浅析4G移动通信系统信道编码方案

毕洪斌

（广东公诚通信建设监理有限公司惠州分公司，广东 惠州 516003）

在20世纪60年代，现代移动通信系统得到发展，而今在经过了长达一个多世纪的快速发展，移动通信技术得到更好的发展。随着计算机技术的不断发展，如何将计算机技术与通信网络技术进行有机的结合，并使得人们在任何地方都能快速、有效、安全以及公平的进行通信。当2G还正在发展时，3G、B3G等已经处在发展的前沿，而其核心技术就是CDMA技术，之后4G移动通信技术将会被移动的新媒体推向更高的舞台，它具备更为发达的信道宽带。文章以下在4G移动通信系统特点的前提条件下，分析通信系统的信道编码方案，希望发现具备科学性、合理性与可靠性的无线数据通信方案。

1 4G移动通信系统的介绍

在信息技术高速发展的21世纪，通信网络技术的发展方式得到转变，市场需求与用户推动技术的发展替代了早期的设备制造商和运营商相主导的业务发展。该转变形式使得当前正处于研发的4G移动通信系统必须具有几点特征：

（1）在IP前提下的无线接续，并对Q0 S给予支持。

（2）支持多重模式以及对称或非对称业务模式。

（3）支持各个系统之间的无缝服务。

（4）支持数据的高速传输，也就是按照移动的速度对各种各样的传输速度进行支持。

在4G移动通信系统中，将会使用很多的先进技术，提供更多的使用体验给终端的使用者：

（1）使用软件无线电技术，从而使全球的无缝漫游以及各个系统之间无缝业余的支持得以完成。

（2）使用正交频分复用技术，使其与窄宽带的干扰以及选择性的频率衰退进行有效的对抗，进而加强频谱的使用概率。

（3）多输入多输出技术的使用，使得高数据速率得以完成，进而加强了传输的质量以及系统的容量。

（4）智能天线技术的使用，对交互干扰起到抑制的作用，从而保证所获得信号的正确性与有效性。

（5）高性能接收机的使用，使得高速数据传送得以完成。

2 关于4G移动通信系统信道编码技术的相关研究

2.1 上行链路数据编码方案的相关设计

使用Turbo码对上行链路数据编码方案进行设计。Turbo码的推广与创新，是在迭代译码思想以及最大后验概率译码的算法等的前提下进行的。按照相同的理论，在分组码上使用Turbo，这种情况被称为分组Turbino码。在信噪较低的高噪音环境中，分组码的性能依然卓越，并且还具备极强的抗干扰功能以及抵抗衰落的能力，这能够保证无线通信系统处在信道条件十分差的环境下，依然具备较大的使用潜能。

一般情况下，由拓展汉明码、奇偶校验码或者是这两者的组合形成分组Turbo码，这样能够使译码更加的简单化。其中拓展汉明码就是指将偶校验比特添加在汉明码中的码字最后，而奇偶校验码就是指将奇偶校验位添加在每个分组信息的最后。在对上、下链路数据进行具体的编码过程中，主要的实施步骤为：

（1）BTC编码：就是依据信息位于校验位的顺序将所要传输的通信数据进行矩阵相乘，这也是乘积码名字的来源。乘积码中的两个编码器并无内外分别，编码是依照不同的排列顺序的一组信息元进行的，也就是先依照列编码，之后依照行编码，最终得到的码字是一致的。乘积码在传送方式上也有很多种，例如依照对角线方式、列方式或者是行方式进行传送。

（2）BTC码的缩短：编码器可以进行更宽范围的码率，这主要是由于其构造上具有一定的灵活性，所以在信道条件比较差的情况下，可以在保证宽带的前提下使比特错误率得到下降。另外，多个信道系统能够使用同一个译码器，当每个信道上使用不一样的码率。

在进行传输时，其单位为编码块，当对于特殊的码率以及编码方式而言，其编码块的尺寸就必须进行预订。为了使其能够与预订的大小相符合，不但可以对分量码进行选择，还能够采取Turbo码缩短的方法。

（3）BTC码的译码：在进行译码时，必须按照信息信息构成一个测试图样，且将其传送给代数译码器。具体的译码过程的形成是：第一，选择一个P值作为整数值，并且使k≥P，而k表示的是信息比特，一般情况下P值为3、4、5。对接到的比特进行硬判决处理，且求出P中可靠度最小的比特位置。第二，将全部的2P个中可能的比特排列代入到该位置中，从而获得2P个的测试图样；第三，将所有的测试图样传送到硬判决的译码器当中，从而得出候选码字2P个，第四，在所得到的码字中，选取一个最有可能的码字并将其看做最后的译码结果。

2.2 下行链路数据编码方案的相关设计

一般情况下，在设计下行链路数据的传送编码时，所使用的方法是循环移位矩阵形成H矩阵，这样能够生成QC-LDPC码，且具备准循环属性。因为下行链路数据在进行传送的过程中，必须注意校验点和传送点之间存在的置信关系，因此笔者建议使用快速并行译码算法。该种方法中的各节点之间的信息传递的是置信信息或者是概率。比如从c点校验点传送到v点变量节点中的信息是取c点中的一些特殊的概率信息，这个信息的具体取值是在c点的观察值以及与之相联系的变量节点在上一次的迭代过程中传送到c点上的置信信息。

结语

4G通信系统在技术上而言将会占据很多不相同的关键性技术，并且所用的技术都是WIMAX所使用，在不久的将来，在下一代网络技术中，这两者将可能有机的融合在一起。本文分析了4G移动通信信道的编码，尝试性的研究4G无线数据通信技术，希望使其信道编码的有效性得到提升，并使其通信传输的可靠性得到有效加强。

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