第7章 均衡、分集和信道编码.ppt

分集的效果常用分集改善因子或分集增益来描述，也可以用中断概率来描述。可以预见，分集合并器的输出信噪比的均值将大于任何一支路输出的信噪比均值。最佳的分集就在于最有效地减小信噪比低于正常工作门限信噪比的时间。 信噪比的改善和加权因子有关，对加权因子的选择方式不同，形成3种基本的合并方式：选择式合并、最大比合并和等增益合并。 交织深度M越大，离散度越大，抗突发差错能力也越强。若FEC纠错能力为t时，交织编码可纠正一次突发差错的长度为： 或者说，可纠正t次突发差错长度为M位的差错。交织深度M越大，交织编码处理时间也越长，即是以时间为代价的。因此，交织编码属于时间隐分集。 传统的信道编码通常分成两大类，即分组码和卷积码。这两种码在移动通信中都得到了应用 。虽然分组码译码器的硬判决比较容易实现，但卷积码可以采用一些非常简单的译码算法（如Viterbi算法），因此而更受欢迎。 本节主要对，分组码、卷积码和Turbo码的基本原理以及应用作一些介绍。 * 时域均衡器(3/3) 上式说明，均衡器在k第个抽样时刻上得到的样值 将由 个 与 的乘积确定。我们希望除 外，所有的 都等于零。因此，现在的问题是该有什么样的 才能使 根据前面的推导，可以列出求解的矩阵方程为 实际系统中在给定 各样点值 的情况下，调节 使 以外的有限个 值等于零是可能的。 * 时域均衡器的实现方法 时域均衡器的实现方法有多种，但从原理上分有：预制式自动均衡和自适应式自动均衡两类。 预置式均衡是在实际数据传输之前，先传输预先规定的测试脉冲，然后按迫零调整原理调整各抽头增益； 自适应式均衡是在数据传输过程中连续测出距最佳调整值的误差电压，并由该电压去调整各抽头增益。一般地说，自适应式均衡除能自适应信道特性随时变化外还具有调整精度高的特点。 * 三、信道编码技术 信道编码的目的是为了尽量减小信道噪声或干扰的影响，是用来改善通信链路性能的技术。 其基本思想是：通过引入可控制的冗余比特，使信息序列的各码元和添加的冗余码元之间存在相关性。 在接收端，信道译码器根据这种相关性对接收到的序列进行检查，从中发现错误或进行纠错。 * 信道编码概述 信道编码就是数字通信系统中为了降低误码率，提高数字通信的可靠性而采取的编码。它根据一定的规律在待发送的信息码元中加入一些必要的监督码元，在接收端利用这些监督码元与信息码元之间的规律，发现和纠正差错，以提高信息码元传输的可靠性。 在信道编码系统中，称待发送的码元为信息码元，人为加入的多余码元为监督（或校验）码元。信道编码的目的就是试图以最少的监督码元为代价，以换取最大程度的可靠性的提高。 * 线性分组码原理 线性分组码是将信息序列分为每k位一组的信息序列段，每一信息序列段按照一定规律添加r个监督码元，构成总码长为n=k+r的分组码，记为（n，k）。 在分组码中监督码元仅与本分组中的信息码元有关。监督码元只监督本码字中的信息码元。 当监督码元与信息码元之间的关系为线性关系时，即监督码元与信息码元之间的关系可用模2加代数方程描述时，称其为线性分组码。 cn-1 cn-2 cn-3 … cr cr-1 cr-2 cr-3 … c1 c0 k个信息码元 r个监督码元 总码长 n=k+r 线性分组码的一种结构 * 卷积码原理 卷积码把k个信息位编n位,k和n通常很小,特别适宜于串行形式传输,延时小. n 个码元与当前段的k个信息位有关,而且与前N-1段的信息有关,编码过程相互关联的码元为Nn个. N或nN称为卷积码的约束长度, 常把卷积码记作(n,k,N) 在编码器复杂性相同的情况下,卷积码的性能优于分组码. * 卷积编码器结构 （2，1，3）卷积码编码器 * 卷积编码的描述 生成多项式 针对输出x1j、x2j，编码器的生成多项式分别为 设输入序列对应的多项式为M(x)，则 生成矩阵 卷积码的输出与输入的关系也可以用生成矩阵描述。 卷积码的输出序列可以看成是输入序列与编码器的冲击响应的卷积。 * 卷积码的图解表示——树状图 （2，1，3）卷积码的树状图 * * * 常用抗衰落技术 移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信号受到严重的衰落； 阴影效应会使接收信号过弱而造成通信的中断； 信道存在的噪声和干扰，也会使接收信号失真而造成误码。 因此，在移动通信中需要采取一些信号处理技术来改善接收信号的质量。 分集接收技术、信道编码技术、均衡技术是最常见的信号处理技术，根据信道的实际情况，它们可以独立使用或联合使用。