《交织的定义及原理介绍.docVIP

交织的定义与原理 简介 　　 交织器 在 陆地移动通信这种变参信道上，比特差错经常是成串发生的。这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特。然而，信道编码仅在检测和校正单个差错和 不太长的差错串时才有效。为了解决这一问题，希望能找到把一条消息中的相继比特分散开的方法，即一条消息中的相继比特以非相继方式被发送。这样，在传输过 程中即使发生了成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单个(或长度很短)，这时再用信道编码纠错功能纠正差错，恢复原消息。这种方法就是 交织技术。 　　在通信中，传输信息比特差错经常是成串发生的。这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串 的比特。然而，信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才有效。为了解决这一问题，希望能找到把一条消息中的相继比特分散开的方法，即一条消息 中的相继比特以非相继方式被发送。这样，在传输过程中即使发生了成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单个(或长度很短)，这时再用信道 编码纠错功能纠正差错，恢复原消息。这种方法就是交织技术。 　　假定由一些4比特组成的消息分组，把4个相继分组中的第1个比特取出来，并让这4个第1比特组 成一个新的4比特分组，称作第一帧，4个消息分组中的比特2～4，也作同样处理，如图3-30所示。 　　然后依次传送第1比特组成的帧，第2比特组成的帧，……。在传输期间，帧2丢失，如果没有交 织，那就会丢失某一整个消息分组，但采用了交织，仅每个消息分组的第2比特丢失，再利用信道编码， 全部分组中的消息仍能得以恢复，这就是交织技术的基本原理。概括地说，交织就是把码字的b个比特分散到n个帧中，以改变比特间的邻近关系，因此n值越大， 传输特性越好，但传输时延也越大，所以在实际使用中必须作折衷考虑。 基本原理 　　 交织原理 交 织原理交织其实是通信系统中进行数据处理而采用的一种技术，交织器从其本质上来说就是一种实现最大限度的改变信息结构而不改变信息内容的器件。从传统上来 讲就是使信道传输过程中所突发产生集中的错误最大限度的分散化。因此，具体来讲也许数据置乱器这个称呼更加符合交织器其本质，会让人们对交织器的基本工作 机理有更多的感性认识。 　　假定由一些4比特组成的消息分组，把4个相继分组中的第1个比特取出来，并让这4个第1比特组 成一个新的4比特分组，称作第一帧，4个消息分组中的比特2～4，也作同样处理，如图所示。 　　然后依次传送第1比特组成的帧，第2比特组成的帧，……。在传输期间，帧2丢失，如果没有交 织，那就会丢失某一整个消息分组，但采用了交织，仅每个消息分组的第2比特丢失，再利用信道编码， 全部分组中的消息仍能得以恢复，这就是交织技术的基本原理。概括地说，交织就是把码字的b个比特分散到n个帧中，以改变比特间的邻近关系，因此n值越大， 传输特性越好，但传输时延也越大，所以在实际使用中必须作折衷考虑。 规则交织器 　　 分组交织器生成示意图 分 组交织器生成示意图规则交织器是最早应用于信道编码中的，其实它就是通常我们所说的分组交织器，也就是行读列出或列读行出的交织器，从图3这个简单的3 x 3 交织矩阵可以看出一共有32种交织方式的存在，然而这32种读法中虽然有许多在形式上不同，但就其本质来讲所表现的特性却是完全一致的。所以它们又可以归 纳为有限的四种形式，我们用L代表左，R代表右，T代表上，B代表下，则这四种交织器依次可以表示成：LR/TB，LR/BT，RL/TB ，RL/BT 。其中LR 表示由左至右写人，TB 表示由上至下读出，其它的表示形式也依此类推。有文献对第二、三种交织器进行了详细的比较称之为典型的分组交织器，最后推出第二种交织器比较好，但是此种 交织方式对于奇数行乘以奇数列的方阵来说，会由于交织前后的不动点太多而使交织前后的相关性很大，而如果采用第一、四种交织则效果会更好，这是由于用此交 织方式在交织前后的不动点最多为1 ，从而大大减小了信息之间的相关性。 不规则交织器 　　 交织方式示意图 其 实不规则交织器的形式大部分是由我们上面所提及的4种分组交织器演变而来的，目前主要有对角交织器、螺旋交织器、奇偶交织器等形式，对角交织器和螺旋交织 器都是采用行写而对角读出的方式，两者不同是在于对角交织器是行写然后从第一行的第一个元素开始以对角方式读出，而螺旋交织器则是从最后一行的第一个元素 开始以对角的方式读出，具体的示意图如图所示。 　　交织方式示意图图中所示的是3 x 3的交织矩阵，箭头所示的方向便为读写方向，从总体上来说这两种交织器是由分组交织器演变而来的，其性能要比典型的分组交织器好一些。而下面提到的奇偶交 织器并不是一种独立的交织器生成方法，而是配合删余技术在交织器生成时加上限制