6、5G新空口中的准循环低密度奇偶校验码技术解析

5G新空口中的准循环低密度奇偶校验码技术解析

1. 信息位填充与码率设计

在5G新空口中，计算得到的信息位数量 $K = k_b*z$ 可能与码块大小（CBS）不相等，此时需要添加 $(K - CBS)$ 个填充位。填充位会被附加到信息位块的末尾，通过调整提升因子和填充位，准循环低密度奇偶校验码（QC - LDPC）能够支持任意长度的码块大小。

1.1 多码率设计

理论上，为每个码率专门设计一个基础矩阵可以充分优化低密度奇偶校验码（LDPC）的性能，但这会显著增加硬件实现和标准规范的复杂度。对于LDPC基础矩阵，可以采用以下两种方法调整码率，这里主要考虑高码率情况：
- 基础矩阵列穿孔 ：基础矩阵的系统部分有 $k_b$ 列，校验部分有 $m_b$ 列，总列数 $n_b = (k_b + m_b)$，母码率为 $k_b/n_b = k_b/(k_b + m_b)$。若对前几列系统列进行穿孔，母码率变为 $k_b/(k_b−p_b + m_b)$。
- 选择校验部分行 ：选择校验部分的前 $m_b’‘$ 行，可提高码率，对应码率为 $k_b/(k_b−p_b + m_b’‘)$。当码率继续增加超过 $k_b/(k_b−p_b + m_b’)$ 时，可进一步穿孔待传输的比特，直至达到规范支持的最高码率。

除了基础矩阵的缩放和穿孔（本质是以提升因子为粒度进行穿孔），还可以在得到提升矩阵后通过比特穿孔更精细地调整码率。

1.2 码率精细调整

通过选择基础矩阵的不同子集可以实现不同的码率。随着码率降低，编码器会生成更多的奇偶校验