5G 通道編解碼：算法與實現

目錄
序
序言一
序言二
前言
第1章 緒論 1
1.1 移動通信發展為基帶處理提出新挑戰 1
1.2 通道編解碼是迎接挑戰的關鍵 2
1.3 解碼算法和硬件實現兩者需並重.5
參考文獻 6
第2章 5G 標準 LDPC 碼的結構與性質 7
2.1 LDPC 碼簡介 7
2.2 5G 標準 LDPC 碼的基本矩陣 10
2.3 5G 標準 LDPC 碼的速率匹配 12
2.4 本章小結 13
參考文獻 14
第3章 5G 標準 LDPC 碼的解碼算法與實現 16
3.1 LDPC 碼解碼算法簡介 16
3.2 5G 標準 LDPC 碼解碼算法優化 19
3.3 5G 標準 LDPC 碼解碼算法實現 23
3.3.1 解碼器硬件架構設計 25
3.3.2 量化策略與解碼性能 29
3.3.3 節點更新順序與解碼性能 31
3.4 本章小結 35
參考文獻 36
第4章 極化碼概論與 5G 標準化 39
4.1 極化碼簡介 39
4.2 通道極化 40
4.2.1 通道聯合 40
4.2.2 通道分裂 41
4.3 極化碼構造 42
4.3.1 巴氏參數構造 42
4.3.2 Tal-Vardy 構造 42
4.3.3 高斯近似構造 43
4.3.4 β-擴展構造 45
4.4 5G 標準極化碼編碼 46
4.4.1 符號與概念 46
4.4.2 5G 極化碼編碼流程 47
4.5 本章小結 52
參考文獻 52
第5章 SC 大類解碼算法介紹 55
5.1 SC 解碼算法及其簡化 55
5.1.1 SC 解碼算法 55
5.1.2 SSC 解碼算法 58
5.1.3 Fast-SSC 解碼算法 59
5.2 SCL 解碼算法 62
5.2.1 路徑排序 63
5.2.2 路徑更新 65
5.2.3 節點優化的 SCL 解碼算法 66
5.2.4 CRC 輔助 SCL 解碼算法 69
5.2.5 自適應 SCL 解碼算法 73
5.3 SCS 解碼算法 74
5.3.1 基本版 SCS 解碼算法 74
5.3.2 簡化版 SCS 解碼算法 76
5.3.3 SCS 解碼算法的低復雜度策略 77
5.4 SCH 解碼算法 83
5.4.1 基本版 SCH 解碼算法 83
5.4.2 簡化版 SCH 解碼算法 87
5.5 SCF 解碼算法 87
5.5.1 單比特翻轉的 SCF 解碼算法 87
5.5.2 多比特翻轉的 SCF 解碼算法 88
5.5.3 FM 的優化策略 90
5.5.4 DSCF 解碼算法 91
5.5.5 Fast-SSCF 解碼算法 97
5.5.6 Fast-DSSCF 解碼算法 97
5.6 本章小結 104
參考文獻 104
第6章 BP 大類解碼算法介紹 110
6.1 BP 解碼算法 110
6.1.1 BP 解碼算法的迭代規則 110
6.1.2 BP 解碼算法的早停策略 113
6.1.3 BP 解碼算法的錯誤類型 114
6.2 BPL 解碼算法 115
6.2.1 BPL 解碼算法原理 115
6.2.2 並行/串行 BPL 解碼算法 116
6.2.3 BPL 解碼算法優化 117
6.3 BPF 解碼算法 119
6.3.1 BPF 解碼算法原理 119
6.3.2 GBPF 解碼算法 120
6.4 SCAN 解碼算法及其簡化 123
6.4.1 SCAN 解碼算法原理 123
6.4.2 Fast-SCAN 解碼算法 127
6.5 本章小結 129
參考文獻 129
第7章 極化碼編碼器的硬件實現 133
7.1 全並行極化碼編碼器 133
7.2 流水線極化碼編碼器 134
7.2.1 前饋流水線極化碼編碼器 135
7.2.2 反饋流水線極化碼編碼器 137
7.2.3 設計空間與展望 138
7.3 本章小結 138
參考文獻 138
第8章 SC 大類解碼的硬件實現 140
8.1 SC 解碼器的設計與實現 140
8.1.1 全展開 SC 解碼器 140
8.1.2 樹型 SC 解碼器 141
8.1.3 線型 SC 解碼器 141
8.1.4 向量交疊 SC 解碼器 142
8.1.5 樹型 SC 解碼器優化 143
8.1.6 線型 SC 解碼器優化 152
8.2 SCL 解碼器的設計與實現 155
8.2.1 SCL 解碼器的度量計算模塊 156
8.2.2 SCL 解碼器的存儲排序模塊 157
8.2.3 SCL 解碼器的節點解碼模塊 158
8.3 SCS 解碼器的設計與實現 159
8.3.1 SCS 解碼器的度量計算模塊 160
8.3.2 SCS 解碼器的存儲排序模塊 160
8.4 SCF 解碼器的設計與實現 161
8.4.1 SCF 解碼器的度量計算模塊 162
8.4.2 SCF 解碼器的存儲排序模塊 162
8.5 本章小結 164
參考文獻 164
第9章 BP 大類解碼的硬件實現 169
9.1 BP 解碼器的設計與實現 169
9.1.1 全展開 BP 解碼器170
9.1.2 單列單向 BP 解碼器 172
9.1.3 雙列雙向 BP 解碼器 174
9.1.4 BP 解碼器的其他架構類型 175
9.2 BPL 解碼器的設計與實現 176
9.2.1 BPL 解碼器的架構設計 176
9.2.2 BPL 解碼器的路徑選擇模塊 177
9.3 BPF 解碼器的設計與實現 178
9.3.1 BPF 解碼器的架構設計 178
9.3.2 BPF 解碼器的比特翻轉模塊 179
9.4 SCAN 解碼器的設計與實現 180
9.4.1 SCAN 解碼的時序分析 181
9.4.2 SCAN 解碼器的模塊化設計 182
9.4.3 SCAN 解碼器的時延與綜合結果 183
9.5 本章小結 184
參考文獻 184
第10章 極化碼新興研究課題 186
10.1 基於機器學習優化的極化碼解碼 186
10.1.1 基於機器學習優化的極化碼 BP 解碼 186
10.1.2 基於機器學習優化的極化碼比特翻轉解碼 190
10.1.3 基於機器學習優化的極化碼解碼總結 193
10.2 基於隨機計算的極化碼解碼 195
10.2.1 隨機計算簡介 195
10.2.2 基於隨機計算的極化碼 SCL 解碼 196
10.2.3 基於隨機計算的極化碼 BP 解碼 210
10.3 基於自動生成器的極化碼硬件設計 215
10.3.1 基於自動生成器的極化碼編碼器設計 216
10.3.2 基於自動生成器的極化碼解碼器設計 223
10.4 極化碼 SD 算法與優化 242
10.4.1 SD 算法 242
10.4.2 LSD 算法 244
10.4.3 基於同步確定策略的 SD 算法 246
10.5 本章小結 257
參考文獻 257
第11章 總結與展望 265
11.1 本書內容總結 265
11.2 相關研究展望 266
11.2.1 標準相關的算法與實現 266
11.2.2 以解碼為核心的聯合基帶處理算法 267
11.2.3 以解碼為核心的基帶統一實現架構 267
11.2.4 通道解碼的自動、智能化設計與實現 268
11.2.5 基於新計算範式的通道解碼設計與實現 269
11.3 本章小結 269
參考文獻 269
索引 274
彩圖