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Marshall注:本博文重点关注了与polar code相关的比特级处理。

物理信道映射

上行

下行

通用流程


来自MAC层/向MAC层输出的数据和控制流经过编/解码,通过无线传输链路提供传输和控制服务。信道编码方案是错误检测、错误纠正、速率匹配、交织以及传输信道或控制信息向物理信道映射/从物理信道到传输信道控制信息解析或分离的组合方案。

CRC计算


CRC计算单元的输入比特为$ { {a}{0}},{ {a}{1}},{ {a}{2}},{ {a}{3}},...,{ {a}{A-1}} \(,奇偶校验比特为\) { {p}{0}},{ {p}{1}},{ {p}{2}},{ {p}{3}},...,{ {p}{L-1}} \(。\) A \(是输入序列的长度,\) L $是校验比特数目。校验比特由下列循环生成多项式之一产生:

  • $ { {g}_{}}( D )=[{ {D}^{24}}+{ {D}^{23}}+{ {D}^{18}}+{ {D}^{17}}+{ {D}^{14}}+{ {D}^{11}}+{ {D}^{10}}+{ {D}^{7}}+{ {D}^{6}}+{ {D}^{5}}+{ {D}^{4}}+{ {D}^{3}}+D+1] \(,CRC长度\) L=24 $;
  • $ { {g}_{}}( D )=[{ {D}^{24}}+{ {D}^{23}}+{ {D}^{6}}+{ {D}^{5}}+D+1] \(,CRC长度\) L=24 $;
  • $ { {g}_{}}( D )=[{ {D}^{24}}+{ {D}^{23}}+{ {D}^{21}}+{ {D}^{20}}+{ {D}^{17}}+{ {D}^{15}}+{ {D}^{13}}+{ {D}^{12}}+{ {D}^{8}}+{ {D}^{4}}+{ {D}^{2}}+D+1] \(,CRC长度\) L=24 $;
  • $ { {g}_{}}( D )=[{ {D}^{16}}+{ {D}^{12}}+{ {D}^{5}}+D+1] \(,CRC长度\) L=16 $
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上接《NR物理信道与调制》下行链路

下行链路

概述

物理信道概述


下行链路物理信道对应于一组资源元素(REs)的集合,用于承载源自高层的信息。本规范定义了如下下行信道:

  • 物理下行共享信道(PDSCH)
  • 物理广播信道(PBCH)
  • 物理下行控制信道(PDCCH)

物理信号概述


下行物理信号是物理层使用的但不承载任何来自高层信息的信号。本规范定义了如下下行物理信号:

  • 解调参考信号(Demodulation reference signals,DM-RS)
  • 相位跟踪参考信号(Phase-tracking reference signals,PT-RS)
  • 信道状态信息参考信号(Channel-state information reference signal,CSI-RS)
  • 主同步信号(Primary synchronization signal,PSS)
  • 辅同步信号(Secondary synchronization signal,SSS)
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上接《NR物理信道与调制》上行链路

上行链路

概述

物理信道概述


上行链路物理信道对应于一组资源元素(REs)的集合,用于承载源自高层的信息。本规范定义了如下上行信道:

  • 物理上行共享信道(PUSCH)
  • 物理上行控制信道(PUCCH)
  • 物理随机接入信道(PRACH)

物理信号概述


上行物理信号是物理层使用的但不承载任何来自高层信息的信号。本规范定义了如下上行物理信号:

  • 解调参考信号(Demodulation reference signals,DM-RS)
  • 相位跟踪参考信号(Phase-tracking reference signals,PT-RS)
  • 探测参考信号(Sounding reference signal,SRS)
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Marshall:v1.0.0版本已过时,5G NR物理层规范已更新到v1.1.0版本

帧结构与物理资源

概述


在本规范中,除非另有说明,在时域中的各个域的大小表示为若干时间单位\({ {T}_{\text{s}}}={1}/{\left( \Delta { {f}_{\max }}\cdot { {N}_{\text{f}}} \right)}\;\),其中\(\Delta { {f}_{\max }}=480\cdot { {10}^{3}}\) Hz,\({ {N}_{\text{f}}}=4096\)。常量\(\kappa ={\Delta { {f}_{\text{max}}}{ {N}_{\text{f}}}}/{\left( \Delta { {f}_{\text{ref}}}{ {N}_{\text{f,ref}}} \right)}\;=64\),其中\(\Delta { {f}_{\text{ref}}}=15\cdot { {10}^{3}}\text{ Hz}\)\({ {N}_{\text{f,ref}}}=2048\)

波形参数


支持多种OFDM波形参数,如Table 4.2-1所示,其中载波带宽部分的\(\mu\)和CP由高层参数给定,下行链路由DL_BWP_muDL_BWP_cp给定,上行链路由UL_BWP_muUL_BWP_cp给定。

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物理层的服务和功能

概述


物理层向高层提供数据传输服务。

这些服务的接入是通过使用MAC子层的传输信道实现的。

传输块被定义为MAC层向物理层交付的数据,反之亦然。传输块在每一个TTI内进行交付(注:这句话有待进一步讨论)。

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5G-NR物理层协议由如下7个规范构成。

其中[1]是概述性文档,其他六个是具体规范文档。与LTE规范不同的是,物理层提供的服务单独为一个文档,物理层过程一分为二,分为控制和数据两个部分。

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前言


本文对论文“A Comparative Study of Polar Code Constructions for the AWGN Channel”进行解读。

极化码构造


论文首先锁定了讨论的范围是极化码构造。极化码是线性分组码,极化码的码长N一旦确定,其生成矩阵随之确定;此时,比特信道的选择就完全地定义了一个极化码,不同的比特信道位置,其对应的编码结果不同。因此将比特信道的选择过程称为“极化码构造”(polar code construction)

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前言


本文源于《Polar Code(6)SC译码算法》评论区的讨论,受到启发后重新梳理了关于巴氏参数法、高斯近似、degign-snr的认识。

极化码构造原则


Arikan在论文[1]指出极化码构造原则:

Polar code construction rule. To construct an \(\left( N,K \right)\) polar code for a B-DMC \(W\), we select \(A\) as the subset of indices \(A\subset \left\{ 1,...,N \right\}\) such that \(\left| A \right|=K\) and for each \(i\in A\), the value \(Z\left( W_{N}^{\left( i \right)} \right)\) is among the smallest \(K\) values in the set \(\left\{ Z\left( W_{N}^{\left( i \right)} \right):j=1,...,N \right\}\). The choice of the frozen vector \(f_{1}^{\left| { {A}^{c}} \right|}\) is unspecified; any choice \(\left( A,f_{1}^{\left| { {A}^{c}} \right|} \right)\) defines a polar code.

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Marshall:需要向读者致歉。本博力求严谨,却也有时犯错,若使读者受到误导,实在惭愧。本博接受有据质疑和有理批评。感谢指出我错误的朋友。(2017年11月25日凌晨更新)

“假设全零发送”,这个看似简单以至于在许多论文里都一笔带过的假设,却引发了最近的一段思考。

从基本的高斯信道说起,对于一个BAWGN信道,其接收符号\(y\)表示为:

\[\begin{align} y=s+z \end{align}\]

其中\(z\)为服从\(N\left( 0,{ {\sigma }^{2}} \right)\)的高斯白噪声,\(s\)为调制符号,调制方式采用BPSK。\(s=1-2x\)或者\(s=2x-1\)取决于怎样定义BPSK映射。若定义BPSK映射规则为:

\[\begin{align} s=\left\{ \begin{matrix} +1,\ \ x=0 \\ -1,\ \ x=1 \\ \end{matrix} \right. \end{align}\]

其中\(x\in \left\{ 0,1 \right\}\)为编码比特,则接收符号\(y\)重写为:

\[\begin{align} y=\left( 1-2x \right)+z \end{align}\]

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本博客使用了第三方评论系统,网易云跟帖将在2017年8月1日关闭,也就是说云跟帖倒闭了。

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今天更换了评论系统,朋友们可以继续留言。但遗憾是,由于新的评论系统不支持数据导入,意味着从前所有的评论数据将丢失。

评论系统对一个博客来说还是比较重要的,它给人们提供了交流的平台。在过去的几个月里,许多研究极化码的朋友在博客里参与讨论,我也从中获益良多。许多朋友也指出我的错误,我了解到以后也一一改正,使文章更完善。

感谢所有曾经参与评论的朋友。


2017年8月22日更新

适用来必力评论系统一段时间,由于服务器在韩国,评论加载速度太慢,还是弃用了。切换到畅言评论系统,如果畅言不倒闭,今后就一直使用了。