WCDMA技术的信源编码和信道编码WCDMA网络是全球商用时间最长，技术成熟、可演进性最好的，全球第一个3G商用网络就是采用WCDMA制式。

我国采用了全球广泛应用的WCDMA 3G技术，目前已全面支持HSDPA/HSUPA，网络下载理论最高速率达到14.4Mbps。

2G无线宽带的最高下载速度约为150Kbps，我国的WCDMA网络速度几乎是2G网络速度的100倍。

支持业务最广泛，基于WCDMA成熟的网络和业务支撑平台，其所能实现的3G业务非常丰富。

无线上网卡、手机上网、手机音乐、手机电视、手机搜索、可视电话、即时通讯、手机邮箱、手机报等业务应用可为用户的工作、生活带来更多的便利和美妙享受。

终端种类最多，截至2008年底，支持WCDMA商用终端的款式数量超过2000款，全球主要手机厂商都推出了为数众多的WCDMA手机。

国内覆盖广泛，截至2009年9月28日，联通3G网络已成功在中国大陆285个地市完成覆盖并正式商用，新覆盖的城镇数量还在不断增长中，联通3G网络和业务已经覆盖了中国绝大部分的人口和地域。

开通国家最广，可漫游的国家和地区最多，截至2008年底，全球已有115个国家开通了264个WCDMA网络，占全球3G商用网络的71.3%。

截至2009年9月28日，中国联通已与全球215个国家的395个运营商开通了。

WCDMA的优势明显，技术成熟，在WCDMA物理层来看，信源编码和信道编码是WCDMA技术的基础，信源编码是采用语音编码技术，AMR语音编码技术是由基于变速率多模式语音编码技术发展而来，主要原理在于：语音编码器模型由一系列能提供多种编码输出速率与合成质量的声码器构成AMR支持八种速率。

鉴于不同信源比特对合成语音质量的影响不同AMR 语音编码器输出的话音比特在传输之前需要按照它们的主观重要性来排序分类，分别采用不同保护程度的信道编码对其进行编码保护。

信源编码AMR模式自适应选择编码器模式以更加智能的方式解决信源和信道编码的速率匹配问题，使得无线资源的配置和利用更加灵活和高效。

实际的语音编码速率取决于信道条件，它是信道质量的函数。

而这部分工作是解码器根据信道质量的测量参数协助基站来完成，选择编码模式，决定编码速率。

原则上在信道质量差时采用低速率编码器，就能分配给信道编码更多的比特冗余位来实现纠错，实现更可靠的差错控制。

在信道质量好、误比特率较低时采用高速率编码器，能够提高语音质量。

在自适应过程中，基站是主要部分，决定上下行链路采用的速率模式。

信源编码AMR编码器原理，WCDMA系统的AMR声码器共有八种编码模式，它们的输出比特速率不同。

为了降低成本和复杂度，八种模式都采用代数码本激励线性预测技术，它们编码的语音特征参量和参量提取方法相同，不同的是参量的量化码本和量化比特数。

AMR语音编码器根据实现功能大致可分为LPC分析、基音搜索、代数码本搜索三大部分。

其中LPC分析完成的主要功能是获得10阶LPC滤波器的-.个系数，并将它们转化为线谱对参数，并对LSF进行量化；基音搜索包括了开环基音分析和闭环基音分析两部分，以获得基音延迟和基音增益这两个参数；代数码本搜索则是为了获得代数码本索引和代数码本增益，还包括了码本增益的量化。

AMR编码器原理框图AMR译码器原理, AMR的译码器原理如解码原理图所示。

按照可选模式从接收的比特流中，将传输的索引选出。

在每次的传输帧中索引被译码，参数包括LSP 矢量、基音延迟、分数基音延迟、更新码矢量、基音和更新增益LSP矢量被转化为LP滤波系数，经过内插获得在每个子帧的LP滤波器：激励通过自适应码本和更新码本及各自增益的加权而获得；激励信号通过LP合成滤波器重构语音信号；最后，重构的语音信号通过自适应后置滤波器。

AMR解码器原理框图AMR在WCDMA系统中应用，AMR集成了多种语音编码模式，每种模式都有自己的输出速率和比特分布特征。

语音编码所提供的不同的特征参量对信道误码的敏感度不同，对信道越敏感的参量在加扰后对合成语音质量影响越大。

另外，即使同一个参量在量化后，不同比特对信道误码的敏感程度也不同。

由于移动通信系统资源有限，考虑到传输效率的要求，不能为了通信质量无限制地增加信道的冗余度。

因此，鉴于不同信源比特对合成语音质量的影响不同，语音的信道保护设计中采用不等差错保护方案（UEP），即将信源比特按其重要性排序分类，分别采用不同保护程度的信道编码对其进行编码保护。

AMR通过多种编码模式间的自适应切换显示出其在合成语音效果和抗干扰性能方面较传统语音编码器更为优越的地方。

WCDMA 的信道编码方案，WCDMA 的信道编码方案包括以下几部分: 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, 某些业务的组合可能要求不同层次上的业务复用, 也会在信道编译码器的设计上有所体现。

信道编码方案已不仅仅是纠错码的选择、编译码算法和交织算法的问题。

它还涉及与高层消息的通信, 从高层获得业务质量指示、业务复用方式等信息，以实现不同业务的不同编码和复用方案, 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, WCDMA 给出了一种速率适配算法, 目的是把业务速率适配为标准速率集中的某个速率。

当然, 决定信道编码性能最基本的问题还是它的差错控制案。

WCDMA 传输信道提供了两类纠错方式: 前向纠错( FEC) 和自动重发请求( ARQ)。

FEC 是作为无线业务最基本的纠错方式, ARQ 作为一种补充方式。

在早期的WCDMA 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 码与卷积码的串行级联、Turbo 码以及业务专用编码。

WCDMA 的差错控制技术, 数字通信中的两类基本差错控制方法: ARQ 和FEC 在WCDMA 的差错控制中都将有所应用。

这一部分将介绍不同差错控制方式在未来移动业务中的应用, 以及主要的纠错码编码技术及其性能. Turbo 码是一种新型级联递归系统卷积码, 它是由两个结构通常相同的递归系统卷积( RSC) 编码器通过内部交织器的级联而成。

Turbo 码的主要优点之处是在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, Tur bo 码的性能要比RS 级联码要好1dB 以上.从上面的分析, 可以看到, 在WCDMA 中, 在低速率和低性能要求下仍然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, 差错控制编码方案已经有了很大变化; RS 码与卷积码的级联的编码方案已经逐渐被Turbo 码所代替。

目前, Turbo 码的编解码技术发展很快, 它已经发展为一种包括多种编译码方法的FEC 技术分支。

WCDMA 移动通信系统中的Turbo 码的应用, 1948 年香农提出了著名的第二信道编码定理。

该定理指出: 在有噪声的信道中, 只要实际传输速率小于信道的容量时, 总可以实现在信道中无差错的传输。

香农提出了三个基本条件: ( 1) 采用随机编译码方式; ( 2) 编译长度L到无穷, 即分组的码组长度无限; ( 3) 译码采用最佳的最大似然译码算法。

在满足这三个条件的前提下, 他认为在信道中可以实现无差错传输。

Turbo 码的设计包括分量RSC 生成元的确定、码率调整器的设计( 打孔) 以及内部交织器的设计.(1) RSC( 分量) 编码器生成元的设计由上面的算法复杂度分析看, 译码的计算量是与卷积码的约束长度( M + 1) 有关为o ( 2M ) , 如果要减少运算量, 约束长度就不能太大, 因而在WCDMA 的提案中建议的约束长度一般是3、4 和5。

从仿真结果来看: 译码时, 在一定的范围内, 较大的约束长度具有较大的编码增益.从另一个角度看, 约束长度越长, 信息关联程度越大, 无疑对译码性能的提高是有好处的。

(2) 栅格终止Turbo由于Turbo 码编码器的两个分量编码器之间存在一个内部交织器, 而且每个分量编码器又是递归的卷积码编码器, 所以很难在每个数据块尾将寄存器状态归零,B的初始条件的状态是定义在寄存器的状态为0 的条件下。

虽然在仿真中发现带有尾比特的与没有尾比特的译码算法的性能差距不大, 但是没有栅格终止会给硬件实现带来麻烦。

目前还没有只用M 位( 寄存器为M 个) 同时结束两个RSC 编码器的简单算法。

解决的办法是: 在完成所有输入信息编码工作后, 让第二个RSC 编码器不工作, 只将第一个RSC 编码器归零。

同理, 让第一个编码器不工作, 只将第二个RSC 编码器归零。

这样在输入信息的数据之后加入2M 个尾比特, 就可以实现Turbo码的栅格终止。

(3) 交织深度的选择，Turbo码有较大的时延, 使得它在对时延要求较高的话音业务中的应用受到了限制, 但对于其他无编译码时延要求或对时延要求较低的业务, Turbo 码的作用就可以得到充分地发挥了. 所以在WCDMA 系统中,32kbps( 包括32kbps) 以上的业务由Turbo码完成。

由前面的分析知道, Turbo 码的译码性能除了受交织器随机化作用影响外, 它很大程度上取决于交织器长度( 即交织深度) 。

交织深度越大, 译码的误码率越低。

使用的交织深度达到65536。

在WCDMA 系统中, 业务速率由32kbps 到2Mbps,10ms 一帧, 其帧长由320 到20000, 如果帧长等于交织深度的话, 那么Turbo 码的译码器性能就会有很大差别。

虽然一些文献对短帧进行了研究, 但其性能还远不能让人满意。

当然在实际应用时, 不能选用很大的交织深度。

因此, 为了提高译码器的性能, 在一些低速业务的场合, 可以用多帧组成一个数据块, 加大交织深度。

从仿真结果看, 对于144kbps 以上到384kbps 的业务, 其一帧可单独对应一个译码数据块。

( 4) 交织算法Turbo 码的交织算法也是影响其性能的一个重要因素。

目前交织算法还处在研究阶段, 其设计方法尚无理论上完整的表述, 到底采用什么方法作为标准尚无定论,一般采用非均匀交织器。

目前, 所采用的交织算法还不能说对所有的RSC 都是最佳的, 往往是对某些RSC 编码生成元比较好, 需要通过仿真结果加以判断和调整。

很多国家和组织已经提交了交织算法, 但都比较烦琐。

在WCDMA 的信道编码技术中除了继承二代移动通信的话音编译码和交织技术外, 还针对多种业务质量要求引入了纠错能力更强的差错控制方法。

且作为提供综合业务的移动通信系统的组成部分, 信道编码技术中融入了业务复用、速率适配等功能模块, 纠错码的选择也要配合这些模块来考虑。