如何使用软件无线电实现NR LDPC编译码的设计与实现

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上传日期: 2020-07-22

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标签:5G(26959)无线电(915)移动通信(1633)LDPC(53)

  信道编码作为移动通信系统可靠通信的基石, 在第五代移动通信系统(TheFifth Generation Wireless System,5G)中显得尤为重要。由于性能接近Shannon限、编译码算法复杂度低等优点, 低密度奇偶校验(Low Density ParityCheck,LDPC)码被确定为5G增强型移动宽带(enhanced Mobile Broad Band,eMBB)场景中业务信道的编码方案。截止目前,5G eMBB场景的相关标准已经制定完成,但是学术界还没有一个能够用于5G协议以及算法研究的低成本空口平台, 特别是用于5G新空口(New Radio,NR)LDPC码在实际空口环境的性能测试

  因此, 本文根据5G相关标准, 基于软件无线电(Software Defined Radio,SDR)平台设计并实现了一套NR LDPC编译码的通信系统。为了提高开发效率以及验证NR LDPC编译码在移动通信系统中的可行性, 论文基于OpenAirInterface(OAI)DLSIM 平台设计实现了NR PDSCH信道编译码流程。当然,为了能够充分反映NR LDPC编译码的性能, 论文基于DLSIM平台对NR MCS的确定、TBS的计算以及对256QAM的支持进行了设计实现。

  通过测试与LTE Turbo 性能的对比, 验证了NR LDPC编译码在DLSIM平台具有良好的性性。在此基础上测试了相关译码参数对系统性能的影响, 为空口SDR平台的搭建奠定了基础。考虑到基于OAI 空口平台的NR LDPC编译码系统的实时性, 论文在NR LDPC DLSIM仿真平台的基础上提出了两种加速LDPC编译码的方法,即采用AVX-256扩展指令集实现单个数据块的LDPC编译码算法加速, 采用多线程译码实现多个码块的并行译码加速。

  为了对比分析NR LDPC SDR系统的性能, 论文在OAI LTE 平台的基础上搭建了OAI LTE-Advacned平台, 从而完成了多个系统在真实空中接口环境下的吞吐率测试对比。实验结果表明NR LDPC平台在相同实验条件下可获得比其他参考系统更高的吞吐率。

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