如何使用軟件無(wú)線電實(shí)現(xiàn)NR LDPC編譯碼的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　信道編碼作為移動(dòng)通信系統(tǒng)可靠通信的基石， 在第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)（TheFifth Generation Wireless System，5G）中顯得尤為重要。由于性能接近Shannon限、編譯碼算法復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)， 低密度奇偶校驗(yàn)（Low Density ParityCheck，LDPC）碼被確定為5G增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（enhanced Mobile Broad Band，eMBB）場(chǎng)景中業(yè)務(wù)信道的編碼方案。截止目前，5G eMBB場(chǎng)景的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制定完成，但是學(xué)術(shù)界還沒有一個(gè)能夠用于5G協(xié)議以及算法研究的低成本空口平臺(tái)， 特別是用于5G新空口（New Radio，NR）LDPC碼在實(shí)際空口環(huán)境的性能測(cè)試。

　　因此， 本文根據(jù)5G相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)， 基于軟件無(wú)線電（Software Defined Radio，SDR）平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套NR LDPC編譯碼的通信系統(tǒng)。為了提高開發(fā)效率以及驗(yàn)證NR LDPC編譯碼在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的可行性， 論文基于OpenAirInterface（OAI）DLSIM 平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了NR PDSCH信道編譯碼流程。當(dāng)然，為了能夠充分反映NR LDPC編譯碼的性能， 論文基于DLSIM平臺(tái)對(duì)NR MCS的確定、TBS的計(jì)算以及對(duì)256QAM的支持進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

　　通過(guò)測(cè)試與LTE Turbo 性能的對(duì)比， 驗(yàn)證了NR LDPC編譯碼在DLSIM平臺(tái)具有良好的性性。在此基礎(chǔ)上測(cè)試了相關(guān)譯碼參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響， 為空口SDR平臺(tái)的搭建奠定了基礎(chǔ)。考慮到基于OAI 空口平臺(tái)的NR LDPC編譯碼系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性， 論文在NR LDPC DLSIM仿真平臺(tái)的基礎(chǔ)上提出了兩種加速LDPC編譯碼的方法，即采用AVX-256擴(kuò)展指令集實(shí)現(xiàn)單個(gè)數(shù)據(jù)塊的LDPC編譯碼算法加速， 采用多線程譯碼實(shí)現(xiàn)多個(gè)碼塊的并行譯碼加速。

　　為了對(duì)比分析NR LDPC SDR系統(tǒng)的性能， 論文在OAI LTE 平臺(tái)的基礎(chǔ)上搭建了OAI LTE-Advacned平臺(tái)， 從而完成了多個(gè)系統(tǒng)在真實(shí)空中接口環(huán)境下的吞吐率測(cè)試對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明NR LDPC平臺(tái)在相同實(shí)驗(yàn)條件下可獲得比其他參考系統(tǒng)更高的吞吐率。