無線通信技術(shù)基礎(chǔ)_08抗衰落技術(shù)

1、無線通信無線通信技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)基礎(chǔ)第第8章、抗衰落技術(shù)章、抗衰落技術(shù)內(nèi)容介紹內(nèi)容介紹 衰落衰落是無線通信是無線通信系統(tǒng)遇到系統(tǒng)遇到的一個特殊問題，衰落會造成接收的一個特殊問題，衰落會造成接收信號電平隨信號電平隨著著時間和位置出現(xiàn)不規(guī)則時間和位置出現(xiàn)不規(guī)則的的劇烈劇烈變化變化。衰落對。衰落對無線信號無線信號的的傳輸傳輸質(zhì)量質(zhì)量和可靠性和可靠性都有都有很大影響很大影響，嚴(yán)重的衰落會造成通信無法建立或者已建立的通信中斷。，嚴(yán)重的衰落會造成通信無法建立或者已建立的通信中斷。 衰落衰落主要是由非正常衰減和多徑效應(yīng)引起。非正常主要是由非正常衰減和多徑效應(yīng)引起。非正常衰減包括衰減包括降水衰減、降水衰減、繞射衰

2、減和陰影效應(yīng)等繞射衰減和陰影效應(yīng)等，衰減，衰減發(fā)生時，接收信號電平會低于發(fā)生時，接收信號電平會低于正常值正常值，這種衰這種衰落稱為落稱為衰減型衰落衰減型衰落。由于由于多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)的的原因原因，經(jīng)過經(jīng)過不同傳播路徑的電磁波不同傳播路徑的電磁波之間之間會形成會形成相互相互干涉，這是最常見的也是最重要的干涉，這是最常見的也是最重要的衰落衰落，通常通常稱為多徑衰落。在稱為多徑衰落。在移動通信系統(tǒng)中，非正常衰減對通信的影響相對比較小，而多徑衰落的影響移動通信系統(tǒng)中，非正常衰減對通信的影響相對比較小，而多徑衰落的影響相當(dāng)嚴(yán)重，是移動無線信道需要重點(diǎn)解決的問題。相當(dāng)嚴(yán)重，是移動無線信道需要重點(diǎn)解決的問題

3、。 移動通信移動通信系統(tǒng)中需要利用信號處理技術(shù)來改善惡劣的無線傳播環(huán)境中的系統(tǒng)中需要利用信號處理技術(shù)來改善惡劣的無線傳播環(huán)境中的鏈路性能。由于多徑衰落和多普勒頻移的影響，移動無線信道極其易變鏈路性能。由于多徑衰落和多普勒頻移的影響，移動無線信道極其易變，必，必須須采取必要的技術(shù)手段來減小衰落對通信質(zhì)量的影響采取必要的技術(shù)手段來減小衰落對通信質(zhì)量的影響。本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)一一抗衰落技術(shù)的基本概念?？顾ヂ浼夹g(shù)的基本概念。二二均衡技術(shù)。均衡技術(shù)。三三分集分集技術(shù)。技術(shù)。四四交織技術(shù)。交織技術(shù)。五五信道編碼技術(shù)。信道編碼技術(shù)。第第8.1節(jié)、概述節(jié)、概述 衰落是移動通信系統(tǒng)中遇到的主要問題，衰落是移動通信

4、系統(tǒng)中遇到的主要問題，普遍普遍采用均衡、分集和信道采用均衡、分集和信道編碼這三編碼這三種種抗衰落抗衰落技術(shù)技術(shù)，用來改善無線信道中接收信號的，用來改善無線信道中接收信號的質(zhì)量質(zhì)量。n 均衡技術(shù)均衡技術(shù)：是是指對信道特性的均衡，接收端的均衡器產(chǎn)生與信道特性相指對信道特性的均衡，接收端的均衡器產(chǎn)生與信道特性相反的特性，以此來減小或消除因信道反的特性，以此來減小或消除因信道的多徑的多徑效應(yīng)造成效應(yīng)造成的的碼間干擾碼間干擾。由于由于無線信道具有未知性和多變性無線信道具有未知性和多變性，因此因此均衡器均衡器必須必須是是自適應(yīng)的。自適應(yīng)的。n 分集技術(shù)分集技術(shù)：是是用來補(bǔ)償衰落信道損耗的，它通常利用無線傳

5、播環(huán)境中同用來補(bǔ)償衰落信道損耗的，它通常利用無線傳播環(huán)境中同一信號的獨(dú)立樣本之間不相關(guān)的特點(diǎn)，一信號的獨(dú)立樣本之間不相關(guān)的特點(diǎn)，使用信號使用信號合并技術(shù)改善接收合并技術(shù)改善接收信號信號的質(zhì)量的質(zhì)量，來抵抗衰落引起的不良影響。它通常要來抵抗衰落引起的不良影響。它通常要通過通過安裝安裝兩兩個或更多的個或更多的接收天線來實(shí)現(xiàn)。接收天線來實(shí)現(xiàn)。n 信道編碼技術(shù)信道編碼技術(shù)：是是通過在發(fā)送信息時加入冗余的數(shù)據(jù)位來改善通信鏈路通過在發(fā)送信息時加入冗余的數(shù)據(jù)位來改善通信鏈路的的性能性能。信道編碼信道編碼就是在信源編碼的基礎(chǔ)上，按一定規(guī)律加入一些新的就是在信源編碼的基礎(chǔ)上，按一定規(guī)律加入一些新的監(jiān)督監(jiān)督碼元以

6、碼元以實(shí)現(xiàn)糾錯的編碼。實(shí)現(xiàn)糾錯的編碼。第第8.2節(jié)、均衡技術(shù)節(jié)、均衡技術(shù)1、均衡技術(shù)的原理、均衡技術(shù)的原理n 在在帶寬受限且時間擴(kuò)散的信道中，由于多徑衰落的影響而導(dǎo)致的碼間干帶寬受限且時間擴(kuò)散的信道中，由于多徑衰落的影響而導(dǎo)致的碼間干擾會擾會使接收使接收信號信號出現(xiàn)出現(xiàn)誤碼誤碼。均衡。均衡正是對付碼間干擾的一項(xiàng)有效技術(shù)。正是對付碼間干擾的一項(xiàng)有效技術(shù)。n 均衡器均衡器通常是用濾波器來實(shí)現(xiàn)的，在數(shù)字通信系統(tǒng)中插入一通常是用濾波器來實(shí)現(xiàn)的，在數(shù)字通信系統(tǒng)中插入一種種與信道特與信道特性相反的性相反的濾波器濾波器來來校正和補(bǔ)償無線信道的傳輸特性，減少碼間干擾的校正和補(bǔ)償無線信道的傳輸特性，減少碼間干擾

7、的影影響響，這種這種起補(bǔ)償作用的濾波器稱為均衡器。起補(bǔ)償作用的濾波器稱為均衡器。n 由于由于移動衰落信道具有隨機(jī)性和時變性，這就要求均衡器必須能夠移動衰落信道具有隨機(jī)性和時變性，這就要求均衡器必須能夠?qū)崟r實(shí)時跟蹤跟蹤移動無線信道的時變特性，使均衡器總是保持最佳的狀態(tài)，從而有移動無線信道的時變特性，使均衡器總是保持最佳的狀態(tài)，從而有更好的失真補(bǔ)償性能。這種更好的失真補(bǔ)償性能。這種均衡器稱作均衡器稱作自適應(yīng)均衡器自適應(yīng)均衡器。n 自適應(yīng)均衡自適應(yīng)均衡器包含器包含兩種工作模式：訓(xùn)練模式和跟蹤模式。發(fā)射機(jī)首先發(fā)兩種工作模式：訓(xùn)練模式和跟蹤模式。發(fā)射機(jī)首先發(fā)射一個射一個已知的已知的訓(xùn)練序列，以便接收機(jī)的

8、均衡器可以作出訓(xùn)練序列，以便接收機(jī)的均衡器可以作出正確設(shè)置正確設(shè)置，在接在接收用戶數(shù)據(jù)時收用戶數(shù)據(jù)時，自適應(yīng)均衡，自適應(yīng)均衡器將根據(jù)信道情況不斷改變其濾波特性。器將根據(jù)信道情況不斷改變其濾波特性。第第8.2節(jié)、均衡技術(shù)節(jié)、均衡技術(shù)n 均衡器被廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)中，特別是采用時分多址（均衡器被廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)中，特別是采用時分多址（TDMA）的）的無線通信系統(tǒng)非常適合使用均衡器。無線通信系統(tǒng)非常適合使用均衡器。TDMA系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)本身就是被分系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)本身就是被分成若干個數(shù)據(jù)段，并被放在相應(yīng)的長度固定的時隙中傳送，訓(xùn)練序列可成若干個數(shù)據(jù)段，并被放在相應(yīng)的長度固定的時隙中傳送，訓(xùn)練

9、序列可以在每個時隙的頭部發(fā)送，每次收到新的時隙數(shù)據(jù)時，均衡器將用其中以在每個時隙的頭部發(fā)送，每次收到新的時隙數(shù)據(jù)時，均衡器將用其中的訓(xùn)練序列進(jìn)行修正的訓(xùn)練序列進(jìn)行修正。n 均衡器實(shí)際上是一個與信道傳輸特性相反的反向均衡器實(shí)際上是一個與信道傳輸特性相反的反向?yàn)V波器濾波器。如果如果傳輸信道傳輸信道是頻率選擇性的，那么均衡器將增強(qiáng)頻率衰落大的頻譜部分，而削弱頻是頻率選擇性的，那么均衡器將增強(qiáng)頻率衰落大的頻譜部分，而削弱頻率衰落小的頻譜部分，使所接收到頻譜的各部分衰落趨于平坦，相位趨率衰落小的頻譜部分，使所接收到頻譜的各部分衰落趨于平坦，相位趨于線性。對于時變信道，自適應(yīng)均衡器可以跟蹤信道的變化，這時

10、的自于線性。對于時變信道，自適應(yīng)均衡器可以跟蹤信道的變化，這時的自適應(yīng)均衡器是一個時變?yōu)V波器，其參數(shù)必須不斷地調(diào)整適應(yīng)均衡器是一個時變?yōu)V波器，其參數(shù)必須不斷地調(diào)整。n 均衡器通常在接收機(jī)的基帶或中頻部分實(shí)現(xiàn)均衡器通常在接收機(jī)的基帶或中頻部分實(shí)現(xiàn)，信道，信道響應(yīng)、解調(diào)信號和自響應(yīng)、解調(diào)信號和自適應(yīng)均衡器的算法通常都可以在基帶部分被仿真和實(shí)現(xiàn)。適應(yīng)均衡器的算法通常都可以在基帶部分被仿真和實(shí)現(xiàn)。第第8.2節(jié)、均衡技術(shù)節(jié)、均衡技術(shù)第第8.2節(jié)、均衡技術(shù)節(jié)、均衡技術(shù)2、均衡技術(shù)的分類、均衡技術(shù)的分類n 均衡技術(shù)可以分為兩大類：線性均衡和非線性均衡技術(shù)可以分為兩大類：線性均衡和非線性均衡。主要均衡。主要差

11、別在于自適差別在于自適應(yīng)均衡器的輸出被用于反饋控制的方法應(yīng)均衡器的輸出被用于反饋控制的方法。p 線性線性均衡器均衡器（判決器的輸出（判決器的輸出未未被應(yīng)用于均衡器的反饋邏輯被應(yīng)用于均衡器的反饋邏輯中中）：）：線性線性均衡器可以用有限沖激響應(yīng)濾波器來實(shí)現(xiàn)。這種濾波器最簡單，它把均衡器可以用有限沖激響應(yīng)濾波器來實(shí)現(xiàn)。這種濾波器最簡單，它把所接收到信號的當(dāng)前值和過去值按濾波系效（即權(quán)重）作線性迭加，所接收到信號的當(dāng)前值和過去值按濾波系效（即權(quán)重）作線性迭加，并把生成的和作為輸出。并把生成的和作為輸出。p 非線性非線性均衡器均衡器（判決（判決器的器的輸出輸出被被應(yīng)用于均衡器的反饋邏輯應(yīng)用于均衡器的反饋

12、邏輯中中）：）：當(dāng)當(dāng)信信道中道中由于由于深度衰落深度衰落而造成嚴(yán)重的而造成嚴(yán)重的信號失真時，線性均衡器往往不能取信號失真時，線性均衡器往往不能取得滿意的效果得滿意的效果，為了補(bǔ)償頻譜失真，線性均衡器會對出現(xiàn)深度衰落的為了補(bǔ)償頻譜失真，線性均衡器會對出現(xiàn)深度衰落的那段頻譜及近旁的頻譜產(chǎn)生很大的增益，從而會大大增加這段頻譜的那段頻譜及近旁的頻譜產(chǎn)生很大的增益，從而會大大增加這段頻譜的噪聲。這時采用非線性均衡器可以得到更好的效果噪聲。這時采用非線性均衡器可以得到更好的效果。第第8.2節(jié)、均衡技術(shù)節(jié)、均衡技術(shù)第第8.2節(jié)、均衡技術(shù)節(jié)、均衡技術(shù)n 非線性均衡器有非線性均衡器有兩個非常有效的非線性算法，可

13、以很好的改善均衡效果兩個非常有效的非線性算法，可以很好的改善均衡效果。p 判決反饋判決反饋均衡均衡：一旦一旦一個信息符號被檢測并被判定后，就可以在檢測一個信息符號被檢測并被判定后，就可以在檢測后續(xù)符號之前預(yù)測并消除由于這個信息符號而帶來的碼間干擾，這就后續(xù)符號之前預(yù)測并消除由于這個信息符號而帶來的碼間干擾，這就是判決反饋是判決反饋均衡的均衡的基本概念基本概念。p 最大似然序列最大似然序列估計(jì)估計(jì)：采用經(jīng)典采用經(jīng)典的最大似然接收結(jié)構(gòu)的不同形式，通過的最大似然接收結(jié)構(gòu)的不同形式，通過在算法中使用沖激響應(yīng)模擬器，最大似然序列在算法中使用沖激響應(yīng)模擬器，最大似然序列估計(jì)檢測估計(jì)檢測所有可能的數(shù)所有可能

14、的數(shù)據(jù)據(jù)序列序列，并并選擇與信號相似性最大的序列作為輸出。選擇與信號相似性最大的序列作為輸出。第第8.2節(jié)、均衡技術(shù)節(jié)、均衡技術(shù)3、自適應(yīng)均衡自適應(yīng)均衡算法算法n 自適應(yīng)均衡自適應(yīng)均衡器要對未知的時變信道作出補(bǔ)償，因而它需要有特別的算法器要對未知的時變信道作出補(bǔ)償，因而它需要有特別的算法來來自動自動更新更新均衡器的系數(shù)以跟蹤信道的變化均衡器的系數(shù)以跟蹤信道的變化。n 自適應(yīng)均衡自適應(yīng)均衡算法的算法的研究非常復(fù)雜，決定研究非常復(fù)雜，決定均衡算法性能的因素有均衡算法性能的因素有很多。很多。p 收斂收斂速度。速度。p 失調(diào)。失調(diào)。p 計(jì)算復(fù)雜度。計(jì)算復(fù)雜度。p 數(shù)值特性。數(shù)值特性。n 在實(shí)際應(yīng)用中，

15、無線在實(shí)際應(yīng)用中，無線信道信道的的傳播特性傳播特性、成本成本和和功耗功耗等因素決定著均衡器等因素決定著均衡器的結(jié)構(gòu)及其算法的選擇。特別是在便攜式無線終端的應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)及其算法的選擇。特別是在便攜式無線終端的應(yīng)用中，還還要考慮要考慮移動臺移動臺的待機(jī)和通話時間的待機(jī)和通話時間，功耗功耗是關(guān)鍵問題是關(guān)鍵問題，只有，只有當(dāng)鏈路當(dāng)鏈路性能的改進(jìn)能性能的改進(jìn)能抵消抵消成本成本和和功耗所帶來功耗所帶來的負(fù)面影響時，均衡器才會得到實(shí)際應(yīng)用的負(fù)面影響時，均衡器才會得到實(shí)際應(yīng)用。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)1、分集的原理、分集的原理n 多徑衰落是移動無線信道中特有的問題，會嚴(yán)重影響通信的質(zhì)量和可靠多徑衰落

16、是移動無線信道中特有的問題，會嚴(yán)重影響通信的質(zhì)量和可靠性。改善多徑信道衰落特性最常用的技術(shù)手段是分集接收技術(shù)，它利用性。改善多徑信道衰落特性最常用的技術(shù)手段是分集接收技術(shù)，它利用無線傳播環(huán)境中同一信號經(jīng)過不同路徑傳輸?shù)莫?dú)立樣本之間互不相關(guān)的無線傳播環(huán)境中同一信號經(jīng)過不同路徑傳輸?shù)莫?dú)立樣本之間互不相關(guān)的特點(diǎn)，使用一定的信號合并技術(shù)來改善接收信號的質(zhì)量，達(dá)到抵抗衰落特點(diǎn)，使用一定的信號合并技術(shù)來改善接收信號的質(zhì)量，達(dá)到抵抗衰落引起的不良影響的效果。引起的不良影響的效果。n 分集技術(shù)的適用范圍很廣、非常實(shí)用，是無線通信系統(tǒng)中最常用的抗衰分集技術(shù)的適用范圍很廣、非常實(shí)用，是無線通信系統(tǒng)中最常用的抗衰落

17、技術(shù)，是一種用相對較低廉的成本就可以大幅度改善無線鏈路性能的落技術(shù)，是一種用相對較低廉的成本就可以大幅度改善無線鏈路性能的強(qiáng)有力的接收技術(shù)。與均衡技術(shù)不同，一般情況下，分集技術(shù)是一種只強(qiáng)有力的接收技術(shù)。與均衡技術(shù)不同，一般情況下，分集技術(shù)是一種只需要在接收端采用的抗衰落技術(shù)，發(fā)送端不需要采取任何措施需要在接收端采用的抗衰落技術(shù)，發(fā)送端不需要采取任何措施，因此也因此也叫做分集接收技術(shù)叫做分集接收技術(shù)。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)n 分集接收分集接收基本基本原理原理：在在多徑傳播的無線環(huán)境下，如果某一條無線路徑中的多徑傳播的無線環(huán)境下，如果某一條無線路徑中的信號經(jīng)歷了深度衰落，而此時在另一條

18、相對獨(dú)立的路徑中很可能仍然包含信號經(jīng)歷了深度衰落，而此時在另一條相對獨(dú)立的路徑中很可能仍然包含著較強(qiáng)的信號，因此，如果通過分集接收技術(shù)在多徑信號中選擇兩個或兩著較強(qiáng)的信號，因此，如果通過分集接收技術(shù)在多徑信號中選擇兩個或兩個以上的信號同時進(jìn)行接收，則接收到正常信號的可能性會大幅度提高個以上的信號同時進(jìn)行接收，則接收到正常信號的可能性會大幅度提高。n 采用采用分集接收可以提高接收端的瞬時信噪比和平均信噪比，而且效果非常分集接收可以提高接收端的瞬時信噪比和平均信噪比，而且效果非常明顯，通常可以提高明顯，通?？梢蕴岣?0dB到到30dB。n 分集的方式包括：空間分集、極化分集、頻率分集、時間分集等。

19、分集的方式包括：空間分集、極化分集、頻率分集、時間分集等。n 按照按照信號傳輸方式信號傳輸方式也也可以分為顯可以分為顯分集和隱分集兩種。顯分集和隱分集兩種。顯分集是分集是指指構(gòu)成構(gòu)成明顯明顯分集信號的傳輸方式，一般指利用多副天線來接收信號的分集。隱分集是分集信號的傳輸方式，一般指利用多副天線來接收信號的分集。隱分集是指將分集技術(shù)包含指將分集技術(shù)包含在傳輸信號在傳輸信號中，在接收端利用信號處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)分集中，在接收端利用信號處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)分集，主要主要包括頻率隱分集技術(shù)（跳頻）和時間隱分集技術(shù)（交織）等包括頻率隱分集技術(shù)（跳頻）和時間隱分集技術(shù)（交織）等。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)2、

20、空間分集、空間分集n 空間分集（天線分集）是無線通信系統(tǒng)中最常用的分集技術(shù)。無線蜂窩空間分集（天線分集）是無線通信系統(tǒng)中最常用的分集技術(shù)。無線蜂窩系系統(tǒng)統(tǒng)中中基基站站天線天線很高很高，而而移動臺天線貼近地面，很難移動臺天線貼近地面，很難保證在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)保證在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間之間存在直達(dá)存在直達(dá)路徑，而且移動臺周圍物體的大量反射還可能導(dǎo)致信號的多路徑，而且移動臺周圍物體的大量反射還可能導(dǎo)致信號的多徑衰落。根據(jù)多徑衰落的特點(diǎn)，如果兩個天線之間的相隔距離徑衰落。根據(jù)多徑衰落的特點(diǎn)，如果兩個天線之間的相隔距離大于大于1/2波長，波長，那么那么兩兩個個天線天線上收到的信號幅度將基本上是非相關(guān)的上收

21、到的信號幅度將基本上是非相關(guān)的。n 空間分集被空間分集被廣泛用于基站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。在每個蜂窩小區(qū)的基站廣泛用于基站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。在每個蜂窩小區(qū)的基站中都會中都會安安裝多個接收天線。由于移動臺裝多個接收天線。由于移動臺接近地面接近地面，很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的信號散射現(xiàn)象，很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的信號散射現(xiàn)象，因此安裝在基站的分集接收天線之間必須分隔的足夠遠(yuǎn)才能夠?qū)崿F(xiàn)信號的因此安裝在基站的分集接收天線之間必須分隔的足夠遠(yuǎn)才能夠?qū)崿F(xiàn)信號的非相關(guān)，通常相隔的距離是波長的幾十倍。非相關(guān)，通常相隔的距離是波長的幾十倍。n 根據(jù)接收方法的不同，空間分集可以分為以下四類根據(jù)接收方法的不同，空間分集可以分為以下四類：選擇分集

22、：選擇分集、掃描分集掃描分集、最大最大比率合并比率合并分集分集、等等增益合并分集。增益合并分集。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)n 選擇選擇分集分集：選擇分集是一種最簡單的空間分集技術(shù)選擇分集是一種最簡單的空間分集技術(shù)。多。多個天線接收到的多個天線接收到的多條支路的信號同時送到分集接收機(jī)或切換邏輯電路條支路的信號同時送到分集接收機(jī)或切換邏輯電路，切換邏輯電路將，切換邏輯電路將瞬時瞬時S/N最高的支路信號送給最高的支路信號送給解調(diào)器解調(diào)器。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)n 掃描掃描分集分集：掃描掃描分集與選擇分集非常相似，但是它并不總是采用多個支路分集與選

23、擇分集非常相似，但是它并不總是采用多個支路中信號最好的支路，而是以一個固定的順序掃描多個支路，如果發(fā)現(xiàn)某一中信號最好的支路，而是以一個固定的順序掃描多個支路，如果發(fā)現(xiàn)某一支路的信號質(zhì)量超過了預(yù)設(shè)的門限，這路信號就會被選中并送到接收機(jī)。支路的信號質(zhì)量超過了預(yù)設(shè)的門限，這路信號就會被選中并送到接收機(jī)。一旦這路信號的質(zhì)量降低到門限以下，掃描就會重新開始一旦這路信號的質(zhì)量降低到門限以下，掃描就會重新開始。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)n 最大比率合并最大比率合并分集分集：最大最大比率合并分集可以對多路信號進(jìn)行加權(quán)比率合并分集可以對多路信號進(jìn)行加權(quán)求和求和，每每個個天線天線都有都有各自的接收機(jī)和移相

24、各自的接收機(jī)和移相電路電路，合并合并后輸出信號的后輸出信號的S/N等于各支路等于各支路信號的信號的S/N之之和和。即使即使每個支路的信號都很每個支路的信號都很差，差，仍然有可能合成出一個達(dá)仍然有可能合成出一個達(dá)到到S/N要求的可以被正常解調(diào)的信號，具有最佳的抗衰落特性。要求的可以被正常解調(diào)的信號，具有最佳的抗衰落特性。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)n 等增益合并等增益合并分集分集：在在某些應(yīng)用中，按照最大比率合并分集的要求產(chǎn)生可變某些應(yīng)用中，按照最大比率合并分集的要求產(chǎn)生可變的權(quán)重很不方便，可以采用等增益合并分集。這種方法同樣也是把各支路的權(quán)重很不方便，可以采用等增益合并分集。這種方法同樣

25、也是把各支路的信號進(jìn)行同相后再疊加，但是每個支路信號的權(quán)重相同。這樣，接收機(jī)的信號進(jìn)行同相后再疊加，但是每個支路信號的權(quán)重相同。這樣，接收機(jī)仍然可以利用同時收到的各支路信號，從大量無法解調(diào)出來的信號中合成仍然可以利用同時收到的各支路信號，從大量無法解調(diào)出來的信號中合成出一個可以解調(diào)的信號的概率仍然很大，其性能只是比最大比率合并分集出一個可以解調(diào)的信號的概率仍然很大，其性能只是比最大比率合并分集要差一些，但比選擇分集要好很多。要差一些，但比選擇分集要好很多。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)3、極化分集、極化分集n 電磁波是一種極化波，在無線信道中，水平極化和垂直極化的路徑是非相電磁波是一種極化

26、波，在無線信道中，水平極化和垂直極化的路徑是非相關(guān)的關(guān)的。經(jīng)過多次隨機(jī)。經(jīng)過多次隨機(jī)反射后，不同極化反射后，不同極化方向的方向的信號就變成互不相關(guān)或者相信號就變成互不相關(guān)或者相關(guān)性很差關(guān)性很差。當(dāng)。當(dāng)某個極化方向接收不到滿足要求的信號時，與其正交的極化某個極化方向接收不到滿足要求的信號時，與其正交的極化方向很可能可以接收到很好的信號方向很可能可以接收到很好的信號。n 雙雙極化天線就是把垂直極化和水平極化（也可能是極化天線就是把垂直極化和水平極化（也可能是+45和和-45極化）兩極化）兩副接收天線集成到一個物理實(shí)體中，通過極化分集接收來達(dá)到與空間分集副接收天線集成到一個物理實(shí)體中，通過極化分集接

27、收來達(dá)到與空間分集接收相同的效果，所以極化分集實(shí)際上可以看作空間分集的一種特殊情況，接收相同的效果，所以極化分集實(shí)際上可以看作空間分集的一種特殊情況，只不過其分集支路只使用了兩個極化相互正交的分集支路。由于兩個極化只不過其分集支路只使用了兩個極化相互正交的分集支路。由于兩個極化的天線安裝在一個整體的天線結(jié)構(gòu)中，從外觀上看，雙極化天線可以被作的天線安裝在一個整體的天線結(jié)構(gòu)中，從外觀上看，雙極化天線可以被作成一個整體。成一個整體。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)V/H (垂直垂直/水平水平)傾斜傾斜 (+/- 45)第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)4、頻率分集、頻率分集n 頻率分集是在發(fā)射端將

28、一個信號利用兩個間隔較大的不同發(fā)射頻率同時發(fā)頻率分集是在發(fā)射端將一個信號利用兩個間隔較大的不同發(fā)射頻率同時發(fā)射，在接收端同時接收這兩個射頻信號后進(jìn)行射，在接收端同時接收這兩個射頻信號后進(jìn)行合成合成，由于由于工作頻率不同，工作頻率不同，電磁波之間的相關(guān)性很小，出現(xiàn)衰落的概率也不同電磁波之間的相關(guān)性很小，出現(xiàn)衰落的概率也不同。n 頻率分集用于改善頻率選擇性衰落特別有效，但付出的代價(jià)是要相應(yīng)地增頻率分集用于改善頻率選擇性衰落特別有效，但付出的代價(jià)是要相應(yīng)地增加發(fā)射機(jī)和接收機(jī)設(shè)備，還要增加占用信道帶寬，降低了頻譜利用率。但加發(fā)射機(jī)和接收機(jī)設(shè)備，還要增加占用信道帶寬，降低了頻譜利用率。但是對于一些特定的

29、業(yè)務(wù)需求，這個代價(jià)是可以接受的是對于一些特定的業(yè)務(wù)需求，這個代價(jià)是可以接受的。n 這種這種分集技術(shù)的工作原理是基于衰落信道的相干帶寬，一般情況下，在信分集技術(shù)的工作原理是基于衰落信道的相干帶寬，一般情況下，在信道相干帶寬之外的頻率上不會出現(xiàn)同樣的衰落，不相關(guān)信道產(chǎn)生同樣衰落道相干帶寬之外的頻率上不會出現(xiàn)同樣的衰落，不相關(guān)信道產(chǎn)生同樣衰落在理論上的概率是各自產(chǎn)生的衰落概率的乘積在理論上的概率是各自產(chǎn)生的衰落概率的乘積。n 在蜂窩移動通信系統(tǒng)中經(jīng)常采用跳頻技術(shù)，用戶數(shù)據(jù)被分為一定大小的組在蜂窩移動通信系統(tǒng)中經(jīng)常采用跳頻技術(shù)，用戶數(shù)據(jù)被分為一定大小的組并在不同的載波上發(fā)射出去，這可以看做是一種頻率隱

30、分集技術(shù)。并在不同的載波上發(fā)射出去，這可以看做是一種頻率隱分集技術(shù)。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)5、時間分集、時間分集n 時間分集是指將同一信號以一定的時間間隔重復(fù)發(fā)送，只要每次發(fā)送的時時間分集是指將同一信號以一定的時間間隔重復(fù)發(fā)送，只要每次發(fā)送的時間間隔足夠大，則各次發(fā)送出現(xiàn)衰落的概率統(tǒng)計(jì)是相互獨(dú)立的，間間隔足夠大，則各次發(fā)送出現(xiàn)衰落的概率統(tǒng)計(jì)是相互獨(dú)立的，時間分集時間分集利用利用這些衰落在統(tǒng)計(jì)上互不相關(guān)的特點(diǎn)這些衰落在統(tǒng)計(jì)上互不相關(guān)的特點(diǎn)來改善來改善時間選擇性時間選擇性衰落。衰落。n 為了保證重復(fù)發(fā)送的數(shù)字信號具有獨(dú)立的衰落特性，重復(fù)發(fā)送的時間間隔為了保證重復(fù)發(fā)送的數(shù)字信號具有獨(dú)立的

31、衰落特性，重復(fù)發(fā)送的時間間隔應(yīng)該超過信道的相干時間，這樣就可以使得再次接收到的信號有獨(dú)立的衰應(yīng)該超過信道的相干時間，這樣就可以使得再次接收到的信號有獨(dú)立的衰落環(huán)境，接收機(jī)就可以獲得衰落特性相互獨(dú)立的幾個信號，從而產(chǎn)生分集落環(huán)境，接收機(jī)就可以獲得衰落特性相互獨(dú)立的幾個信號，從而產(chǎn)生分集效果。時間分集對于處在移動狀態(tài)的移動臺非常效果。時間分集對于處在移動狀態(tài)的移動臺非常有效有效，優(yōu)點(diǎn)是減少接收天優(yōu)點(diǎn)是減少接收天線及相應(yīng)設(shè)備的數(shù)量，缺點(diǎn)是需要占用時間資源而增大了開銷線及相應(yīng)設(shè)備的數(shù)量，缺點(diǎn)是需要占用時間資源而增大了開銷。n 在在CDMA移動通信系統(tǒng)中，時間分集移動通信系統(tǒng)中，時間分集技術(shù)被技術(shù)被廣泛

32、應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于RAKE接收機(jī)中，接收機(jī)中，用來接收和處理多徑信號。時間分集的概念還可以延伸到數(shù)字信號處理的用來接收和處理多徑信號。時間分集的概念還可以延伸到數(shù)字信號處理的過程中過程中，交織，交織技術(shù)就是一種在編碼過程中引入的時間隱分集技術(shù)技術(shù)就是一種在編碼過程中引入的時間隱分集技術(shù)。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)6、RAKE接收機(jī)接收機(jī)n 在在CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，信道帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信道的平坦衰落擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，信道帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信道的平坦衰落帶寬帶寬。同時。同時在選擇在選擇擴(kuò)頻碼時要求其自相關(guān)特性很好，在無線信道的傳輸過程中出現(xiàn)的擴(kuò)頻碼時要求其自相關(guān)特性很好，在無線信道的傳輸過程中出現(xiàn)的

33、時延時延擴(kuò)展可以擴(kuò)展可以被看作被看作是信號是信號的再次傳送，如果這些多徑信號相互之間的延的再次傳送，如果這些多徑信號相互之間的延時超過了一個碼片的時間長度，那么它們將被時超過了一個碼片的時間長度，那么它們將被CDMA接收機(jī)看作是非相關(guān)接收機(jī)看作是非相關(guān)的的噪聲噪聲（并不形成（并不形成碼間干擾碼間干擾），不需要，不需要進(jìn)行均衡。進(jìn)行均衡。n 在無線通信系統(tǒng)中，多徑衰落會影響通信質(zhì)量。但是，多徑信號中也含有在無線通信系統(tǒng)中，多徑衰落會影響通信質(zhì)量。但是，多徑信號中也含有可以利用的信息，可以利用的信息，CDMA接收機(jī)可以通過分集合并多徑信號來改善接收信接收機(jī)可以通過分集合并多徑信號來改善接收信號的信

34、噪比，這就是號的信噪比，這就是RAKE接收機(jī)接收機(jī)。n RAKE接收機(jī)的基本工作原理就是將那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分接收機(jī)的基本工作原理就是將那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量取出來，對它們分別進(jìn)行延時和相位校正量取出來，對它們分別進(jìn)行延時和相位校正，然后，然后按照一定的規(guī)則進(jìn)行合按照一定的規(guī)則進(jìn)行合并，有效地利用多徑分量并，有效地利用多徑分量，達(dá)到，達(dá)到明顯改善接收信號信噪比的效果。明顯改善接收信號信噪比的效果。第第8.3節(jié)、分集技術(shù)節(jié)、分集技術(shù)第第8.4節(jié)、交織技術(shù)節(jié)、交織技術(shù)n 交織交織技術(shù)可以看做是一種時間隱分集技術(shù)。交織技術(shù)可以在不附加任何比技術(shù)可以看做是一種時間隱分集技術(shù)。交

35、織技術(shù)可以在不附加任何比特開銷的情況下，通過交織編碼的方式使數(shù)字通信系統(tǒng)獲得時間分集。特開銷的情況下，通過交織編碼的方式使數(shù)字通信系統(tǒng)獲得時間分集。n 交織交織是是一一項(xiàng)極其有用項(xiàng)極其有用的數(shù)字的數(shù)字通信通信技術(shù)技術(shù)，在所有的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)中，都，在所有的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)中，都普遍采用交織技術(shù)來改善衰落環(huán)境的信號傳輸質(zhì)量普遍采用交織技術(shù)來改善衰落環(huán)境的信號傳輸質(zhì)量。n 在數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)中，在數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)中，話音信號話音信號已經(jīng)通過話音編碼被已經(jīng)通過話音編碼被轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字比特，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字比特，話音話音編碼器會編碼器會在其編碼序列中產(chǎn)生一些很重要的數(shù)據(jù)在其編碼序列中產(chǎn)生一些很重要的數(shù)據(jù)比特，

36、比特，這些比特這些比特必須必須加以保護(hù)，不能讓其產(chǎn)生誤碼加以保護(hù)，不能讓其產(chǎn)生誤碼。交織。交織編碼器的作用就是將這些重要的數(shù)據(jù)編碼器的作用就是將這些重要的數(shù)據(jù)比特分散到不同的時間段中發(fā)送，即使無線信道比特分散到不同的時間段中發(fā)送，即使無線信道出現(xiàn)出現(xiàn)瞬間的瞬間的深度深度衰落或突衰落或突發(fā)發(fā)干擾，干擾，這些重要的數(shù)據(jù)比特也不會被同時擾亂。而只要不出現(xiàn)連續(xù)的比這些重要的數(shù)據(jù)比特也不會被同時擾亂。而只要不出現(xiàn)連續(xù)的比特錯誤，就可以利用信道編碼技術(shù)（將在下面介紹）來糾正信道干擾造成特錯誤，就可以利用信道編碼技術(shù)（將在下面介紹）來糾正信道干擾造成的數(shù)據(jù)比特錯誤的數(shù)據(jù)比特錯誤。第第8.4節(jié)、交織技術(shù)節(jié)、交

37、織技術(shù)n 分組結(jié)構(gòu)的交織分組結(jié)構(gòu)的交織器器：分組分組結(jié)構(gòu)的交織編碼器結(jié)構(gòu)的交織編碼器是一是一個個m行行n列的列的矩陣，每次矩陣，每次對對mn個數(shù)據(jù)位進(jìn)行交織個數(shù)據(jù)位進(jìn)行交織。數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位按列填入交織器，在輸出端按行讀出后按列填入交織器，在輸出端按行讀出后送到發(fā)射機(jī)，這樣就產(chǎn)生了對原始數(shù)據(jù)位以送到發(fā)射機(jī)，這樣就產(chǎn)生了對原始數(shù)據(jù)位以m個比特為周期進(jìn)行分隔的交個比特為周期進(jìn)行分隔的交織效果。接收機(jī)織效果。接收機(jī)端采用端采用與此相反與此相反的過程的過程，就可以恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)。，就可以恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)。第第8.4節(jié)、交織技術(shù)節(jié)、交織技術(shù)n 由于接收機(jī)只能在收到全部由于接收機(jī)只能在收到全部mn個數(shù)據(jù)位并進(jìn)

38、行解交織以后才能夠進(jìn)行解個數(shù)據(jù)位并進(jìn)行解交織以后才能夠進(jìn)行解碼，因此交織技術(shù)會有一個固有的延時，延時的大小主要取決于交織器的碼，因此交織技術(shù)會有一個固有的延時，延時的大小主要取決于交織器的大?。ù笮。╩n）。移動通信。移動通信系統(tǒng)系統(tǒng)中交織中交織編碼器的延時不能超過編碼器的延時不能超過40ms。n 可以用可以用卷積結(jié)構(gòu)的交織卷積結(jié)構(gòu)的交織器代替器代替分組結(jié)構(gòu)的交織器分組結(jié)構(gòu)的交織器，交織效果，交織效果更更好好。第第8.5節(jié)、信道編碼技術(shù)節(jié)、信道編碼技術(shù)n 信道編碼技術(shù)是通過在被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中加入冗余數(shù)據(jù)來避免數(shù)據(jù)信息在傳信道編碼技術(shù)是通過在被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中加入冗余數(shù)據(jù)來避免數(shù)據(jù)信息在傳送過程中出現(xiàn)

39、誤碼，改善信道的質(zhì)量送過程中出現(xiàn)誤碼，改善信道的質(zhì)量。n 只用只用于檢測錯誤的信道編碼稱做檢錯編碼，在通信系統(tǒng)中一般采用既可以于檢測錯誤的信道編碼稱做檢錯編碼，在通信系統(tǒng)中一般采用既可以檢錯又可以糾錯的信道編碼，稱做糾錯編碼檢錯又可以糾錯的信道編碼，稱做糾錯編碼。n 冗余冗余數(shù)據(jù)的引入將會增加信號的傳輸速率（增加帶寬），在高數(shù)據(jù)的引入將會增加信號的傳輸速率（增加帶寬），在高S/N的情況的情況下這會降低頻譜效率，但它卻可以大大降低在低下這會降低頻譜效率，但它卻可以大大降低在低S/N情況下的誤碼率情況下的誤碼率。n 現(xiàn)代信息論的現(xiàn)代信息論的奠基人奠基人是是香香農(nóng)（農(nóng)（Shannon），），1948

40、年香年香農(nóng)農(nóng)發(fā)表發(fā)表的的“通信的數(shù)通信的數(shù)學(xué)理論學(xué)理論”成了信息論正式誕生的里程碑，在他的通信數(shù)學(xué)模型中清楚地提成了信息論正式誕生的里程碑，在他的通信數(shù)學(xué)模型中清楚地提出信息的度量問題。香農(nóng)論證了通過對出信息的度量問題。香農(nóng)論證了通過對信息信息進(jìn)行進(jìn)行恰當(dāng)恰當(dāng)?shù)牡木幋a，編碼，就可以將就可以將由由與與信道噪聲信道噪聲而而引入引入的的錯誤控制錯誤控制在任何誤差范圍之內(nèi)，而且這并不需要降低在任何誤差范圍之內(nèi)，而且這并不需要降低信息傳輸速率。信息傳輸速率。第第8.5節(jié)、信道編碼技術(shù)節(jié)、信道編碼技術(shù))(log)(logBNPBNSBC02211n 香農(nóng)公式香農(nóng)公式。n 由香農(nóng)公式可得如下結(jié)論：由香農(nóng)公式

41、可得如下結(jié)論：p 當(dāng)噪聲功率當(dāng)噪聲功率N00時，信道容量時，信道容量C趨于趨于，這意味著理論上一個無干擾，這意味著理論上一個無干擾信道的容量為信道的容量為無窮大無窮大（CDMA的軟容量就是基于這個結(jié)論）的軟容量就是基于這個結(jié)論）。n 增加信道帶寬增加信道帶寬B并不能無限制地增加信道容量。隨著并不能無限制地增加信道容量。隨著B的增大，噪聲功率也的增大，噪聲功率也會增大，即使信道帶寬無限增大，信道容量仍然是有限的。會增大，即使信道帶寬無限增大，信道容量仍然是有限的。n 當(dāng)信道容量一定時，帶寬效率（當(dāng)信道容量一定時，帶寬效率（C/B）與功率效率（）與功率效率（S/N）可以）可以彼此彼此互換，互換，提

42、高信噪比可以提高信噪比可以增加信道容量。香農(nóng)公式雖然沒有給出互換的具體方法，增加信道容量。香農(nóng)公式雖然沒有給出互換的具體方法，但在理論上闡明了這一互換關(guān)系的極限形式，指明了努力的方向但在理論上闡明了這一互換關(guān)系的極限形式，指明了努力的方向。第第8.5節(jié)、信道編碼技術(shù)節(jié)、信道編碼技術(shù)n 香農(nóng)還提出了一個具有十分重要的指導(dǎo)意義的結(jié)論：假設(shè)信道容量為香農(nóng)還提出了一個具有十分重要的指導(dǎo)意義的結(jié)論：假設(shè)信道容量為C，信息速率為信息速率為R，只要，只要CR，就就總總可以找到一種信道編碼方式實(shí)現(xiàn)無誤碼傳可以找到一種信道編碼方式實(shí)現(xiàn)無誤碼傳輸；如果輸；如果CR，則不可能實(shí)現(xiàn)無誤碼傳輸。這一理論為信道編碼技術(shù)的

43、發(fā)，則不可能實(shí)現(xiàn)無誤碼傳輸。這一理論為信道編碼技術(shù)的發(fā)展指出了方向。展指出了方向。n 假如每個數(shù)字比特的假如每個數(shù)字比特的Eb/N0都超過了香農(nóng)下限，我們就可以通過擴(kuò)展正交信都超過了香農(nóng)下限，我們就可以通過擴(kuò)展正交信號號集集（加入用于糾錯的冗余數(shù)據(jù)）（加入用于糾錯的冗余數(shù)據(jù)）來使來使誤碼率減小到任意程度，也就是說誤碼率減小到任意程度，也就是說可以用很寬的帶寬實(shí)現(xiàn)無差錯的通信可以用很寬的帶寬實(shí)現(xiàn)無差錯的通信。n 和交織編碼器一樣，信道編碼器的輸入信息源也必須是數(shù)字信息源。糾錯和交織編碼器一樣，信道編碼器的輸入信息源也必須是數(shù)字信息源。糾錯編碼也有兩種基本類型：分組碼和卷積碼編碼也有兩種基本類型：

44、分組碼和卷積碼。n 香農(nóng)公式雖然給出了理論極限，香農(nóng)公式雖然給出了理論極限，但并沒有但并沒有給給出出達(dá)到或接近這一理論達(dá)到或接近這一理論極限極限的的具體實(shí)現(xiàn)具體實(shí)現(xiàn)方案方案。幾十年來，。幾十年來，通信系統(tǒng)的研究和通信系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)者們圍繞這設(shè)計(jì)者們圍繞這一目標(biāo)開展一目標(biāo)開展了大量的研究，開發(fā)出各種先進(jìn)的數(shù)字信號表示方法和調(diào)制技術(shù)了大量的研究，開發(fā)出各種先進(jìn)的數(shù)字信號表示方法和調(diào)制技術(shù)。第第8.5節(jié)、信道編碼技術(shù)節(jié)、信道編碼技術(shù)1、分組碼分組碼n 分組碼是一種前向糾錯（分組碼是一種前向糾錯（FEC）編碼，它是一種不需要重復(fù)發(fā)送就可以檢編碼，它是一種不需要重復(fù)發(fā)送就可以檢出并糾正有限個錯誤的信道

45、編碼出并糾正有限個錯誤的信道編碼。n 在分組碼中，在分組碼中，冗余信息加冗余信息加到原始信息之后到原始信息之后，形成，形成新的碼字或新的碼字或碼組，碼組，k個原始個原始信息位被編為信息位被編為n個個比特，比特，n-k個比特位的作用就是檢錯和糾錯。個比特位的作用就是檢錯和糾錯。分組碼分組碼的的編編碼效率碼效率定義為：定義為：RC = k/n，即原始信息速率與編碼后信息速率的比值，如，即原始信息速率與編碼后信息速率的比值，如1/2編碼、編碼、3/4編碼、編碼、7/8編碼等編碼等。n 常用的常用的分組碼分組碼有有：漢明碼：漢明碼、格雷碼格雷碼、阿達(dá)瑪碼阿達(dá)瑪碼、循環(huán)碼循環(huán)碼、BCH碼碼、瑞得瑞得-所

46、所羅羅門碼門碼等。其中，等。其中，瑞得瑞得-所羅所羅門碼門碼簡稱簡稱RS碼碼，是是一種在通信系統(tǒng)中應(yīng)用非一種在通信系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛的常廣泛的信道編碼，信道編碼，RS碼是一種多進(jìn)制碼，它能夠糾正突發(fā)誤碼，通常用碼是一種多進(jìn)制碼，它能夠糾正突發(fā)誤碼，通常用于連續(xù)編碼系統(tǒng)于連續(xù)編碼系統(tǒng)。第第8.5節(jié)、信道編碼技術(shù)節(jié)、信道編碼技術(shù)1、卷積、卷積碼碼n 卷積碼和分組碼有著本質(zhì)的不同，它不是把信息序列分組卷積碼和分組碼有著本質(zhì)的不同，它不是把信息序列分組后進(jìn)行單獨(dú)編碼后進(jìn)行單獨(dú)編碼，而是通過連續(xù)輸入的信息序列得到連續(xù)輸出的已編碼序列而是通過連續(xù)輸入的信息序列得到連續(xù)輸出的已編碼序列。卷積碼。卷積碼可以比

47、可以比分組碼獲得更好的分組碼獲得更好的性能性能。卷積碼的譯碼方法有許多種，其中最重要的技術(shù)卷積碼的譯碼方法有許多種，其中最重要的技術(shù)是維特比（是維特比（Viterbi）算法算法。第第8.5節(jié)、信道編碼技術(shù)節(jié)、信道編碼技術(shù)4、編碼增益編碼增益n 編碼增益編碼增益的含義是：譯碼后信號的誤碼率與已編碼信息在信道中傳輸?shù)恼`的含義是：譯碼后信號的誤碼率與已編碼信息在信道中傳輸?shù)恼`碼率相比較所得到的改進(jìn)量。也可以理解為在一定的誤碼率下，采用信道碼率相比較所得到的改進(jìn)量。也可以理解為在一定的誤碼率下，采用信道編碼與不采用信道編碼相比所節(jié)省的信噪比（編碼與不采用信道編碼相比所節(jié)省的信噪比（S/N）。n 例如：

48、例如：不采用信道編碼時，在不采用信道編碼時，在S/N = 10dB的時候，系統(tǒng)的誤碼率為的時候，系統(tǒng)的誤碼率為10-3；而而采用信道編碼后，由于具有了糾錯功能，如果采用信道編碼后，由于具有了糾錯功能，如果S/N還是還是10dB的話，誤碼的話，誤碼率將可以達(dá)到率將可以達(dá)到10-6甚至更低。換句話說，如果采用信道編碼后甚至更低。換句話說，如果采用信道編碼后的仍然的仍然要滿要滿足足10-3的誤碼率的誤碼率，可能，可能只需要只需要S/N = 4dB就能就能滿足要求滿足要求，這時可以說在滿足，這時可以說在滿足10-3誤碼率的條件下，誤碼率的條件下，編碼增益是編碼增益是6dB。第第8.5節(jié)、信道編碼技術(shù)節(jié)

49、、信道編碼技術(shù)5、編碼編碼技術(shù)的發(fā)展技術(shù)的發(fā)展n 網(wǎng)格編碼網(wǎng)格編碼調(diào)制調(diào)制：網(wǎng)格編碼調(diào)制（網(wǎng)格編碼調(diào)制（TCM）技術(shù)是把編碼和調(diào)制過程結(jié)合在一技術(shù)是把編碼和調(diào)制過程結(jié)合在一起的新技術(shù)，可以在不損失頻譜效率的同時獲得更大的編碼增益起的新技術(shù)，可以在不損失頻譜效率的同時獲得更大的編碼增益。在在不擴(kuò)不擴(kuò)展帶寬也不降低展帶寬也不降低信息信息傳輸速率傳輸速率的條件下的條件下，可以，可以獲得獲得6dB的編碼增益的編碼增益。n Turbo編碼方式有著極強(qiáng)的糾錯能力，是編碼方式有著極強(qiáng)的糾錯能力，是目前最高效目前最高效的編碼方式的編碼方式之一之一，達(dá)達(dá)到到了接近香農(nóng)了接近香農(nóng)理論極限理論極限的性能的性能。Turbo編碼在編碼在3G系統(tǒng)系統(tǒng)中得到了廣泛的中得到了廣泛的應(yīng)用應(yīng)用，Turbo編碼與其它通信技術(shù)相編碼與其它通信技術(shù)相結(jié)合有結(jié)合有巨大的應(yīng)用巨大的應(yīng)用前景前景。Turbo碼與正交頻分碼與正交頻分復(fù)用（復(fù)用（OFDM）技術(shù)、差分檢測技術(shù)相結(jié)