無線通信技術(shù)2012_5.2.ppt

1、無線通信技術(shù),武卓 ,交織技術(shù)概述 交織器的分類 GSM中的交織方式,通信與信息工程學院,抗衰落技術(shù)-交織技術(shù),交織技術(shù),交織技術(shù)概述 背景：,在陸地移動通信這種變參信道上，比特差錯經(jīng)常是成串發(fā)生的。然而，信道編碼僅在檢測和 校正單個差錯和不太長的差錯串時才有效。為了解決這一問題，就提出了交織技術(shù)。,交織技術(shù)概述,交織技術(shù),定義： 希望能找到把一條消息中的相繼比特分散開的方法，即一條消息中的相繼比特以非相繼方式被發(fā)送。這樣，在傳輸過程中即使發(fā)生了成串差錯，恢復成一條相繼比特串的消息時，差錯也就變成單個(或長度很短)，這時再用信道編碼糾錯功能糾正差錯，恢復原消息。這種方法就是交織技術(shù)。,交織技術(shù)

2、,交織技術(shù)概述,通信與信息工程學院,交織技術(shù),交織器,交織器從本質(zhì)上來說就是一種實現(xiàn)最大限度的改變信息結(jié)構(gòu)而不改變信息內(nèi)容的器件。簡單來說，就是使信道傳輸過程中所突發(fā)產(chǎn)生集中的錯誤最大程度的分散化。,交織技術(shù),交織器的分類,通信與信息工程學院,基本交織器,對于一個實際應(yīng)用的交織器來說，它是有周期性的，周期T就是我們所說的交織長度。我們就可以將交織器的基本原理用基本置換矩陣 來表示。,交織技術(shù),通信與信息工程學院,交織器的分類,規(guī)則交織器； 不規(guī)則交織器； 隨機交織器,交織技術(shù),通信與信息工程學院,規(guī)則交織器,規(guī)則交織器是最早應(yīng)用于信道編碼中的，其實它就是我們通常所說的分組交織器，即行讀列出或列

3、讀行出。 工作原理：將編碼后的碼字序列按行填入一個大小為m n 的矩陣，矩陣填滿以后，再按列發(fā)出。同樣，接收端的解交織器將接收到的信號按列填入m n 的矩陣，填滿后再按行讀出，然后送往解碼器進行正常解碼。這樣，信道中的連續(xù)突發(fā)錯誤被解交織器以m 個比特為周期進行分隔再送往解碼器，如果這m 個錯誤比特處于信道編碼的糾錯能力范圍內(nèi)，則達到了消除錯誤突發(fā)的目的。,交織技術(shù),規(guī)則交織器,通信與信息工程學院,可以歸納為有限的4種形式，我們用L代表左，R代表右，T代表上，B代表下，則這四種交織器依次可以表示為：LR/TB,LR/BT,RL/TB和RL/BT。其中LR表示由左至右寫入，TB表示由上至下讀出。

4、其他的表示形式以此類推。,交織技術(shù),不規(guī)則交織器,兩圖所示的是33的交織矩陣，箭頭所示的方向便為讀寫方向。從總體上來說這兩種交織器是由分組交織器演變而來的，其性能要比典型的分組交織器好一些。,奇偶交織器并不是一種獨立的交織器生成方法，而是配合刪余技術(shù)在交織器生成時加上限制條件的一種方法。,對角交織器 螺旋交織器,交織技術(shù),隨機交織器,由于矩陣交織可能將某些周期性干擾變成突發(fā)錯誤，所以在有些通信系統(tǒng)中采用了矩陣交織的變體，稱為隨機交織。這種交織技術(shù)對突發(fā)參數(shù)的易變性具有相當?shù)倪m應(yīng)性，但是其復雜度和設(shè)備費用也較高。 隨機交織器是隨著Turbo碼的產(chǎn)生而被日益廣泛應(yīng)用起來的。顧名思義，隨機交織器應(yīng)該

5、實現(xiàn)的思想便是隨機交織過程，但是現(xiàn)在我們所說的隨機交織器大部分來講應(yīng)該稱之為偽隨機交織器。,交織技術(shù),隨機交織器,偽隨機：由于對于每一組信息序列所產(chǎn)生的交織后的結(jié)果是隨機的，而譯碼器則要求對每幀數(shù)據(jù)都要有相應(yīng)的交織順序，所以在傳輸編碼序列的同時，在信道上還要傳輸交織器的信息，這不僅加大了譯碼器的復雜度，而且也加大了信道負載。所以現(xiàn)在所采用的隨機交織器都是偽隨機的，是事先經(jīng)過隨機選擇而生成的一種比較好的交織方式，然后將其做成表的形式存儲起來而進行讀取的。,隨機交織器,交織技術(shù),通信與信息工程學院,S-隨機交織器：要求在交織前的信息序列長為S的各信息位在交織后必須相鄰大于S+1個單位。目前采用的大

6、部分都是這種交織器，或是由此而演變出來的S系列隨機交織器。 T-隨機交織器：要求碼字中的任何一對相鄰的信息位在交織后的距離要大于整個碼的約束長度。一般來講，只有采用K=3的卷積碼才能產(chǎn)生出符合條件的隨機交織器。 S-T-隨機交織器：這種交織器實際上就是對S-隨機交織器和T-隨機交織器兩種產(chǎn)生條件的綜合，實現(xiàn)起來比較困難。,交織技術(shù),GSM中的交織方式,在GSM系統(tǒng)中，信道編碼后進行交織，交織分為兩次，第一次交織為內(nèi)部交織，第二次交織為塊間交織。 話音編碼器和信道編碼器將每一20ms話音數(shù)字化并編碼，提供456個比特。首先對它進行內(nèi)部交織，即將456個比特分成8幀，每幀57比特。,交織技術(shù),GSM中的交織方式,通信與信息工程學院,如果將同一20ms話音的2組57比特插入到同一普通突發(fā)脈沖序列中(見圖)，那么該突發(fā)脈沖串丟失則會導致該20ms的話音損失25的比特，顯然信道編碼難以恢復這么多丟失的比特。因此必須在兩個話音幀間再進行一次交織，即塊間交織。,上圖為普通突發(fā)脈沖串,交織技術(shù),通信與信息工程學院,GSM中的交織方式,把每20ms話音456比特分成的8幀為一個塊，假設(shè)有A、B、C、D四塊，見下圖所示，在第一個普通突發(fā)脈沖串中，兩個57比特組分別插入A塊和D塊的各1幀(插入方式如后圖所示，這就是二次交織)，這樣一個20ms的話音8幀分別插入8個不同普通突發(fā)脈沖序列中，然后一個