為了在統(tǒng)一的5G空口框架中支持新的垂直業(yè)務(wù)，并在新的部署場(chǎng)景中支持5G，需要為信道編碼定義新的需求。這里所提出的信道編碼是關(guān)于外部擦除碼的，這不同于經(jīng)典的物理層信道編碼。外部擦除編碼的用例和新要求可以總結(jié)如下，以及它們?cè)跓o(wú)線網(wǎng)絡(luò)中使用的理由：

• 用于突發(fā)性屏蔽/干擾緩解/恢復(fù)的外部擦除代碼：

1.?在URLLC突發(fā)穿孔/干擾情況下維持eMBB頻譜效率和其他QoS

2.?對(duì)抗WiFi類突發(fā)干擾

3.?在共享頻譜接入場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)低時(shí)延高優(yōu)先級(jí)和正常時(shí)延低優(yōu)先級(jí)用戶之間的高效頻譜共享

4.?在存在不同類型的突發(fā)干擾的情況下維持eMBB頻譜效率

• 用于將突發(fā)干擾/屏蔽恢復(fù)過(guò)程與常規(guī)物理層解調(diào)/解碼和物理層HARQ處理分離的外部擦除碼：

1.?在PHY上支持流水線處理和低延遲解碼以實(shí)現(xiàn)單隔行HARQ（與引入延遲和緩沖的深隔行相反）

2.?在MAC層恢復(fù)由于突發(fā)穿孔而丟失的碼塊，并將CB擦除恢復(fù)與PHY層HARQ過(guò)程解耦

• 使用低上行反饋和下行信令開(kāi)銷緩解突發(fā)干擾/屏蔽的外部擦除碼：

1.?減少CB-level?ack信息反饋量（只需反饋CB?parities個(gè)數(shù)，不需要反饋CB?Ack位圖）

2.?減少PHY?HARQ進(jìn)程管理的下行控制開(kāi)銷

• 外部擦除碼可減少延遲和緩沖：

1.?外部擦除代碼，以實(shí)現(xiàn)快速PHY HARQ?turn-around。

2.?跨多個(gè)載波/多個(gè)HARQ隔行掃描的外部擦除碼，以減少ARQ延遲和由于重新排序而產(chǎn)生的緩沖。

• 廣播信道中抗突發(fā)干擾、時(shí)間選擇性衰落和陰影的外擦除碼

擦除碼有望實(shí)現(xiàn)高編碼效率、高可靠性和低時(shí)延。它需要低編碼/解碼復(fù)雜度和低上下行控制/信令開(kāi)銷。外部擦除碼的潛在候選碼有：Reed-Solomon碼、raptor碼和其他類型的擦除碼。

外部擦除碼的性能評(píng)估可以在鏈路級(jí)（或系統(tǒng)級(jí)）進(jìn)行。鏈路級(jí)的評(píng)估可以使用典型的鏈路級(jí)評(píng)估場(chǎng)景和額外的突發(fā)干擾/屏蔽建模來(lái)完成。擦除碼的評(píng)估指標(biāo)包括：

1） 外部擦除碼的頻譜效率增益

2） 外部擦除碼的可靠性和延遲增益

3） 與外部擦除碼相關(guān)的UL和DL控制/信令開(kāi)銷

4） 與外部擦除碼相關(guān)的譯碼復(fù)雜度

首先，新的業(yè)務(wù)垂直復(fù)用，例如同一載波中的超可靠低時(shí)延通信（URLLC）和增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）復(fù)用。許多URLLC傳輸被認(rèn)為是零星性質(zhì)的控制包。根據(jù)定義，URLLC數(shù)據(jù)可以在任何時(shí)間出現(xiàn)，并且應(yīng)該安排在比eMBB 子幀持續(xù)時(shí)間更短的子幀持續(xù)時(shí)間。另一方面，eMBB被安排在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間間隔內(nèi)，以便攤銷控制和RS開(kāi)銷。當(dāng)eMBB和URLLC用戶在同一載波中復(fù)用時(shí)，eMBB長(zhǎng)子幀（SF）UE可被來(lái)自相鄰小區(qū)（或來(lái)自同一服務(wù)小區(qū)）的URLLC短SF UE干擾/屏蔽而不通知eMBB UE（并且eMBB UE可能無(wú)法檢測(cè)這種時(shí)間突發(fā)干擾）。圖1給出了一個(gè)這樣的例子。其中黃色表示eMBB長(zhǎng)SF UE，藍(lán)色/紅色表示URLLC短SF UE。從eMBB?UE的角度來(lái)看，藍(lán)色和紅色UE可以引起時(shí)間和頻率突發(fā)性干擾/擊穿。

外部擦除碼的工作方式是對(duì)所有數(shù)據(jù)碼塊進(jìn)行編碼，并生成奇偶校驗(yàn)碼塊，從而保護(hù)數(shù)據(jù)碼塊不受突發(fā)干擾和/或穿孔的影響。

這里的一個(gè)關(guān)鍵是每個(gè)CB都受到PHY編碼（LDPC/Turbo）和一些錯(cuò)誤檢測(cè)開(kāi)銷（如CRC）的保護(hù)。每當(dāng)一個(gè)CB解碼失敗時(shí)，這些位就會(huì)被擦除，而不是未知的碼位錯(cuò)誤。由于PHY編碼/CRC標(biāo)記了被擦除的CB位置，因此可以使用擦除解碼來(lái)恢復(fù)這些失敗的CB。

基于單個(gè)奇偶校驗(yàn)碼的外部擦除碼的一個(gè)示例如圖2所示。

單個(gè)奇偶校驗(yàn)碼的編碼：

C_6 = C_0 + C_1 + … + C_5

單奇偶校驗(yàn)碼解碼（恢復(fù)1 CB擦除）：

任何被突發(fā)性干擾/屏蔽擊中的數(shù)據(jù)CB C_i都可以通過(guò)使用通過(guò)異或操作的信息奇偶校驗(yàn)CB C6來(lái)恢復(fù)，如下所示：

C_i = C_0 + … C_(i-1) + C_(i+1) + … C_5 + C_6

除了SPC外，還有許多編碼是很好的外部擦除代碼候選。例如，漢明碼（Hamming code ）可以糾正多達(dá)2次CB擦除。另一個(gè)例子是經(jīng)典的Reed-Solmon碼，它為給定的（N，K）組合提供最佳的擦除解碼。同時(shí)，在現(xiàn)代處理器中，RS擦除譯碼的硬件實(shí)現(xiàn)可以非常有效地實(shí)現(xiàn)。對(duì)于復(fù)雜性/性能權(quán)衡，應(yīng)該考慮其他代碼選項(xiàng)。

吞吐量與CB擦除概率曲線如圖3所示。在這個(gè)例子中，每個(gè)TB包含32個(gè)CB，TB級(jí)HARQ會(huì)導(dǎo)致大量性能損失，而使用外部擦除碼時(shí)，性能會(huì)得到顯著提高。

使用外部擦除碼的兩個(gè)主要原因：

1） 與需要大量開(kāi)銷的可選CB級(jí)HARQ解決方案相比，它需要很少或沒(méi)有UL/DL控制開(kāi)銷來(lái)對(duì)抗突發(fā)性干擾。

2） 它不影響PHY層處理時(shí)間線，并保持低時(shí)延處理，而不是引入延遲和緩沖的深度交織選項(xiàng)。

擦除譯碼確實(shí)增加了額外的復(fù)雜度，但是與PHY層譯碼相比，擦除譯碼的復(fù)雜度相對(duì)較小。

外部擦除代碼設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵方面是它如何與HARQ交互。

可實(shí)現(xiàn)外部擦除編碼的方案有多種。主要內(nèi)容如下：

1） 固定開(kāi)銷外部編碼（與TB級(jí)HARQ解耦的外編碼）：在該方案中，外部編碼本質(zhì)上是“靜態(tài)”的，并且非常適合于每個(gè)子幀/TTI預(yù)期突發(fā)干擾源的情況，或者突發(fā)率的長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)信息已知的情況。發(fā)送器將靜態(tài)或半靜態(tài)地分配與奇偶校驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的CB，以從將遇到的擦除CB中恢復(fù)（如圖4所示，其中每6個(gè)“信息”CB發(fā)送1個(gè)奇偶校驗(yàn)CB）。在沒(méi)有突發(fā)干擾源的情況下，奇偶校驗(yàn)CB將導(dǎo)致開(kāi)銷。因此，該方案不是最有效的，然而，就所需的控制信令而言，它是最容易實(shí)現(xiàn)的。