5G信道编码技术相关分析

王 键

（公诚管理咨询有限公司，广州 510610）

1 引言

近年来，5G移动通信技术的发展受到了人们的广泛关注。移动通信作为现代通信技术中的重要组成部分，对社会的发展有着重要的意义。为了满足我国人民在移动通信方面的需求，我国建设了基本覆盖全国范围的4G移动通信网络，并正在大力发展我国自己的5G移动通信网络。在发展的过程中，5G移动通信逐渐暴露出一定的问题和不足。

在5G移动通信发展的过程中，信道编码技术发挥着重要的作用。5G移动通信的数据传输速率峰值可以达到10Gb/s，对于信道编码技术有着特殊性的要求。因此，以现有的信道编码技术为基础，开发适用于5G移动通信的信道编码技术受到了人们的重点关注。

本文拟通过分析信道编码技术的发展现状，对5G移动通信中的信道编码技术的应用价值和方法进行研究探讨。

2 5G移动通信与信道编码技术

目前，5G移动通信的核心技术已经基本开发完成，并正在逐渐进入商用的阶段。由于技术等方面的限制，现有的5G移动通信距离相关标准要求还有一定的距离。要推动5G移动通信的未来发展，需要对5G移动通信中的信道编码技术进行改革。

2.1 信道编码技术发展现状分析

在现代通信系统中，编码器和译码器都存在着一定的问题和不足。为了解决理想编码器和译码器中的存在性问题，人们提出了信道编码技术。该类技术的应用可以有效解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。从本质上来说，信道编码技术的应用是为了提高通信的可靠性。这是由于在固定带宽的信道中，总体能够传输的码率也是固定的。如果要增加数据量，则会相应地降低拥有信息的传输码率，如图1所示：

图1 信道编码技术示意图

目前常用的信道编码纠错码主要分为五种，分别是RS编码、卷积码、Turbo码、交织和伪随机序列扰码。每种不同类型的纠错码都有自己独特的优点和应用方法。而且，为了充分保证信号传输的稳定性，在必要的情况下也可以采用多种纠错码共同使用的方法。例如，为了克服卷积码在解码过程中发生错误导致解码器突发性错误的情况，一般会在卷积码的上部采用RS码块。因此，信道编码技术的应用研究通常是具有一定的关联性的。

2.2 5G移动通信中信道编码技术的应用意义分析

在现有的技术条件下，数字信号在传输的过程中经常会由于各种因素的干扰，导致传送的数据流中出现误码。最终导致的结果是接收端产生图像跳跃，不连续，出现马赛克等现象。而通过信道编码技术，则可对数据流进行相应的处理，是的系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力。因此，信道编码技术的应用对提高通信系统的信息传输稳定性有着很重要的意义。

但信道编码技术的应用也存在着一定的局限性。为了提高信号的稳定性，需要在原有的数据流信号中加入一定量的纠错码。这相当于在信道中增加了需要传输的数据量。付出的代价就是需要降低一定的有用信息码率的传输。因此，信道编码技术的应用并不是无节制，而是需要根据实际的情况进行选择。而具体的信道编码方案则要根据实际需求情况进行选择。

3 信道编码技术在5G移动通信中的应用发展

经过多年发展，信道编码技术在应用方面已经取得了一定的成果。本文通过分析多方资料，对5G移动通信中的Turbo码、LDPC码和Polar码的应用方法进行了研究。

3.1 Turbo码在5G移动通信中的应用

5G移动通信要达到自己最高10Gb/s的数据传输速率要求，在信道编码技术上有特殊的要求性。为了保证数据传输速率，所采用的信道编码技术在复杂性上不能过高。Turbo码最大的技术特点是编码的复杂度比较低，符合5G移动通信技术的发展要求。因此，Turbo码在5G移动通信中发挥着重要的作用。

目前，相关技术人员已经认识到这一问题，正在大力推动Turbo码的改革，使其更加符合5G移动通信的要求。其中，具体的研究目标主要包括归零法、咬尾法、直接截尾法等多种方法的研究应用。根据技术资料分析，经过创新的Turbo码，即Turbo2.0可以很好地为5G移动通信提供技术服务。

3.2 LDPC码在5G移动通信中的应用

LDPC码又被称为低密度奇偶校验码。LDPC码的提出时间比较早，但由于相关理论和技术的不完善，直到上世纪90年代，LDPC码的研究才逐渐兴起。与其它信道编码技术相比，LDPC码具有逼近香农限的良好特性。而且，LDPC码的译码复杂度比较低，结构也比较灵活，更加适合在移动通信技术中应用。

LDPC码的研究已经取得了比较大的突破。目前常用的LDPC码译码算法主要包括硬判决译码、软判决译码和混合译码三类。具体译码方法的选择则可以根据实际的需要情况进行判断。可以预见，LDPC码将会在信道编码技术中继续大放异彩。

3.3 Polar码在5G移动通信中的应用

Polar码，即极化码，属于近年来发展起来的一种新型编码方式。Polar码最大的特点是可以实现对称二进制输入离散无记忆信道和二进制擦除信道的容量的代码构造。根据资料分析，Polar码是现在惟一一种可以在理论上达到香农极限，并且具有可实用的线性复杂度编译码能力的信道编码技术。因此，Polar码也被认为是5G移动通信中信道编码方案的强有力候选者。具体编码技术在移动通信中的应用如表1所示：

目前，华为公司推出的5GeMBB场景的信道编码技术方案已经被完全确定。而其中的信道编码方案即采用的Polar码。

4 结束语

信道编码技术对5G移动通信的未来发展有着重要的意义。为了推动5G移动通信的应用发展，本文通过分析信道编码技术的发展现状，对其在5G移动通信中的应用价值进行了研究。同时，本文结合时代技术发展的特点，对5G移动通信中的Turbo码、LDPC码和Polar码的应用进行了探讨。这些研究对5G移动通信的应用和信道编码技术的发展有很好的帮助。