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1、信号处理与模式识别信息技术与信息化交织在信道编码中的应用TheApplicationofInterleaverinChannelCoding3毕成余 赵 力BICheng2yuZHAOLi摘 要在通信系统中信道编码的交织技术起着重要的作用,交织的使用提高了数据传输的可靠性。本文介绍了交织器的基本原理并对两种常用的交织器的性能进行了比较,提出了今后交织器研究的重点。关键词通信系统 信道编码 交织器AbstractThetechnologyofInterleavingplaysanimportantroleinchannelcodinginthecommunicati
2、onsystem.Itcanimprovethereliabilityofdatatransmission.Thisarticleintroducesthebasicprincipleofinterleavers,comparestheperformanceoftwopopularinterleavers,andputsforththemajorpointsinthestudyofinterleaversinthefuture.KeywordsCommunicationsystemChannelcodingInterleaver加入去交织器,使得信道中的突发错误分
3、散开来,把突发差1 引言错信道改造成独立的随机差错信道,从而可以充分发挥纠错1948年,美国Bell实验室的青年科学家Claude.E.Shan2编码的作用。加上交织后,系统的纠错性能可以提高好几个non在贝尔系统技术杂志上发表了一篇题为“通信的数学理数量级。论”的长篇论文,他以新颖的科学观念和统计的数学方法,系2 交织技术的基本理论统地阐明了通信系统中信息的基本概念,也就是后人所称的“信息论”。Shannon在论文中指出:对于任意给定的有噪声交织其实是通信系统中进行数据处理而采用的一种技信道至少存在一种复杂的编码方法,可以使信道的传输速率术,交织器从其本质上来说
4、就是一种实现最大限度的改变信无限逼近信道容量而同时保证传输差错率达到任意小,这个息结构而不改变信息内容的器件。从传统上来讲就是使信结论为提高数据的可靠传输提供了解决方法和方向。从此道传输过程中所产生的突发错误最大限度的分散化。因此,以后,很多科学工作者和工程技术人员在Shannon所指的方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,向上进行了极其有意义的探索和研究,经过50多年的努力,从而让人们对交织器的基本工作原理有更多的感性认识。目前已经有了许多在有扰信道中或在存贮系统中控制差错下面是一个最简单的交织器框图,可以看到,对于一个信息而用来提高数据传输可靠
5、性的有效编译码方法,这也是我们序列A,i时刻从交织器输出的第i个信息位对应于输入的第(i)经常所说的信道编码。π个信息位。这个模型表明Y=Iπ(X),而对应的可以得到在某些实际的数字通信信道中,噪声、干扰的影响往往-1X=Iu(Y),其中Iu为解交织器,即Iπ=Iμ。是前后相关的,错误是成串出现的,也就是说发生的错误有很强的相关性,当发生一个错误时,往往波及后面的很多数据,导致一片数据都发生错误,这类错误称为突发差错。最典型的突发干扰是变参信道中的快衰弱干扰,闪电与人为的电气脉冲干扰也会形成突发干扰。用一般的纠正随机独立图1 基本交织器框图差错的信道编码来纠正突发
6、差错是没有什么效果的。为了使纠错码能抵抗这些突发错误,在实际应用中纠错编码往往对于一个实际应用的交织器来说它是有周期性的,可以要结合数据交织技术。在发送端加上数据交织器,在接收端用π(i)-T=π(I-T)来表示,T为交织长度。有了周期的概念,我们就可以将交织器的基本原理用基本置换矩阵3东南大学无线电系 江苏南京 210096362005年第2期信息技术与信息化信号处理与模式识别01⋯T-1上的任何一个长度为n2的数据串中不包含交织前原来数据π0π1⋯πT-1序列中相距小于n1的任何两个数据。显然,在发送端采用来表示,其中第一行代表的是原信息序列中的各信息位,而交
7、织器,在接收端就要用去交织器把数据恢复过来。可以证第二行则代表的是经过交织后信息序列中的各信息位,可以明,(n2,n1)交织器相对应的去交织器自身是一个(n1,n2)交说这是最基本的置换,而其它的交织序列可以用加上相应的织器,对于(n2,n1)的卷积交织器来说有两个性能是设计者周期而得到。所关心的,一个是编码延迟D,它定义为从数据经过交织和去交织后所引起的最大延迟。另一个是交织器和去交织器3 两种常用的交织器的存储容量S和Su个符号单元。对于(n2,n1)交织器有如在实际应用中,经常用到的两种交织器是分组交织器下关系(Blockinterleaver)和卷积交织器
8、(Conv
