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） 摘要 ：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和意义进行了研究。同时，本文结合时代技术 发展的特点，对 Turbo 码、LDPC 码与 Polar 码在 5G 移动通信中的应用方法进行了探讨。这些研究对 5G 移动通信的应用和信道编码 技术的发展有着重要的意义，有很好的现实价值。 关键词 ：5G 通信 ；移动通信 ；信道编码 doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.03.024 中图分类号 ：TN929.53 文献标示码 ：A 文章编码 ：1672-7274（2019）03-0039-02 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 ： 表1 信道编码技术应用示意图 （下转第73 页） 39 Special Technology专题技术DCW数字通信世界2019.03

无方向信标 NDB500 故障分析 叶大勇 （民航甘肃空管分局技术保障部，永登 730087） 摘要 ：无方向信标 NDB 是一种航空无线电地面导航系统，由于工作在中频波段，无线电波容易受到地形地貌的影响，导航精 度往往不够准确，但 NDB 仍然由于价格低廉，易于假设等原因，在世界各地广泛使用。本文就上海埃威航空电子有限公司生产的 NDB500 在日常工作中排除的故障进行分析，希望对同行的工作有所帮助。 关键词 ：NDB500 ；故障 ；分析 doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.03.054 中图分类号 ：TN96 文献标示码 ：A 文章编码 ：1672-7274（2019）03-0073-01 1 引言 NDB 是现今仍在使用，使用时间较长的航空无线电导航设 备。飞机上能接收地面 NDB 台信号的装置叫做 ADF（方位角指 示器）。NDB 导航是利用地面 NDB 导航台与飞机上的 ADF 配 合使用，引导飞机作非精密的一种飞行导航设备。ADF 的仪表 头只有一支指针，当接收到地面 NDB 号时，ADF 的指针就指向 NDB 台站所在的方向。如果飞机径直朝台站飞去，指针就指着 前方，当飞机飞过台站并继续往前飞，指针会转过180度指向后方。 NDB 无方向信标由发射机、谐波滤波器、监控器、电源、天线 调配器和遥控单元组成。设备为主备机配置，具有自动转换功能， 但系统只配置双电源、双发射机、双转换电路 / 码产生器，天线 调配器、谐波滤波器、监控器、天线、遥控单元为公共部分。 2 NDB 输出功率和天线电流下降 （1）故障现象。NDB-A 机出现输出功率和天线电流下降情况， 转换到 NDB-B 机后，设备故障现象和 A 机相同。 （2）故障分析。由于 NDB-A 机和 NDB-B 机都出现相同的 故障现象，这样可以基本排除 A 机和 B 机发射机故障以及各自 的电源故障，故障点应该在 NDB 设备的公共部分，NDB 设备公 共部分包括谐波滤波器、天线调配器、馈线、天线、控制器，并 且输出功率和反射功率检测取样点在谐波滤波器上，测试反射功 率为 22W，正常工作时反射功率为 15W 左右，故障点在谐波滤 波器以后，依次检查谐波滤波器到天线之间的同轴电缆、馈线、 天线正常，但是故障依旧，在天线调配器上将电感微调开关由自 动调整设置到手动调整，手动尝试增加电感，设备恢复到正常的 天线电流和输出功率，故障压缩到天线调配器上，电感量的增减 在手动位可以调整，而自动位不能，造成设备输出电路失谐，产 生反射信号，使输出功率和天线电流下降。 （3）故障查找排除。查看设备电路图，发现造成设备故障的 是天线调配器组件里的相位检测器，打开相位检测器发现，雷击 造成射频输出线到电容 C1的连接线被烧断，重新焊接后恢复正常。 （4）同类故障的排除方法、步骤及建议。发生输出功率和天 线电流下降时，首先要检查谐波滤波器上反射功率的大小，如果 反射功率超过正常值，应检查谐波滤波器以后的电路，反之检查 谐波滤波器以前部分；在确定谐波滤波器以后的电路存在故障后， 应首先检查天线调配器组件微调电感部分的电路及相关的机械配 （上接第39页） 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。 件工作正常 ；射频输出电路失谐不大时，谐波滤波器上失配告警 灯是不亮的。 3 NDB-B 机射频告警、码告警 （1）故障现象。NDB-B 机射频告警、码告警，检查 NDB-B 机各项直流电压正常，天线输出电流为 0、正向输出功率为 0， 反射功率为 0，并且发射机组件 M1-M4 指示灯正常，PA1-PA4 指 示灯正常。转换到 NDB-A 机工作，NDB-A 机工作正常。 （2）故障分析。NDB-A 机工作正常，表明 NDB 设备 A 机 和 B 机的公共部分谐波滤波器、天线调配器、馈线、天线工作正 常，反射功率为 0，天线输出电流为 0，表明谐波滤波器以后没 有射频信号输出。NDB-B 机 M1-M4 指示灯工作正常，表明发射 机组件对应调制部分工作电压正常，PA1-PA4 指示灯工作正常， 表明 PA1-PA4 对应的功放工作正常，有功率输出。谐波滤波器上 正向功率为 0，表明信号没有输出到谐波滤波器，故障点应该在 发射机组件到谐波滤波器之间。根据设备电路原理图可知 A、B 两机的公用继电器 RL1，由 B 机转换电路 / 码产生器上的三极管 Q17 来控制，A 机工作时，三极管 Q17 截止，RL1 继电器不吸合， A 机发射机射频输出通过 RL1 常闭接点、谐波滤波器和天线调配 器送到天线辐射，这时 B 机不工作，并与天线断开。B 机工作时 三极管 Q17 导通，继电器 RL1 吸合，B 机发射机功放射频信号通 过 RL1 常开接点、谐波滤波器和天线调配器送到天线去。此时 A 机不工作，并与天线断开。综合判断应该是三极管 Q17 或继电器 RL1 故障。 （3）故障查找排除。首先用扁平延伸线将 B 机码产生电路 / 转换电路板延伸出来，开机测试发现 TP13 点电压为 23V，正常 应该为 0.2V 左右，R113 两端电压为 1.6V，正常应该为 0.7V，是 三极管 Q17 故障造成继电器 RL1 不工作，发射机输出的射频信 号无法传送到谐波滤波器。更换同型号的 Q17 三极管后，NDB-B 机恢复正常。 （4）同类故障的排除方法、步骤及建议。设备无功率输出， 如果发射机面板 M1-M4 调制器输入电源电压指示灯和 PA1-PA4 功放电源电压指示灯正常，并且设备无失配告警现象，应重点检 查发射机到谐波滤波器之间射频通路是否正常。 参考文献 [1] NDB500 无方向信标机使用说明书 . 上海埃威航空电子有限公司 . 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。 参考文献 [1] 王忱 . 浅谈 5G 通信中的 MIMO 和 LDPC 关键技术 . 数字通信世界，2017. [2] 孙韶辉等 .5G 移动通信系统设计与标准化进展 . 北京邮电大学学报，2018. [3] 郭斌 .5G 通信中极化码技术的综述研究 . 电子世界，2018. 73 Technology Analysis技术分析DCW数字通信世界2019.03