1.引言
在5G通信系统中,信道编码技术是保障高速率、高可靠性数据传输的核心支撑,而低密度奇偶校验码(LDPC)凭借其逼近香农极限的性能和可并行译码的特性,被3GPP选定为5G NR中 eMBB(增强移动宽带)场景的核心编码方案。为了适配不同业务的码长需求并降低译码复杂度,5G 系统中引入了打孔LDPC编码和均匀量化归一化最小和(NMS)译码算法。
2.算法仿真效果演示

3.数据集格式或算法参数简介
%量化参数 q = 6; f = 2; I_max = 20;% 最大迭代次数 Frames = 2000;% 最大块数 MIN_ERR = 10000;% 最小错误数 SNRs = 0:0.5:3; % 信噪比范围 alpha = 0.797;% 译码算法参数 beta = 0.6;% 译码算法参数 B = 1920;% 信息块大小 code_rate = 1/2;% 码率
4.算法涉及理论知识概要
打孔是指在母码编码后,人为删除部分校验位(或信息位),仅传输剩余比特,接收端通过补零(或预设值)恢复完整码长后再译码的技术。5G LDPC中打孔的核心目的是:
灵活适配码长:通过删除母码的部分校验位,生成比母码短的码长,避免为每个码长设计独立编码器;
提升码率:删除校验位会使码率 R=k/n(k为信息位,n为编码后长度)提高,适配高吞吐量需求;
优化性能:通过选择删除 “冗余度低” 的校验位,在码率提升的同时尽可能减少性能损失。
5G标准中,打孔位置的选择遵循结构化规则,以保证译码性能的稳定性。对于母码生成的校验位,按 “重要性” 排序后删除最不重要的部分:
校验位的重要性由其在 H 矩阵中的 “连接度”(与信息位的连接数)决定,连接度越高的校验位对译码可靠性影响越大,优先保留;
打孔后的码长需满足 母码(p为打孔位数),且码率R需在5G规定的范围内(如 0.25~0.93)。
例如,当母码码长为8192、码率0.5时,若需生成码率0.8的码字,可通过打孔删除8192×(1−0.5/0.8)=3072个校验位,仅传输 5120 个比特。