前言

随着智能移动设备的广泛应用，面向移动互联网和物联网的第五代（5G）移动通信系统成为学术与工业界最大的研究领域之一。为了支持“万物互联”,5G将通过采用各种先进的空口技术来全面实现5G的关键性能参数指标。信道编码是5G新空口（NR）的关键技术之一。随着3GPP关于5G NR标准化的R15版本的冻结，3GPP完成了eMBB场景信道编码研究与标准化工作。二元LDPC码被推荐为5G NR数据信道的编码方案，而Polar码被作为控制信道的主要编码方案。从此，5G移动通信系统进入了商业化的新阶段。

在3GPP关于信道编码的标准化过程中，西安电子科技大学和电信科学技术研究院有限公司联合参与了相关研究工作。为了使广大工程技术人员与学生及时了解5G NR信道编码技术，以便更好地研究、开发与使用5G移动通信系统，我们在多年编码研究基础上，综合相关资料，结合我们自己的5G编码研究成果，撰写了本书。本书反映了当前5G NR编码的研究状况。

本书的撰写由浅入深。作为信道编码技术基础，本书第1章和第2章首先介绍分组码、卷积码和编码系统性能参数等基本知识，然后叙述移动通信网络中当前应用的几种编码方法，重点介绍4G系统中的Turbo码、咬尾卷积码，讨论编码系统性能限的计算方法、编码与扩频的关系等。在此基础上，第3章和第4章分别介绍LDPC码的编译码原理与构造方法，以及3GPP确定的5G eMBB数据信道LDPC码的设计与性能、速率适配与编码链路组成；第5章和第6章分别讨论Polar码的编译码原理与构造方法，以及5G控制信道编码标准、上下行控制链路的Polar码设计与速率适配方法等；附录介绍作为编码数学基础的有限域基本知识，以及3GPP标准中关于5G LDPC码、Polar码的技术规范与性能曲线，以便于工程技术人员查阅与使用5G编码。

本书主要是针对信息与通信工程领域的研究生及工业界的研发人员撰写的。第2章关于编码技术基本知识的介绍使得信道编码的入门者也可以较容易地学习5G NR编码技术。

本书的完成，首先要感谢我们的老师林舒（Shu Lin）教授和王新梅教授。在我们对5G编码研究的过程中，他们给予了许多的鼓励与支持，以及对我们研究工作的指导。他们在学术上孜孜不倦、不断创新的精神时刻激励着我们前行。

在此也要感谢我们研究团队的同事和研究生们，在本书的撰写过程中，他们给予了很大的帮助。他们帮忙排版、仿真、校对和整理图片，同时本书中也包含了很多他们的研究结果。特别感谢博士生李华安，他参与撰写了第3章、第4章和附录B、附录C的部分内容，制作了书中的部分图表，并对书稿的输入与LaTeX排版提供了帮助。我们也同时感谢博士生穆锡金、张冀和陈佩瑶，硕士生徐旻子和任兆丰，其中穆锡金参与了第3章速率兼容LDPC码部分的撰写，张冀参与了第4章5G LDPC编码链部分的撰写，陈佩瑶参与了第5章Polar编码调制部分的撰写，徐旻子参与撰写了第5章和第6章的部分内容，任兆丰参与搭建了第6章Polar码的仿真平台。对本书撰写有贡献的学生还包括博士生冯丹和张睿，硕士生平磊和何庆黎，以及徐恒舟博士和朱敏博士等，在此对他们表示衷心的感谢。最后，本书第一作者也同时感谢中山大学的马啸教授长期以来的合作与支持，书中的部分内容包含了我们的合作研究成果。

本书的出版得到了国家自然科学基金项目（61771364）的支持，特此致谢。我们同时也要感谢综合业务网理论及关键技术国家重点实验室（西安电子科技大学）、无线移动通信国家重点实验室（电信科学技术研究院有限公司）和新一代移动通信无线网络与芯片技术国家工程实验室多年来对我们信道编码研究的支持。

最后，感谢电子工业出版社的米俊萍编辑，她为本书的出版做了大量的工作。

对本书的撰写，我们虽然竭力而为，但限于时间和写作水平，书中可能存在不妥甚至错误之处，敬请读者批评指正。

作者

2018年10月