在通信系统架构中，信源编码的功能是实现模拟信号的数字化传输，而信道编码则主要解决数字通信的可靠性问题。提高正确识别信号的能力和通信的可靠性，是保证信息高效、可靠传输的关键步骤。5G信道编码技术究竟是怎么回事？本文告诉你。
著名的“香农公式”
在通信领域有一个重要的人物，即香农，其提出并严格证明了“在被高斯白噪声干扰的信道中，计算最大信息传送速率C公式：
公式中：B是信道带宽（赫兹），S是信号功率（瓦），N是噪声功率（瓦）。该式即为著名的香农公式。香农定理指出，在有噪声环境下，数据传输的最大速率，是通信理论基础和科学依据，也是近代信息论的基础。
现代通信系统模型
3GPP（第三代合作伙伴计划）是移动通信领域的国际标准化组织，其定义了5G三大应用场景：增强移动宽带(eMBB)、大规模机器通信(mMTC)和低时延高可靠通信(URLLC)。其中，eMBB场景对应的是3D/超高清视频等大流量移动宽带业务，其技术指标中峰值速率达20Gbit/s；mMTC场景对应的是大规模物联网业务，其连接数密度达到106设备/km2；URLLC场景对应的是无人驾驶、工业自动化等需要低延时、高可靠性连接的业务，其时延低至1 ms。eMBB是传统移动通信场景的扩展，而mMTC和URLLC是5G移动通信的新型场景。因此，目前三大场景的标准化研究中，eMBB场景的成果较多。
5G信道编码技术
对于5G移动通信而言，信道编码与多址接入技术、多输入多输出（MIMO）技术一起构成5G空中接口的三大关键技术，成为国际组织、各大公司讨论、布局的热点。2016年5G的标准化进程中，信道编码方案成为讨论的热点。为此，本文针对5G的三种信道编码技术做出了详细介绍。
1. 低密度奇偶校验码—LDPC码
LDPC码是由MIT的教授Robert Gallager在1962年提出，理论研究表明：1/2码率的LDPC码在BPSK调制下的性能距香农极限仅差0.0045dB，是目前距香农极限最近的纠错码，也是最早提出的逼近香农极限的信道编码。
LDPC码是一种具有稀疏校验矩阵的线性分组码，它的特征完全由其奇偶校验矩阵决定。相对于行、列的长度，校验矩阵每行、列中非零元素的数目(又称行重、列重)非常小。若校验矩阵H的行重、列重保持不变(或保持均匀)，则称该LDPC码为规则LDPC码，反之若行重、列重变化较大，则称其为非规则LDPC码。研究表明正确设计的非规则LDPC码性能要优于规则LDPC码性能。
LDPC码除了用稀疏校验矩阵表示外，另一重要表示就是Tanner图，如下图所示。Tanner图中，当一条路径的起始节点和终止节点重合时形成的路径是一条回路，称之为环，环所对应的路径长度称为环长，图中所有环中路径长度最短的环长为Tanner图的周长。当采用迭代置信传播译码时，短环的存在会限制LDPC码的译码性能，阻止译码收敛到最大似然译码MLD。因此，LDPC码的Tanner 图上不能包含短环，尤其是长为4的环。
