现代移动通信网络技术 孙友伟 张晓燕 畅志贤 第2章 移动通信系统B (2)

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1、现代移动通信网络技术（2B）孙友伟张晓燕畅志贤编著人民邮电出版社2.2.3信道编码技术2．信道编码的分类从功能上划分(1)检错码:仅能检测错码。常用的检错码包括：奇偶校验；循环冗余校验（CRC）等。(2)纠错码:不仅能检测错码，而且能自动纠正错码。常用的纠错码包括：BCH码；卷积码；RS码；级联码；Turbo码等(3)纠删码:不仅具备检错、纠错的功能，而且当错码超过纠正范围时可把无法纠错的信息删除。现代移动通信网络技术22.2.3信道编码技术2．信道编码的分类其他划分方法：按照信息码元和监督码元之间的约束方式不同——分

2、组码和卷积码。按照信息码元和监督码元之间的检验关系——线性码和非线性码。按照纠正错误的类型不同——纠正随机错误码、纠正突发错误码和纠正同步错误码。码元分组是信道编码的基本格式。现代移动通信网络技术32.2.3信道编码技术3．分组码定义：将信息码元每k个为一组，再加上监督码元若干个，构成总长为n个码元的一组，用(n，k)符号来表示。其编码情况如图2.2.11所示。图2.2.11(n,k)以及(7,3)分组码的结构现代移动通信网络技术42.2.3信道编码技术一组码元，常称为码字(codeword)。两个码字的码距在两个码字

3、之间相应的码位上有着不相同的码元的位数之和称为码距，通常用d表示。对于一个编码体制，将其中所有的合法码字的最小距离值称为这个编码体制的码距。现代移动通信网络技术52.2.3信道编码技术3．分组码检错与纠错能力d个单比特错就可以把一个码字转换成另一个码字，为了检查出d个错(单比特错)，需要使用码距为d+1的编码，为了纠正d个错，需要使用码距为2d+1的编码。对于信息位长度为K，监督码长度为r，则要指示一位错的N(N=K+r)个可能位置，即纠正一位错，则必须满足如下关系码距越大，纠错能力越强，但数据冗余也越大，即编码效率低

4、了。现代移动通信网络技术62.2.3信道编码技术3．分组码差错控制编码的效能假设在信道中发送“0”时的错误概率和发送“1”时的错误概率相等，都等于P，且P<<1则在码长为N的码组中恰好发生r个错码的概率为(2-2-18)当码长N=7,P=10-3时，有P7(1)≈7P=7·10-3，P7(2)≈21P2=2.1·10-5，P7(3)≈35P3=3.5·10-9，基本满足通信的需要。现代移动通信网络技术72.2.3信道编码技术4．线性编码如果监督码码元和信号码元由一组线性方程组得到，这样组成的分组码，就是线性分组码。如图

5、2.2.12所示。图2.2.12运算为模2加，所以可得到表2.3的7种信息的编码。现代移动通信网络技术8图2.2.12监督码元和信号码元的关系表2.3(7，3)码中7种信息的编码1234567000000000111010100111011101010011101010011110100111100002.2.3信道编码技术5．卷积码卷积码既能纠正随机差错（之前），也具有一定的纠正突发差错的能力CDMA移动通信系统中采用了卷积码和交织编码。(n,k,m)卷积码m称为编码记忆，表示输入的信息组在编码器中所需的存储单元数m

6、+1称为编码约束度，说明编码过程中互相有约束关系的码段个数(m+1)n称为编码约束长度，说明编码过程中互相约束的码元个数现代移动通信网络技术92.2.3信道编码技术生成矩阵分组码的生成矩阵是一个有限个数的矩阵卷积码的生成矩阵是一个半无限矩阵到一定列后，其数值和前面各列分别相同可只研究前几列所组成的矩阵就可以了，这个矩阵称为截短生成矩阵现代移动通信网络技术102.2.3信道编码技术5．卷积码卷积码编码器如图2.2.13所示，它的编码有一定规律，卷积码编码器由三个移位寄存器组成。图2.2.13（3，1）卷积码编码器从图中可

7、以看出(2-2-19)现代移动通信网络技术112.2.3信道编码技术5．卷积码一种(2，1)的卷积码如图2.2.14所示其码率为1/2，它的监督位只有1位，比较简单使用较长的约束长度，则可以纠正突发差错，也可以纠正随机差错该编码纠错能力强，算法也简单、电路也不复杂，设计者乐于采用现代移动通信网络技术122.2.3信道编码技术5．卷积码一种(2，1)的卷积码如图2.2.14所示使用8kbit/s的语音编码，再加上码率为1/2的卷积编码，即需加8kbit/s的卷积纠错码，共为16kbit/s，在移动通信中有很好的应用图2.

8、2.14(2，1)卷积码(k=2)(a)编码器；(b)译码器现代移动通信网络技术132.2.3信道编码技术5．卷积码译码约束长度——L+m段（L≥1）内所有接收的码组，才能译出一个码组的信息元——L+m即称为译码约束度；(L+m)n则称为译码约束长度卷积码的译码代数译码大数逻辑译码；早期普遍采用概率译码普遍采用维特比译码；利用了码