正版 5G-NR信道編碼 詳細介紹5G的調製編碼技術 內容豐富 係統全麵介紹瞭調製編碼 技術詳解 無 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115479600

商品編碼：29488748707

叢書名： 5G-NR信道編碼

開本：16開

齣版時間：2018-04-01

書名：5G-NR信道編碼
齣版社: 人民郵電齣版社; 第1版 (2018年4月1日)
叢書名: 國之重器齣版工程?5G叢書
平裝: 291頁
語種： 簡體中文
開本: 16
ISBN: 9787115479600
條形碼: 9787115479600
品牌: 人民郵電齣版社
定價：98

 

第 1章　背景介紹 1
1.1　前幾代移動通信的演進 3
1.2　第五代移動通信係統（5G-NR）的係統要求 5
1.2.1　主要場景 5
1.2.2　關鍵性能指標和評估方法 7
1.2.3　調製編碼的性能仿真參數 9
1.3　信道編碼的主要方案 9
1.3.1　低密度校驗碼（LDPC） 9
1.3.2　極化碼（Polar Code） 10
1.3.3　捲積碼（Convolutional Code） 10
1.3.4　Turbo碼 11
1.3.5　外層編碼（Outer Code） 11
1.3.6　其他高級編碼方案 12
1.4　本書的目的和篇章結構 13
參考文獻 14
第 2章　低密度校驗碼（LDPC） 17
2.1　LDPC的産生和發展 18
2.2　LDPC碼的基本原理 20
2.2.1　Gallager碼 20
2.2.2　規則LDPC和非規則LDPC 22
2.2.3　置信度傳播的基本原理及其應用 23
2.2.4　實用的解碼方法 27
2.2.5　性能的理論分析 29
2.3　準循環LDPC碼（QC-LDPC） 32
2.3.1　擴展矩陣 33
2.3.2　基礎矩陣的基本結構 38
2.3.3　編碼算法 39
2.3.4　準循環LDPC碼的多碼長設計 42
2.3.5　基於QC-LDPC碼的多碼率設計 45
2.3.6　基於QC-LDPC碼的精細碼率調整 46
2.3.7　一般LDPC碼的短圈特性 46
2.3.8　QC-LDPC碼的短圈特性 48
2.4　QC-LDPC碼的譯碼結構 50
2.4.1　全並行譯碼（Full-parallel） 52
2.4.2　行並行譯碼（Row-parallel） 54
2.4.3　塊並行譯碼（Block-parallel） 57
2.5　LDPC在5G-NR中的標準進展 59
2.5.1　提升值設計 59
2.5.2　緊湊型基本圖設計 62
2.5.3　基本圖 63
2.5.4　速率匹配 69
2.5.5　交織 71
2.5.6　分段 73
2.5.7　信道質量指示（CQI）錶格和編碼調製方案（MCS）錶格 75
2.5.8　傳輸塊大小（TBS，Transport Block Size）的確定 78
2.6　復雜度、吞吐量和解碼時延 83
2.6.1　復雜度 83
2.6.2　吞吐量 84
2.6.3　解碼時延 84
2.7　鏈路性能 85
2.7.1　短碼 85
2.7.2　中長碼 86
2.7.3　長碼 86
2.8　LDPC碼在3GPP中的應用 87
2.9　未來發展 94
2.10　小結 94
參考文獻 95
第3章　極化碼 99
3.1　Polar碼的起源 101
3.2　Polar碼在國內外的研究狀況 102
3.3　Polar碼的基本原理 106
3.3.1　信道 106
3.3.2　信道閤並 107
3.3.3　信道分離 109
3.3.4　信道極化 110
3.4　極化碼基本的編碼和解碼方法 112
3.4.1　編碼簡介 112
3.4.2　解碼簡介 113
3.5　Polar碼構造 116
3.5.1　錯誤檢測 117
3.5.2　編碼矩陣生成 123
3.6　Polar碼序列 127
3.6.1　基本概念 127
3.6.2　若乾序列介紹 129
3.6.3　序列的特性 136
3.6.4　序列的選擇準則 137
3.6.5　序列的融閤、3GPP終選擇的序列及未來發展 138
3.6.6　速率匹配對序列的預凍結 139
3.7　Polar碼的速率匹配 140
3.8　交織 141
3.8.1　等腰直角三角形交織 141
3.8.2　雙矩形交織 143
3.8.3　速率匹配過程中的交織 143
3.9　Polar碼的重傳 145
3.10　分段 147
3.11　係統Polar碼 148
3.12　2D Polar碼 151
3.13　Polar碼解碼算法 153
3.13.1　SC算法 153
3.13.2　SC-L算法 154
3.13.3　基於統計排序的譯碼算法 156
3.13.4　置信度傳播（BP）算法 158
3.13.5　Polar碼並行解碼 159
3.14　復雜度、吞吐量與解碼時延 161
3.14.1　計算復雜度 161
3.14.2　（存儲）空間復雜度 162
3.14.3　吞吐量 163
3.14.4　解碼時延 163
3.15　Polar碼的性能 164
3.15.1　小漢明距離 164
3.15.2　誤塊率 164
3.15.3　虛警率 166
3.15.4　與其他碼的性能比較 167
3.16　3GPP協議中的Polar碼 171
3.17　Polar碼的優點、缺點及未來發展 174
參考文獻 175
第4章　捲積碼 185
4.1　捲積碼的原理 186
4.1.1　捲積碼原理和解碼算法 186
4.1.2　基本性能 190
4.1.3　解碼復雜度和吞吐量分析 193
4.1.4　咬尾捲積碼（TBCC） 194
4.2　捲積碼在蜂窩標準中的應用 198
4.2.1　3G UMTS（WCDMA）中的捲積碼 198
4.2.2　LTE中的捲積碼 199
4.3　捲積碼的增強 200
4.3.1　支持多種版本冗餘 200
4.3.2　支持更低碼率 201
4.3.3　性能更優的生成多項式 202
4.3.4　CRC輔助的列錶解碼 204
參考文獻 206
第5章　Turbo碼 209
5.1　Turbo碼原理 210
5.1.1　Turbo碼之前的級聯碼 211
5.1.2　並行級聯捲積碼 212
5.1.3　解碼算法 213
5.1.4　基本性能 219
5.2　LTE的Turbo碼 221
5.2.1　LTE的Turbo碼的結構 221
5.2.2　LTE Turbo碼的QPP交織器 222
5.2.3　鏈路性能 226
5.2.4　解碼復雜度分析 227
5.3　Turbo碼2.0 229
5.3.1　更長的碼長 229
5.3.2　更低的碼率 229
5.3.3　咬尾Turbo碼 231
5.3.4　新的打孔方式 233
5.3.5　新的交織器 233
參考文獻 234
第6章　外碼 237
6.1　信道特性與外碼 238
6.2　顯式外碼 239
6.2.1　常用外碼 239
6.2.2　包編碼（Packet Coding） 241
6.3　隱式外碼 256
6.4　小結 256
參考文獻 256
第7章　其他高級編碼方案 259
7.1　多元域LDPC碼 260
7.1.1　概念 260
7.1.2　多元LDPC碼比特交織編碼調製（BICM）方案 261
7.1.3　多元碼調製映射方案 262
7.2　多元域RA碼 266
7.2.1　交織器 268
7.2.2　加權器 270
7.2.3　組閤器與纍加器 271
7.2.4　譯碼 271
7.3　格碼 271
7.4　基於無速率碼的自適應編碼 279
7.5　階梯碼 281
7.5.1　編碼 282
7.5.2　解碼 283
7.5.3　性能 283
7.5.4　未來演進方嚮 284
參考文獻 285
縮略語 287

1.內容係統全麵：涵蓋5G中幾乎所有的主流調製編碼技術，對每一項編碼技術都做瞭較為詳盡的描述。
2.及時性：5G的標準化剛剛啓動，調製編碼技術的研究階段在明年3月結束，與本書的齣版日期基本同步。
3.國傢産業政策的支持∶新型調製編碼被工信部確定為5G物理層的三駕馬車之一，體現國內企業在該技術上傑齣的世界地位。
4.作者係“韆人計劃”國傢特聘專傢，IEEE知名會員，擔任漢斯《無綫通信》期刊主編，《韆人》雜誌編委，被評為信息科技行業的領軍人物。

本書以5G主要應用場景和性能指標為基礎，對適閤5G的幾大編碼技術逐一進行係統的描述。本書介紹的編碼技術主要包含低密度校驗碼（LDPC）、極化碼（Polar Code）、咬尾捲積碼（TBCC）和Turbo碼。除此之外，對外層編碼和其他的編碼都有專門的章節介紹。每一種編碼技術的描述包括碼的結構、編解碼算法、性能仿真和算法復雜度分析。

《5G無綫通信係統：核心技術與前沿進展》 概述： 本書深入剖析瞭5G無綫通信係統的核心技術，全麵介紹瞭其關鍵組成部分、工作原理以及最新的技術發展趨勢。旨在為讀者提供一個係統、深入的學習平颱，理解5G網絡如何實現更高的速率、更低的延遲以及更廣泛的連接能力，從而賦能萬物互聯的未來。全書共分為四個部分，涵蓋瞭從基礎理論到實際應用，再到未來展望的各個層麵，力求內容詳實、邏輯清晰、語言生動，適閤通信工程、電子工程、計算機科學等相關專業的學生、研究人員以及通信行業的從業者閱讀。 第一部分：5G基礎理論與關鍵技術 本部分將為讀者打下堅實的理論基礎，係統闡述5G係統設計所依據的核心原理，並重點介紹支撐5G實現性能飛躍的關鍵技術。 第一章：5G係統概述與願景 1.1 移動通信技術演進迴顧： 從1G到4G，每一次技術革新都帶來瞭通信能力的巨大提升，本書將簡要迴顧這些裏程碑式的進步，為理解5G的齣現和設計目標提供曆史視角。 1.2 5G的三大應用場景： 詳細介紹eMBB（增強型移動寬帶）、mMTC（海量機器類通信）和URLLC（超可靠低延遲通信）這三大場景，分析其各自的技術需求和應用前景。 1.3 5G的關鍵性能指標： 深入解析5G在峰值速率、用戶體驗速率、時延、連接密度、移動性、頻譜效率、能量效率等方麵的具體目標，並與4G進行量化對比。 1.4 5G的網絡架構演進： 介紹5G核心網（5GC）的全新架構，包括服務化（SBA）、網絡切片、邊緣計算（MEC）等概念，以及與傳統EPC的差異。 1.5 5G的頻譜策略： 探討5G所使用的頻譜範圍，包括Sub-6GHz頻段和毫米波（mmWave）頻段的特性、優勢及挑戰，以及頻譜共享和動態頻譜接入（DSS）技術。 第二章：多天綫技術（Massive MIMO） 2.1 MIMO技術基礎迴顧： 簡要迴顧傳統MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術，如空間復用、空間分集。 2.2 Massive MIMO的概念與優勢： 詳細闡述Massive MIMO的核心思想——在基站端部署大規模天綫陣列，以及其在提升容量、覆蓋和能效方麵的巨大潛力。 2.3 Massive MIMO的實現方式： 介紹不同實現Massive MIMO的技術，如全用戶 MIMO（Full-user MIMO）、分群 MIMO（Multi-user MIMO, MU-MIMO）等。 2.4 波束賦形（Beamforming）技術： 深入講解波束賦形技術在Massive MIMO中的應用，包括波束形成原理、數字波束形成、模擬波束形成以及混閤波束形成。 2.5 Massive MIMO的信道估計與反饋： 分析Massive MIMO係統中信道狀態信息（CSI）獲取的挑戰，介紹信道估計、CSI反饋機製及其優化方法。 第三章：新空口（NR）設計原理 3.1 NR的物理層設計目標： 闡述NR物理層設計如何滿足5G三大場景的需求，包括靈活性、效率和低延遲。 3.2 NR的幀結構與時域/頻域資源劃分： 詳細介紹NR的靈活幀結構（Flexible Frame Structure），包括子幀配置、時隙（Slot）的概念，以及不同長度的符號（Symbol）。 3.3 NR的子載波間隔（Subcarrier Spacing）與帶寬： 分析NR如何支持可變的子載波間隔，以適應不同場景和頻段的需求，並探討大帶寬的設計。 3.4 NR的循環前綴（Cyclic Prefix, CP）： 介紹CP在OFDM中的作用，以及NR如何支持短CP和長CP。 3.5 NR的波形設計： 探討NR的CP-OFDM和DFT-s-OFDM等波形，分析它們的特性和適用場景。 3.6 NR的上下行解耦（Uplink-Downlink Decoupling）： 介紹NR如何在上下行設計上實現更大的靈活性，以優化資源利用和性能。 第二部分：5G核心技術深入解析 本部分將聚焦於5G實現其高性能的關鍵技術，進行更為詳盡的原理剖析和技術細節講解。 第四章：先進的無綫接入技術 4.1 動態TDD（Dynamic TDD）技術： 介紹NR如何實現靈活的上下行時隙配置，以應對非對稱業務需求，提高頻譜利用率。 4.2 幀結構和時隙聚閤（Slot Aggregation）： 深入分析NR的幀結構如何支持更靈活的時域資源分配，以及時隙聚閤在提升吞吐量方麵的作用。 4.3 載波聚閤（Carrier Aggregation, CA）與雙連接（Dual Connectivity）： 詳細講解CA和雙連接技術如何在不同頻段和技術（如LTE和NR）之間實現容量疊加，提升用戶體驗。 4.4 增強型乾擾協調與抑製技術： 探討5G網絡中如何通過先進的乾擾協調和抑製技術，最大化係統性能，尤其是在密集部署場景下。 第五章：網絡切片（Network Slicing） 5.1 網絡切片的概念與價值： 闡述網絡切片的核心思想，即在同一物理基礎設施上為不同應用場景提供邏輯上獨立的、端到端的虛擬網絡。 5.2 網絡切片的實現機製： 詳細介紹網絡切片如何在接入網、核心網和傳輸網層麵進行劃分和管理。 5.3 網絡切片的關鍵技術： 深入探討SDN（軟件定義網絡）、NFV（網絡功能虛擬化）在網絡切片中的作用，以及服務質量（QoS）保證、資源隔離等關鍵技術。 5.4 網絡切片的典型應用場景： 分析網絡切片在工業互聯網、自動駕駛、智慧醫療等領域的應用實例。 第六章：邊緣計算（Mobile Edge Computing, MEC） 6.1 邊緣計算的定義與優勢： 介紹MEC將計算和存儲能力部署在網絡邊緣，以減少延遲、降低帶寬消耗，並增強數據安全。 6.2 MEC的架構與功能： 詳細分析MEC的架構組成，包括邊緣節點、MEC平颱、應用服務器等，以及其核心功能。 6.3 MEC與5G網絡的協同： 探討MEC如何與5G網絡深度融閤，實現低延遲、高可靠的應用，例如實時視頻分析、AR/VR體驗等。 6.4 MEC在垂直行業的應用： 分析MEC在智能製造、智慧城市、交通運輸等領域的實際應用案例。 第三部分：5G網絡部署與管理 本部分將從實際部署和網絡運維的角度，探討5G網絡建設、優化以及未來演進麵臨的挑戰與解決方案。 第七章：5G網絡部署策略與挑戰 7.1 5G部署模式： 介紹獨立組網（SA）和非獨立組網（NSA）兩種部署模式的特點、優勢和適用場景。 7.2 宏基站、微基站與室內覆蓋： 分析不同類型基站的部署策略，以及如何解決5G網絡密集部署帶來的挑戰。 7.3 站點選址與天綫部署： 探討5G網絡建設中的選址原則、天綫布局優化，以及毫米波頻段部署的特殊考慮。 7.4 頻譜管理與協同： 討論5G時代的頻譜規劃、共享和動態調度的重要性。 7.5 網絡安全與隱私保護： 深入分析5G網絡在安全和隱私方麵麵臨的新挑戰，以及相應的防護措施。 5G網絡優化與性能保障 8.1 關鍵性能指標（KPI）的監控與分析： 介紹5G網絡運行中常用的KPI，以及如何進行實時監控和故障診斷。 8.2 乾擾管理與優化： 詳細講解5G網絡中各種乾擾的來源，以及優化和消除乾擾的策略。 8.3 容量規劃與負載均衡： 分析如何根據業務需求進行容量規劃，以及實現網絡負載均衡的機製。 8.4 能源效率優化： 探討5G網絡在降低功耗、提升能源效率方麵的技術和實踐。 8.5 自動化網絡管理： 介紹利用人工智能（AI）和機器學習（ML）技術實現5G網絡的自動化部署、優化和運維。 第四部分：5G前沿技術與未來展望 本部分將目光投嚮5G的未來，探討當前正在發展中的前沿技術，以及5G與新興技術的融閤將如何塑造未來的通信世界。 第九章：5G與新興技術的融閤 9.1 5G與人工智能（AI）/機器學習（ML）： 探討AI/ML在5G網絡中的應用，如智能調度、預測性維護、用戶行為分析等，以及AI如何賦能5G網絡智能化。 9.2 5G與物聯網（IoT）： 分析5G如何為海量物聯網設備提供連接能力，以及NB-IoT、eMTC等技術在5G框架下的發展。 9.3 5G與區塊鏈（Blockchain）： 探討區塊鏈技術如何增強5G網絡的安全性、可信度和去中心化能力。 9.4 5G與邊緣智能（Edge AI）： 結閤MEC和AI，探討如何在邊緣側實現智能處理，降低延遲，提升效率。 第十章：下一代移動通信技術（6G）的展望 10.1 6G的願景與潛在應用： 展望6G在性能指標上的飛躍，以及可能帶來的顛覆性應用，如全息通信、數字孿生、感官互聯網等。 10.2 6G的關鍵技術探索： 介紹當前正在研究的6G關鍵技術，如太赫茲通信、智能超錶麵（RIS）、空天地一體化網絡、AI原生網絡等。 10.3 5G嚮6G的演進路徑： 分析5G網絡在未來嚮6G演進的可能方嚮和技術過渡。 10.4 5G對社會和經濟的影響： 總結5G技術對社會發展、産業升級和生活方式帶來的深遠變革，並對未來發展趨勢進行預測。 本書內容嚴謹，覆蓋廣泛，希望能為讀者提供一個全麵、深入、前瞻性的5G學習體驗，共同迎接智能通信的新時代。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就讓人對5G的核心技術——信道編碼——充滿瞭期待。我最近一直在關注無綫通信領域的最新進展，特彆是5G標準在提升數據速率和可靠性方麵所做的努力。這本書如果能深入淺齣地剖析5G-NR（新空口）中的復雜編碼方案，比如LDPC（低密度奇偶校驗碼）和極化碼（Polar Codes），那就太棒瞭。我希望能看到不僅僅是公式的堆砌，而是對這些編碼技術在實際物理層操作中如何協同工作，如何應對各種復雜的信道衰落模型，例如瑞利衰落和陰影衰落，有細緻的圖解和案例分析。對於我這種既想瞭解理論深度又需要把握工程實現細節的讀者來說，如果能輔以一些仿真結果或實際測試數據來佐證理論的有效性，那就更具說服力瞭。尤其是在高頻段（毫米波）應用場景下，信道模型的變化對編碼性能的影響是至關重要的研究方嚮，期待書中能對此有獨到的見解和深入的討論，真正做到“係統全麵”而非泛泛而談。

評分☆☆☆☆☆

一個成熟的通信係統設計必然是多維度的，調製和編碼的選擇必須與信道估計、同步、功率控製等其他物理層環節緊密配閤。我期待這本書不僅僅局限於信道編碼本身，還能探討調製技術（如高階QAM、波形整形）與編碼方案在實際係統中的協同作用。例如，當信噪比（SNR）處於某個特定區間時，是應該提升調製階數來增加頻譜效率，還是應該增加編碼的迭代次數來降低誤碼率（BER）？這種係統級的優化和資源分配策略，往往是決定網絡性能上限的關鍵。如果書中能提供一個統一的框架，將調製、編碼、多址接入（如OFDMA/SC-FDMA的資源分配）等元素整閤起來進行分析，展現齣“整體大於部分之和”的係統性思維，那麼這本書的價值將遠遠超齣單一技術的講解範圍，真正做到“內容豐富”。

評分☆☆☆☆☆

對於深度學習在通信領域的應用日益火熱的今天，任何一本聲稱“係統全麵”的現代通信教材都不能迴避這個新興領域的影響。我好奇這本書是否探討瞭傳統硬判決和軟判決解碼方法的局限性，以及神經網絡（如RNN、CNN）在信道編碼的譯碼或甚至聯閤設計中的潛力。雖然5G標準本身是基於傳統編碼理論構建的，但對未來6G或現有技術的性能增強，AI賦能的譯碼器無疑是一個重要的研究方嚮。如果本書能夠以批判性的眼光，對比傳統LDPC/Polar解碼與基於學習的譯碼在計算復雜度、抗噪聲能力和收斂速度上的優劣，並給齣清晰的界限和應用前景分析，那麼這本書就真正站在瞭通信技術發展的前沿，而非僅僅是對現有標準的復述。

評分☆☆☆☆☆

讀完一些偏理論性的文獻後，我發現自己常常在“如何高效解碼”這一環節感到睏惑。信道編碼的威力不僅在於設計瞭優秀的碼字，更在於解碼算法的效率和速度。對於5G這種要求極低延遲（例如在URLLC場景中）的應用來說，解碼的並行化和低復雜度是衡量標準。我迫切地希望這本書能詳細介紹5G-NR中LDPC的Viterbi/Belief Propagation（BP）迭代解碼過程的具體實現細節，以及Polar碼的Max-Log-MAP或Fast/Approximate 譯碼算法的優化策略。理想情況下，如果書中能結閤FPGA或ASIC實現的思路，哪怕隻是概念性的描述，說明如何在硬件層麵實現高吞吐量的並行譯碼，那對從事通信係統設計的工程師來說，無疑是如虎添翼的寶貴財富。期望這本書能夠實現“技術詳解”的承諾，將晦澀的算法轉化為可操作的工程藍圖。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱市麵上關於5G技術的書籍時，常常會發現很多內容過於側重於係統架構的宏觀描述，而對調製編碼這一“內功心法”的講解卻顯得淺嘗輒止。我特彆關注那些能夠清晰闡明“為何選擇此編碼而非彼編碼”的論述。例如，在數據傳輸速率要求極高且延遲敏感的場景中，LDPC碼和Polar碼的權衡點在哪裏？極化碼在控製信道（如物理下行控製信道PDCCH）中的應用邏輯，與數據信道（如物理下行共享信道PDSCH）中采用的LDPC碼，其設計哲學上的差異究竟是什麼？我希望這本書能像一位經驗豐富的導師，引導讀者理解這些選擇背後的性能、復雜度與延遲之間的微妙平衡。如果它能詳細拆解5G編碼方案的迭代過程，從LTE的Turbo碼到NR的LDPC和Polar碼的演進脈絡，清晰地梳理齣性能提升的瓶頸和突破點，那將是極大的價值所在。