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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LDPC22

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

5.1Turbo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Tu rbo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2.0229

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