信道编码(3).ppt

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1、第2篇（戴书第6章,通信系统原理第10章）信道编码卷积码伪随机序列2006年4月ChannelCodingConvolutionalCodesPseudo-randomSequence主要内容•卷积码的基本概念•卷积码编码的图形描述•Vitervi译码算法•卷积码的删余•伪随机序列概述•m序列的构造§11卷积码的基本概念(戴书p.87)卷积码的描述（1）一个简单的卷积码编码电路（2）卷积码的基本参数:(n,k,m)n-子码长度；k-信息长；m-存储级数；编码效率（码率）：R=k/n在上例中，(n,k,m)=

2、(2,1,2).(3)编码约束度：N=m+1表示发生关联的子码数，或相互受约束的子码数。(4)约束长度：表示发生关联、或受约束的码元数目。在上例中，N=3，NA=6§12.卷积码的编码1.通过生成矩阵G及生成多项式g(x)编码:例1.(2,1,3)卷积码矩阵表示:生成序列:生成矩阵:上述编码方程写成矩阵形式C=m.G(2)多项式表示:输出序列:C=(1101000101010011)例2.(3,2,1)卷积码例.3(2,1,2)卷积码2.卷积码编码的图解表示（吴书p.274）(1)状态转移图(2).卷积码的

3、码树表示：(3).卷积码的篱笆图表示:用篱笆图编码§13.卷积码的Viterbi译码(戴书p.91)维特比(Viterbi)译码算法：是一种最大似然译码算法，也是一种最佳译码算法。卷积码的译码分为：•代数译码-基于码的代数结构，如大数逻辑译码等；•概率译码-Viterbi译码算法，概率译码算法。最大似然译码设R是一个接收序列，V是编码器编出的任一个码序列，序列长度为N=n(L+m)，即在接收端，译码器选择一个V，使P(R/V)最大。对于离散无记忆信道（DMC），结论：•对于二元对称信道，最大似然译码就是最小

4、距离译码；•译码器的任务—在篱笆图中寻找一条始于S0，终于S0，与R距离最小（最相似）的一条路径V作为对R的估值。（2）Viterbi译码算法(硬判决)：先画一个长为L+m的篱笆图。译码时，将收到的子码分别与所有分支进行比较，计算其距离，取汉明距离最小的那个分支作为估值。译码步骤：①从全0状态a开始，顺着篱笆图走，分别计算接收子码与个分支之间的汉明距离；②从j=m时刻开始，对进入每一个状态的所有长为j个分支的部分路径，计算其与R的汉明距离d，并存储一条d最小的路径（幸存路径）；③令j:=j+1，计算此时刻进

5、入每一状态的所有分支和同这些分支相连的前一时刻留下的幸存路径与R之间的d，并挑选d最小的那条作为幸存路径；④若m

6、余1.删余码(puncturedcodes)所谓删余是指发端从编码器编出的码序列中删去某些特定位的码元,收端接收后先用虚设的码元填充这些空位,再送到译码器中译码.2.删余的目的:删余的目的是为了提高码率.但删余后纠错能力会有所下降.利用删余技术,可以设计自适应差错控制编码方案,使纠错能力与信道的干扰相匹配,使可靠性与有效性达到较好的统一.3.工作原理:一种普遍规律,只能通过计算机搜索来确定.(2,1,m)码产生的最佳删余码的删余码元位置分布如戴书中的表6-2所示(p.95).§14.伪随机序列及其产生（通信

7、系统原理p406）一、伪随机序列•白噪声：有害-干扰误码可靠性有利-信号具有白噪声统计特性时信息量最大（扩频通信CDMA）；保密通信•伪随机（伪噪声）序列：既有类似于白噪声的统计特性，又便于重复产生与处理；这是一种可用移位寄存器产生的周期序列，故又称为伪随机序列。•分类：m序列：最大长度线性反馈移位寄存器序列；(2)M序列：最大长度非线性反馈移位寄存器序列。二、m序列1.m序列的周期：2.电路组成：找一个n次本原多项式，构成一个除法电路的形式（但无输入），便得到一个m序列发生器（自发运算电路）。例•初

8、态不能为全“0”，否则将产生一个全0序列；•初态不同，产生的序列也不同；•产生的是一个N长（）的周期序列。在本例中N=7，当初态为100时，产生的序列为：0010111(a)因多个模2和是串联的，所以延时大，工作速度较低;(b)模2和在各级触发器之间，模2和的动作是同时并行的，所以延时小，工作速度高.可以证明，这两种结构是等价的，即可产生同一m序列m序列的两种电路结构3.m序列的性质：①“0”,“1”均衡性：“0