一、信道編碼

從第一代(1G)到第五代(5G)的移動通信技術都一直把提供快速、安全的通信作為一項挑戰；這是因為數據傳輸通常中是在信道存在噪聲的環境中進行的，經常會因放大、失真帶來損傷。為了實現低錯誤概率的快速通信，信道編碼必不可少，而選擇正確信道編碼方案是項困難而重要任務。

二、5G(NR)信道編碼有兩種不同方式

Polar碼應用于PDCCH

LDPC碼應用于PDSCH

三、5G應用場景及特點

根據3GPP技術報告38.913定義5G(NR)的三個主要使用場景是：增強移動寬帶(eMBB)、超可靠低延遲通信(URLLC)和海量機器類通信(mMTC)。與 4G系統相比，這些場景需要更高的吞吐量、延遲和可靠性。另外，5G信道編碼應允許用戶數據的混合自動重復請求(HARQ) 以及控制信息和用戶數據的可變碼率和長度?；谏鲜鲂枨螅趀MBB場景及注重5G蜂窩通信低延遲的URLLC場景的Release-15技術規范中確定:控制信息(PDCCH)使用極性編碼(Polar碼)，而用戶數據使用LDPC碼。

四、為什么PDCCH選擇Polar碼，PDSCH選擇LDPC碼？

這要從香農說起，如果信息傳輸速率低于或等于特定界限(即通道容量界限)，則在噪聲通道上進行無差錯通信是可能的。因此人們就致力于尋找不同的信道編碼技術以使速率更接近信道容量。5G部署場景尤其是eMBB場景，需要高達20Gbps的高吞吐量的支持并且需要設計5G信道碼尤其是數據的編碼和解碼過程來處理這一點。

5G中LDPC碼采用準循環(QC)LDPC碼的結構，天然地實現了編碼和解碼的并行性并且通過這種并行性可以實現高吞吐量的編碼器和解碼器。用于數據的5G信道代碼也應支持HARQ，5G LDPC代碼旨在有效支持增量冗余 (IR) HARQ。稍后將介紹，5G LDPC碼的這種IR-HARQ設計有效地減小了高操作碼率時編解碼圖的尺寸，這也有助于高吞吐量的實現。從母碼輸出中選擇任意數量的傳輸比特速率兼容性和可變碼長是5G信道碼的其他重要功能。

此外，控制信息通常以更少量的信息比特和更短的碼字長度來傳輸，通常也以較低的碼率傳輸，同時需要在較低BLER范圍內實現良好的性能。5G中Polar碼就是為了滿足這些要求而設計的，采用Polar碼作為控制信息是合理的，特別考慮了低BLER應用，因為分析表明極性碼不會受到誤碼層的影響。雖然通過簡單SC解碼實現的極化碼的容量很有吸引力，但其通過SC解碼的有限長度性能明顯比其他信道編碼候選要差。5G Polar碼還采用分布式 CRC來支持提前解碼終止，5G Polar和LDPC碼的編碼處理如下圖所示。

圖1、5G中LDPC和Polar碼處理流程圖

審核編輯：劉清