编码机

NR中Polar编码介绍

发布时间:2024/1/26 13:16:14   

在5G中,信道编码是一项重要内容,有四种候选码:LDPC码、Turbo码、卷积码和Polar码。

在本文中,我们主要讨论Polar码。展示了Polar码的概述,Polar码的灵活性和构造SINR敏感性。还分析了Polar码的吞吐量和复杂度。

Polar码是一种利用信道极化的编码方案,在理论上已被证明接近对称B-DMC的容量。假设长度为N的矢量uN通过生成矩阵为GN的极轴编码器,则输出xN可以表示为:

结构SINR的敏感性

CSINR是影响BLER性能的一个重要参数。这里分析了BLER性能对CSINR和实际SINR失配的敏感性。

对于信息比特大小和码率的特定组合,选择若干CSINR,并对每个CSINR进行链路级仿真。然后,对于每个CSINR,可以得到AWGN的SINR-BLER曲线,并且在BLER为1%时提取所需的SINR。图2显示了在BLER为1%时CSINR和所需SINR的关系。考虑了信息比特大小K和码率R的不同组合。

当CSINR与所需SINR之差变大时,BLER性能下降。一般来说,对于长信息位或低码率,性能下降似乎更为显著。此外,较小且因此被低估的CSINR可能会导致更严重的性能下降。

Polar编码速率和编码长度的灵活性

对于给定的信息比特大小K和码率r,为了使Polar码具有更好的BLER性能,编码长度N应根据K和r进行优化,例如,可以选择N作为大于K/r的最小2的幂,一些技术,如QUP(Quasi-uniformpuncturing)算法,可以用来获得适当长度的传输比特。一般来说,不同的K和r可能需要不同的N,从而需要不同的生成矩阵和编码/解码结构。这与速率兼容码有很大的不同,后者的高码率编码位是低码率编码位的一部分。此外,这与短TB的编码位是长TB编码位的一部分的代码不同。Polar码编解码的硬件设计与N的关系非常密切,因此极性码支持的N个数太多,从实现的角度来看会带来太多的复杂性。

Polar码的HARQ

对于LTETurbo码,生成码率为1/3的母码进行码率匹配。在HARQ重传中,将相同或新版本的冗余母码比特发送给接收机。对于Polar码,不清楚是否可以在发射机中存储具有特定码率的类似母码。这是因为至少在初始传输时,母码和码长之间的码长间隔可能会降低BLER性能。另外,如果先前设置的码速率太低,则计算复杂度可能太高。另一方面,对于不同的HARQ传输,CSINR可以是不同的,这本身就是可能影响性能的因素。

HARQ方案被广泛应用于无线通信系统中以提高传输效率。在HARQ方案中,如果第一次传输没有被正确解码,则编码块将被重新传输,以便它们可以在接收机处与先前接收的传输重新组合。一般来说,最大传输数是4。

HARQ方案有两种。第一种称为Chase-

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