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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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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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gsls2410037
2020-08-03
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