正版 5G-NR信道编码 详细介绍5G的调制编码技术 内容丰富 系统全面介绍了调制编码 技术详解 无 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115479600

商品编码：29488748707

丛书名： 5G-NR信道编码

开本：16开

出版时间：2018-04-01

书名：5G-NR信道编码
出版社: 人民邮电出版社; 第1版 (2018年4月1日)
丛书名: 国之重器出版工程?5G丛书
平装: 291页
语种： 简体中文
开本: 16
ISBN: 9787115479600
条形码: 9787115479600
品牌: 人民邮电出版社
定价：98

 

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　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

1.内容系统全面：涵盖5G中几乎所有的主流调制编码技术，对每一项编码技术都做了较为详尽的描述。
2.及时性：5G的标准化刚刚启动，调制编码技术的研究阶段在明年3月结束，与本书的出版日期基本同步。
3.国家产业政策的支持∶新型调制编码被工信部确定为5G物理层的三驾马车之一，体现国内企业在该技术上杰出的世界地位。
4.作者系“千人计划”国家特聘专家，IEEE知名会员，担任汉斯《无线通信》期刊主编，《千人》杂志编委，被评为信息科技行业的领军人物。

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。

《5G无线通信系统：核心技术与前沿进展》 概述： 本书深入剖析了5G无线通信系统的核心技术，全面介绍了其关键组成部分、工作原理以及最新的技术发展趋势。旨在为读者提供一个系统、深入的学习平台，理解5G网络如何实现更高的速率、更低的延迟以及更广泛的连接能力，从而赋能万物互联的未来。全书共分为四个部分，涵盖了从基础理论到实际应用，再到未来展望的各个层面，力求内容详实、逻辑清晰、语言生动，适合通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的学生、研究人员以及通信行业的从业者阅读。 第一部分：5G基础理论与关键技术 本部分将为读者打下坚实的理论基础，系统阐述5G系统设计所依据的核心原理，并重点介绍支撑5G实现性能飞跃的关键技术。 第一章：5G系统概述与愿景 1.1 移动通信技术演进回顾： 从1G到4G，每一次技术革新都带来了通信能力的巨大提升，本书将简要回顾这些里程碑式的进步，为理解5G的出现和设计目标提供历史视角。 1.2 5G的三大应用场景： 详细介绍eMBB（增强型移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）和URLLC（超可靠低延迟通信）这三大场景，分析其各自的技术需求和应用前景。 1.3 5G的关键性能指标： 深入解析5G在峰值速率、用户体验速率、时延、连接密度、移动性、频谱效率、能量效率等方面的具体目标，并与4G进行量化对比。 1.4 5G的网络架构演进： 介绍5G核心网（5GC）的全新架构，包括服务化（SBA）、网络切片、边缘计算（MEC）等概念，以及与传统EPC的差异。 1.5 5G的频谱策略： 探讨5G所使用的频谱范围，包括Sub-6GHz频段和毫米波（mmWave）频段的特性、优势及挑战，以及频谱共享和动态频谱接入（DSS）技术。 第二章：多天线技术（Massive MIMO） 2.1 MIMO技术基础回顾： 简要回顾传统MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术，如空间复用、空间分集。 2.2 Massive MIMO的概念与优势： 详细阐述Massive MIMO的核心思想——在基站端部署大规模天线阵列，以及其在提升容量、覆盖和能效方面的巨大潜力。 2.3 Massive MIMO的实现方式： 介绍不同实现Massive MIMO的技术，如全用户 MIMO（Full-user MIMO）、分群 MIMO（Multi-user MIMO, MU-MIMO）等。 2.4 波束赋形（Beamforming）技术： 深入讲解波束赋形技术在Massive MIMO中的应用，包括波束形成原理、数字波束形成、模拟波束形成以及混合波束形成。 2.5 Massive MIMO的信道估计与反馈： 分析Massive MIMO系统中信道状态信息（CSI）获取的挑战，介绍信道估计、CSI反馈机制及其优化方法。 第三章：新空口（NR）设计原理 3.1 NR的物理层设计目标： 阐述NR物理层设计如何满足5G三大场景的需求，包括灵活性、效率和低延迟。 3.2 NR的帧结构与时域/频域资源划分： 详细介绍NR的灵活帧结构（Flexible Frame Structure），包括子帧配置、时隙（Slot）的概念，以及不同长度的符号（Symbol）。 3.3 NR的子载波间隔（Subcarrier Spacing）与带宽： 分析NR如何支持可变的子载波间隔，以适应不同场景和频段的需求，并探讨大带宽的设计。 3.4 NR的循环前缀（Cyclic Prefix, CP）： 介绍CP在OFDM中的作用，以及NR如何支持短CP和长CP。 3.5 NR的波形设计： 探讨NR的CP-OFDM和DFT-s-OFDM等波形，分析它们的特性和适用场景。 3.6 NR的上下行解耦（Uplink-Downlink Decoupling）： 介绍NR如何在上下行设计上实现更大的灵活性，以优化资源利用和性能。 第二部分：5G核心技术深入解析 本部分将聚焦于5G实现其高性能的关键技术，进行更为详尽的原理剖析和技术细节讲解。 第四章：先进的无线接入技术 4.1 动态TDD（Dynamic TDD）技术： 介绍NR如何实现灵活的上下行时隙配置，以应对非对称业务需求，提高频谱利用率。 4.2 帧结构和时隙聚合（Slot Aggregation）： 深入分析NR的帧结构如何支持更灵活的时域资源分配，以及时隙聚合在提升吞吐量方面的作用。 4.3 载波聚合（Carrier Aggregation, CA）与双连接（Dual Connectivity）： 详细讲解CA和双连接技术如何在不同频段和技术（如LTE和NR）之间实现容量叠加，提升用户体验。 4.4 增强型干扰协调与抑制技术： 探讨5G网络中如何通过先进的干扰协调和抑制技术，最大化系统性能，尤其是在密集部署场景下。 第五章：网络切片（Network Slicing） 5.1 网络切片的概念与价值： 阐述网络切片的核心思想，即在同一物理基础设施上为不同应用场景提供逻辑上独立的、端到端的虚拟网络。 5.2 网络切片的实现机制： 详细介绍网络切片如何在接入网、核心网和传输网层面进行划分和管理。 5.3 网络切片的关键技术： 深入探讨SDN（软件定义网络）、NFV（网络功能虚拟化）在网络切片中的作用，以及服务质量（QoS）保证、资源隔离等关键技术。 5.4 网络切片的典型应用场景： 分析网络切片在工业互联网、自动驾驶、智慧医疗等领域的应用实例。 第六章：边缘计算（Mobile Edge Computing, MEC） 6.1 边缘计算的定义与优势： 介绍MEC将计算和存储能力部署在网络边缘，以减少延迟、降低带宽消耗，并增强数据安全。 6.2 MEC的架构与功能： 详细分析MEC的架构组成，包括边缘节点、MEC平台、应用服务器等，以及其核心功能。 6.3 MEC与5G网络的协同： 探讨MEC如何与5G网络深度融合，实现低延迟、高可靠的应用，例如实时视频分析、AR/VR体验等。 6.4 MEC在垂直行业的应用： 分析MEC在智能制造、智慧城市、交通运输等领域的实际应用案例。 第三部分：5G网络部署与管理 本部分将从实际部署和网络运维的角度，探讨5G网络建设、优化以及未来演进面临的挑战与解决方案。 第七章：5G网络部署策略与挑战 7.1 5G部署模式： 介绍独立组网（SA）和非独立组网（NSA）两种部署模式的特点、优势和适用场景。 7.2 宏基站、微基站与室内覆盖： 分析不同类型基站的部署策略，以及如何解决5G网络密集部署带来的挑战。 7.3 站点选址与天线部署： 探讨5G网络建设中的选址原则、天线布局优化，以及毫米波频段部署的特殊考虑。 7.4 频谱管理与协同： 讨论5G时代的频谱规划、共享和动态调度的重要性。 7.5 网络安全与隐私保护： 深入分析5G网络在安全和隐私方面面临的新挑战，以及相应的防护措施。 5G网络优化与性能保障 8.1 关键性能指标（KPI）的监控与分析： 介绍5G网络运行中常用的KPI，以及如何进行实时监控和故障诊断。 8.2 干扰管理与优化： 详细讲解5G网络中各种干扰的来源，以及优化和消除干扰的策略。 8.3 容量规划与负载均衡： 分析如何根据业务需求进行容量规划，以及实现网络负载均衡的机制。 8.4 能源效率优化： 探讨5G网络在降低功耗、提升能源效率方面的技术和实践。 8.5 自动化网络管理： 介绍利用人工智能（AI）和机器学习（ML）技术实现5G网络的自动化部署、优化和运维。 第四部分：5G前沿技术与未来展望 本部分将目光投向5G的未来，探讨当前正在发展中的前沿技术，以及5G与新兴技术的融合将如何塑造未来的通信世界。 第九章：5G与新兴技术的融合 9.1 5G与人工智能（AI）/机器学习（ML）： 探讨AI/ML在5G网络中的应用，如智能调度、预测性维护、用户行为分析等，以及AI如何赋能5G网络智能化。 9.2 5G与物联网（IoT）： 分析5G如何为海量物联网设备提供连接能力，以及NB-IoT、eMTC等技术在5G框架下的发展。 9.3 5G与区块链（Blockchain）： 探讨区块链技术如何增强5G网络的安全性、可信度和去中心化能力。 9.4 5G与边缘智能（Edge AI）： 结合MEC和AI，探讨如何在边缘侧实现智能处理，降低延迟，提升效率。 第十章：下一代移动通信技术（6G）的展望 10.1 6G的愿景与潜在应用： 展望6G在性能指标上的飞跃，以及可能带来的颠覆性应用，如全息通信、数字孪生、感官互联网等。 10.2 6G的关键技术探索： 介绍当前正在研究的6G关键技术，如太赫兹通信、智能超表面（RIS）、空天地一体化网络、AI原生网络等。 10.3 5G向6G的演进路径： 分析5G网络在未来向6G演进的可能方向和技术过渡。 10.4 5G对社会和经济的影响： 总结5G技术对社会发展、产业升级和生活方式带来的深远变革，并对未来发展趋势进行预测。 本书内容严谨，覆盖广泛，希望能为读者提供一个全面、深入、前瞻性的5G学习体验，共同迎接智能通信的新时代。

评分☆☆☆☆☆

一个成熟的通信系统设计必然是多维度的，调制和编码的选择必须与信道估计、同步、功率控制等其他物理层环节紧密配合。我期待这本书不仅仅局限于信道编码本身，还能探讨调制技术（如高阶QAM、波形整形）与编码方案在实际系统中的协同作用。例如，当信噪比（SNR）处于某个特定区间时，是应该提升调制阶数来增加频谱效率，还是应该增加编码的迭代次数来降低误码率（BER）？这种系统级的优化和资源分配策略，往往是决定网络性能上限的关键。如果书中能提供一个统一的框架，将调制、编码、多址接入（如OFDMA/SC-FDMA的资源分配）等元素整合起来进行分析，展现出“整体大于部分之和”的系统性思维，那么这本书的价值将远远超出单一技术的讲解范围，真正做到“内容丰富”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就让人对5G的核心技术——信道编码——充满了期待。我最近一直在关注无线通信领域的最新进展，特别是5G标准在提升数据速率和可靠性方面所做的努力。这本书如果能深入浅出地剖析5G-NR（新空口）中的复杂编码方案，比如LDPC（低密度奇偶校验码）和极化码（Polar Codes），那就太棒了。我希望能看到不仅仅是公式的堆砌，而是对这些编码技术在实际物理层操作中如何协同工作，如何应对各种复杂的信道衰落模型，例如瑞利衰落和阴影衰落，有细致的图解和案例分析。对于我这种既想了解理论深度又需要把握工程实现细节的读者来说，如果能辅以一些仿真结果或实际测试数据来佐证理论的有效性，那就更具说服力了。尤其是在高频段（毫米波）应用场景下，信道模型的变化对编码性能的影响是至关重要的研究方向，期待书中能对此有独到的见解和深入的讨论，真正做到“系统全面”而非泛泛而谈。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅市面上关于5G技术的书籍时，常常会发现很多内容过于侧重于系统架构的宏观描述，而对调制编码这一“内功心法”的讲解却显得浅尝辄止。我特别关注那些能够清晰阐明“为何选择此编码而非彼编码”的论述。例如，在数据传输速率要求极高且延迟敏感的场景中，LDPC码和Polar码的权衡点在哪里？极化码在控制信道（如物理下行控制信道PDCCH）中的应用逻辑，与数据信道（如物理下行共享信道PDSCH）中采用的LDPC码，其设计哲学上的差异究竟是什么？我希望这本书能像一位经验丰富的导师，引导读者理解这些选择背后的性能、复杂度与延迟之间的微妙平衡。如果它能详细拆解5G编码方案的迭代过程，从LTE的Turbo码到NR的LDPC和Polar码的演进脉络，清晰地梳理出性能提升的瓶颈和突破点，那将是极大的价值所在。

评分☆☆☆☆☆

读完一些偏理论性的文献后，我发现自己常常在“如何高效解码”这一环节感到困惑。信道编码的威力不仅在于设计了优秀的码字，更在于解码算法的效率和速度。对于5G这种要求极低延迟（例如在URLLC场景中）的应用来说，解码的并行化和低复杂度是衡量标准。我迫切地希望这本书能详细介绍5G-NR中LDPC的Viterbi/Belief Propagation（BP）迭代解码过程的具体实现细节，以及Polar码的Max-Log-MAP或Fast/Approximate 译码算法的优化策略。理想情况下，如果书中能结合FPGA或ASIC实现的思路，哪怕只是概念性的描述，说明如何在硬件层面实现高吞吐量的并行译码，那对从事通信系统设计的工程师来说，无疑是如虎添翼的宝贵财富。期望这本书能够实现“技术详解”的承诺，将晦涩的算法转化为可操作的工程蓝图。

评分☆☆☆☆☆

对于深度学习在通信领域的应用日益火热的今天，任何一本声称“系统全面”的现代通信教材都不能回避这个新兴领域的影响。我好奇这本书是否探讨了传统硬判决和软判决解码方法的局限性，以及神经网络（如RNN、CNN）在信道编码的译码或甚至联合设计中的潜力。虽然5G标准本身是基于传统编码理论构建的，但对未来6G或现有技术的性能增强，AI赋能的译码器无疑是一个重要的研究方向。如果本书能够以批判性的眼光，对比传统LDPC/Polar解码与基于学习的译码在计算复杂度、抗噪声能力和收敛速度上的优劣，并给出清晰的界限和应用前景分析，那么这本书就真正站在了通信技术发展的前沿，而非仅仅是对现有标准的复述。