國之重器出版工程 5G移動通信中的信道編碼

第 1章 緒論 1
1．1　第五代移動通信系統(tǒng) 　1
1．1．1　5G愿景與性能指標　4
1．1．2　5G技術路線及無線傳輸關鍵技術　9
1．1．3　5G研究和標準化進展　11
1．2　信道編碼技術的發(fā)展及其在移動通信中的應用 　14
1．2．1　信道編碼技術的發(fā)展　14
1．2．2　信道編碼技術在移動通信中的應用　18
1．3　5G中的信道編碼方法與標準化 　21
第　2章 信道編碼基礎及典型編碼方法 　23
2．1　數(shù)字通信系統(tǒng)模型 　23
2．1．1　信號星座與信號映射器　26
2．1．2　5G通信系統(tǒng)中的調制信號映射　26
2．2　線性分組碼 　27
2．2．1　線性分組碼的定義與最小漢明距離　27
2．2．2　生成矩陣和校驗矩陣　28
2．2．3　對一個線性碼簡單修改而構造新碼　31
2．3　譯碼方法與性能度量 　32
2．3．1　最佳譯碼　32
2．3．2　線性分組碼的檢錯　34
2．3．3　對數(shù)似然比　35
2．3．4　編碼系統(tǒng)性能度量　36
2．4　幾類常用的分組碼 　37
2．4．1　重復碼和單奇偶校驗碼　37
2．4．2　循環(huán)冗余校驗（CRC）碼　39
2．4．3　Simplex碼　42
2．4．4　Hadamard矩陣與Hadamard碼 　42
2．5　Reed-Muller碼 　43
2．5．1　構造方法　44
2．5．2　一階RM碼的編碼與譯碼　46
2．6　卷積碼 　49
2．6．1　卷積碼的概念與網格圖表示　49
2．6．2　卷積碼的最大似然譯碼：Viterbi 算法　51
2．6．3　卷積碼的逐符號MAP譯碼：BCJR算法　55
2．6．4　Max-Log-MAP 譯碼算法　64
2．7　咬尾卷積碼 　67
2．7．1　編碼方法與 LTE 系統(tǒng)中的咬尾卷積碼　67
2．7．2　咬尾卷積碼的譯碼算法　70
2．8　Turbo碼　76
2．8．1　Turbo 編碼原理　76
2．8．2　Turbo碼的迭代譯碼 　82
2．8．3　面向 5G 應用的增強型 Turbo 碼　84
2．9　編碼系統(tǒng)性能限 　88
2．9．1　頻譜效率　88
2．9．2　信噪比　89
2．9．3　信道容量　90
2．9．4　有限碼長性能限　97
2．10　編碼與擴頻 　101
2．10．1　擴展頻譜系統(tǒng)　101
2．10．2　編碼與擴頻的信道容量　104
2．10．3　軟擴頻　105
第3章　LDPC碼的編譯碼原理與構造方法 　107
3．1　LDPC碼的概念與因子圖表示 　107
3．1．1　LDPC 碼的定義與矩陣表示　107
3．1．2　因子圖表示　110
3．1．3　度分布　113
3．2　LDPC碼的編碼 　114
3．2．1　QC-LDPC碼的編碼 　115
3．2．2　單對角結構 LDPC 碼的編碼 　117
3．2．3　雙對角結構 LDPC 碼的編碼 　118
3．2．4　雙對角結構 QC-LDPC 碼的編碼 　119
3．3　LDPC碼的譯碼 　121
3．3．1　和積算法基本原理　122
3．3．2　概率域上的和積算法　123
3．3．3　對數(shù)域上的和積算法　126
3．3．4　低復雜度的簡化和積算法　130
3．3．5　分層譯碼算法　133
3．4　LDPC 碼的分析與設計 　135
3．4．1　密度進化　135
3．4．2　高斯近似　137
3．4．3　外信息轉移（EXIT）圖　140
3．4．4　基模圖碼的 EXIT 技術　146
3．4．5　LDPC 碼的設計　148
3．5　LDPC 碼的構造 　150
3．5．1　基于計算機的構造：PEG 算法　150
3．5．2　基模圖 LDPC 碼的構造 　152
3．5．3　LDPC 碼的疊加構造　156
3．5．4　基于代數(shù)的 QC-LDPC 碼疊加構造 　160
3．6　速率兼容 LDPC 碼　167
3．6．1　RC-LDPC 碼的基本概念 　167
3．6．2　基于代數(shù)和圖理論結合的方法構造 RC-LDPC 碼　168
3．6．3　基于代數(shù)輔助方法構造信息位長度和碼率同時兼容的 LDPC 碼　174
3．7　LDPC 編碼調制 　175
3．7．1　LDPC-BICM 系統(tǒng)　175
3．7．2　星座成形　178
第4章　5G 數(shù)據(jù)信道 LDPC 編碼方案　187
4．1　5G 數(shù)據(jù)信道編碼的需求與標準化建議 　187
4．2　5G LDPC 編碼參數(shù)與碼設計　191
4．2．1　校驗矩陣的基本結構　192
4．2．2　矩陣散列　195
4．2．3　基矩陣設計　196
4．2．4　循環(huán)移位矩陣的設計　198
4．3　5G LDPC 碼的構造　200
4．3．1　可支持多個移位尺寸的準循環(huán) LDPC 碼 　200
4．3．2　5G LDPC 碼循環(huán)移位矩陣的代數(shù)輔助構造 　204
4．4　5G LDPC 碼編譯碼方法與性能　211
4．4．1　5G LDPC 碼的編碼 　211
4．4．2　5G LDPC 碼的譯碼 　216
4．4．3　基圖選擇　218
4．5　5G LDPC 編碼鏈　221
4．5．1　CRC 添加　223
4．5．2　碼塊分段　225
4．5．3　速率適配　227
4．5．4　碼塊內交織　230
第5章　Polar碼的編譯碼原理與構造方法 　233
5．1　Polar 碼的概念與基本原理 　233
5．1．1　信道極化　234
5．1．2　Polar 碼　243
5．2　Polar 碼的編碼 　244
5．3　Polar 碼的譯碼 　246
5．3．1　SC 譯碼算法　246
5．3．2　SCL 譯碼　253
5．3．3　因子圖表示與 BP 譯碼 　258
5．4　Polar 碼的構造 　262
5．4．1　Bhattacharyya 參數(shù)構造 　263
5．4．2　蒙特卡羅構造　263
5．4．3　密度進化構造　264
5．4．4　高斯近似構造　265
5．5　級聯(lián)Polar碼 　267
5．5．1　級聯(lián) Polar 碼的重量譜　269
5．5．2　級聯(lián) Polar 碼的近似最大似然譯碼性能　270
5．6　Polar 編碼調制 　271
5．6．1　多層 Polar 編碼調制 　273
5．6．2　比特交織 Polar 編碼調制 　277
第6章　5G 控制信道 Polar 編碼方案　283
6．1　控制信道編碼的標準化建議 　283
6．1．1　概述　283
6．1．2　5G 控制信道編碼建議方案與性能評估　284
6．2　5G NR Polar 碼的設計與典型編碼方案　287
6．2．1　CRC-Polar 碼　288
6．2．2　PC-Polar 碼 　288
6．2．3　DCRC-Polar 碼　290
6．2．4　Hash-Polar 碼 　294
6．2．5　分段 Hash-Polar 碼 　295
6．3　5G 控制信道鏈路傳輸方案及性能　297
6．3．1　上行控制信道　298
6．3．2　下行控制信道　300
6．3．3　5G Polar 碼的性能 　301
6．4　5G Polar 碼的構造與編碼　301
6．4．1　NR Polar 碼的編碼 　301
6．4．2　NR Polar 碼的構造 　303
6．5　Polar 碼的速率適配 　307
6．5．1　子塊交織　309
6．5．2　比特選擇　310
6．6　信道交織器設計 　312
6．7　上行鏈路控制信息分段方案 　313
6．8　物理廣播信道（PBCH）編碼　315
6．8．1　編碼方案與性能評估　315
6．8．2　Polar 碼比特重復　317
6．8．3　時間索引指示方式　319
6．8．4　PBCH 域映射　319
附錄A　有限域基本知識 　321
附錄B　5G NR LDPC 碼移位值 　331
附錄C　5G NR LDPC 碼性能 　339
附錄D　5G NR Polar 碼序列　345
參考文獻　347
后記