数字通信技术-.pptVIP

§4.4 卷积编码 内容和要求 内容 卷积编码的原理、表示方法； 卷积码的距离特性以及几种常用的译码方法； 卷积码的Viterbi译码算法及其纠错性能。 要求 掌握卷积码编码原理和表示方法； 了解卷积码的距离特性以及几种常用的译码方法； 掌握卷积编码的Viterbi译码算法，了解其纠错性能。 一、卷积编码的原理 编码过程产生的n元码组，不仅仅是当前输入的k个信息码元的函数，而且还和前面N-1组k个输入信息码元有关，其中N 称为约束长度（constraint length）。 一、卷积编码的原理 信息位长度k：表示每个时刻输入到编码器的信息比特个数。 编码码长n：表示每个时刻编码器输出的比特个数。 约束长度N：表示编码器输出的n个比特不仅与当前输入的k个信息比特有关，而且与前面的N-1组的k个信息比特有关。 码率：R=k/n 一、卷积编码的原理 一、卷积编码的原理 一、卷积编码的原理 二、卷积编码的表示方法 卷积码的编码规则，可以用图形表示，也可以用数学解析式表示。 图形是最直观的表示方法。有三种图形描述法，树图、状态转移图和网格图。 数学解析式则非常简洁。 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 二、卷积编码的表示方法 三、卷积码的距离特性 三、卷积码的距离特性 三、卷积码的距离特性 三、卷积码的距离特性 三、卷积码的距离特性 三、卷积码的距离特性 三、卷积码的距离特性 三、卷积码的距离特性 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 四 卷积码的译码方法 总结 本节课主要讲解了以下内容 卷积码编码原理 卷积码编码的表示方法 卷积码的举例特性 卷积码的译码 作业与思考题 教材：4.5 4.6 4.7 4.24 4.30 谢 谢！ 前两种属于概率译码方法，后一种属于代数译码方法。 卷积编码的译码方法分类 维特比译码方法：译码性能最佳，但实现最复杂； 序列译码方法：译码性能与复杂度位于维特比译码与门限译码方法之间； 门限译码方法（大数逻辑译码法）：译码性能最差，但实现简单； 概率译码算法的性能很好，但比较复杂。 Viterbi译码算法由Viterbi于1976年提出，是译码错误概率最小的卷积码的概率型译码算法，它的实质是最大似然译码。 其译码速度快，易于用大规模集成电路实现。 目前已有专用的Viterbi译码芯片。 当卷积码与调制相结合时，均采用Viterbi译码算法，特别在FEC系统中用的较多，在卫星和深空通信中，使用更为普遍，已成为卫星通信中的标准技术。 维特比译码的思想——最大似然概率译码 假设所有信息序列是等概出现的，可以证明采用最大似然译码可使译码错误概率最小，是一种最佳的译码方法。最大似然译码的译码规则为： 则判定发送序列为M。 条件概率 称为似然函数。 维特比译码 对于二进制对称信道，若P(1/0)=P(0/1)=P，可以证明：求最大对数似然函数就相当于求X 和Y两个序列的最小汉明距离。 Viterbi译码算法是可以用网格图来描述，译码过程就是在树状图或网格图中选择一条路径，使相应的译码序列与接收到的序列之间的对数似然函数的累加值最大（采用硬判决时为汉明距离累加值最小），这种选择，可以通过“加——比——选”运算实现。 在“加——比——选”的过程中要存储两种值，即选出的路径和相应的对数似然函数（或汉明距离）的累加值。 以（2，1，3）卷积编码器为例，不失一般性假设编码器输出序列为全0，由于信道接收错码使接收序列Y为：001001000000…。采用硬判解调方式，在译码过程中采用汉明距作为分支路径度量值。 维特比译码过程