5G信道编译码：算法与实现

本书深入阐述了，5G信道编译码算法与实现的基础理论、设计方法与应用范例。算法部分基于信道编译码理论，实现部分关注信道编译码硬件。内容既立足5G标准相关，也面向普适通信应用。仝书共11章：第1章为全书绪论，总览全书，帮助读者把握本书容；第2章介绍LDPC码与5G标准化构造；第3章介绍5G标准LDPC码的译码算法与实现；第4章介绍极化码与5G标准化构造；第5、6章分别介绍极化码的SC大类译码算法、BP大类译码算法；第7章介绍极化码编码器的硬件实现；第8、9章分别介绍极化码SC大类译码算法、BP大类译码算法的硬件实现；第10章介绍极化码新兴研究课题；第11章总结全书。

目录
序
序言一
序言二
前言
第1章 绪论 1
1.1 移动通信发展为基带处理提出新挑战 1
1.2 信道编译码是迎接挑战的关键 2
1.3 译码算法和硬件实现两者需并重.5
参考文献 6
第2章 5G 标准 LDPC 码的结构与性质 7
2.1 LDPC 码简介 7
2.2 5G 标准 LDPC 码的基本矩阵 10
2.3 5G 标准 LDPC 码的速率匹配 12
2.4 本章小结 13
参考文献 14
第3章 5G 标准 LDPC 码的译码算法与实现 16
3.1 LDPC 码译码算法简介 16
3.2 5G 标准 LDPC 码译码算法优化 19
3.3 5G 标准 LDPC 码译码算法实现 23
3.3.1 译码器硬件架构设计 25
3.3.2 量化策略与译码性能 29
3.3.3 节点更新顺序与译码性能 31
3.4 本章小结 35
参考文献 36
第4章 极化码概论与 5G 标准化 39
4.1 极化码简介 39
4.2 信道极化 40
4.2.1 信道联合 40
4.2.2 信道分裂 41
4.3 极化码构造 42
4.3.1 巴氏参数构造 42
4.3.2 Tal-Vardy 构造 42
4.3.3 高斯近似构造 43
4.3.4 β-扩展构造 45
4.4 5G 标准极化码编码 46
4.4.1 符号与概念 46
4.4.2 5G 极化码编码流程 47
4.5 本章小结 52
参考文献 52
第5章 SC 大类译码算法介绍 55
5.1 SC 译码算法及其简化 55
5.1.1 SC 译码算法 55
5.1.2 SSC 译码算法 58
5.1.3 Fast-SSC 译码算法 59
5.2 SCL 译码算法 62
5.2.1 路径排序 63
5.2.2 路径更新 65
5.2.3 节点优化的 SCL 译码算法 66
5.2.4 CRC 辅助 SCL 译码算法 69
5.2.5 自适应 SCL 译码算法 73
5.3 SCS 译码算法 74
5.3.1 基本版 SCS 译码算法 74
5.3.2 简化版 SCS 译码算法 76
5.3.3 SCS 译码算法的低复杂度策略 77
5.4 SCH 译码算法 83
5.4.1 基本版 SCH 译码算法 83
5.4.2 简化版 SCH 译码算法 87
5.5 SCF 译码算法 87
5.5.1 单比特翻转的 SCF 译码算法 87
5.5.2 多比特翻转的 SCF 译码算法 88
5.5.3 FM 的优化策略 90
5.5.4 DSCF 译码算法 91
5.5.5 Fast-SSCF 译码算法 97
5.5.6 Fast-DSSCF 译码算法 97
5.6 本章小结 104
参考文献 104
第6章 BP 大类译码算法介绍 110
6.1 BP 译码算法 110
6.1.1 BP 译码算法的迭代规则 110
6.1.2 BP 译码算法的早停策略 113
6.1.3 BP 译码算法的错误类型 114
6.2 BPL 译码算法 115
6.2.1 BPL 译码算法原理 115
6.2.2 并行/串行 BPL 译码算法 116
6.2.3 BPL 译码算法优化 117
6.3 BPF 译码算法 119
6.3.1 BPF 译码算法原理 119
6.3.2 GBPF 译码算法 120
6.4 SCAN 译码算法及其简化 123
6.4.1 SCAN 译码算法原理 123
6.4.2 Fast-SCAN 译码算法 127
6.5 本章小结 129
参考文献 129
第7章 极化码编码器的硬件实现 133
7.1 全并行极化码编码器 133
7.2 流水线极化码编码器 134
7.2.1 前馈流水线极化码编码器 135
7.2.2 反馈流水线极化码编码器 137
7.2.3 设计空间与展望 138
7.3 本章小结 138
参考文献 138
第8章 SC 大类译码的硬件实现 140
8.1 SC 译码器的设计与实现 140
8.1.1 全展开 SC 译码器 140
8.1.2 树型 SC 译码器 141
8.1.3 线型 SC 译码器 141
8.1.4 向量交叠 SC 译码器 142
8.1.5 树型 SC 译码器优化 143
8.1.6 线型 SC 译码器优化 152
8.2 SCL 译码器的设计与实现 155
8.2.1 SCL 译码器的度量计算模块 156
8.2.2 SCL 译码器的存储排序模块 157
8.2.3 SCL 译码器的节点译码模块 158
8.3 SCS 译码器的设计与实现 159
8.3.1 SCS 译码器的度量计算模块 160
8.3.2 SCS 译码器的存储排序模块 160
8.4 SCF 译码器的设计与实现 161
8.4.1 SCF 译码器的度量计算模块 162
8.4.2 SCF 译码器的存储排序模块 162
8.5 本章小结 164
参考文献 164
第9章 BP 大类译码的硬件实现 169
9.1 BP 译码器的设计与实现 169
9.1.1 全展开 BP 译码器170
9.1.2 单列单向 BP 译码器 172
9.1.3 双列双向 BP 译码器 174
9.1.4 BP 译码器的其他架构类型 175
9.2 BPL 译码器的设计与实现 176
9.2.1 BPL 译码器的架构设计 176
9.2.2 BPL 译码器的路径选择模块 177
9.3 BPF 译码器的设计与实现 178
9.3.1 BPF 译码器的架构设计 178
9.3.2 BPF 译码器的比特翻转模块 179
9.4 SCAN 译码器的设计与实现 180
9.4.1 SCAN 译码的时序分析 181
9.4.2 SCAN 译码器的模块化设计 182
9.4.3 SCAN 译码器的时延与综合结果 183
9.5 本章小结 184
参考文献 184
第10章 极化码新兴研究课题 186
10.1 基于机器学习优化的极化码译码 186
10.1.1 基于机器学习优化的极化码 BP 译码 186
10.1.2 基于机器学习优化的极化码比特翻转译码 190
10.1.3 基于机器学习优化的极化码译码总结 193
10.2 基于随机计算的极化码译码 195
10.2.1 随机计算简介 195
10.2.2 基于随机计算的极化码 SCL 译码 196
10.2.3 基于随机计算的极化码 BP 译码 210
10.3 基于自动生成器的极化码硬件设计 215
10.3.1 基于自动生成器的极化码编码器设计 216
10.3.2 基于自动生成器的极化码译码器设计 223
10.4 极化码 SD 算法与优化 242
10.4.1 SD 算法 242
10.4.2 LSD 算法 244
10.4.3 基于同步确定策略的 SD 算法 246
10.5 本章小结 257
参考文献 257
第11章 总结与展望 265
11.1 本书内容总结 265
11.2 相关研究展望 266
11.2.1 标准相关的算法与实现 266
11.2.2 以译码为核心的联合基带处理算法 267
11.2.3 以译码为核心的基带统一实现架构 267
11.2.4 信道译码的自动、智能化设计与实现 268
11.2.5 基于新计算范式的信道译码设计与实现 269
11.3 本章小结 269
参考文献 269
索引 274
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