5G-NR标准的QC-LDPC码

        移动通信产业具有高度技术化、国际化和标准化的特点。

        自上世纪80 年代第一代移动通信系统（1st Generation Mobile Communication System，1G）诞生之后，移动通信技术发展迅速，在不断地进行迭代和革新。特别是在第四代移动通信系统（4th Generation Mobile Communication System，4G）技术与移动互联网相结合之后，人们的生活方式发生了巨大而深刻的改变。如今移动网络技术与智能终端已经渗透和覆盖生活的方方面面，例如，一部手机就能够解决人们的衣食住行、吃喝玩乐。

        早在4G发展还在如火如荼地进行时，第五代移动通信（5th Generation Mobile Communication System，5G）技术就已经成为人们关注的焦点。

        根据IMT-2020 推进工作组的预测，2020至2030 年10年间，随着用户设备快速增长以及新型移动端应用程序的普及，移动数据流量特别是视频流量将会呈现爆炸式增长，全球移动数据流量将增长超过100 倍。

数据流量增长将呈现两大趋势：

（1）在地域方面，发达城市和热点地区的数据流量增长会更加迅速。

（2）在数据业务方面，上下行数据业务的不对称性将进一步加剧。

        与此同时，全球移动通信网络所连接的终端设备数总量也将达到千亿级规模。为了处理海量的移动数据流量与移动设备通信互联的问题，5G 应运而生。移动互联网与物联网作为5G 发展的两大驱动力，为5G 提供了广阔的发展空间。

        现如今，移动互联网不仅颠覆了传统移动通信的业务模式，还给用户带来了极致的使用体验如虚拟现实、增强现实、超高清晰度视频、大数据、元宇宙和云服务等，深刻影响着社会的行为方式。

        物联网通信拓展了移动通信的服务对象，由人与人之间的通信延伸到人与物、物与物之间的通信，并将移动通信技术渗透到了各行各业，如自动驾驶、智能家居以及智慧工厂等，做到了真正的万物互联。

国际电信联盟（International Telecommunications Union，ITU）于2015 年首次颁布了IMT-2020 系统的8 大关键性能指标：峰值速率、连接数密度、移动性、时延、频谱效率、用户体验速率、流量密度和网络能量效率。

        这些关键性能指标相较于4G标准有大幅度提升，如用户体验速率达到100Mbit/s~1Gbit/s，用来满足极致的业务体验；传输时延控制在毫秒量级，用以满足工业控制和自动驾驶等对时延要求敏感的场景；用户终端的移动速度可以支持到500km/h，多普勒效应显著降低，使得用户在高速环境下仍然有较佳的体验；连接数密度最高可达10Mbit/(s.m2)，可以支持海量设备之间相互连接。5G 的8 大关键性能指标如下图所示。

        ITU除了提出8 大性能指标外，还定义了5G 系统的三大类应用场景：增强移动宽带（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）、海量类机器通信（massive Machine Type of Communication，mMTC）和超高可靠低时延（ultra-Reliable and Low-Latency Communication，uRLLC）。

        在5G 标准中，三大应用场景对信道编码有着各异的需求，关键需求如下表所示:

        在三大应用场景中，mMTC场景由于传输的文件包比较小，对吞吐率要求比较低；uRLLC 场景对编解码时延和误码性能要求比较高；eMBB 场景使用QC-LDPC 码作为其信道编码方案，以实现5G 系统的高吞吐量和高可靠性需求。