5G-NR信道编码

出版者:人民邮电出版社

作者:徐俊

页数:300

出版时间:2018-5

价格:¥98.00元

装帧:平装

isbn号码:9787115479600

丛书系列:5G丛书系列

具体描述

本书以5G主要应用场景和性能指标为基础，对适合5G的几大编码技术逐一进行系统的描述。本书介绍的编码技术主要包含低密度校验码（LDPC）、极化码（Polar Code）、咬尾卷积码（TBCC）和Turbo码。除此之外，对外层编码和其他的高级编码都有专门的章节介绍。每一种编码技术的描述包括码的结构、编解码算法、性能仿真和算法复杂度分析。

作者简介

徐俊

南京邮电大学本科和硕士毕业，高级工程师，2003年至今在中兴通讯主要负责4G和5G的编码和调制的研究和标准推动，是4G WiMAX和5G NR标准中LDPC码的主要贡献者之一。

袁弋非

清华大学本科和硕士毕业，美国卡内基-梅隆大学博士毕业，2000-2008年在朗 讯（后合并为阿尔卡特-朗讯）从事3G和4G关键技术研究。2008年至今在中兴通讯担任无线标准技术总监，负责4G和5G的关键技术研究和标准推进。兴趣方向包括：多天线技术、信道编码、资源调度、非正交多址、窄带物联网等。

目录信息

第1章　背景介绍 1
1.1　前几代移动通信的演进 3
1.2　第五代移动通信系统（5G-NR）的系统要求 5
1.2.1　主要场景 5
1.2.2　关键性能指标和评估方法 7
1.2.3　调制编码的性能仿真参数 9
1.3　信道编码的主要方案 9
1.3.1　低密度校验码（LDPC） 9
1.3.2　极化码（Polar Code） 10
1.3.3　卷积码（Convolutional Code） 10
1.3.4　Turbo码 11
1.3.5　外层编码（Outer Code） 11
1.3.6　其他高级编码方案 12
1.4　本书的目的和篇章结构 13
参考文献 14
第2章　低密度校验码（LDPC） 17
2.1　LDPC的产生和发展 18
2.2　LDPC码的基本原理 20
2.2.1　Gallager码 20
2.2.2　规则LDPC和非规则LDPC 22
2.2.3　置信度传播的基本原理及其应用 23
2.2.4　实用的解码方法 27
2.2.5　性能的理论分析 29
2.3　准循环LDPC码（QC-LDPC） 32
2.3.1　扩展矩阵 33
2.3.2　基础矩阵的基本结构 38
2.3.3　编码算法 39
2.3.4　准循环LDPC码的多码长设计 42
2.3.5　基于QC-LDPC码的多码率设计 45
2.3.6　基于QC-LDPC码的精细码率调整 46
2.3.7　一般LDPC码的短圈特性 46
2.3.8　QC-LDPC码的短圈特性 48
2.4　QC-LDPC码的译码结构 50
2.4.1　全并行译码（Full-parallel） 52
2.4.2　行并行译码（Row-parallel） 54
2.4.3　块并行译码（Block-parallel） 57
2.5　LDPC在5G-NR中的标准进展 59
2.5.1　提升值设计 59
2.5.2　紧凑型基本图设计 62
2.5.3　基本图 63
2.5.4　速率匹配 69
2.5.5　交织 71
2.5.6　分段 73
2.5.7　信道质量指示（CQI）表格和编码调制方案（MCS）表格 75
2.5.8　传输块大小（TBS，Transport Block Size）的确定 78
2.6　复杂度、吞吐量和解码时延 83
2.6.1　复杂度 83
2.6.2　吞吐量 84
2.6.3　解码时延 84
2.7　链路性能 85
2.7.1　短码 85
2.7.2　中长码 86
2.7.3　长码 86
2.8　LDPC码在3GPP中的应用 87
2.9　未来发展 94
2.10　小结 94
参考文献 95
第3章　极化码 99
3.1　Polar码的起源 101
3.2　Polar码在国内外的研究状况 102
3.3　Polar码的基本原理 106
3.3.1　信道 106
3.3.2　信道合并 107
3.3.3　信道分离 109
3.3.4　信道极化 110
3.4　极化码基本的编码和解码方法 112
3.4.1　编码简介 112
3.4.2　解码简介 113
3.5　Polar码构造 116
3.5.1　错误检测 117
3.5.2　编码矩阵生成 123
3.6　Polar码序列 127
3.6.1　基本概念 127
3.6.2　若干序列介绍 129
3.6.3　序列的特性 136
3.6.4　序列的选择准则 137
3.6.5　序列的融合、3GPP最终选择的序列及未来发展 138
3.6.6　速率匹配对序列的预冻结 139
3.7　Polar码的速率匹配 140
3.8　交织 141
3.8.1　等腰直角三角形交织 141
3.8.2　双矩形交织 143
3.8.3　速率匹配过程中的交织 143
3.9　Polar码的重传 145
3.10　分段 147
3.11　系统Polar码 148
3.12　2D Polar码 151
3.13　Polar码解码算法 153
3.13.1　SC算法 153
3.13.2　SC-L算法 154
3.13.3　基于统计排序的译码算法 156
3.13.4　置信度传播（BP）算法 158
3.13.5　Polar码并行解码 159
3.14　复杂度、吞吐量与解码时延 161
3.14.1　计算复杂度 161
3.14.2　（存储）空间复杂度 162
3.14.3　吞吐量 163
3.14.4　解码时延 163
3.15　Polar码的性能 164
3.15.1　最小汉明距离 164
3.15.2　误块率 164
3.15.3　虚警率 166
3.15.4　与其他码的性能比较 167
3.16　3GPP协议中的Polar码 171
3.17　Polar码的优点、缺点及未来发展 174
参考文献 175
第4章　卷积码 185
4.1　卷积码的原理 186
4.1.1　卷积码原理和解码算法 186
4.1.2　基本性能 190
4.1.3　解码复杂度和吞吐量分析 193
4.1.4　咬尾卷积码（TBCC） 194
4.2　卷积码在蜂窝标准中的应用 198
4.2.1　3G UMTS（WCDMA）中的卷积码 198
4.2.2　LTE中的卷积码 199
4.3　卷积码的增强 200
4.3.1　支持多种版本冗余 200
4.3.2　支持更低码率 201
4.3.3　性能更优的生成多项式 202
4.3.4　CRC辅助的列表解码 204
参考文献 206
第5章　Turbo码 209
5.1　Turbo码原理 210
5.1.1　Turbo码之前的级联码 211
5.1.2　并行级联卷积码 212
5.1.3　解码算法 213
5.1.4　基本性能 219
5.2　LTE的Turbo码 221
5.2.1　LTE的Turbo码的结构 221
5.2.2　LTE Turbo码的QPP交织器 222
5.2.3　链路性能 226
5.2.4　解码复杂度分析 227
5.3　Turbo码2.0 229
5.3.1　更长的码长 229
5.3.2　更低的码率 229
5.3.3　咬尾Turbo码 231
5.3.4　新的打孔方式 233
5.3.5　新的交织器 233
参考文献 234
第6章　外码 237
6.1　信道特性与外码 238
6.2　显式外码 239
6.2.1　常用外码 239
6.2.2　包编码（Packet Coding） 241
6.3　隐式外码 256
6.4　小结 256
参考文献 256
第7章　其他高级编码方案 259
7.1　多元域LDPC码 260
7.1.1　概念 260
7.1.2　多元LDPC码比特交织编码调制（BICM）方案 261
7.1.3　多元码调制映射方案 262
7.2　多元域RA码 266
7.2.1　交织器 268
7.2.2　加权器 270
7.2.3　组合器与累加器 271
7.2.4　译码 271
7.3　格码 271
7.4　基于无速率码的自适应编码 279
7.5　阶梯码 281
7.5.1　编码 282
7.5.2　解码 283
7.5.3　性能 283
7.5.4　未来演进方向 284
参考文献 285
缩略语 287
· · · · · · (收起)

用户评价

当我拿到《5G-NR信道编码》这本书时，我并没有抱太高的期望，因为我对信道编码的了解仅限于“信息论”中的一些基础概念。然而，这本书的阅读体验却远远超出了我的预期。作者的写作风格非常“务实”，他将理论知识与实际应用紧密结合，让我在学习过程中充满了成就感。书中对LDPC码的讲解，让我明白了为什么它能在5G中得到如此广泛的应用。作者通过详细的数学推导和图表分析，清晰地展现了LDPC码在纠错能力和译码复杂度上的优势。我尤其欣赏书中对LDPC码的“校验矩阵”和“图结构”的讲解，这些细节让我能够更深入地理解其编码和译码的原理。同样，对于Polar码的介绍，作者也做到了深入浅出。他不仅解释了Polar码的“极化”思想，还详细介绍了其“雪崩效应”和“冻结比特”等关键概念，这让我对Polar码的独特性能有了更深刻的认识。书中还对这两种编码在5G NR中的具体实现进行了详细的阐述，这让我能够将理论知识与实际通信系统的设计紧密联系起来。例如，书中对控制信道和数据信道的编码方案选择的分析，让我看到了编码技术在不同场景下的应用策略。总而言之，这本书不仅让我系统地学习了5G-NR信道编码的核心技术，更重要的是，它让我看到了这些技术是如何服务于现实世界的通信需求的，这种“知行合一”的学习体验，是我在其他书籍中很难获得的。

读完《5G-NR信道编码》，我感觉自己仿佛经历了一次深度“洗礼”。在此之前，我对5G的认识仅仅停留在“速度快”、“延迟低”等浅显的层面，对其背后支撑的技术细节几乎一无所知。这本书的出现，彻底颠覆了我过去的认知。作者在讲解信道编码时，并没有回避其复杂性，而是选择以一种非常“接地气”的方式来呈现。比如，在介绍LDPC码时，书中大量运用了类比和生动的比喻，将原本抽象的矩阵运算、校验方程变得通俗易懂。我印象最深刻的是，作者将LDPC码的译码过程比作一个“侦探破案”的过程，通过多轮的“线索推理”，最终找出并纠正错误，这种生动的比喻极大地降低了我的理解门槛。此外，书中对于Polar码的阐述，也同样独具匠心。作者详细解释了Polar码是如何通过“极化”思想来构建出具有“信道容量可达性”的编码，这一点让我受益匪浅。我之前一直觉得，编码理论似乎离实际应用很远，但这本书通过丰富的案例分析，让我看到了这些理论是如何在实际的5G系统中发挥关键作用，例如在数据传输的可靠性和效率提升方面。这本书不仅让我掌握了信道编码的技术知识，更重要的是，它激发了我对通信工程领域更深层次的探索欲望，让我看到了学术理论与工程实践之间紧密的联系。

这本书如同一盏明灯，照亮了我对5G-NR信道编码世界的探索之路。我一直对通信技术有着浓厚的兴趣，特别是5G时代所带来的革命性变化。然而，在深入学习信道编码这一核心技术时，我常常感到力不从心。市面上虽然不乏相关的书籍，但很多要么过于理论化，要么过于碎片化，难以形成系统性的认知。直到我翻开《5G-NR信道编码》，一切都豁然开朗。作者以其深厚的专业功底和清晰的逻辑思维，将复杂的编码原理娓娓道来。从基础的纠错码概念，到5G-NR特有的LDPC码和Polar码，每一个章节都循序渐进，层层递进。我尤其喜欢书中对这些编码方案的数学原理推导，严谨而不失趣味，让我在理解其精妙之处的同时，也对背后的数学基础有了更深刻的认识。书中还穿插了大量的实际应用场景分析，让我能够将理论知识与实际通信系统的设计紧密结合起来，这对于我这样希望将理论付诸实践的学习者来说，无疑是宝贵的财富。书中的图示和表格也非常精炼，帮助我直观地理解复杂的概念，例如信道模型、编码效率等。总而言之，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位循循善诱的导师，引领我一步步走进5G-NR信道编码的殿堂，让我对未来的通信技术充满了更多的期待和信心。

这是一本让我又爱又恨的《5G-NR信道编码》。说它“爱”，是因为这本书的内容极其扎实，作者在梳理5G-NR信道编码技术时，展现出了极高的专业素养和逻辑严谨性。从早期的香农极限理论，到现代通信系统中至关重要的LDPC码和Polar码，作者都进行了详尽的讲解。我尤其欣赏书中对于各种编码算法的性能分析，例如在不同信噪比条件下的误码率表现，以及它们在实际通信系统中的应用优势。这些分析不仅提供了数据支撑，更让我能够清晰地认识到不同编码方案的特点和适用场景。书中的数学公式推导部分，虽然挑战了我一定的数学功底，但每次克服难关后，都会有一种豁然开朗的满足感。作者在讲解这些复杂的数学推导时，也尽量考虑到了读者的接受程度，通过图示和辅助说明，让原本枯燥的公式变得生动起来。然而，说它“恨”，是因为这本书的深度确实不容小觑。对于没有任何通信基础的读者来说，直接阅读这本书可能会感到吃力。书中涉及的许多专业术语和理论知识，都需要读者具备一定的背景知识才能更好地理解。我建议，在阅读这本书之前，最好先对通信原理、信息论等基础知识有所了解，这样才能更高效地吸收书中的精华。总而言之，这本书是通信领域从业者和研究者不可多得的宝藏，但对于初学者而言，需要付出更多的努力。

《5G-NR信道编码》这本书，如同一个精巧的“机械装置”，将5G通信系统中至关重要的信道编码技术，一步步拆解、展示、再组装。我一直对通信的底层技术充满好奇，而信道编码无疑是构建可靠通信链路的基石。《5G-NR信道编码》恰好满足了我这种探索的渴望。这本书的叙述方式非常独特，它并没有一开始就抛出复杂的概念，而是从一个简单的“信息传输”场景入手，逐步引入“噪声”和“错误”，再引出“编码”的必要性。这种由浅入深的讲解方式，让我能够轻松地进入状态，并逐渐理解信道编码的核心意义。书中对于LDPC码和Polar码的介绍，让我印象深刻。作者通过详细的算法描述和伪代码示例，清晰地展示了这两种编码在实际工作中的流程。我特别喜欢书中关于“译码”过程的讲解，它不仅仅是数学上的运算，更是信息“恢复”的艺术。书中对不同译码算法的比较分析，以及它们在实际应用中的权衡，让我看到了编码技术在工程实践中的复杂性和趣味性。这本书还穿插了对5G-NR标准中相关细节的解读，这让我能够更好地理解这些理论知识是如何体现在实际的通信协议中的。总而言之，这本书为我打开了一扇通往5G信道编码世界的大门，让我对通信技术的精妙之处有了更深刻的认识，也激发了我进一步学习的动力。

论点很多，细节不多。

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