基于软件无线电的 NR LDPC 编译码设计与实现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(The Fifth 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 Parity Check,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 协议以及算法讨论的低成本空口平台,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,即采纳 AVX-256 扩展指令集实现单个数据块的 LDPC 编译码算法加速,采纳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。
