淺析4G移動通信系統(tǒng)信道編碼方案

畢洪斌

（廣東公誠通信建設監(jiān)理有限公司惠州分公司，廣東 惠州 516003）

在20世紀60年代，現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)得到發(fā)展，而今在經(jīng)過了長達一個多世紀的快速發(fā)展，移動通信技術得到更好的發(fā)展。隨著計算機技術的不斷發(fā)展，如何將計算機技術與通信網(wǎng)絡技術進行有機的結合，并使得人們在任何地方都能快速、有效、安全以及公平的進行通信。當2G還正在發(fā)展時，3G、B3G等已經(jīng)處在發(fā)展的前沿，而其核心技術就是CDMA技術，之后4G移動通信技術將會被移動的新媒體推向更高的舞臺，它具備更為發(fā)達的信道寬帶。文章以下在4G移動通信系統(tǒng)特點的前提條件下，分析通信系統(tǒng)的信道編碼方案，希望發(fā)現(xiàn)具備科學性、合理性與可靠性的無線數(shù)據(jù)通信方案。

1 4G移動通信系統(tǒng)的介紹

在信息技術高速發(fā)展的21世紀，通信網(wǎng)絡技術的發(fā)展方式得到轉變，市場需求與用戶推動技術的發(fā)展替代了早期的設備制造商和運營商相主導的業(yè)務發(fā)展。該轉變形式使得當前正處于研發(fā)的4G移動通信系統(tǒng)必須具有幾點特征：

（1）在IP前提下的無線接續(xù)，并對Q0 S給予支持。

（2）支持多重模式以及對稱或非對稱業(yè)務模式。

（3）支持各個系統(tǒng)之間的無縫服務。

（4）支持數(shù)據(jù)的高速傳輸，也就是按照移動的速度對各種各樣的傳輸速度進行支持。

在4G移動通信系統(tǒng)中，將會使用很多的先進技術，提供更多的使用體驗給終端的使用者：

（1）使用軟件無線電技術，從而使全球的無縫漫游以及各個系統(tǒng)之間無縫業(yè)余的支持得以完成。

（2）使用正交頻分復用技術，使其與窄寬帶的干擾以及選擇性的頻率衰退進行有效的對抗，進而加強頻譜的使用概率。

（3）多輸入多輸出技術的使用，使得高數(shù)據(jù)速率得以完成，進而加強了傳輸?shù)馁|量以及系統(tǒng)的容量。

（4）智能天線技術的使用，對交互干擾起到抑制的作用，從而保證所獲得信號的正確性與有效性。

（5）高性能接收機的使用，使得高速數(shù)據(jù)傳送得以完成。

2 關于4G移動通信系統(tǒng)信道編碼技術的相關研究

2.1 上行鏈路數(shù)據(jù)編碼方案的相關設計

使用Turbo碼對上行鏈路數(shù)據(jù)編碼方案進行設計。Turbo碼的推廣與創(chuàng)新，是在迭代譯碼思想以及最大后驗概率譯碼的算法等的前提下進行的。按照相同的理論，在分組碼上使用Turbo，這種情況被稱為分組Turbino碼。在信噪較低的高噪音環(huán)境中，分組碼的性能依然卓越，并且還具備極強的抗干擾功能以及抵抗衰落的能力，這能夠保證無線通信系統(tǒng)處在信道條件十分差的環(huán)境下，依然具備較大的使用潛能。

一般情況下，由拓展?jié)h明碼、奇偶校驗碼或者是這兩者的組合形成分組Turbo碼，這樣能夠使譯碼更加的簡單化。其中拓展?jié)h明碼就是指將偶校驗比特添加在漢明碼中的碼字最后，而奇偶校驗碼就是指將奇偶校驗位添加在每個分組信息的最后。在對上、下鏈路數(shù)據(jù)進行具體的編碼過程中，主要的實施步驟為：

（1）BTC編碼：就是依據(jù)信息位于校驗位的順序將所要傳輸?shù)耐ㄐ艛?shù)據(jù)進行矩陣相乘，這也是乘積碼名字的來源。乘積碼中的兩個編碼器并無內外分別，編碼是依照不同的排列順序的一組信息元進行的，也就是先依照列編碼，之后依照行編碼，最終得到的碼字是一致的。乘積碼在傳送方式上也有很多種，例如依照對角線方式、列方式或者是行方式進行傳送。

（2）BTC碼的縮短：編碼器可以進行更寬范圍的碼率，這主要是由于其構造上具有一定的靈活性，所以在信道條件比較差的情況下，可以在保證寬帶的前提下使比特錯誤率得到下降。另外，多個信道系統(tǒng)能夠使用同一個譯碼器，當每個信道上使用不一樣的碼率。

在進行傳輸時，其單位為編碼塊，當對于特殊的碼率以及編碼方式而言，其編碼塊的尺寸就必須進行預訂。為了使其能夠與預訂的大小相符合，不但可以對分量碼進行選擇，還能夠采取Turbo碼縮短的方法。

（3）BTC碼的譯碼：在進行譯碼時，必須按照信息信息構成一個測試圖樣，且將其傳送給代數(shù)譯碼器。具體的譯碼過程的形成是：第一，選擇一個P值作為整數(shù)值，并且使k≥P，而k表示的是信息比特，一般情況下P值為3、4、5。對接到的比特進行硬判決處理，且求出P中可靠度最小的比特位置。第二，將全部的2P個中可能的比特排列代入到該位置中，從而獲得2P個的測試圖樣；第三，將所有的測試圖樣傳送到硬判決的譯碼器當中，從而得出候選碼字2P個，第四，在所得到的碼字中，選取一個最有可能的碼字并將其看做最后的譯碼結果。

2.2 下行鏈路數(shù)據(jù)編碼方案的相關設計

一般情況下，在設計下行鏈路數(shù)據(jù)的傳送編碼時，所使用的方法是循環(huán)移位矩陣形成H矩陣，這樣能夠生成QC-LDPC碼，且具備準循環(huán)屬性。因為下行鏈路數(shù)據(jù)在進行傳送的過程中，必須注意校驗點和傳送點之間存在的置信關系，因此筆者建議使用快速并行譯碼算法。該種方法中的各節(jié)點之間的信息傳遞的是置信信息或者是概率。比如從c點校驗點傳送到v點變量節(jié)點中的信息是取c點中的一些特殊的概率信息，這個信息的具體取值是在c點的觀察值以及與之相聯(lián)系的變量節(jié)點在上一次的迭代過程中傳送到c點上的置信信息。

結語

4G通信系統(tǒng)在技術上而言將會占據(jù)很多不相同的關鍵性技術，并且所用的技術都是WIMAX所使用，在不久的將來，在下一代網(wǎng)絡技術中，這兩者將可能有機的融合在一起。本文分析了4G移動通信信道的編碼，嘗試性的研究4G無線數(shù)據(jù)通信技術，希望使其信道編碼的有效性得到提升，并使其通信傳輸?shù)目煽啃缘玫接行Ъ訌姟?/p>

[1]王建宙,胡國華.3G向4G的演化及4G的研究進展[J].科技信息.2009(35).

[2]李志鵬.通信信道編碼中卷積編碼識別[D].電子科技大學.2011.

[3]王玉葉.數(shù)字通信系統(tǒng)中信道編碼技術的研究[D].武漢科技大學.2011.