2024年編碼調(diào)制技術(shù)性能要求以及評(píng)估方法-2030（6G）推進(jìn)組

目錄中英文縮略對(duì)照 4簡(jiǎn)介 5技術(shù)性能要求 7數(shù)據(jù)速率要求 8引言 8單位面積峰值數(shù)據(jù)速率 9頻譜效率要求 102.2.1引言 102.2.2峰值頻譜效率 10可靠性要求 2.3.1引言 2.3.2傳輸可靠性 12編碼增益要求 122.4.1引言 122.4.2編碼增益 13能量效率要求 132.5.1引言 132.5.2單比特功耗 14譯碼復(fù)雜度要求 152.6.1引言 152.6.2譯碼算法復(fù)雜度 15時(shí)延要求 152.7.1引言 152.7.2譯碼時(shí)延 16性能指標(biāo)評(píng)估方法 17譯碼數(shù)據(jù)速率評(píng)估方法 17II中英文縮略對(duì)照AIAC Artificialintelligenceandcommunications 人工智能與通信HRLLC Hyperreliableandlow-latencycommunications超可靠低時(shí)延通信MC Massivecommunications 海量通信IC Immersivecommunications 沉浸式通信ISAC Integratedsensingandcommunications 集成感知與通UC Ubiquitousconnectivity 泛在連接CG CloudGame 云游戲DTN Digitaltwinnetwork 數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)E-MIMO ExtremeMIMO MIMOeMBB Enhancedmobilebroadband 增強(qiáng)移動(dòng)寬帶HR Holographicradio 全息無(wú)線電IBFD In-bandfullduplex 帶內(nèi)全雙工IMT InternationalMobileTelecommunications 國(guó)際移動(dòng)通信LDPC Lowdensityparitycheckcode 低密度奇偶校驗(yàn)mMTC Massivemachinetypecommunications 大規(guī)模機(jī)器通信MR MixedReality 混合現(xiàn)實(shí)RIS Reconfigurableintelligentsurface 可重構(gòu)智能表面SDGs Sustainabledevelopmentgoals 可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)SIC Self-interferencecancellation 自干擾消除TRxP Transmissionreceptionpoint 傳輸接收點(diǎn)UAS Unmannedaircraftsystem 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)UCN User-centricnetwork 用戶中心網(wǎng)絡(luò)UDN Ultra-densenetwork 超密集網(wǎng)絡(luò)UEP Unequalerrorprotection 不等差錯(cuò)保護(hù)XR Extendedreality 擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)41 簡(jiǎn)介6G將為用戶提供無(wú)處不在的高性能無(wú)線連接和媲美光纖的極致體驗(yàn)，這將徹底改[15G6G的極致體驗(yàn)不僅包括更高清的視頻流、更流暢的虛擬現(xiàn)實(shí)/耗和更長(zhǎng)的電池續(xù)航時(shí)間。信道編碼作為無(wú)線通信中的物理層關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)2030極致連接承諾的關(guān)鍵要素。根據(jù)TU-R56-3M-2030系統(tǒng)是包括新的無(wú)線接口的移動(dòng)系統(tǒng)，IMT2020、的新M-2030(C、超可靠低時(shí)延通信HRLLC、海量通信(MC)、泛在連接(UC)、人工智能與通信(AIAC)、集成感知與通信（ISAC）在6種使用場(chǎng)景[2]。1550Gbit/s100Gbit/s200Gbit/s300Mbit/s500Mbit/s甚至更高5G的連接密度、厘米級(jí)定位、毫米級(jí)成像、基于可控誤差分布的端到端系統(tǒng)可靠性[2]。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)將推動(dòng)以人為中心的沉浸式服務(wù)發(fā)展，加速垂直行業(yè)的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型和生產(chǎn)力升級(jí)。其中，數(shù)據(jù)速率、頻譜效率、的總體設(shè)計(jì)原。如為了提升系統(tǒng)的彈性，候選信道編譯碼方案需要具有靈活性、可擴(kuò)展性、自解碼評(píng)估方式對(duì)候選信道編碼策略進(jìn)行評(píng)估。6G信道編碼方案的標(biāo)準(zhǔn)化面臨著巨大的挑戰(zhàn)。困難主要在于如何去評(píng)價(jià)一個(gè)候選5G6GKPI6G5技術(shù)性能要求的目標(biāo)。ITU-RM.2160增強(qiáng)的功能ITU-RM.216015個(gè)關(guān)鍵的2030的能力”ITU-R6G技6G集，供行業(yè)參與各方討論。表1給出了上述總體設(shè)計(jì)原則和不同能力之間的映射關(guān)系。這種映射并不意味著11的六個(gè)使用場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)原則。表1.IMT-2030相關(guān)能力和總體設(shè)計(jì)原則的對(duì)應(yīng)關(guān)系能力總體設(shè)計(jì)原則可持續(xù)性安全性和恢復(fù)能力連接未被連接的無(wú)所不在的智能靈活性重傳能力自解碼能力數(shù)據(jù)速率面積效率能量效率頻譜效率7譯碼復(fù)雜度譯碼時(shí)延編碼增益非均勻誤差保護(hù)能力后向兼容能力識(shí)別能力可擴(kuò)展性數(shù)據(jù)速率要求引言5G的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）場(chǎng)景。隨著人機(jī)界面（的有效傳輸將成為通信業(yè)務(wù)的的峰值/5G10倍的峰值/用戶數(shù)據(jù)速率。3G交織器，Turbo碼的譯碼吞吐[3]碼的這種升級(jí)使得許多高數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用（如流媒體和視頻聊天）成為可能。4G5G,eMBBLDPC碼[4]解碼器支持不同顆粒度的并行性，例如塊并行和行并行，這取決于可用的硬件資源。6G有望提供更高的吞吐率。由于機(jī)器感知、機(jī)器交互和人工智能（AI）8ARMR、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）以及云游戲（CG）等應(yīng)用的大規(guī)模部署，6G5G信1020倍的提升[2]6G提出新的編譯碼方案，或基于現(xiàn)有編碼方案進(jìn)行演進(jìn)。單位面積峰值數(shù)據(jù)速率由于移動(dòng)通信設(shè)備的硬件資源有限，6G峰值吞吐的提升不應(yīng)以芯片面積的大幅增又稱為面積效率。該性能指標(biāo)是指，在單位面積下譯碼器每秒可以處理的最大譯碼比特?cái)?shù)，以bit/s/mm2ICAAC對(duì)傳輸大模型數(shù)據(jù)集和參數(shù)集的數(shù)據(jù)速率。峰值速率的要求如下：–峰值數(shù)據(jù)速率50,100,200Gbit/s，同時(shí)不排除其它速率–或者，單位面積峰值數(shù)據(jù)速率50,100,200Gbit/s/mm2~1Tbit/s/mm2電信聯(lián)盟無(wú)線電通信部門（ITU-R）<1mm2ITU-R建議書中的峰值數(shù)據(jù)速率需求[2]。6G技9智能技術(shù)的演進(jìn)以及新興商業(yè)模式的變革。這種前瞻性的設(shè)計(jì)思路，不僅能夠確保6G持續(xù)創(chuàng)新和應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。頻譜效率要求引言IMT-2030IMT-2020場(chǎng)景提供了比移動(dòng)寬帶（eMBB）獨(dú)立支持語(yǔ)音傳輸，這對(duì)頻譜效率提出了更高的要求。香農(nóng)定理通過(guò)簡(jiǎn)潔而優(yōu)雅的公式，精確地描述了頻譜效率和信號(hào)功率之間的權(quán)衡關(guān)系。慮時(shí)延這一性能指標(biāo)。峰值頻譜效率峰值頻譜效率是理想信道條件下，通信系統(tǒng)所支持的最高頻譜效率。作為無(wú)線通信中的經(jīng)典技術(shù)指標(biāo)，峰值頻譜效率的建議取值如下:-下行峰值頻譜效率Npeak_SE×30bit/s/Hz.-上行峰值頻譜效率Npeak_SE×15bit/s/Hz.Npeak_SE的具體取值可以取3[5].128~512（流8~32個(gè)空間層（流）。需要說(shuō)明的是，峰值頻譜效率提升與編碼和調(diào)制技術(shù)的關(guān)系主要體現(xiàn)在接收機(jī)、譯1035G頻譜效率目標(biāo)的瓶頸?？煽啃砸笠訧MT-2030系統(tǒng)必須能夠支持超可靠低時(shí)延通信（HRLLC）等對(duì)時(shí)延和可靠性都有極高要求的應(yīng)用場(chǎng)景，以便能夠與真實(shí)或虛擬的對(duì)象進(jìn)行即時(shí)響應(yīng)和精確交互。例如，在VR遠(yuǎn)程動(dòng)作控制（如手術(shù)或無(wú)人機(jī)操作）中，對(duì)可靠性的要求高達(dá)99.9999999%；在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中，編隊(duì)協(xié)調(diào)控制和協(xié)同操控（如碰撞避免或自動(dòng)變道）對(duì)可靠性的要求同樣需要達(dá)到9個(gè)9的可靠度[13][14]。類似的應(yīng)用場(chǎng)景還包括智能電網(wǎng)場(chǎng)景中的高壓配電，工廠自動(dòng)化中的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制以及生產(chǎn)自動(dòng)化（遠(yuǎn)程控制），以及智慧城市場(chǎng)景下的智能傳輸系統(tǒng)（回傳基礎(chǔ)設(shè)施），這種實(shí)時(shí)控制對(duì)時(shí)延提出了更高的要求。為了滿足上述應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)低時(shí)延的需求，所采用的信道編碼的碼長(zhǎng)通常不宜過(guò)長(zhǎng)，HARQ（混合自動(dòng)重傳）和重時(shí)延損耗。5G增強(qiáng)移動(dòng)寬帶傳輸塊的錯(cuò)誤率6G11數(shù)據(jù)信道將更廣泛服務(wù)于自動(dòng)駕駛和自動(dòng)化制造等任務(wù)關(guān)鍵型和各種延時(shí)敏感型應(yīng)用。1ms空10^-610^-9[13][14]。傳輸可靠性譯碼可靠性是指在預(yù)定時(shí)間內(nèi)以極高成功率傳輸給定大小數(shù)據(jù)包的能力。定義該性能指標(biāo)有助于在沉浸式通信(IC)、HRLLC和人工智能和通信(AIAC)使用場(chǎng)景中對(duì)可靠度進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)不排除其它對(duì)傳輸成功概率要求較高使用場(chǎng)景。（手術(shù)/無(wú)人機(jī)（遠(yuǎn)程控制（10^-6HARQ重傳技10-610-9的系統(tǒng)指標(biāo)要求。編碼增益要求引言5GIMT-2030編碼方案能夠在設(shè)備資源有限的情況下有效工作。12編碼增益IMT-2030化，需要設(shè)計(jì)出能夠適應(yīng)這些差異的信道編碼策略。適的信道編碼策略應(yīng)該聚焦于中短碼長(zhǎng)和低碼率，以實(shí)現(xiàn)快速譯碼和高可靠性。在海量通信（MC）場(chǎng)景中，信道編碼策略的選擇需要充分考慮該場(chǎng)景對(duì)功耗的要15減少計(jì)算復(fù)雜度和功耗。合，以確保在提供高質(zhì)量用戶體驗(yàn)的同時(shí)，滿足設(shè)備對(duì)功耗和計(jì)算能力的要求。度等多個(gè)因素，以確保通信系統(tǒng)在不同場(chǎng)景下的高效和可靠運(yùn)行。能量效率要求引言IMT-2030IMT-2030低碳轉(zhuǎn)型是全球的共同目標(biāo)，也是信息通信技術(shù)（ICT）產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。IMT-20306G功5G5G功6G13網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維等多個(gè)環(huán)節(jié)融入節(jié)能理念，從而實(shí)現(xiàn)更低的網(wǎng)絡(luò)能耗。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)能耗支出和增強(qiáng)空口技術(shù)賦能減排等因素，預(yù)計(jì)到2040年，6G網(wǎng)絡(luò)的能量效率將比2022年的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提升約20倍[6]。6G自身的能耗，并推動(dòng)行業(yè)低碳發(fā)展，ITU-R[2]IMT-20306G應(yīng)用，具有不可忽視的價(jià)值。6G標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與技術(shù)優(yōu)化的過(guò)程中，平衡譯碼性能與能量效率，以滿足不同應(yīng)用6G技術(shù)成熟與普及，實(shí)現(xiàn)綠6G單比特功耗單比特功耗的定義是譯碼單位比特所需的能耗，單位是焦耳每比特（J/bit）。、集成感知與通信（ISAC）等應(yīng)用場(chǎng)景下的能量效率。單比特功耗的要求如下:對(duì)于現(xiàn)存eMBB設(shè)備，單比特功耗低至10pJ/bit.；對(duì)于高吞吐、低功耗設(shè)備，單比特功耗低至1pJ/bit左右。14譯碼復(fù)雜度要求引言IMT-20306G網(wǎng)絡(luò)IMT-2030的規(guī)劃中，構(gòu)建沉浸式通信（IC）、人工智（ISAC）（HRLLC）6G雜度，是推動(dòng)各種通信設(shè)備向綠色、高效方向轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素之一。IMT-2030所描繪的多樣化應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)備類型，譯碼算法的計(jì)算復(fù)雜度，成（LPWA）獨(dú)特的要求。ITU-RM.2160Polar碼、LDPC碼（）或其變體[2]。在提供足夠編碼增益技術(shù)可以減少譯碼過(guò)程中的計(jì)算需求，從而降低功耗、成本等一系列重要指標(biāo)。譯碼算法復(fù)雜度譯碼復(fù)雜度的定義是指執(zhí)行一次完整譯碼算法所需的計(jì)算量，包括加法、取最值、查找表操作和比較操作的總和。這些計(jì)算操作是評(píng)估譯碼算法復(fù)雜度的關(guān)鍵指標(biāo)，它們相對(duì)容易衡量，且直接或間接影響到算法的執(zhí)行時(shí)間和功耗。時(shí)延要求引言超可靠低延遲通信15性能指標(biāo)評(píng)估方法本章節(jié)針對(duì)第二章中出現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)分別給出了建議的評(píng)估方法。譯碼數(shù)據(jù)速率評(píng)估方法譯碼數(shù)據(jù)速率可以通過(guò)分析特定時(shí)間（或者時(shí)鐘）內(nèi)輸出的譯碼信息比特來(lái)定量評(píng)估。LDPC：以通過(guò)如下公式來(lái)計(jì)算：Throughput

Blk_

KfcI(E/C)fcLDPC（ELDPCC塊的數(shù)目。對(duì)于采用行并行譯碼架構(gòu)[10]（即多碼塊同時(shí)譯碼，其譯碼數(shù)據(jù)速率可以通過(guò)如下公式來(lái)計(jì)算：Throughput

KNffcRow_Dec

IL Tlayer layer是LDPC（layer為單個(gè)譯碼層的運(yùn)行時(shí)鐘數(shù)目。Polar：根據(jù)文獻(xiàn)[11]和[12]NKSCSSC譯碼的譯碼吞吐量分別為：SCThroughputSC

KfcSCn1TSCn1T

SC (N)KfcRREP SPC RREP SPC fast

T(N)g2N

(2n)N (2n)

(2n)

(2n}

(2n)17其中，fc為電路時(shí)鐘頻率；K為信息比特?cái)?shù)目；NTSC(N)=2N-2為碼長(zhǎng)N的極化碼進(jìn)行沒有簡(jiǎn)化的SC譯碼所需要的時(shí)鐘數(shù)目；NR0(2n)2nR0節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；NREP(2n)2nREP節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；NSPC(2n)2n的SPC節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；NR1(2n)2nR1節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；Rfast-node(2n)=[(2n+1-2)-1]2nR0REP節(jié)點(diǎn)、SPCR1節(jié)點(diǎn)使用簡(jiǎn)SC根據(jù)文獻(xiàn)[12]2nR01LSCL譯碼；長(zhǎng)2nREP2LSCL2nSPC節(jié)點(diǎn)需min(L,2n)LSCL2nR1min(L-1,2n)個(gè)LSCLNK的極化碼的列表為L(zhǎng)SCLFast-SSCLThroughput

SCL

Kfc(N,K)n1n1R

FastSSCLSCTSC

(N)og2N

(2n)

SCLRREP REP SPC SPC (2n)RREP REP SPC SPC

K(2n)N

(2n)

(2n)

(2n)

(2n)

R1(2nR1其中，fc為電路時(shí)鐘頻率；K為信息比特?cái)?shù)目；NL為SCL譯碼的列表大??；TSC(N)=2N-2為碼長(zhǎng)N的極化碼進(jìn)行沒有簡(jiǎn)化的SC譯碼所需要的時(shí)鐘數(shù)目；NR0(2n)為長(zhǎng)度2n的R0節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；18NREP(2n)2nREP節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；NSPC(2n)2n的SPC節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；NR1(2n)2nR1節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；TSCL(N,K)=2N+K-2為碼長(zhǎng)N、信息比特?cái)?shù)目K的極化碼進(jìn)行沒有簡(jiǎn)化的SCL譯碼所需要的是時(shí)鐘數(shù)目；RR0(2n)=[(2n+1-2)-1]為長(zhǎng)度2n的R0節(jié)點(diǎn)使用簡(jiǎn)化SCL譯碼減少的時(shí)鐘數(shù)目；RREP(2n)=[(2n+1-2)-2]為長(zhǎng)度2n的REP節(jié)點(diǎn)使用簡(jiǎn)化SCL譯碼減少的時(shí)鐘數(shù)目；RSPC(2n)=[(2n+1-2)-min(L,2n)]2nSPCSCL譯碼減少的時(shí)鐘數(shù)目；RR1(2n)=[(2n+1-2)-min(L-1,2n)]2nR1SCL譯碼減少的時(shí)鐘數(shù)目。單位面積峰值數(shù)據(jù)速率評(píng)估方法方法。關(guān)的特征，來(lái)預(yù)估芯片面積效率。度，如對(duì)譯碼過(guò)程中所涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，是提升面積效率的有效手段。19傳輸可靠性評(píng)估方法為了評(píng)估候選信道編譯碼方案是否產(chǎn)生誤碼平層，可以基于誤碼率曲線（BLEREsN0）BLER(0.01,0.001)slope1BLERBLER(1e-5,1e-9)或者(1e-5,1e-6)slope2之比進(jìn)行評(píng)估。其中瀑布區(qū)的平均斜率可以通過(guò)計(jì)算下式獲得：slope1

ni

slope1(i)n lnBLER 其中slope(i) 和

為第i次1 SNR@BLER2(i)SNR@采樣的BLER取值，取值屬于區(qū)間(0.01,0.001)，且BLER2(i)BLER1(i).目標(biāo)BLER區(qū)域的平均斜率可以通過(guò)計(jì)算下式獲得：slope2

ni1

slope2(i)n BLER3(i)ln BLER3(i)其中slope(i)

BLER3(iBLER4(i)

為第i2 SNR@BLER4(i)SNR@BLER3(i)BLER(1e5,1e-9(1e5,1e-6BLER4(i)BLERi)slope1/slope2T，則判定發(fā)生了誤碼平層。T1.1~1.5。編碼性能評(píng)估方法編碼增益的評(píng)估，建議通過(guò)鏈路仿真的方式進(jìn)行。不同的編碼方式之間應(yīng)當(dāng)在具有相同或近似相同的譯碼復(fù)雜度的前提條件下進(jìn)行公平比較。BLERvsSNRSNRBLERSNRSNR0.1dB,0.2dB,0.4dBSNRSNR20應(yīng)當(dāng)再比較仿真曲線在目標(biāo)BLER附近的斜率。HRLLC20001/2HRLLC靠性。建議采用如下參數(shù)來(lái)評(píng)估該場(chǎng)景下的編碼增益：信道AWGN調(diào)制QPSK碼率{1/12,1/6,1/5,1/4,1/3,1/2}重傳方式Option1：遞增冗余HARQ，Option2：ChaseCombineHARQ最大傳輸次數(shù)1~4次（重傳1~3次）凈荷大小(bitsw/oCRC){16,32,48,64,80,120,200,300,500,1000,2000}目標(biāo)誤塊率BLER-7 -5 -910或者10~102420481/2及以下的碼率區(qū)間。為了保證低處理復(fù)雜度，調(diào)制階數(shù)也不應(yīng)過(guò)高，建議采用QPSK了盡可能延長(zhǎng)設(shè)備壽命，建議采用低復(fù)雜度的譯碼算法來(lái)評(píng)估達(dá)到BLER=0.1SNR。建議采用如下參數(shù)來(lái)評(píng)估該場(chǎng)景下的編碼增益：信道AWGN調(diào)制QPSK碼率{1/12,1/8,1/6,1/4,1/3,1/2}重傳方式Option1：遞增冗余HARQ，Option2：ChaseCombineHARQ最大傳輸次數(shù)1~4次（重傳1~3次）凈荷大小(bitsw/oCRC){24:8:512,528:16:992,1056:64:2048}目標(biāo)誤塊率BLER0.1對(duì)于移動(dòng)寬帶通信場(chǎng)景中的沉浸式通信場(chǎng)景，設(shè)備需要支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，214016000BLER=0.1SNR如下參數(shù)來(lái)評(píng)估該場(chǎng)景下的編碼增益：信道AWGN調(diào)制QPSK碼率{1/3,2/5,1/2,2/3,3/4,5/6,8/9}重傳方式Option1：遞增冗余HARQ，Option2：ChaseCombineHARQ最大傳輸次數(shù)1~4次（重傳1~3次）凈荷大小(bitsw/oCRC){40:32:512,576:64:1024,1280:256:8192,8704:512:16384,17408:1024:32768}目標(biāo)誤塊率BLER0.1AWGNRB6260MCSBLER=0.10.01時(shí)所需的SNR信道下。建議采用如下參數(shù)來(lái)評(píng)估該場(chǎng)景下的編碼增益：信道CDL-A,CDL-D等,時(shí)延擴(kuò)展30,100,300ns，移動(dòng)速度3,120km/h載波頻率4GHzPDSCH持續(xù)時(shí)間2/4/7/12OFDM符號(hào)MIMO1x1,2x2,4x4波形CP-OFDMFFT點(diǎn)數(shù)2048,4096信道估計(jì)理想信道估計(jì)子載波間隔15kHz,30kHz,120kHz重傳方式Option1：遞增冗余HARQ，Option2：ChaseCombineHARQ最大傳輸次數(shù)1~4次（重傳1~3次）編碼調(diào)制策略38.214中MCS表格Table5.1.3.1-1RB資源數(shù)目{6,260}目標(biāo)誤塊率BLER0.1,0.0122單比特功耗評(píng)估方法單比特功耗的定義是編譯碼單位比特所需的能耗，單位是焦耳每比特（J/bit），可以通過(guò)下式計(jì)算：?jiǎn)伪忍刈g碼功耗譯碼一個(gè)碼塊所需的能量(焦耳)碼塊所包含的編碼比特?cái)?shù)(比特)綜合考慮整體能效。高效的編碼調(diào)制方案可以降低單比特功耗，提高系統(tǒng)的能效。耗需求，可以有效地分析和比較不同算法的功耗開銷。譯碼復(fù)雜度評(píng)估方法積相關(guān)。譯碼算法由一系列基本操作組成，例如加法和減法、比較、取最大值、查找表等。降低譯碼算法的復(fù)雜度是提高通信系統(tǒng)性能的重要途徑之一。計(jì)算復(fù)雜度：以4G和5G的編碼方案為例，不同譯碼算法的計(jì)算復(fù)雜度可以通過(guò)下表得到：不同信道編碼方案在其典型譯碼算法下的計(jì)算復(fù)雜度編碼方式LTE-LTE-RMLDPCPolar23TBCC譯碼器LVAFHTNMSSCL加法9KS+2KSL2max(K-6,0)log2N(Mdc+2M)+(I-1)(2Mdc+2M)LNlog2N+(N-K)L/2+LK取最值0000查找表操作0000比較KSLNIM(2dc-3)2KLlog22L總計(jì)算復(fù)雜度9KS+3KSL2max(K-6,0)NIM(4dc-1)-MdcLNlog2N+2KLlog22L+(N-K)L/2+LK硬件復(fù)雜度：LDPC譯碼架構(gòu)塊并行譯碼行并行譯碼加法器數(shù)目2ZC+2Z2dcmaxZ+2Z比較器數(shù)目2ZC(2dcmax-3)Z存儲(chǔ)單元數(shù)目3M+N(3M+N)NfPolar譯碼架構(gòu)SCLSC加法器數(shù)目NL/2N/2比較器數(shù)目00存儲(chǔ)單元數(shù)目LN+2LN注：硬件復(fù)雜度除了加法、比較、存儲(chǔ)單元數(shù)目，還有交換網(wǎng)絡(luò)等電路的面積開銷。KN是信道編碼的碼長(zhǎng)；STBCC狀態(tài)數(shù)；L譯碼采用的列表大?。籱Turbo碼記憶長(zhǎng)度；R是信道編碼的碼率；I是MAX-LOG-MAP/NMS譯碼的迭代次數(shù)，如有提前終止，則應(yīng)為平均迭代次數(shù)；M是LDPC校驗(yàn)矩陣(提升后的)行數(shù)；24Z是LDPC碼的提升值；Nf是同時(shí)在線譯碼的碼塊數(shù)目；CLLR塊的數(shù)目；dcmax是LDPC校驗(yàn)矩陣的最大行重；dc是LDPC校驗(yàn)矩陣(提升后的)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的平均度數(shù)。譯碼時(shí)延評(píng)估方法參考5G譯碼時(shí)延的評(píng)估方法[8]，譯碼時(shí)延的評(píng)估可以通過(guò)計(jì)算tdec=得到，其中f是執(zhí)行一次完整譯碼所需的單位時(shí)間步驟，f是譯碼器的時(shí)鐘頻率，單位是Hz.N的極化碼，通常采用串行消除（SuccessiveCancellation,SC）碼器進(jìn)行譯碼。SC譯碼器最多需要2N2Polar碼的極SCSimplifiedSSCRate-1在有效降低計(jì)算復(fù)雜度的同時(shí)也降低了譯碼時(shí)延。碼率越高，單比特校驗(yàn)子塊、Rate-1子塊所占比例越高，SSC的譯碼時(shí)延越低。對(duì)于Polar碼，采用SC的譯碼時(shí)延可以采用以下公式來(lái)計(jì)算[11]：SCN2N2對(duì)于Polar碼，采用SSC的譯碼時(shí)延可以采用以下公式來(lái)計(jì)算[11][12]： g2 n

n

n

n

nTSCN NR0n1

NREP2

NSPC2

NR12

Rfastnode2SSCL譯碼的譯碼時(shí)延可以采用以下公式來(lái)計(jì)算[11][12]：R0SC R0n1

R

N

R

N

R

N

R

N2R0REPREPSPCSPCR1R1其中：R0REPREPSPCSPCR1R1TSC(N)=2N-2為碼長(zhǎng)N的極化碼進(jìn)行沒有簡(jiǎn)化的SC譯碼所需要的時(shí)鐘數(shù)目；NR0(2n)為長(zhǎng)度2n的R0節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；NREP(2n)為長(zhǎng)度2n的REP節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；25NSPC(2n)2n的SPC節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；NR1(2n)為長(zhǎng)度2n的R1節(jié)點(diǎn)的數(shù)目；TSCL(N,K)=2N+K-2為碼長(zhǎng)N、信息比特?cái)?shù)目K的極化碼進(jìn)行沒有簡(jiǎn)化的SCL譯碼所需要的時(shí)鐘數(shù)目；RR0(2n)=[(2n+1-2)-1]為長(zhǎng)度2n的R0節(jié)點(diǎn)使用簡(jiǎn)化SCL譯碼減少的時(shí)鐘數(shù)目；RREP(2n)=[(2n+1-2)-2]為長(zhǎng)度2n的REP節(jié)點(diǎn)使用簡(jiǎn)化SCL譯碼減少的時(shí)鐘數(shù)目；RSPC(2n)=[(2n+1-2)-min(L,2n)]2nSPCSCL譯碼減少的時(shí)鐘數(shù)目；RR1(2n)=[(2n+1-2)-min(L-1,2n)]2nR1SCL譯碼減少的時(shí)鐘數(shù)目。間步驟可以通過(guò)如下公式來(lái)計(jì)算：IECILDPC譯碼的迭代次數(shù)（如有提前終止，則應(yīng)為平均迭代次數(shù)E是LDPC基圖中的連邊數(shù)量，C是每次讀取的LLR塊的數(shù)目。對(duì)于采用行并行譯碼架構(gòu)[10]（即多碼塊同時(shí)譯碼，其譯碼所需的單位時(shí)間步驟可以通過(guò)如下公式來(lái)計(jì)算：ILlayerTlayerILDPC（layer譯碼層數(shù)，Tlayer

1GHz的譯碼器來(lái)說(shuō)，如果執(zhí)行一次完整譯碼需要2000個(gè)單位時(shí)間步驟，則總共的譯碼時(shí)延為tdec=(2000/10^9)s=210^-6s=2us.上述理論分析結(jié)果僅為作為評(píng)估不同信道編碼方案的譯碼時(shí)延的一種示例，并不排除其它合理的譯碼時(shí)延分析方法。26調(diào)制增益評(píng)估方法調(diào)制增益的評(píng)估，建議通過(guò)鏈路仿真的方式進(jìn)行。高階調(diào)制增益主要來(lái)于高譜效場(chǎng)景，典型的場(chǎng)景是移動(dòng)寬帶通信場(chǎng)景。建議采用如下參數(shù)來(lái)評(píng)估針對(duì)移動(dòng)寬帶通信場(chǎng)景的調(diào)制增益：信道AWGN，CDL-A,CDL-D等衰落信道（時(shí)延擴(kuò)展30,100,300ns，移動(dòng)速度3,120 km/h，理想道估計(jì)）調(diào)制階數(shù)（Qm）4、6、8、10調(diào)制方式QAM調(diào)制、幾何成型調(diào)制、概率成型調(diào)制，其它調(diào)制{1.4766,1.6953,1.9141,2.1602,2.4063,2.5703,2.5664,2.7305,3.0293,3.3223,3.6094,3.9023,頻譜效率（比特/符號(hào)）4.2129,4.5234,4.8164,5.1152,5.3320,5.5547,5.8906,6.2266,6.5703,6.9141,7.1602,7.4063,7.8662,8.3301,8.7939,9.2578}傳輸塊占用資源塊數(shù)目（RB）{6，100,260}目標(biāo)誤塊率0.1新的調(diào)制方式與編碼的結(jié)合應(yīng)該是靈活的。在相同頻譜效率下，可以考察不同調(diào)制階數(shù)和編碼碼率的結(jié)合，得到最優(yōu)調(diào)制階數(shù)和編碼碼率組合。未來(lái)的6G還會(huì)涉及高頻通信。因此，還可以考察各調(diào)制方案的峰均比（PeaktovergePowerRati，APR、矢量幅度誤差erorvecormagnitud，EV）和抵抗相EVM[15]和相位噪聲：發(fā)送EVM0,1%,2%,3%接收EVM0,1%,2%,3%相位噪聲的分布及標(biāo)準(zhǔn)差分布：0均值高斯分布；標(biāo)準(zhǔn)差：{1,2,3,4,5}/180*π（弧度）結(jié)論估方法。27參考文獻(xiàn)andZhu,“6GTheNextHorizon,”CambridgePress,Cambridge,U.K.,2021.RecommendationITU-RM.2160-0,“FrameworkandoverallobjectivesofthefuturedevelopmentofIMTfor2030andbeyond,”2023.3GPPTS36.212,TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork;EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA);Multiplexingandchannelcoding.3GPPTS38.212,TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork;NR;Multiplexingandchannelcoding.Chair,WP5D,Reportonthe46thmeetingofParty5D,(Geneva,25June-2July2024).推進(jìn)組，“6G典型場(chǎng)景和關(guān)鍵能力白皮書”R1-166933,“LatencyConsiderationofChannelCodingCandidates,”Ericsson.R1-1608865,“DesignaspectsofPolarCodeandLDPCforNR,”Huawei,HiSilicon.J.H.Zhang,L.Huang,X.Liuan