14、5G 新空口中的极化码技术解析

5G 新空口中的极化码技术解析

1. 交织器技术

1.1 三角形交织器

三角形交织器在 5G 新空口中有着重要应用，尤其用于 UCI。其边长 P 需满足一定条件，在 3GPP 5G NR 中，相关限制为 (P P/2) ≤ 8192，即 P ≤ 128。M 为速率匹配后的比特数，所以边长 P 要满足 P (P + 1)/2 ≥ M。
数据写入交织器时按行进行，若 P*(P + 1)/2 > M，会插入 NULL。读取数据则按列进行，读取到 NULL 会将其丢弃。
三角形交织器有两个重要特性：
- 交织前连续的数据，交织后它们的距离变为 P, P - 1, P - 2, P - 3, ……，不再相同。
- 每列长度不同，因此每列的转置模式也不同。

1.2 双矩形交织器

双矩形交织器（并行矩形交织器）将 M 比特的数据块分为两个子块，M1 = 1 + ceil(M/2) 比特和 M2 = M - M1 比特。M1 比特按行写入深度（列数）为 5 的矩形交织器，M2 比特写入深度为 11 的矩形交织器，必要时会填充 NULL。之后按列从这两个矩形中读取数据，若有 NULL 则丢弃，最后将这些数据交替写入 M 比特的交织器。
其性能与随机交织器相近，但 3GPP 决定下行链路不引入后编码器交织器，所以目前 5G NR 未采用双矩形交织器。

1.3 速率匹配中的交织

对于 G8 极化码，每个方程的变量数量不同。解码时希望变量数量少、方程简单，这样有助于快速求解方程。编码比特的污染程度不同，如 x8 无污染，x7、x6、x4 污染一次。