介绍

选择极性码作为信道编码技术为控制渠道5 g NR通信系统已经证明Arikan的优点的1)发现和建立他们的应用程序在商业系统6]。基于信道极化的概念,这种新的编码家庭能力实现而不是能力接近。或类似的性能比LDPC和涡轮码,它取代tail-biting卷积码在LTE系统用于控制通道。它适用于下行和上行控制信息(DCI / UCI)增强的移动宽带(eMBB)的用例,以及广播频道(BCH)。或者,信道编码方案数据指定eMBB渠道灵活LDPC的块大小。

这个例子强调了组件启用一个极性编码下行AWGN信道仿真采用QPSK调制。在下面几节中,个人极性编码组件进一步详细。

s = rng (100);%的种子RNG可重复性

指定的代码参数用于模拟。

%代码参数K = 54;消息长度百分比,包括CRC、K > 30E = 124;%的速度匹配输出长度、E < = 8192EbNo = 0.8;dB EbNo百分比L = 8;%列表长度、2的幂[1 2 4 8]numFrames = 10;%的帧数来模拟linkDir =“DL”;%连接方向:下行(DL)或上行(“UL”)

极性编码

下面的示意图下行的发送端处理细节,强调有关组件及其参数。

下行,极性编码之前输入位交叉。CRC位的末尾附加的信息比特因此分布式CA-Polar方案。这种交叉不是指定的上行。

极地编码使用一个SNR-independent离线方法,计算每个子通道的可靠性和命令序列存储最大代码长度(6]。极地的嵌套属性代码可以用于任何这个序列编码速率和所有代码长度小于最大代码长度。

这个序列计算给定rate-matched输出长度,E和信息的长度,K,的功能nrPolarEncode,实现了输入的编码缺乏系统性K位。

如果strcmpi (linkDir“DL”)%下行场景(K > = 36个,其中包括CRC位)crcLen = 24;% DL的CRC位数量,5.1节,[6]保利=“24 c”;% CRC多项式人大= 0;5.3.1.2 %的奇偶校验位,部分,[6]nMax = 9;% n的最大价值,为2 ^ n节7.3.3,[6]iIL = true;5.3.1.1 %交错输入部分,[6]iBIL = false;5.4.1.3 %交错编码比特,部分,[6]其他的%上行场景(K > 30,包括CRC位)crcLen = 11;保利=“11”;人大= 0;nMax = 10;iIL = false;iBIL = true;结束

下面的示意图上行的发送端处理细节,有效载荷的大小大于19位,没有代码块分割,突出显示组件及其有关参数。

速率匹配和速率的复苏

极地编码比特(N)rate-matched输出指定的比特数(E资源元素映射()7]。编码比特的子块交叉和传递给一个圆形缓冲区的长度N。根据所需的编码速率和选择的值K,E,N,要么重复(E > = N),刺穿或缩短(E < N)是实现了从缓冲区读取输出位。

下行,选中的部分转嫁给调制映射器,而对于上行,他们进一步交叉之前映射。rate-matching处理是实现的函数nrRateMatchPolar。

在接收端,复苏速度的情况下完成

回暖的处理是实现的函数nrRateRecoverPolar。

R = K / E;%有效编码速率个基点= 2;%每个符号位,1对BPSK, 2为正交相移编码EsNo = EbNo + 10 * log10 (bps);snrdB = EsNo + 10 * log10 (R);在dB %noiseVar = 1. / (10 ^ (snrdB / 10));%的通道陈= comm.AWGNChannel (“NoiseMethod”,“方差”,“方差”,noiseVar);

极地解码

下行的隐式CRC编码(DCI或BCH)或上行(UCI)消息位规定的使用CRC-Aided连续取消名单解码(CA-SCL) [3]随着信道译码算法。众所周知,CA-SCL解码可以比涡轮或LDPC码(4),这是一个主要的因素采用极性由3 gpp规范。

Tal & Vardy [2)描述了sci解码算法所说的可能性(概率)。然而,由于下溢,固有的计算数值不稳定。为了克服这个问题,机枪兵出版社。(5)提供了sci解码(LLR)域。仅仅在对数似然比解码的特点是列表l参数,它表示最有可能解码路径的数量保留。最终解码,最可能的代码路径中l路径是译码器的输出。作为l增加,解码器性能也提高了,然而,随着收益递减效应。

对于一个输入消息连接与CRC, CA-SCL解码错误的路径,CRC是无效的,如果至少有一个路径正确的CRC。这些额外的洞察力在最后的路径选择进一步提高性能,相比sci解码。下行,CRC的24位,而上行CRC的指定6和11位,不同的价值K。

译码器是实现的函数nrPolarDecode支持所有三个CR万博1manbetxC长度。译码器的功能也占了发射机的指定的输入位交错下行,输出解码前位。

%错误计数量= comm.ErrorRate;

框架处理循环

本节将展示如何使用组件极性编码描述的前在一块错误率(提单)模拟。仿真中突出显示链接下面的示意图。

对每一帧处理,执行以下步骤:

的模拟,这两个性能指标,提单和误码率,报告。

numferr = 0;为我= 1:numFrames%生成一个随机的消息味精=兰迪([0 1]K-crcLen 1);%将CRCmsgcrc = nrCRCEncode(味精,保利);%极性编码encOut = nrPolarEncode (iIL msgcrc E nMax);N =长度(encOut);%的速度匹配modIn = nrRateMatchPolar (encOut K, E, iBIL);%调节modOut = nrSymbolModulate (modIn,“正交相移编码”);%添加高斯白噪声陈rSig = (modOut);%软解调rxLLR = nrSymbolDemodulate (rSig,“正交相移编码”,noiseVar);%的速度恢复decIn = nrRateRecoverPolar (rxLLR K N, iBIL);%极地解码decBits = nrPolarDecode (decIn K、E、L、nMax iIL, crcLen);%比较味精和解码比特errStats = 1(双(decBits (1: K-crcLen)), msg);任何(decBits numferr = numferr + (1: K-crcLen) ~ =味精);结束disp ([“块错误率:”num2str (numferr / numFrames)…的误比特率:num2str (errStats (1))…在信噪比= ' ',num2str (snrdB)“数据库”)提高(年代);%恢复RNG

块错误率:0,比特误码率:0,在信噪比= 0.20002 dB

结果

为了得到有意义的结果,模拟运行较长时间。使用脚本,将上面的处理封装到一个函数,支持c代码生成,以下结果为不同的码率和消息长度提出了两个链接与QPSK调制的方向。万博1manbetx

上述结果所产生的模拟,为每一个信噪比点,1000帧错误或最多100年e3框架,哪个先发生。

提单的性能结果表明极性码在通信链路的适用性和隐式支持rate-compatibility位粒度。万博1manbetx

c代码生成工具的使用的组件降低了执行时间,模拟的关键问题。c代码生成是通过MATLAB编码器™。

总结和进一步勘探

这个例子强调了一个极性编码方案(CRC-Aided极地)由3 gpp指定新的广播控制信道信息(DCI UCI)和广播频道(BCH)。它显示了使用组件的所有阶段的处理(编码、rate-matching回暖和解码),并使用它们在AWGN信道与正交相移编码。强调性能结果不同的码率和消息长度显示协议发表趋势,内部参数和模拟假设的变化。

探索简单参数的变化(K,E,l提单)和他们的影响性能。极地编码功能实现为开放的MATLAB®代码,使他们的应用程序对下行和上行控制信息和广播频道。CA-Polar方案适用于两者

指建模下行控制信息和NR细胞搜索和MIB和SIB1复苏的例子,使用极分别在DCI和BCH编码功能函数。

高亮显示的极性编码功能还支持奇偶校验极性编码结构和编码。万博1manbetx这是适用于上行与UCI载荷范围18 K < < = = 25。这是上行控制编码万博1manbetx功能的支持nrUCIEncode和nrUCIDecode,包括代码分割为适当的值K和E。

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