王 鍵

（公誠管理咨詢有限公司，廣州 510610）

1 引言

近年來，5G移動通信技術的發(fā)展受到了人們的廣泛關注。移動通信作為現(xiàn)代通信技術中的重要組成部分，對社會的發(fā)展有著重要的意義。為了滿足我國人民在移動通信方面的需求，我國建設了基本覆蓋全國范圍的4G移動通信網(wǎng)絡，并正在大力發(fā)展我國自己的5G移動通信網(wǎng)絡。在發(fā)展的過程中，5G移動通信逐漸暴露出一定的問題和不足。

在5G移動通信發(fā)展的過程中，信道編碼技術發(fā)揮著重要的作用。5G移動通信的數(shù)據(jù)傳輸速率峰值可以達到10Gb/s，對于信道編碼技術有著特殊性的要求。因此，以現(xiàn)有的信道編碼技術為基礎，開發(fā)適用于5G移動通信的信道編碼技術受到了人們的重點關注。

本文擬通過分析信道編碼技術的發(fā)展現(xiàn)狀，對5G移動通信中的信道編碼技術的應用價值和方法進行研究探討。

2 5G移動通信與信道編碼技術

目前，5G移動通信的核心技術已經(jīng)基本開發(fā)完成，并正在逐漸進入商用的階段。由于技術等方面的限制，現(xiàn)有的5G移動通信距離相關標準要求還有一定的距離。要推動5G移動通信的未來發(fā)展，需要對5G移動通信中的信道編碼技術進行改革。

2.1 信道編碼技術發(fā)展現(xiàn)狀分析

在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，編碼器和譯碼器都存在著一定的問題和不足。為了解決理想編碼器和譯碼器中的存在性問題，人們提出了信道編碼技術。該類技術的應用可以有效解決信道能傳送的最大信息率的可能性和超過這個最大值時的傳輸問題。從本質上來說，信道編碼技術的應用是為了提高通信的可靠性。這是由于在固定帶寬的信道中，總體能夠傳輸?shù)拇a率也是固定的。如果要增加數(shù)據(jù)量，則會相應地降低擁有信息的傳輸碼率，如圖1所示：

圖1 信道編碼技術示意圖

目前常用的信道編碼糾錯碼主要分為五種，分別是RS編碼、卷積碼、Turbo碼、交織和偽隨機序列擾碼。每種不同類型的糾錯碼都有自己獨特的優(yōu)點和應用方法。而且，為了充分保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，在必要的情況下也可以采用多種糾錯碼共同使用的方法。例如，為了克服卷積碼在解碼過程中發(fā)生錯誤導致解碼器突發(fā)性錯誤的情況，一般會在卷積碼的上部采用RS碼塊。因此，信道編碼技術的應用研究通常是具有一定的關聯(lián)性的。

2.2 5G移動通信中信道編碼技術的應用意義分析

在現(xiàn)有的技術條件下，數(shù)字信號在傳輸?shù)倪^程中經(jīng)常會由于各種因素的干擾，導致傳送的數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)誤碼。最終導致的結果是接收端產(chǎn)生圖像跳躍，不連續(xù)，出現(xiàn)馬賽克等現(xiàn)象。而通過信道編碼技術，則可對數(shù)據(jù)流進行相應的處理，是的系統(tǒng)具有一定的糾錯能力和抗干擾能力。因此，信道編碼技術的應用對提高通信系統(tǒng)的信息傳輸穩(wěn)定性有著很重要的意義。

但信道編碼技術的應用也存在著一定的局限性。為了提高信號的穩(wěn)定性，需要在原有的數(shù)據(jù)流信號中加入一定量的糾錯碼。這相當于在信道中增加了需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。付出的代價就是需要降低一定的有用信息碼率的傳輸。因此，信道編碼技術的應用并不是無節(jié)制，而是需要根據(jù)實際的情況進行選擇。而具體的信道編碼方案則要根據(jù)實際需求情況進行選擇。

3 信道編碼技術在5G移動通信中的應用發(fā)展

經(jīng)過多年發(fā)展，信道編碼技術在應用方面已經(jīng)取得了一定的成果。本文通過分析多方資料，對5G移動通信中的Turbo碼、LDPC碼和Polar碼的應用方法進行了研究。

3.1 Turbo碼在5G移動通信中的應用

5G移動通信要達到自己最高10Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率要求，在信道編碼技術上有特殊的要求性。為了保證數(shù)據(jù)傳輸速率，所采用的信道編碼技術在復雜性上不能過高。Turbo碼最大的技術特點是編碼的復雜度比較低，符合5G移動通信技術的發(fā)展要求。因此，Turbo碼在5G移動通信中發(fā)揮著重要的作用。

目前，相關技術人員已經(jīng)認識到這一問題，正在大力推動Turbo碼的改革，使其更加符合5G移動通信的要求。其中，具體的研究目標主要包括歸零法、咬尾法、直接截尾法等多種方法的研究應用。根據(jù)技術資料分析，經(jīng)過創(chuàng)新的Turbo碼，即Turbo2.0可以很好地為5G移動通信提供技術服務。

3.2 LDPC碼在5G移動通信中的應用

LDPC碼又被稱為低密度奇偶校驗碼。LDPC碼的提出時間比較早，但由于相關理論和技術的不完善，直到上世紀90年代，LDPC碼的研究才逐漸興起。與其它信道編碼技術相比，LDPC碼具有逼近香農(nóng)限的良好特性。而且，LDPC碼的譯碼復雜度比較低，結構也比較靈活，更加適合在移動通信技術中應用。

LDPC碼的研究已經(jīng)取得了比較大的突破。目前常用的LDPC碼譯碼算法主要包括硬判決譯碼、軟判決譯碼和混合譯碼三類。具體譯碼方法的選擇則可以根據(jù)實際的需要情況進行判斷。可以預見，LDPC碼將會在信道編碼技術中繼續(xù)大放異彩。

3.3 Polar碼在5G移動通信中的應用

Polar碼，即極化碼，屬于近年來發(fā)展起來的一種新型編碼方式。Polar碼最大的特點是可以實現(xiàn)對稱二進制輸入離散無記憶信道和二進制擦除信道的容量的代碼構造。根據(jù)資料分析，Polar碼是現(xiàn)在惟一一種可以在理論上達到香農(nóng)極限，并且具有可實用的線性復雜度編譯碼能力的信道編碼技術。因此，Polar碼也被認為是5G移動通信中信道編碼方案的強有力候選者。具體編碼技術在移動通信中的應用如表1所示：

目前，華為公司推出的5GeMBB場景的信道編碼技術方案已經(jīng)被完全確定。而其中的信道編碼方案即采用的Polar碼。

4 結束語

信道編碼技術對5G移動通信的未來發(fā)展有著重要的意義。為了推動5G移動通信的應用發(fā)展，本文通過分析信道編碼技術的發(fā)展現(xiàn)狀，對其在5G移動通信中的應用價值進行了研究。同時，本文結合時代技術發(fā)展的特點，對5G移動通信中的Turbo碼、LDPC碼和Polar碼的應用進行了探討。這些研究對5G移動通信的應用和信道編碼技術的發(fā)展有很好的幫助。