5G NR QC-LDPC的编码方法(二)

5G-NR LDPC 码的编码

在进行基矩阵的更新扩展后即可进行编码,将源信息序列输入到编码器中进行编码得到编码序列,并将编码后的结果表示为 c =[S P]。其中 S = (s 1 ,s 2 ,…,s k )表示长度为 k 的信息比特序列,P = (p 1 ,p 2 ,…,p m )表示长度为 m 的校验比特序列,它们之间服从 n = m + k,n 是码字长度,基矩阵 H b 是一个 m b × n b的矩阵,核心矩阵是一个 m c × n c 的矩阵。

对信息比特序列 S 按照每 Z 个比特分为一组,总共可以分为 k b = n b - m b 组,将分组后的比特序列记为 s =[s(0),s(1),…,s(k b -1)];同理,对校验比特序列 P 进行同样的操作,总共可分为 m b 组,记为 p=[p(0),p(1),…,p(m b - 1)],将校验比特分为 2部分 P =[P 1 P 2 ],其中 P 1 =[p (0) T ,p (1) T ,…,p(m c -1)T ],记为 mc 组,P 2 = [p (m c )T ,p (m c +1 )T ,…,p (m b -1)T ],记为 mb - m c 组。

下图为一个5G NR BGn2基矩阵的示例:

通过基矩阵扩展得到的校验矩阵为 H,利用 H * c T(C矩阵的转置)=0,展开得到下式式:
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其中,H i (i = A,D,O,E,F,I)表示校验矩阵的子矩阵,H A 和 H D 组成核心矩阵,其中 H D 是准双对角矩阵,H O 表示全 0 矩阵,H I 是单位矩阵,那么可得到:
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要得到校验比特,需要计算P1 和 P2两个部分:
1)通过使用准双对角矩阵 H D 的特殊结构,迭代计算出 P 1 ;
2)通过 P 1 和单位矩阵 H I 算出 P 2 。

对P1的求值过程如下:
(1) 初始化。将上边公式展开后进行累加,得到:
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idx(0 < idx < m c -1)表示子矩阵 H D 中的第一列除去首尾 2 行后,剩余元素中为非负数的元素位置所在的行数坐标,那么 p(0)如下所示:
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(2) 迭代。根据 H D 结构可得到以下表达式:
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得到 P 1 后,展开前式可得P2部分:
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求出校验比特序列 P =[P 1 P 2 ],将其与信息比特合并,得到 c =[S P]。

5G-NR LDPC 码打孔、缩短和扩展

为了保证任意码长和码率的实现,5G-NR LDPC 码采用信息位打孔、信息位缩短和校验位打孔技术。
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当得到码字 c 后,对其进行打孔和缩短,打孔和缩短的比特个数如下表所示。
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