浅谈cdma信道编码技术 毕俊强

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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

2、化的角度，与分集接受、改进调制解调方法、系统的经济等其他因素综合考虑。1CDMA的信道编码方案CDMA的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。2CDMA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传输信道提供了两类纠错方式:前向纠错(FE

3、C)和自动重发(ARQ)。几C是作为无线业务最基本的纠错方式，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

4、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式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中的FEC的纠错码分别做介绍在早期的CDMA的提议中，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

5、级联、TuRbo码以及业务专用码。2.1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一SCDMA方案中还用到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。2.2RS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

6、变化。RS码和卷积码通过交织相连接，交织的范围可在20Ins和巧oms之间变化，属于祯间交织。2.3Turbo码Turbo码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)编码器通过内部交织器的级联而成的。它的主要优点是:在AWGN信道中，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CDMA中，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

7、积码的级联的编码方案已渐渐被Turbo码所代替。2.4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。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。3CDMA2000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CDMA(码分多址)技术是第三代移动通信的主要技术。其中，又以W-CDMA和CDMA2O00为主流技术。3.1CDMA2000的关键技术高效信道编译码技

8、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CDMA2000