浅谈CDMA信道编码技术

1、浅谈CDMA信道编码技术前言 :信道编码技术是移动通信中提高系统传输数据可靠性的有效方法， 在第二代移动通信系统中应用卷积码和交织， 对保证话音和低速数据的业务和业务质量有很好的效果。 第三代系统在第二代系统的基础上， 所需提供的业务种类大大增加， 这就对信道编码提出了更高的业务求。 第三代系统中信道编码在话音业务上继承了第二代系统的前向纠错卷积编码技术， 同时为了支持高速数据、 多媒体等多种业务传输，信道编码方案要与业务复用、速率适配等其他技术综合考虑。因此，设计信道编码方案，不仅要从用户业务的要求考虑，如信息的准确度、允许的时延等，也要从提高系统增益的全局优化的角度，与分集接受、改进调制解

2、调方法、系统的经济等其他因素综合考虑。CDMA的信道编码方案CDMA勺信道编码方案包括以下几个方面：纠错编码/译码（包括速率适配 ） ，交织 / 解交织，传输信道映射至/ 分离出物理信道。另外， 信道编码方案还涉及与高层消息的通信， 从高层获得业务质量指示、业务复用等消息，以实现不同业务的不同编码和复用案，从而以最高的效率提供多种业务的组合。 为了适应多种速率的传输， 信道编码方案中还增加了速率适配功能。CDMA 的差错控制技术 决定信道编码性能的最基本的问题还是它的差错控制方案。 CDMA输 信道提供了两类纠错方式：前向纠错（FEC）和自动重发（ARQ）。几C是作为无线业务最基本的纠错方式，

3、而 ARQ是作为一种补充方式。 FEC 的通信系统的优点是: 只有一个信道，而且系统的传输效率高， 即码速率与信道的差错率无关， 由此可保证业务的时延要求;FEC的缺点是 : 第一，当错误译码时，错误的信息也会送给用户，影响可靠性 ; 第二，为了获得高的系统可靠性，必须使用长码和纠错能力强的码组，这使得译码电路复杂化，造价提高。与FEC系统相比，ARQ通信系统设备简单，可靠性高。但它必须使用一个反向信道，并且当信道变坏 （ 差错率太大时） ，系统由于经常处于请求状态而使传输效率非常低。鉴于FEC和ARQ系统各自的优缺点，适当的把它们结合起来， 就构成了混合ARQ通信系统，即在ARQ系统中引人一

4、个FEC子系统。混合ARQ系统已被广泛用于分组数据交换网和计算机通信网中，对迫切需要与因特网建立通信的移动通信系统具有重要的参考价值。 CDMA中还没有提及用于ARQ；的具体差错控制编码式。按照差错控制原理，这两种系统用的码型并没有明显的区分， 任何一类码， 按照译码方法的不同，均可作为纠错码用于FEC系统，或作为检错码用于ARQ码。下面就CDMA的FEC的纠错码分别做介绍在早期的CDMA勺提议中， 它建议了四种前向信道纠错码，它们分别是：卷积码、RS码与卷积码 的串行级联、TuRbo码以及业务专用码。卷积码用于 BER 为10- 3 级别的业务，典型的有传统的话音业务。所用的卷积码的码行和编

5、译码方法基本上是对第二代移动通信系统的继承。如约束长度为 9 的卷积码，码率可以是1/2 、 1乃、 2/ 3 或 1/4 等。我国的TD SCDMAT案中还用到3/4的卷积码，译码采用维特比译码算法，其中， 1/2 、 1/ 3 是最常用的码率。卷积编码一般用于话音业务在内的速率相对较低的业务。RS 码与卷积码的串行级联。这种串行级联码用于 BER 为10- 1 沪的业务中。 RS 码为 256 进制，码率在4 乃左右，码长根据业务速率和时延的要求可在一定范围内变化。RS 码和卷积码通过交织相连接，交织的范围可在20 Ins 和巧om s 之间变化，属于祯间交织。Turbo 码Turbo 码

6、是一种新型级联递归系统卷积码， 如图 1 所示， 它是由两个结构通常相同的递归卷积（RSC蹒码器通过内部交织器的级联而成的。它的主要优点是：在AWGN道中，其纠错性能可接近香农限，在传输同样长的信息位的数据块时，Turbo码的性能要比RS码级联要好 ldB 以上 ; 缺点是 : 计算量大，有可能引入较大的时延。在CDMAK在低速率和低性能要求下仍采用与第二代移动通信系统中类似的卷积码编译码技术， 而在高速率和高性能要求的情况下，RS码与卷积码的级联的编码方案已渐渐被 Turbo 码所代替。业务专用码业务专用码是在上述标准信道编码之外的一种选择。 例如， 某些信道 类型的话音编解码的不等纠错保护

7、。它允许业务自带特殊的编码方 式而不经上述的任何一种编码，为物理层提供了更大的灵活性。CDMA2000技术与通信编码2000 年5 月，全球无线电大会(WRC-2000) 正式批准了第三代移动通信系统(IMT- 2000)无线接口技术标准。方案中，宽带 CDM邵分多址)技术是第三代移动通信的主要技术。其中，又以 W- CDM街口CDMA2O0由主流技术。CDMA2000 的关键技术高效信道编译码技术：选择效率高、编码增益高、时延性能好、译码算法简单、存储量较小、溢出概率小、适于衰落信道传送、易于实现的编译码技术。基于上述要求，在CDMA200叶，除采用卷积编码技术外，还采用了具有优异译码性能的

8、 Turbo 编码技术。功率控制技术：在CDMA(统中，由于用户共用相同频带， 且各用户的扩频码之间非理想相关特性， 用户发射功率的大小将直接影响系统的总容量， 这使得功率控制技术成为 CDMA系统最重要的核心技术之一。除上述二者之外，还采用了诸如RAKE多径分集接收、智能天线以及多用户检测等许多新的关键技术。信道编码在实际信道上传输数字信号时， 由于信道传输特性的不理想以及干扰噪声的影响，所收到的数字信号不可避免地会发生错误。因此，必须采用信道编码将误比特率进一步降低以满足指标要求。 信道编码的基本做法是： 在发送端被传输的信息序列上以某种确定的规则附加一监督码元，接收端按照既定的规则检验并纠正错误。 根据信息码元与 监督码元之间的相关性来检测和纠正传输过程中产生的差错就是信 道编码的基本思想。结束语若干年来，随着通信技术的发展和实际应用的不断增加， 人们一直在 努力寻找能够更加先进的CDM陪动通信系统的信道编码技术，从早 期的分组码、代数码到Turbo码、LDPc码，它们的优异性能及其在 信息可靠性传输中有着良好的应用前景，例如：光通信、深空通信、 第代移动通信、高速与甚高速数字用户线等，这些已成为当今信道编 码领域最瞩目的研究热点。本人借以上的粗浅探讨，以期对信道编码 技术的探究具有