通訊預(yù)編碼技術(shù)在現(xiàn)代通信中的運(yùn)用

何道剛

摘要：隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，我國通訊行業(yè)技術(shù)越來越先進(jìn)，在現(xiàn)代通信中運(yùn)用預(yù)編碼技術(shù)，可以提高通訊的質(zhì)量。ODN是現(xiàn)代通信中常用的光纜網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用了多種預(yù)編碼技術(shù)，比如MIMO等。本文對預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)行了介紹，還對預(yù)編碼技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，最后對MIMO預(yù)編碼的計算公式以及計算方案進(jìn)行了探討，希望可以促進(jìn)我國通訊行業(yè)更快的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)ODN預(yù)編碼技術(shù)在現(xiàn)代通信中的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：通訊預(yù)編碼技術(shù) 通訊 ODN 優(yōu)缺點(diǎn)

中圖分類號：TN911.22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）12-0041-02

社會在不斷的進(jìn)步，電子通信技術(shù)也在不斷的改進(jìn)與完善，這促進(jìn)了我國通信行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電子通信技術(shù)由于編碼方式比較滯后，而且會受到無線電通訊物理方面的限制，所以，必須對編碼技術(shù)的進(jìn)行改革與創(chuàng)新。ODN是一種現(xiàn)代化通訊技術(shù)，在傳統(tǒng)的ODN網(wǎng)絡(luò)中，管理與維護(hù)效率比較低，而現(xiàn)代化的職能ODN網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用了MIMO等多項(xiàng)預(yù)編碼技術(shù)，提高了資源的利用率，而且故障檢修的效率比較快，可以擴(kuò)大通訊信號，加強(qiáng)了信號接收的范圍，有利于提高通訊的質(zhì)量。

1 基于ODN的預(yù)編碼技術(shù)

ODN是一種光纜網(wǎng)絡(luò)，可以為通訊信號提供光傳輸通道。將ODN應(yīng)用在現(xiàn)代通信事業(yè)中，具有一定優(yōu)勢，但是也存在較多缺點(diǎn)?，F(xiàn)代通信正在從有線通訊逐步發(fā)展為無線通訊，而且應(yīng)用了較多的預(yù)編碼技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以消弱信號通道的關(guān)聯(lián)影響，還可以消除信號干擾，具有較多的優(yōu)點(diǎn)，但是ODN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本比較高，傳統(tǒng)的ODN網(wǎng)絡(luò)管理比較混亂，效率也比較低，為了提高ODN網(wǎng)絡(luò)的利用率，必須對傳統(tǒng)的ODN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，要利用預(yù)編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)ODN的快速發(fā)展。預(yù)編碼技術(shù)有兩種類型，從發(fā)送端的角度分析，一種是線性預(yù)編碼，另一種是非線性預(yù)編碼；從接收端的角度分析，一種為線性接收，另一種為非線性接收。這兩種類型的預(yù)編碼技術(shù)中，線性預(yù)編碼應(yīng)用比較多，在MIMO系統(tǒng)中，利用SVD技術(shù)可以將通信通道進(jìn)行分解，這樣可以提升系統(tǒng)的容量。在分解信道后，需要做好匹配工作，即在分解后的信道后，接收信號需要與發(fā)送信號相匹配。預(yù)編碼技術(shù)也有一定缺點(diǎn)，受到預(yù)編碼技術(shù)的影響，收發(fā)儀器對數(shù)據(jù)以及編碼的處理效率以及質(zhì)量會大大降低，受到信號質(zhì)量的影響，通信信號可能會出現(xiàn)不穩(wěn)現(xiàn)象，而且通信傳輸效率也會受到很大影響。

2 通訊預(yù)編碼技術(shù)運(yùn)用在現(xiàn)代通信中的優(yōu)缺點(diǎn)

通訊預(yù)編碼技術(shù)在國外發(fā)達(dá)國家應(yīng)用比較廣，在基于ODN的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用了較多的MIMO技術(shù)以及ODN技術(shù)等，這項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)可以保證信號傳輸?shù)膹?qiáng)度，還可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在應(yīng)用這些技術(shù)時，主要是利用接受與發(fā)射信號增強(qiáng)MIMO系數(shù)，然后選擇適合的MIMO信道對碼本進(jìn)行優(yōu)化。在現(xiàn)代通信中，碼本的組合形式多為矩陣。MIMO系統(tǒng)可以利用UE對碼本進(jìn)行轉(zhuǎn)化，可以對信道參數(shù)進(jìn)行展現(xiàn)。在現(xiàn)代電子通信中，多將MIMO以及ODN等多項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在信道建設(shè)中，這樣可以調(diào)節(jié)廣播業(yè)務(wù)以及信道業(yè)務(wù)的關(guān)系。我國應(yīng)用預(yù)編碼技術(shù)的時間比較晚，所以相關(guān)技術(shù)與西方發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距。為了提高預(yù)編碼技術(shù)的專業(yè)性，相關(guān)技術(shù)人員也在不斷的改進(jìn)與研究這項(xiàng)技術(shù)，所以， ODN網(wǎng)絡(luò)在不斷的完善，ODN技術(shù)也趨于市場化發(fā)展。我國在ODN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對虛擬MIMO系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)營實(shí)驗(yàn)，并研究出了多項(xiàng)預(yù)編碼技術(shù)，促進(jìn)了我國通訊事業(yè)的發(fā)展。

應(yīng)用預(yù)編碼技術(shù)可以提高信號傳輸?shù)男?，還可以減弱信號之間的干擾，有助于提高通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但是這項(xiàng)技術(shù)也有一定缺點(diǎn)，比如對信號通道參數(shù)的測量不夠精確，而且應(yīng)用在不同的領(lǐng)域中有著一定差異性，還沒有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。另外，預(yù)編碼技術(shù)在信號處理方面也有一定缺陷，會受到信號質(zhì)量、發(fā)射與接收端設(shè)計質(zhì)量以及功率大小等方面的影響。由于預(yù)編碼應(yīng)用的環(huán)境不夠標(biāo)準(zhǔn)化，目前無法找到有效的措施避免這些因素的干擾，所以，預(yù)編碼技術(shù)處理信息以及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不高。

3 預(yù)編碼技術(shù)的算法

預(yù)編碼技術(shù)的實(shí)質(zhì)是線性預(yù)均衡，在通信行業(yè)中，預(yù)編碼技術(shù)一般是以ZF為基準(zhǔn)的，這種技術(shù)有著較多優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用的過程中受到的干擾比較小，而且可以對信道矩陣進(jìn)行調(diào)整。比如MIMO這項(xiàng)預(yù)編碼技術(shù)在應(yīng)用時有著一定缺點(diǎn)，運(yùn)行的過程中會發(fā)出較大的噪音，而且會影響系統(tǒng)功能的發(fā)揮。有的預(yù)編碼技術(shù)是以MMSE為基準(zhǔn)的，其可以降低信道之間的干擾，而且穩(wěn)定性比較高，其缺點(diǎn)是安裝比較復(fù)雜。下面筆者對ZF線性預(yù)均衡以及有限反饋MIMO線性預(yù)編碼相關(guān)計算公式進(jìn)行一一介紹。

3.1 ZF線性預(yù)均衡計算方法

經(jīng)由ZF基準(zhǔn)可發(fā)現(xiàn)，其發(fā)射端的預(yù)編碼信號是x=Fa，在F=βH一1中，通過均衡矩陣F的分析，可得到y(tǒng)的數(shù)據(jù)，也就是：y=l/β（Hx+n）=a+l/β*n。通過下面的公式可知：

β=k/trace（H-1*H-T），

其中，β作為縮放因子，可穩(wěn)定地傳遞預(yù)編碼的信號，這就是xo。

3.2 有限反饋MIMO線性預(yù)編碼的計算方案

迄今為止，國際上比較流行的MIMO與編碼技術(shù)其實(shí)質(zhì)為線性預(yù)均衡，其運(yùn)行機(jī)制主要是將MIMO所有可能受到的干擾調(diào)整為0，那么信道矩陣H就能實(shí)現(xiàn)左偽逆，該方法的不足為：在運(yùn)行中的噪聲過大，影響系統(tǒng)的功能；而以MMSE為基準(zhǔn)的方法能夠保持MIMO子信道之間的臨道干擾，相對于前者而言更加穩(wěn)定，但是其安裝和實(shí)現(xiàn)較為困難。

這種設(shè)計思想主要源自于削減反饋信息達(dá)到信息互換性，全方位提升單向的傳送速度。通常意義上，在舊式電子通訊傳送系統(tǒng)中，發(fā)端收到外界的信號渠道比較單一，也就是說，信號經(jīng)接收端流到發(fā)送端，如此單一化的信道方式顯然無助于電子通訊信號的高效傳遞。實(shí)踐表明，上下互聯(lián)的上下行信道方可加快信號傳送的速率。就當(dāng)前清況看，在國際上接受度較高的有限反饋預(yù)編碼技術(shù)，其設(shè)計主要圍繞兩部分展開：碼本構(gòu)造預(yù)編碼矩陣的選用；碼本創(chuàng)建的技術(shù)。近些年來，伴隨網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)由有線到無線轉(zhuǎn)變，電子通訊的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)地出現(xiàn)變化，碼本變換的方案也應(yīng)被再次設(shè)計，具體運(yùn)用還要周密分析接收原則。

4 ODN預(yù)編碼技術(shù)在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用

ODN的本質(zhì)是為xPON提供光纖物理連接，在應(yīng)用ODN預(yù)編碼技術(shù)時，需要重視OND管理與維護(hù)工作，由于傳統(tǒng)的ODN屬于無源網(wǎng)絡(luò)，所以，資源的利用率比較低，而且不具備智能化管理與維護(hù)的功能。傳統(tǒng)ODN的管理與維護(hù)措施比較簡單，而且主要是利用人工管理措施，工作效率比較低，出現(xiàn)錯誤的概率也比較大。采用紙質(zhì)標(biāo)簽對光纖進(jìn)行識別，但是這種標(biāo)簽比較容易出現(xiàn)脫落，并且無法自動校驗(yàn)，所以，可靠性無法得到保證。如果僅僅依靠人工操作，則數(shù)據(jù)整理以及故障處理會出現(xiàn)較大的誤差。傳統(tǒng)ODN的故障定位處理效率比較低，正確性也法得到保證。為了解決這些問題，必須對傳統(tǒng)的ODN進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，要提高實(shí)現(xiàn)ODN預(yù)編碼技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展，提高資源的利用率，還要加強(qiáng)管理，利用先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)管理，還喲啊實(shí)現(xiàn)自動化故障檢測以及處理，這樣才能提高工作效率。利用光纖可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行監(jiān)測，保證故障定位的精確性。

ODN管理系統(tǒng)對預(yù)編碼技術(shù)的運(yùn)用有著較大影響，其主要發(fā)揮著管理的作用，可以實(shí)現(xiàn)對ODN設(shè)備的自動化管理，也可以完善ODN設(shè)備的性能，可以使ODN設(shè)備的功能更加齊全，可以為通信信息以及信號的傳輸提供更加暢通的信息通道。ODN是以集成電路芯片作為存儲的媒介，對電子編碼信息有著記錄的功能，而且還可以利用電子編碼對物體進(jìn)行識別。將現(xiàn)代通訊預(yù)編碼技術(shù)運(yùn)用在通信行業(yè)中，可以使通信信號的質(zhì)量更強(qiáng)，可以對通訊系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行自動檢測與修復(fù)，使系統(tǒng)可以更加穩(wěn)定的運(yùn)行。當(dāng)前科技時代中，ODN預(yù)編碼技術(shù)發(fā)展越來越快，在通信行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。

5 結(jié)語

本文對通訊編碼技術(shù)在現(xiàn)代通信中的運(yùn)用情況進(jìn)行了介紹，通過分析發(fā)現(xiàn)，MIMO技術(shù)以及ODN技術(shù)都是比較先進(jìn)的預(yù)編碼技術(shù)，而且在國外有著廣泛的應(yīng)用，也收到了良好的應(yīng)用效果。我國在通信行業(yè)應(yīng)用預(yù)編碼技術(shù)比較晚，而且相關(guān)制度也不夠完善，制約了預(yù)編碼技術(shù)的快速發(fā)展。在對ODN預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)性研究后，實(shí)現(xiàn)了ODN技術(shù)的健康發(fā)展，也擴(kuò)大了MIMO預(yù)編碼技術(shù)的應(yīng)用范圍，有利于提高通訊系統(tǒng)的抗干擾能力，可以提高通訊的質(zhì)量，使我國通信市場進(jìn)一步打開。

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