通信原理電子版講義信道編碼

譯碼原理----維特比譯碼〔續(xù)〕Viterbi譯碼的特點(diǎn)維特比算法是最大似然的序列譯碼算法譯碼復(fù)雜度與信道質(zhì)量無關(guān)運(yùn)算量和存貯量都與碼長(zhǎng)呈線性關(guān)系運(yùn)算量和存貯量都與形狀數(shù)呈線性關(guān)系形狀數(shù)隨k及m呈指數(shù)關(guān)系1卷積碼的碼距特性*卷積碼的流圖2闡明W的冪次表示編碼后碼字的碼重〔1的個(gè)數(shù)〕D的冪次表示碼字的途徑段數(shù)I的冪次表示輸入的碼重34系統(tǒng)傳輸函數(shù)*5卷積碼的自在距dfree自在距：恣意卷碼編碼后序列之間的最小碼距由傳輸函數(shù)可以得到自在距w的最小冪次即為自在距6卷碼的性能界*7現(xiàn)有編碼的運(yùn)用隨機(jī)編碼難以設(shè)計(jì)和分析如今能做的，只是將現(xiàn)有的各種編譯碼方法在實(shí)踐工程環(huán)境中用好。在工程運(yùn)用上，或從系統(tǒng)的角度出發(fā)，在運(yùn)用編碼時(shí)需求思索許多實(shí)踐的要素，如效率、性能、延時(shí)等等。特別要留意的是要與信道特性相順應(yīng)。8信道編碼交錯(cuò)碼在CDMA系統(tǒng)中的功能：重排序，把延續(xù)的比特打亂成不延續(xù)的比特交錯(cuò)舉例：MRCU原始信息：MOTOROLACELLULAR…OOELTLLAOALRMOTOROLACELLULARMOTOROLACELLULAR空中信息：MRCUOOELTLLAOALR…交錯(cuò)編碼交錯(cuò)解碼解碼信息：MOTOROLACELLULAR…MRCUOOELTLLAOALR9級(jí)聯(lián)碼可將編碼、信道、譯碼整體看成一個(gè)廣義的信道。這個(gè)信道也存在錯(cuò)誤，因此對(duì)它還可作進(jìn)一步的糾錯(cuò)編譯碼。對(duì)于有多次編碼的系統(tǒng)，對(duì)各級(jí)編碼，看成一個(gè)整體編碼，就是級(jí)聯(lián)碼。級(jí)聯(lián)碼的最初想法是為了進(jìn)一步降低剩余誤碼率〔改善漸近性能〕，但現(xiàn)實(shí)上它同樣可以提高較低信噪比下的性能。這是由較好構(gòu)造的短碼進(jìn)一步構(gòu)造性能更好的長(zhǎng)碼〔近隨機(jī)碼〕的一種途徑。10內(nèi)碼、外碼和碼距當(dāng)由兩個(gè)編碼串聯(lián)起來構(gòu)成一個(gè)級(jí)聯(lián)碼時(shí)作為廣義信道中的編碼稱為內(nèi)碼以廣義信道為信道的信道編碼稱為外碼由于內(nèi)碼譯碼結(jié)果不可防止地會(huì)產(chǎn)生突發(fā)錯(cuò)誤。因此內(nèi)外碼之間普通都要有一層交錯(cuò)器。11常見的級(jí)聯(lián)方式卷積碼為內(nèi)碼，RS碼為外碼。主要是為了充分利用卷積碼可以進(jìn)展最優(yōu)的維特比譯碼，而且可以用軟判決譯碼。RS碼又有較好的糾突發(fā)錯(cuò)誤才干。內(nèi)碼和外碼均采用卷積碼，特別是當(dāng)內(nèi)碼譯碼可以輸出軟信息時(shí)，更為有效12級(jí)聯(lián)碼的問題性能的代價(jià)就是效率離容量極限還有相當(dāng)間隔譯碼算法遠(yuǎn)未最優(yōu)：硬判、信息利用不充分13譯碼算法上的潛力迭代以充分利用信息14Turbo碼產(chǎn)生背景交錯(cuò)塊交錯(cuò)：行寫入，列讀出卷積交錯(cuò)：16產(chǎn)生背景〔續(xù)〕串行級(jí)聯(lián)碼優(yōu)點(diǎn)：性能較普通短碼有很大改善缺陷：編碼效率低；當(dāng)R/C→1時(shí)性能迅速惡化17編譯碼原理編碼原理18編譯碼原理〔續(xù)〕譯碼原理迭代譯碼19幾點(diǎn)闡明Turbo碼具有優(yōu)越性能的緣由尋覓構(gòu)造好碼的規(guī)律〔分量碼構(gòu)造，交錯(cuò)器構(gòu)造等〕譯碼延時(shí)大，譯碼算法復(fù)雜廣泛運(yùn)用于挪動(dòng)通訊、軍事通訊、深空及衛(wèi)星通訊等20信道編碼性能目的編碼率、編碼效率、碼率編碼增益編碼延時(shí)編譯碼器的復(fù)雜度21分類根據(jù)碼的規(guī)律性可分為：正交編碼和檢、糾錯(cuò)碼根據(jù)監(jiān)視元與信息組之間關(guān)系可分為：分組碼和卷積碼根據(jù)監(jiān)視元與信息元之間關(guān)系可分為：線性碼和非線性碼根據(jù)碼的功能可分為：檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼22分類〔續(xù)〕23第10章正交編碼與偽隨機(jī)編碼數(shù)字通訊中，正交編碼與偽隨機(jī)序列非常重要正交編碼：可用作糾錯(cuò)編碼、可用來實(shí)現(xiàn)碼分多址通訊偽隨機(jī)序列運(yùn)用廣泛：誤碼率丈量、時(shí)延丈量、擴(kuò)頻通訊、通訊加密、分別多徑等24正交編碼正交碼就是一些正交的向量。正交性：N維向量對(duì)于定義在區(qū)間上的信號(hào)Gc〔t〕是一個(gè)碼片的波形，Tc是碼片寬度，也就是說把a(bǔ)、b變成NRZ波形25Walsh-HardmardCodeWalsh-Hardmard矩陣其中是的邏輯取反。假設(shè)以±1標(biāo)志W(wǎng)alsh碼，0映射成+1，1映射成-1。那么26Walsh碼H矩陣中的每一行就是一個(gè)Walsh碼。N階Walsh矩陣〔或稱Hardmard矩陣〕的第i行為向量Walsh碼構(gòu)成的信號(hào):用Walsh碼可構(gòu)成一個(gè)N碼元的雙極性NRZ信號(hào)，其繼續(xù)時(shí)間為，Tc是Walsh碼的碼片〔chip〕繼續(xù)時(shí)間。用N維Hardmard矩陣可構(gòu)造出N個(gè)正交信號(hào)。27假設(shè)碼組，〔為一切編碼碼組的集合〕滿足，那么稱C為正交編碼。即：正交編碼的恣意兩個(gè)碼組都是正交的即：正交編碼的恣意兩個(gè)碼組都是正交的。例1：知編碼的4個(gè)碼組如下：28Walsh碼的產(chǎn)生用不同頻率的方波產(chǎn)生：Walsh信號(hào)中的一部分是Rademacher信號(hào)，即不同頻率的方波，故可用分頻器產(chǎn)生。剩下的另外一部分不是Rademacher信號(hào)的都是Rademacher信號(hào)的相乘結(jié)果。查表法〔任何確定信號(hào)都可以這樣產(chǎn)生〕293031