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分组马尔可夫叠加传输5G LDPC码的方案

2022-02-13郭孔靖王千帆

西安电子科技大学学报 2022年6期

郭孔靖,王千帆,马 啸

(中山大学 计算机学院,广东 广州 510006)

低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码由GALLAGER在20世纪60年代提出[1],可逼近加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道容量。由于具有译码性能优良和高吞吐量的特点,LDPC码已被采纳为5G增强型移动宽带(enhanced Mobile BroadBand,eMBB)场景中数据信道的编码方案[2]。显然,对于LDPC编码系统,不同时隙之间码字的传输相互独立,译码时延取决于码字长度。在文件下载等时延不敏感应用中,希望在允许适当增加译码延迟并保持相似编码器/译码器结构的情况下,提高现有LDPC码的性能。这可以通过采用分组马尔可夫叠加传输 (Block Markov Superposition Transmission,BMST)方案实现[3]。BMST是一种由短码构造长码的编码方案,其编码简单易实现,译码采用滑窗迭代译码算法,性能可以通过下界进行预测,且构造普适,码率灵活。以往的BMST系统采用重复码、奇偶校验码、卷积码等作为基本码[4-5],由于这些基本码性能较弱,为了得到更好的译码性能,通常需要增加记忆长度,由此带来更高的译码时延。基于部分叠加的BMST-LDPC构造能够提升一定的基本码性能[6],但其增益仍然有提高的空间。采用类似卷积的结构构造LDPC码的方法还有空间耦合LDPC(Spatially-Coupled LDPC,SC-LDPC)码[7],采用迭代译码算法[8],并在突发删除信道和快衰落信道等方面具有良好性能。近年来为降低其译码复杂度,提升其性能,也有相关的研究[9-10]。

在5G的物理层协议中,每个待传输的传输块(Transport Block,TB)被分割为多个码块(Code Block,CB),对每个码块分别添加循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)后,再进行LDPC编码。CRC校验的漏检性能与其校验位长有关,如果校验位长为J,则CRC漏检率约为2-J[11]。……

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