研究表明到2020年，人们对大容量、低延时、高可靠、高速度、高连接数、高能效通信的需求将显著增加，应景也不止有广域覆盖，还有密集热点、机器间通信、车联网、大型露天集会、地铁等。现有4G已经无能为力，必须发展5G。5G的这些应用大致可以归为三大场景：增强的移动宽带（eMBB）、低时延高可靠（URLLC）、海量物联网（mMTC）。2018年6月11日至14日，在3GPP RAN#80次全会上，基于独立运营的5G新无线电接入技术（NR）标准获得通过，这标志着5GNR可以部署和运营。

信道编码是物理层的最基本的技术，将对5G系统的各项性能指标起着直接和间接的作用，所以5G系统对信道编码提出很高的要求。高峰值速率要求数据信道的译码器在高码率时能达到下行20Gbit/s和上行10 Gbit/s。由于系统对用户面和控制面的延迟要求很高，信道编码的译码器一次译码的延迟一般在几μs到十几μs，同时要求译码器具有合理的芯片面积和功耗。根据系统对可靠性的要求，对于eMBB，信道编码需要在BLER=10-4 没有错误平层（error floor），对于URLLC，信道编码在BLER=10-5的时候没有错误平层。为了获得更好的系统效能，数据信道的信道编码本身需要支持非常灵活码率（如0.2~0.95）、非常灵活码长（如40~8 448 bit）以及递增冗余混合请求重传。在5G 新空口标准制定过程中，具有标签影响力的、争论最激烈的、创新性最强的、理论难度最大的贡献大的课题就是信道编码课题，相对保守的3GPP标准组织在数据信道中放弃使用了20年的Turbo码而选择了低密度奇偶校验LDPC码，在控制信道中放弃使用了几十年的卷积码而选择了全新的极化Polar码，2种信道编码的使用是革命性的改变。

1 5G 信道编码的关键技术

1.1 低密度奇偶校验码（LDPC Coding）

1.1.1 准循环LDPC

1.1.2 基本校验矩阵的基本图（BG——Base graph）

1.1.3 5G NR LDPC 码的提升值、移位系数矩阵、速率匹配和交织器

1.2 极化码（Polar Coding）

1.2.1 Polar 码编码

1.2.2 Polar 码序列

1.2.3 速率匹配

1.2.4 比特交织

1.2.5 码块分段

1.2.6 CA-SCL

2 5G 编码和4G 编码的比较

2.1 5G NR LDPC 码和4G LTE Turbo 码的比较

2.2 5G NR Polar 码和4G LTE 卷积码的比较

3 结论

5G+NR信道编码研究.pdf