移動通信的基本技術之編碼技術解析課件

1、移動通信的基本技術廣州城建職業(yè)學院機電信息工程學院主講；任元吉移動通信的基本技術【本章內容簡介】本章著重介紹了移動通信系統(tǒng)所涉及的主要技術，通過學習調制解調技術、編碼技術、交織技術、基帶傳輸、多址技術、跳頻擴頻技術和分集接收技術，了解這些技術的基本概念、主要特點、應用范圍和方式，為掌握移動通信系統(tǒng)的工作原理和方法打下堅實的基礎?！緦W習重點與要求】重點掌握調制解調技術、編碼技術、跳頻擴頻技術等的基本概念、主要特點和應用范圍，了解MSK類調制的性能比較，掌握偽隨機（PN）序列基本特性。主要內容電波傳播分析調制與解調技術編碼和解碼技術多址技術抗噪聲和干擾技術 交織技術分集技術數(shù)字通信系統(tǒng)編 碼 技

2、術信源編碼和信道編碼是通信數(shù)字化的兩個重要技術領域。在移動通信數(shù)字化中，首先是模擬語音信號的數(shù)字化。對于語音信號進行數(shù)字化處理，采用低碼率數(shù)字語音編碼，可以提高頻帶的利用率和信道容量；同時采用較強糾錯能力的信道編碼技術，可使移動通信系統(tǒng)在較低載干比（C/I）的條件下運行，從而保證良好的通話質量。在通信系統(tǒng)中，一般采用“信源編碼”技術來提高數(shù)字系統(tǒng)的傳輸效率。 通常采用“信道編碼”技術，即“差錯控制編碼”來提高數(shù)字系統(tǒng)的可靠傳輸。語音壓縮編碼技術信源編碼技術的主要任務是通過降低數(shù)字信號的碼元速率，壓縮頻帶，達到提高信號傳輸有效性的目的。2G數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)以語音業(yè)務為主，故信源編碼主要指的是

3、語音壓縮編碼。3G不僅提高語言業(yè)務，還提供高速數(shù)據(jù)、圖像等多媒體業(yè)務，故信源編碼除了語音編碼外還有圖像壓縮編碼、多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼等。語音壓縮編碼技術信源輸出的信號都是模擬語音信號，信源編碼主要完成兩大任務：第一是將模擬語音信號轉換成數(shù)字信號（也就是實現(xiàn)模擬信號數(shù)字化），第二是實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。模擬信號數(shù)字化的方法有多種，目前采用最多的是信號波形的A/D變換方法（波形編碼）。它直接把時域波形變換為數(shù)字序列，接收恢復的信號質量好。實用的波形編碼方法主要有兩種基本形式，一是脈沖編碼調制（PCM），另一種是增量調制（M）。下面主要介紹信源編碼的工作原理。1信源信號的數(shù)字化“數(shù)字化”的最基本的技術，叫作脈

4、沖編碼調制（PCM，Pulse Code Modulation），簡稱脈碼調制。模擬信號正是通過PCM而變換成數(shù)字信號的，其具體過程是：通過抽樣、量化和編碼三個步驟，用若干代碼表示模擬形式的信息信號（如圖像、聲音信號），再用脈沖信號表示這些代碼來進行傳輸存儲。其系統(tǒng)原理框圖如圖所示。脈沖編碼調制模擬信號數(shù)字傳輸方框圖 這里所說的“代碼”是指表示數(shù)值的一組二進制或多進制的數(shù)字符號，如表示數(shù)值“五”的十進制代碼是“5”，二進制代碼是“101”。PCM技術中，通常用二進制代碼。PCM信號PCM信號話音信號話音信號抽樣量化編碼數(shù)字通信系統(tǒng)譯碼低通A/D（模數(shù)轉換）D/A（數(shù)模轉換）2語音編碼技術在數(shù)字

5、移動通信中，采用的語音編碼技術有波形編碼、參數(shù)編碼和混合編碼三種。波形編碼技術是通過對語音波形進行采樣、量化，然后用二進制碼表現(xiàn)出來，并在解碼端盡可能準確地恢復語音信號的原始波形。語音編碼技術參數(shù)編碼技術是以語音信號產(chǎn)生的數(shù)學模型為基礎，根據(jù)輸入語音信號分析出表征聲門振動的激勵參數(shù)和表征聲道特性的聲道參數(shù)，然后在解碼端根據(jù)這些模型參數(shù)來恢復語音。這種編碼算法并不忠實地反映輸入語音的原始波形，而是著眼于人耳的聽覺特性，確保解碼語音的可懂度和清晰度。基于這種編碼技術的編碼系統(tǒng)一般稱之為聲碼器，主要用在窄帶信道上提供48kbit/s以下的低速率語音通信和一些對時延要求較寬的場合。當前參數(shù)編碼技術主要

6、的研究方向是線性預測LPC（Linear Predictive Coder）聲碼器和余弦聲碼器。語音編碼技術混合編碼是基于參量編碼和波形編碼發(fā)展的一類編碼技術。一般都把以LPAS為基礎的用VQ技術對激勵信號進行量化的編碼算法統(tǒng)稱為CELP。CELP具有波形編碼和參數(shù)編碼兩種特點，它保持了波形編碼的高質量和參量編碼的低速率，因此也稱為混合編碼，在416kbit/s速率上能夠得到高質量的合成語音。多脈沖線性預測編碼（MP-LPC）、規(guī)則脈沖線性預測編碼（RPE-LPC）和碼激勵線性預測編碼（CELP）等都屬于混合編碼技術。語音編碼技術移動通信中采用的語音編碼方法主要取決于無線移動信道的條件：由于頻

7、率資源十分有限, 因此要求編碼信號的速率較低; 由于移動信道的傳播條件惡劣, 因而編碼算法應有較好的抗誤碼特性。另外, 從用戶的角度出發(fā), 還應有較好的話音質量和較短的時延。移動通信對數(shù)字語音編碼的要求如下：速率較低, 純編碼速率應低于16 kb/s; 在一定編碼速率下的音質應盡可能高; 編碼時延要短, 要控制在幾十毫秒之內; 編碼算法應具有較好的抗誤碼性能, 計算量小, 性能穩(wěn)定; 編碼器應便于大規(guī)模集成。語音編碼技術混合編碼廣泛用在數(shù)字蜂窩移動系統(tǒng)中。由于采用的激勵源不同，就構成了不同的編碼方案。泛歐數(shù)字蜂窩網(wǎng)（GSM）中的RPE-LTP編碼方案采用規(guī)則脈沖作激勵源，而北美數(shù)字移動通信系統(tǒng)

8、中的VSELP編碼方案采用碼本激勵的方法。GSM系統(tǒng)采用的是規(guī)則脈沖線性預測編碼（RPE-LPC）方案，IS-95（CDMA）系統(tǒng)采用的是96kbit/s碼激勵線性預測編碼（CELP）方案。GSM系統(tǒng)中語音編碼方式在GSM系統(tǒng)中語音編碼采用“規(guī)則脈沖激勵長期預測編碼（RPELTP）”方式 GSM通信系統(tǒng)的語音編碼示意模擬信號轉化成數(shù)字信號PCM編碼,速率64kbps每20ms一段進行混合編碼,速率13kbps對差錯敏感的182bit對差錯不敏感的78bit3個奇偶校驗比特和4個尾比特速率22.kbit/sGSM系統(tǒng)中語音編碼方式GSM中話音編碼采用混合編碼器，其編碼過程分為：第一階段：話音分段

9、。64Kbit/s的話音分成20ms一段進行編碼。第二階段：編碼。將每20ms話音編成260bit的數(shù)碼。即比特速率為：26020=13Kbit/sGSM系統(tǒng)中語音編碼方式把話音編碼產(chǎn)生的260bit分成：(1)50個最重要bit(2)132個重要bit(3)78個不重要bit對50個bit先添加3個奇偶校驗bit（分組編碼）。再與132bit和4個尾bit一起卷積編碼，比率為1：2，形成378個bit。另外78個不重要bit不予保護不進行編碼。這樣，260bit的數(shù)字話音信號經(jīng)信道編碼后成為456個bit。比特速率為：45620=22.8Kbit/sCDMA系統(tǒng)中的語音編碼技術在數(shù)字移動通信

10、系統(tǒng)中，語音編碼速率與傳輸信號帶寬成比例關系，即語音編碼速率減半，傳輸信號所占用帶寬也減半，而系統(tǒng)容量增加一倍。為此，必須積極開發(fā)低速率高質量的語音編碼技術，即高效語音編碼技術。其中碼激勵線性預測編碼CELP是高質量語音編碼的方案。在移動無線傳輸線路中，突發(fā)脈沖序列中常因衰落產(chǎn)生誤碼。為抑制誤碼對語音質量的影響，要研究抗誤碼能力的編碼方式，即采取高效糾錯/檢測編碼的措施。對于高效語音編碼方式，為了抑制由于低速率引起語音質量的惡化，需要進行龐大的運算處理，這種運算處理甚至超過目前數(shù)字信號處理器（DSP）的能力，為此，就需要高性能數(shù)字信號處理器。語音編譯碼器相關技術誤碼保護技術移動通信中傳輸信息的

11、差錯控制有各種方法，例如，檢測/糾錯、比特交錯、譯碼波形插補、誤碼量化等，其中最重要的是檢測/糾錯。在檢測/糾錯時為竭力減少糾錯時的冗余比特，在要求低速率的無線傳輸中，從語音編碼的比特中選擇最重要的比特，并進行糾錯，這種保護方法（BS-FET）現(xiàn)已被廣泛采用。誤碼保護技術采用BS-FET的語音信息傳輸系統(tǒng)語音編譯碼器相關技術VOX和回波抵消技術在移動通信中與語音信息傳送的相關技術有語音控制發(fā)送（VOX，Voice Opereted Trans-mission）和回波抵消技術等。所謂VOX就是為了減少移動臺功耗，使其僅在發(fā)聲期間發(fā)送編碼語音信息，在收話期間停止進行無線發(fā)送，這是手機的重要功能，回

12、波抵消就是抑制由于編碼時延引起的通話質量惡化的回波功能。數(shù)字移動通信中語音信息傳輸系統(tǒng)VOX和回波抵消技術VOX和回波抵消技術由公眾網(wǎng)側的2W/4W切換用混接網(wǎng)絡恢復回波。若語音編譯碼器的時延加大，移動臺側檢測到回波就降低了通話質量。這里，回波抵消器根據(jù)推測的公眾網(wǎng)的傳輸特性，生成模擬回波，反相位與此相抵消，從而消除回波。綜合來看，實現(xiàn)高質量語音信息傳輸時，VOX和回波抵消都是語音編譯碼器的相關技術。信道編碼由于通信信道, 尤其是無線通信信道, 容易受到外界干擾和噪聲的影響, 因此導致信息在傳輸過程中發(fā)生改變, 從而在接收端接收不到完全正確的信息。 為了保證通信的可靠性, 必須采用信道編碼。信

13、道編碼能夠檢查和糾正接收信息流中的差錯。傳輸信號在接收端出現(xiàn)誤判是由兩方面原因造成的 由于信道傳輸特性不理想（一般稱為“乘性干擾”）產(chǎn)生的誤差，其通?？刹捎谩熬狻钡姆椒右约m正 由于信號在傳輸時疊加上噪聲（稱為“加性干擾”）產(chǎn)生的誤差，其影響一般需采用“差錯控制編碼”的方法來加以糾正 信道編碼“差錯控制編碼”的基本思想是在發(fā)送端被傳送的信息中附加一些冗余比特（稱為監(jiān)督碼元），這些多余的碼元與信息碼元之間以某種確定的規(guī)則相互關聯(lián)（約束）；接收端通過檢驗這種既定的規(guī)則來獲知是否有錯碼產(chǎn)生，進而糾正這些錯碼。 由于監(jiān)督碼元的加入，增加了信號的冗余度，即可靠性的提高是以帶寬為代價的，所以信道編碼技術

14、的目的是如何以最小的監(jiān)督碼元，獲得最大的糾錯和檢錯能力。差錯控制方式常用的差錯控制方法有三種：檢錯重發(fā)法(簡稱ARQ)、前向糾錯法(簡稱FEC)和混合糾錯法(簡稱HEC)，系統(tǒng)構成如圖所示。差錯控制方式1、檢錯重發(fā)法這種差錯控制方式也稱為“自動請求重傳（ARQ）”。在發(fā)送端對數(shù)據(jù)序列進行分組編碼，加入一定多余碼元使之具有一定的檢錯能力，成為能夠發(fā)現(xiàn)錯誤的碼組；接收端收到碼組后，按一定規(guī)則對其進行有無錯誤判別，并把判決結果（應答信號）通過反向信道送回發(fā)送端。如有錯誤，發(fā)送端把前面發(fā)出的信息重新傳送一次，直到接收端認為已正確收到信息為止。差錯控制方式圖列舉了三種最流行的ARQ過程，圖中時間從左到右

15、遞進。差錯控制方式2、前向糾錯法前向糾錯（FEC）系統(tǒng)中，發(fā)送端的信道編碼器將輸入數(shù)據(jù)序列變換成能夠糾正錯誤的碼，接收端的譯碼器根據(jù)編碼規(guī)律檢驗出錯誤的位置并自動糾正。這種糾錯方式不需要反向信道（傳遞重發(fā)指令），特別適合于只能提供單向信道的場合。由于能自動糾錯，不要求檢錯重發(fā)，因而時延小，實時性好。3、混合糾錯法混合糾錯法（HEC）是前向糾錯（FEC）和檢錯重發(fā)（ARQ）方式的結合。在這種系統(tǒng)中，接收端不但有糾正錯誤的能力，而且對超出糾錯能力的錯誤有檢測能力。當遇到后一種情況時，通過反向信道要求發(fā)送端重發(fā)一遍。混合糾錯方式在實時性和譯碼復雜度方面是前向糾錯和檢錯重發(fā)方式的折衷。差錯控制編碼的分

16、類糾錯編碼是應用最廣泛的編碼, 又可分為如下幾類: (1) 按照糾正差錯的類型可分為糾正隨機錯誤的編碼和糾正突發(fā)錯誤的編碼兩種。隨機錯誤是指碼元間的錯誤互相獨立, 即每個碼元的錯誤概率與它前后碼元的錯誤與否無關; 突發(fā)錯誤是指一個碼元的錯誤往往影響其前后碼元的錯誤概率, 換句話說, 一個碼元產(chǎn)生錯誤, 則后面幾個碼元都可能發(fā)生錯誤。在移動通信系統(tǒng)中, 既要糾正隨機錯誤, 又要糾正突發(fā)錯誤。 差錯控制編碼的分類(2) 按照信息碼元和監(jiān)督碼元之間的約束方式不同可分為分組碼和卷積碼兩種。分組碼是指編碼的規(guī)則僅局限于本碼組之內, 本碼組的監(jiān)督碼元僅和本碼組的信息碼元相關; 卷積碼是指本碼組的監(jiān)督碼元不

17、僅和本碼組的信息碼元相關, 還與本碼組相鄰的前n-1個碼組的信息碼元相關。(3) 按照信息碼元和附加的監(jiān)督碼元之間的檢驗關系可分為線性碼和非線性碼兩種。線性碼是指信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關系為線性關系, 即監(jiān)督碼元是線性碼元的線性組合, 編碼規(guī)則可用線性方程來表示; 非線性碼的信息碼元與監(jiān)督碼元之間不存在線性關系。差錯控制編碼的分類(4) 按照碼字的結構不同, 可分為系統(tǒng)碼和非系統(tǒng)碼兩種。 系統(tǒng)碼是指前k個碼元與信息碼組一致的編碼; 非系統(tǒng)碼不具有系統(tǒng)碼的特性。(5) 按照碼字中每個碼元的取值可分為二進制碼和多進制碼。 二進制碼的碼元有0和1兩個取值, M進制碼的碼元有M個取值。 二進制碼是應

18、用最廣泛的編碼制式。 幾種實用的簡單檢錯碼1、奇偶監(jiān)督碼奇偶監(jiān)督碼又稱為奇偶校驗碼，是一種最簡單的檢錯碼，被廣泛用于以隨機錯誤為主的計算機通信系統(tǒng)中。其編碼規(guī)則是：將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼元分成組，然后在每組數(shù)據(jù)后附加一位監(jiān)督位，使得該組碼元連同監(jiān)督位在內的碼組中的“1”的個數(shù)為偶數(shù)（稱為偶校驗）或者為奇數(shù)（稱為奇檢驗）；在接收端按同樣的規(guī)律檢查，如發(fā)現(xiàn)不符就說明產(chǎn)生了差錯，但它不能確定差錯的具體位置，即不能糾錯?？梢钥闯觯@種奇偶校驗只能發(fā)現(xiàn)單個或奇數(shù)個錯誤，而不能檢測出偶數(shù)個錯誤，因此它的檢錯能力不高。幾種實用的簡單檢錯碼2、水平奇偶監(jiān)督碼針對上述奇偶監(jiān)督碼檢錯能力不高，尤其是不能檢測突發(fā)錯誤的

19、缺點，提出水平奇偶監(jiān)督碼。即將經(jīng)過奇偶監(jiān)督編碼的碼元序列按行排成方陣，每行為一組奇偶監(jiān)督編碼（如表4-1所示），但發(fā)送時則按列的順序傳輸：111011110011，接收端仍將碼元排成發(fā)送時的方陣形式，然后按行進行奇偶校驗。信息碼元 監(jiān)督碼元 1 1 1 0 0 1 1 0 0 01 1 0 1 0 0 1 1 0 11 0 0 0 0 1 1 1 0 10 0 0 1 0 0 0 0 1 01 1 0 0 1 1 1 0 1 11 1 1 0 1 1 0 0 0 0 101011 幾種實用的簡單檢錯碼3、水平垂直奇偶監(jiān)督碼 水平垂直奇偶監(jiān)督碼，是將水平奇偶監(jiān)督碼推廣到二維，又稱行列監(jiān)督碼和方陣

20、碼。它的方法是在水平奇偶監(jiān)督碼的基礎上，對上表方陣中每一列再進行奇偶校驗，就可得表所示的方陣。監(jiān)督碼元信息碼元監(jiān)督碼元1 1 1 0 0 1 1 0 0 01 1 0 1 0 0 1 1 0 11 0 0 0 0 1 1 1 0 10 0 0 1 0 0 0 0 1 01 1 0 0 1 1 1 0 1 11 1 1 0 1 1 0 0 0 0101011 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10幾種實用的簡單檢錯碼 顯然，這種碼比水平奇偶監(jiān)督碼有更強的檢錯能力，它能發(fā)現(xiàn)某一行或某一列上的奇數(shù)個錯誤和長度不大于行數(shù)(或列數(shù))的突發(fā)錯誤。這種碼還有可能檢測出偶數(shù)個錯碼，因為如果每行的監(jiān)督位不能在

21、本行檢出偶數(shù)個錯誤時，則在列的方向上有可能檢出。當然，當偶數(shù)個錯誤恰好分布在矩陣的四個頂點上時，這樣的偶數(shù)錯誤是檢測不出來的 。幾種實用的簡單檢錯碼4、恒比碼恒比碼是從某確定碼長的碼組中挑選那些“1”和“0”的比例為恒定值的碼組作為許用碼組。接收時只要計算每個碼組中“1”的數(shù)目是否對，即可判斷是否有錯誤發(fā)生。 恒比碼除了能檢測出奇數(shù)個錯誤外，還能部分檢測出偶數(shù)個錯誤，但不能檢測出全部的偶數(shù)錯誤(如成對交換錯誤)。恒比碼簡單，適于用來傳輸電傳機或其他鍵盤設備產(chǎn)生的字母和符號，但對于信源來的二進隨機數(shù)字序列，恒比碼就不宜使用了。我國電傳機傳輸漢字電碼時，每個漢字用4位阿拉伯數(shù)字表示，而每個阿拉伯數(shù)

22、字又用5位二進制符號構成的碼組表示。每個碼組的長度為5，其中恒有3個“1”，稱為“5中取3”恒比碼。見表4-3所示 幾種實用的簡單檢錯碼數(shù)字電 碼數(shù)字電 碼00 1 1 0 150 0 1 1 110 1 0 1 161 0 1 0 121 1 0 0 171 1 1 0 031 0 1 1 080 1 1 1 041 1 0 1 091 0 0 1 1線性分組碼 信道編碼主要有兩種，即分組碼和卷積碼。分組碼是前向糾錯（FEC）碼，它可以在無需重新發(fā)射的情況下檢測出有限個錯碼，并加以糾正，藉此來改善通信系統(tǒng)的性能。在分組編碼器中，k個信息比特被編成n個比特，從而增加了n-k個冗余比特(監(jiān)督比特

23、)，用(n，k)符號來表示，用來檢測和糾正錯誤。我們將這種信息碼分組，為每組信碼附加若干監(jiān)督碼的編碼集合，稱為分組碼。具體結構如下線性分組碼有關定義編碼效率R（簡稱為“碼率”）： R=k/n碼重：在信道編碼中，碼組中非零碼元的個數(shù)。 碼距：兩個碼字Ci和Cj中對應碼位上具有不同碼元的位數(shù)最小距離dmin：在一分組碼中，任意兩個許用碼組距離的最小值，即碼組集合中任意兩元素間的最小距離 最小碼距的大小直接決定了這種編碼的糾錯和撿錯的能力，一般情況下，可以分為下面的三種情況,具體見下圖：為了撿出e個錯誤，要求最小碼距：為糾正t個錯誤，要求為糾正t個錯誤同時撿出e個錯誤，要求最小碼距 碼距與糾檢錯能力

24、的關系線性分組碼分組碼就是在一個碼字中，監(jiān)督碼元只由本組的信息碼元來決定。如它們的關系可由一組線性方程組得到，因而稱為線性分組碼。例如在(7，3)碼中：線性分組碼1、漢明碼漢明碼是第一個設計用來糾正單個錯誤且編碼效率較高的線性分組碼，由Hamming于1950年提出，下面以具體例子來說明其構造原理。設分組碼（n,k）中k=4,如果要糾正一個錯誤則r3，現(xiàn)取最小值r=3, 則有：n=k+r=7。我們用 表示這7個碼元， 則有3個校驗方程，假設對應的3個校正子為s1 s2 s3(如果沒有差錯則所有校正子為0，否則表示有錯), 不失一般性，假設校正子對應的錯誤圖樣如表所示：校正子與誤碼位置對應關系漢

25、明碼s1s2s3誤碼位置s1s2s3誤碼位置001010011100a0a1a2a3101110111000a4a5a6無錯在發(fā)送端編碼時， 為信息碼元，取決于被傳輸?shù)男畔ⅰ?為三位監(jiān)督碼元，其值應由上述的監(jiān)督方程式確定，即應使監(jiān)督方程式滿足偶數(shù)監(jiān)督關系（當碼組正確傳輸時應保證s1、s2、s3的值為0），有：將上式經(jīng)移位運算，得到監(jiān)督位分別為漢明碼漢明碼由此得到的16個許用碼組列于表中信息位監(jiān)督位信息位監(jiān)督位0000000100100011010001010110011100001110111011010101100010001001101010111100110111101111111100

26、010001001010100111由于漢明碼的最小碼距等于3，根據(jù)“最小碼距與糾檢錯能力”可知，這種碼能糾正一個錯碼或檢測兩個錯碼。且其編碼效率等于 。當n很大時，編碼效率接近于1。表給出了前8個漢明碼的編碼效率。漢明碼rknR=k/n34567891041126571202475021013715316312725551110230.570.730.840.900.940.970.980.99循環(huán)碼是線性分組碼的一個重要子類，它是在嚴密的代數(shù)學理論基礎上建立起來的。它為系統(tǒng)碼，即前位為信息碼，后位為監(jiān)督碼元。它除了具有線性碼的一般性質外，還具有循環(huán)性。所謂循環(huán)性是指：循環(huán)碼中任一許用碼組經(jīng)

27、過循環(huán)移位后得到的碼組仍為一許用碼組。若 為一許用的循環(huán)碼組，則它的循環(huán)移位 、 等也是許用碼組。 2、循環(huán)碼循環(huán)碼這種循環(huán)碼可用多項式來表示，為方便起見，把最低位作為x0，由右向左順次為x1 x2xn1，其系數(shù)即為相應位的二進制碼元。最小的也就是最基本的多項式(即最高冪最小的多項式)為x4x3x21，用g(x)表示。在循環(huán)碼的條件下，g(x)必是xn1的一個因式，也就是用g(x)一定能除盡xn1 (模xn1)。因此7位碼的生成多項式g(x)必然是x71的一個因式。因式分解可得：x71（x1）（x3+x2+1）（x3+x+1）循環(huán)碼監(jiān)督碼元的位數(shù)就是g(x)的最高冪數(shù)，所以不同的g(x)，其信

28、息碼元數(shù)k也是不同的。卷積編碼卷積碼也是分組的，但它的監(jiān)督碼元不僅與本組的信息碼元有關，而且還與前若干組的信息碼元有關。這種碼的糾錯能力強，不僅可糾正隨機差錯，而且可糾正突發(fā)差錯。圖由三個移位寄存器組成。每輸人一個信息碼元mj，就編兩個監(jiān)督碼元pj1、pj2順次輸出，成為碼長為3，信息碼元為1的(3，1)卷積碼的一個分組(碼字)。卷積編碼（3，1）卷積碼編碼器卷積編碼從圖中可以看出，監(jiān)督碼元pj1、pj2不僅與本輸入的信息碼元有關，還和前幾組的信息碼元有關，其關系為式中，加法為模2加，上式就稱為該卷積碼的監(jiān)督方程。交織編碼交織碼主要用于有記憶的信道，特別是無線移動信道；交織碼的基本思路與前面介

29、紹的糾錯碼思路不同，糾錯碼是為了適應信道，而交織碼則是為了改造信道。即將一個有記憶的突發(fā)信道經(jīng)過交織、去交織變換將信道改造成獨立無記憶信道。然后再采用糾正獨立隨機差錯的糾錯碼充分發(fā)揮其糾錯功能。交織編碼的目的是把一個較長的突發(fā)差錯離散成隨機差錯，再用糾正隨機差錯的編碼(FEC)技術消除隨機差錯。分組交織系統(tǒng)框圖交織編碼(1)若待發(fā)送的一組信息為(2)交織存貯器為一個行列交織矩陣，它按列寫入，按行讀出：(3)交織器輸出并送入突發(fā)信道的信息為：交織編碼(4)假設突發(fā)信道產(chǎn)生了兩個突發(fā)差錯，第一個產(chǎn)生于x1至x21連錯5位，第二個突發(fā)產(chǎn)生于x17至x8連錯4位(5)突發(fā)信道輸出端信息為X，它可表示為

30、：6）在接收端，進入去交織器后，送入另一存貯器，它也是一個行列交織矩陣，但是它是按行寫入按列讀出：交織編碼7）去交織存貯器的輸出為 ：8）由上面分析可見，經(jīng)過交織矩陣與較之矩陣的變換之后，原來信道中的突發(fā)差錯，即兩個突發(fā)：連錯5位與連錯4位，卻變成了中 隨機性的獨立差錯。交織編碼的過程是將FEC碼字序列按行寫入而按列讀出。交織編碼交織（Interleaving）舉例：MRCU原始信息：M O T O R O L A C E L L U L A ROOELTLLAOALRM O T OR O L AC E L LU L A RM O T OR O L AC E L LU L A R空中信息：M R C U O O E L T L L A O A L R交織編碼交織解碼解碼信息：M O T O R O L A C E L L U L A RMRCUOO