研究表明到2020年，人們對(duì)大容量、低延時(shí)、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(diǎn)、機(jī)器間通信、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、大型露天集會(huì)、地鐵等�，F(xiàn)有4G已經(jīng)無(wú)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(chǎng)景：增強(qiáng)的移動(dòng)寬帶（eMBB）、低時(shí)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(huì)上，基于獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的5G新無(wú)線(xiàn)電接入技術(shù)（NR）標(biāo)準(zhǔn)獲得通過(guò)，這標(biāo)志著5GNR可以部署和運(yùn)營(yíng)。

信道編碼是物理層的最基本的技術(shù)，將對(duì)5G系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)起著直接和間接的作用，所以5G系統(tǒng)對(duì)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(shí)能達(dá)到下行20Gbit/s和上行10 Gbit/s。由于系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)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(shí)要求譯碼器具有合理的芯片面積和功耗。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)可靠性的要求，對(duì)于eMBB，信道編碼需要在BLER=10-4 沒(méi)有錯(cuò)誤平層（error floor），對(duì)于URLLC，信道編碼在BLER=10-5的時(shí)候沒(méi)有錯(cuò)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(zhǎng)（如40~8 448 bit）以及遞增冗余混合請(qǐng)求重傳。在5G 新空口標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，具有標(biāo)簽影響力的、爭(zhēng)論最激烈的、創(chuàng)新性最強(qiáng)的、理論難度最大的貢獻(xiàn)大的課題就是信道編碼課題，相對(duì)保守的3GPP標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)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(yàn)碼（LDPC Coding）

1.1.1 準(zhǔn)循環(huán)LDPC

1.1.2 基本校驗(yàn)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