研究表明到2020年，人們對大容量、低延時、高可靠、高速度、高連接數(shù)、高能效通信的需求將顯著增加，應(yīng)景也不止有廣域覆蓋，還有密集熱點、機器間通信、車聯(lián)網(wǎng)、大型露天集會、地鐵等�，F(xiàn)有4G已經(jīng)無能為力，必須發(fā)展5G。5G的這些應(yīng)用大致可以歸為三大場景：增強的移動寬帶（eMBB）、低時延高可靠（URLLC）、海量物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）。2018年6月11日至14日，在3GPP RAN#80次全會上，基于獨立運營的5G新無線電接入技術(shù)（NR）標準獲得通過，這標志著5GNR可以部署和運營。

信道編碼是物理層的最基本的技術(shù)，將對5G系統(tǒng)的各項性能指標起著直接和間接的作用，所以5G系統(tǒng)對信道編碼提出很高的要求。高峰值速率要求數(shù)據(jù)信道的譯碼器在高碼率時能達到下行20Gbit/s和上行10 Gbit/s。由于系統(tǒng)對用戶面和控制面的延遲要求很高，信道編碼的譯碼器一次譯碼的延遲一般在幾μs到十幾μs，同時要求譯碼器具有合理的芯片面積和功耗。根據(jù)系統(tǒng)對可靠性的要求，對于eMBB，信道編碼需要在BLER=10-4 沒有錯誤平層（error floor），對于URLLC，信道編碼在BLER=10-5的時候沒有錯誤平層。為了獲得更好的系統(tǒng)效能，數(shù)據(jù)信道的信道編碼本身需要支持非常靈活碼率（如0.2~0.95）、非常靈活碼長（如40~8 448 bit）以及遞增冗余混合請求重傳。在5G 新空口標準制定過程中，具有標簽影響力的、爭論最激烈的、創(chuàng)新性最強的、理論難度最大的貢獻大的課題就是信道編碼課題，相對保守的3GPP標準組織在數(shù)據(jù)信道中放棄使用了20年的Turbo碼而選擇了低密度奇偶校驗LDPC碼，在控制信道中放棄使用了幾十年的卷積碼而選擇了全新的極化Polar碼，2種信道編碼的使用是革命性的改變。

1 5G 信道編碼的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 低密度奇偶校驗碼（LDPC Coding）

1.1.1 準循環(huán)LDPC

1.1.2 基本校驗矩陣的基本圖（BG——Base graph）

1.1.3 5G NR LDPC 碼的提升值、移位系數(shù)矩陣、速率匹配和交織器

1.2 極化碼（Polar Coding）

1.2.1 Polar 碼編碼

1.2.2 Polar 碼序列

1.2.3 速率匹配

1.2.4 比特交織

1.2.5 碼塊分段

1.2.6 CA-SCL

2 5G 編碼和4G 編碼的比較

2.1 5G NR LDPC 碼和4G LTE Turbo 碼的比較

2.2 5G NR Polar 碼和4G LTE 卷積碼的比較

3 結(jié)論

5G+NR信道編碼研究.pdf