbo碼之前的級聯(lián)碼　211
5．1．2　并行級聯(lián)卷積碼　212
5．1．3　解碼算法　213
5．1．4　基本性能　219
5．2　LTE的Turbo碼　221
5．2．1　LTE的Turbo碼的結(jié)構(gòu)　221
5．2．2　LTE Turbo碼的QPP交織器　222
5．2．3　鏈路性能　226
5．2．4　解碼復(fù)雜度分析　227
5．3　Turbo碼2．0　229
5．3．1　更長的碼長　229
5．3．2　更低的碼率　229
5．3．3　咬尾Turbo碼　231
5．3．4　新的打孔方式　233
5．3．5　新的交織器　233
參考文獻(xiàn)　234
第6章　外碼　237
6．1　信道特性與外碼　238
6．2　顯式外碼　239
6．2．1　常用外碼　239
6．2．2　包編碼（Packet Coding）　241
6．3　隱式外碼　256
6．4　小結(jié)　256
參考文獻(xiàn)　256
第7章　其他高級編碼方案　259
7．1　多元域LDPC碼　260
7．1．1　概念　260
7．1．2　多元LDPC碼比特交織編碼調(diào)制（BICM）方案　261
7．1．3　多元碼調(diào)制映射方案　262
7．2　多元域RA碼　266
7．2．1　交織器　268
7．2．2　加權(quán)器　270
7．2．3　組合器與累加器　271
7．2．4　譯碼　271
7．3　格碼　271
7．4　基于無速率碼的自適應(yīng)編碼　279
7．5　階梯碼　281
7．5．1　編碼　282
7．5．2　解碼　283
7．5．3　性能　283
7．5．4　未來演進(jìn)方向　284
參考文獻(xiàn)　285
縮略語　287
索引　293