衰落信道的抗干擾技術(shù)

衰落信道的抗干擾技術(shù)第一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三內(nèi)容提要概述分集技術(shù)信道編碼信道均衡技術(shù)瑞克技術(shù)第二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三概述第三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三多徑干擾1)信號(hào)在自由空間傳播，加上物體的反射，形成路徑損耗，與傳輸距離的2～4次方成比例。2)由傳播環(huán)境中的障礙物，如大型建筑物或山體，對(duì)電波遮蔽和繞射所引起陰影，導(dǎo)致陰影衰落或慢衰落。它服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。3)由傳播環(huán)境中的障礙物對(duì)電波的反射產(chǎn)生的多徑傳輸，形成多徑衰落或快衰落。

4)由于發(fā)送和接收終端的相對(duì)移動(dòng)而產(chǎn)生的Doppler效應(yīng)，導(dǎo)致信號(hào)頻率擴(kuò)展。

第四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三多用戶干擾

這是一種由于無(wú)線網(wǎng)同時(shí)有多個(gè)用戶的存在而產(chǎn)生的用戶間的干擾。多用戶干擾可以分為兩種情況：一是由于系統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信性質(zhì)，稱為多址干擾(MultipleAccessInterferenceMAI)；另一種是載頻相同的不同小區(qū)之間產(chǎn)生的干擾，常稱為同信道干擾（Co-channelInterferenceCCI）。這些干擾通過(guò)多徑傳輸形成更為復(fù)雜的干擾。

第五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三什么叫衰落？在無(wú)線通信的信道傳輸過(guò)程中，由于大氣及地面的影響而發(fā)生傳播損耗及傳播延時(shí)隨時(shí)間變化的現(xiàn)象叫做衰落。衰落根據(jù)其頻率特性可以分為二類：非頻率選擇性衰落（又稱平衰落）和頻率選擇性衰落。衰落根據(jù)其時(shí)間特性可以分為二類：快衰落和慢衰落。第六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三衰落有什么影響？衰落影響之一：接收電平降低，無(wú)法保證正常通信。衰落影響之二：接收波形畸變，產(chǎn)生嚴(yán)重的誤碼。衰落影響之三：傳播延時(shí)變化，破壞與時(shí)延有關(guān)的同步。衰落影響之四：在快衰落情況下，由于電平變化迅速，影響某些跟蹤過(guò)程。所以，對(duì)抗衰落是無(wú)線通信必需認(rèn)真解決的問(wèn)題。第七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三抗干擾技術(shù)減少通信距離；增加發(fā)送功率；調(diào)整天線高度；選擇合適路由；在移動(dòng)通信中采用微蜂窩、直放站；采用分集技術(shù)、均衡技術(shù)、瑞克技術(shù)、糾錯(cuò)技術(shù)等。書上列舉的方法第八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三非頻率選擇性衰落的對(duì)抗技術(shù)第九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)抗原理非頻率選擇性衰落主要體現(xiàn)為接收電平的降低。統(tǒng)計(jì)特性：平均接收電平及接收電平降低到某個(gè)門限值以下的概率。抗衰落的原理：衰落儲(chǔ)備法。

第十頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三無(wú)線傳播方程門限接收電平其中：Eb/N0為歸一化門限信噪比的實(shí)際值，F(xiàn)為接收機(jī)噪聲系數(shù)，k為玻爾茲曼常數(shù)，T0為絕對(duì)溫度，fb為傳輸比特率。接收電平其中：Pt為發(fā)送功率，GA為收發(fā)天線增益，LA為收發(fā)天饋系統(tǒng)的損耗，LS為傳播路徑損耗。第十一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三傳播統(tǒng)計(jì)注意：LS是一個(gè)隨機(jī)變量，存在平均傳播損耗LS,平均及傳播損耗大于某個(gè)值的概率P（LSa）。如果信道沒(méi)有衰落，傳播損耗取平均傳播損耗，就有：令：Pr,平均＝Pro，即平均接收電平等于門限接收電平，無(wú)線通信系統(tǒng)就能正常工作。實(shí)際無(wú)線傳播信道是有衰落的，因此在沒(méi)有衰落時(shí)的平均接收電平必需大于門限接收電平，才能保證可靠通信。第十二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三衰落儲(chǔ)備法令平均接收電平和門限接收電平之比值為： R＝Pr,平均/Pr0就有：稱R為衰落儲(chǔ)備。對(duì)抗非頻率選擇性衰落的主要方法是衰落儲(chǔ)備法，即通過(guò)選擇足夠的衰落儲(chǔ)備來(lái)保證接收電平降低到門限以下（這種事件可以稱為中斷）的概率小于某個(gè)值。第十三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三衰落儲(chǔ)備法（續(xù)）接收電平比平均接收電平下降Fd(dB）的概率（或稱為中斷概率）為：其中A為和地形、氣候有關(guān)的系數(shù)，m為頻率因子，n為距離因子。若選擇衰落儲(chǔ)備量RFd，就可以保證通信中斷率的要求。衰落儲(chǔ)備的實(shí)現(xiàn)方法：增加發(fā)送功率、提高天線增益、減少通信距離、降低噪聲系數(shù)及對(duì)歸一化信噪比的要求等。第十四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三頻率選擇性衰落的對(duì)抗技術(shù)第十五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)抗原理頻率選擇性衰落主要是由于多徑效應(yīng)引起的。多徑效應(yīng)最嚴(yán)重的后果之一是在信道傳遞函數(shù)中引入一個(gè)非理想的Hc(f)，破壞奈奎斯特準(zhǔn)則和匹配濾波準(zhǔn)則，從而產(chǎn)生碼間串?dāng)_，使有效的Eb/No惡化。對(duì)抗頻率選擇性衰落就是要消除非理想Hc(f)的影響。第十六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三對(duì)抗原理（續(xù)）對(duì)抗頻率選擇性衰落的主要方法： －分集技術(shù)； －瑞克技術(shù)； －均衡技術(shù)； －糾錯(cuò)技術(shù)。第十七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三分集技術(shù)第十八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三分集原理原理：利用無(wú)線傳播環(huán)境中來(lái)自不同途徑的多徑信號(hào)的統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性進(jìn)行合并，從而實(shí)現(xiàn)分集。首先要找出來(lái)自不同途徑的多徑信號(hào)，這些途徑可以是不同的空間、不同的極化、不同的頻率、不同的時(shí)間。其次要以某種方法進(jìn)行合并。應(yīng)該指出：分集技術(shù)不僅能改善頻率選擇性衰落，同時(shí)也能改善非頻率選擇性衰落。第十九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三分集方式和方法采用什么途徑接收分集信號(hào)？空間分集：不同天線的接收信號(hào)相互獨(dú)立；極化分集：水平極化和垂直極化的信號(hào)相互獨(dú)立；頻率分集：不同頻率的接收信號(hào)相互獨(dú)立；時(shí)間分集：不同時(shí)間的接收信號(hào)相互獨(dú)立。第二十頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三微分集和宏分集

微分集用于抗快衰落。由于快衰落是小尺度衰落，多徑引起的時(shí)延差很小，因此，分集的距離很小，一般在同一地點(diǎn)使用兩個(gè)或多個(gè)天線來(lái)進(jìn)行。宏分集用于減少由于陰影效應(yīng)而引起的大尺度衰落。

發(fā)送分集和接收分集

發(fā)送分集與編碼的結(jié)合。角度或方向分集第二十一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三合并方式從分集信號(hào)中以什么方式作為輸出？最大比(Maximalratio,MRC)合并等增益(Equalgain，EGC)合并選擇(Selective，SC)合并開(kāi)關(guān)合并。衡量分集合并的性能通常采用信噪比(SNR)測(cè)度，但也有采用其他測(cè)度的，例如，適用于檢測(cè)后合并的誤碼率(BER）測(cè)度。第二十二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三檢測(cè)與合并選擇合并

第二十三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三最大比合并

第二十四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三等增益合并

EGC分集比SC分集性能好，但比MRC分集差。

掃描合并

第二十五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三宏分集

宏分集主要用于克服陰影衰落，由不同的基站或無(wú)線端口（RadioPort，RP）實(shí)現(xiàn)。宏分集對(duì)基站來(lái)說(shuō)是接收分集，對(duì)移動(dòng)終端來(lái)說(shuō)是發(fā)送分集。通常CDMA系統(tǒng)都采用軟切換技術(shù)，在切換的區(qū)內(nèi)，系統(tǒng)采用宏分集技術(shù)。至于合并方法，則采用選擇合并法，將信號(hào)強(qiáng)弱或信噪比大小作為判決的依據(jù)。室外環(huán)境的宏分集結(jié)構(gòu)第二十六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三室內(nèi)環(huán)境的宏分集

宏分集的誤碼率第二十七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三發(fā)送分集

閉環(huán)發(fā)送分集是由接收端按一定的準(zhǔn)則評(píng)估接收信號(hào)，將結(jié)果反饋給發(fā)送端，用以選擇鏈路好的發(fā)送天線(SC模式）或調(diào)節(jié)發(fā)射參數(shù)(MRC模式）。開(kāi)環(huán)發(fā)送分集沒(méi)有反饋操作，有用時(shí)空編碼發(fā)送技術(shù)的時(shí)空發(fā)送分集(Space-TimeTD，STTD)和用兩副天線按時(shí)間切換進(jìn)行發(fā)送的時(shí)間交換發(fā)送分集(Time-SwitchedTD，TSTD）兩種形式。第二十八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三雙天線發(fā)送分集

雙發(fā)送天線與單接收天線第二十九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三分集系統(tǒng)的功率分配

在發(fā)送分集中，多個(gè)發(fā)射形成人為多徑傳輸，會(huì)增加干擾。如果所有天線有相同發(fā)射功率，增加的干擾可能抵消分集增益。有必要考慮發(fā)射功率在用戶間的分配策略，減小人為多徑干擾，以提高分集增益。

第三十頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三分集舉例空間分集及其合并S1(t)S2(t)相加相位幅度控制檢測(cè)分集后的接收信號(hào)S1(t)S2(t)最大增益合并最小色散合并第三十一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三信道編碼三種基本差錯(cuò)控制方法

自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)方式(AutomaticRepeatRequest,ARQ)

前向糾錯(cuò)方式(ForwardErrorCorrection,FEC)

混合檢錯(cuò)方式(HybridErrorCorrection)

第三十二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三信道編碼概述

第三十三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三基本概念仙儂定理指出帶寬和功率的互換性。當(dāng)帶寬為無(wú)限大時(shí)，Eb/N0趨于-1.6dB，這就是仙儂極限。如何實(shí)現(xiàn)帶寬和功率的互換，仙儂定理本身沒(méi)有指明。能否用擴(kuò)頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)帶寬與功率的互換？不能！在高斯白噪聲信道上，擴(kuò)頻技術(shù)沒(méi)有任何功率增益。要實(shí)現(xiàn)帶寬和功率的互換，可以采用糾錯(cuò)技術(shù)。糾錯(cuò)屬于一種信道編碼。

第三十四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三基本概念信道編碼的目的 信道編碼是為了保證信息傳輸?shù)目煽啃?、提高傳輸質(zhì)量而設(shè)計(jì)的一種編碼。它是在信息碼中增加一定數(shù)量的多余碼元，使碼字具有一定的抗干擾能力。信道編碼的實(shí)質(zhì) 信道編碼的實(shí)質(zhì)就是在信息碼中增加一定數(shù)量的多余碼元（稱為監(jiān)督碼元），使它們滿足一定的約束關(guān)系，這樣由信息碼元和監(jiān)督碼元共同組成一個(gè)由信道傳輸?shù)拇a字。 舉例而言，欲傳輸k位信息，經(jīng)過(guò)編碼得到長(zhǎng)為n(n>k)的碼字，則增加了n-k=r位多余碼元，我們定義R=k/n為編碼效率。 第三十五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三基本概念信道編碼公式 令信息速率為fb，經(jīng)過(guò)編碼以后的速率為ft，定義：R＝fb/ft為編碼率。則對(duì)于任何一個(gè)信道，總存在一個(gè)截止速率R0，只要RR0，總可以達(dá)到：BERCR2-nR0，其中CR為某個(gè)常數(shù)，n為編碼的約束長(zhǎng)度。對(duì)于等概二進(jìn)碼、AWGN信道，有：

第三十六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三基本概念第三十七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三基本概念從圖可以看出：當(dāng)帶寬，R00，得到Eb/N01.4dB，信道編碼所能達(dá)到的極限比仙儂極限差3dB。從圖可以看出：若R01，即不加任何信道編碼，這時(shí)Eb/N0，說(shuō)明在有限信噪比情況下無(wú)法達(dá)到無(wú)差錯(cuò)傳輸。從圖可以看出：對(duì)于一定的R0，相當(dāng)于一定的帶寬擴(kuò)展率，存在一個(gè)有限的Eb/N0，這時(shí)可以通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)膎達(dá)到任意低的差錯(cuò)率。第三十八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三性能指標(biāo)編碼率、編碼效率、碼率編碼增益編碼延時(shí)編譯碼器的復(fù)雜度第三十九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三分類根據(jù)碼的規(guī)律性可分為：正交編碼和檢、糾錯(cuò)碼根據(jù)監(jiān)督元與信息組之間關(guān)系可分為：分組碼和卷積碼根據(jù)監(jiān)督元與信息元之間關(guān)系可分為：線性碼和非線性碼根據(jù)碼的功能可分為：檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼第四十頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三分類（續(xù)）第四十一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三分組碼第四十二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三kkkkkkkkn工作原理圖中，nk，R＝k/n，稱為編碼率。分組碼的基本原理是將信息碼分成K比特一組，然后將每組的比特?cái)?shù)擴(kuò)展成n（nk），也就是說(shuō)在信息比特中插入n-k個(gè)比特。另一種看法：將2k矢量空間映射到2n矢量空間。第四十三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三工作原理（續(xù)）定義幾個(gè)參數(shù)： 碼重：一組二進(jìn)制碼中“1”的個(gè)數(shù) 碼距d：二組二進(jìn)制碼之間“0”或“1”不同的位數(shù)定理： （1）為檢查出e個(gè)錯(cuò)誤，要求：dmine+1 （2）為糾正t個(gè)錯(cuò)誤，要求：dmin2t+1 （3）為糾正t個(gè)錯(cuò)誤，同時(shí)檢查出e個(gè)錯(cuò)誤，要求： dmine+t+1（et）用圖說(shuō)明AABB第四十四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三碼字是n維矢量

生成矩陣可以通過(guò)基本矩陣運(yùn)算變成系統(tǒng)形式

第四十五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三線性分組碼----舉例奇偶監(jiān)督碼漢明碼BCH碼RS碼CRC碼第四十六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三奇偶監(jiān)督碼采用奇偶校驗(yàn)原理。只能檢錯(cuò)，不能糾錯(cuò)。只能檢查出某一分組的單個(gè)錯(cuò)誤或奇數(shù)個(gè)錯(cuò)誤，而不能發(fā)現(xiàn)偶數(shù)個(gè)錯(cuò)誤。最小碼距為2。水平奇偶監(jiān)督碼水平垂直奇偶監(jiān)督碼。第四十七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三漢明碼

（Hamming碼）是一種糾正單個(gè)錯(cuò)誤的線性分組碼。特點(diǎn)： 碼長(zhǎng)n=2m-1 信息碼位k=2n-m-1 監(jiān)督碼位r=n-k=m 最小碼距d=3 糾錯(cuò)能力t=1擴(kuò)展的漢明碼：將監(jiān)督碼位由m增至m+1，信息位不變，這時(shí)最小碼距增加到d=4，能糾正1位錯(cuò)誤同時(shí)檢查出2位錯(cuò)誤。第四十八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三BCH碼

（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem碼）是線性分組碼中循環(huán)碼的一種重要子類，有嚴(yán)密的代數(shù)結(jié)構(gòu)，是目前研究較多、應(yīng)用較廣的一種線性分組碼。具有糾正多個(gè)隨機(jī)錯(cuò)誤的能力。根據(jù)對(duì)糾錯(cuò)能力的要求，選擇參數(shù)，并根據(jù)代數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造編譯碼算法。如：n=7,k=4,t=1; n=15,k=7,t=2; n=31,k=16,t=3; n=127,k=50,t=13。第四十九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三RS碼

（Reed-Solomon碼）是一種非二進(jìn)制的BCH碼。即：在（n,k）RS碼中，輸入信息被分成km比特一組，每組包括k個(gè)符號(hào)，每個(gè)符號(hào)由m比特組成。糾正t個(gè)符號(hào)錯(cuò)誤的RS碼參數(shù)如下： 碼長(zhǎng) n=2m-1符號(hào)， 或m(2m-1)比特 信息段 k符號(hào)， 或km比特 監(jiān)督段 n-k=2t符號(hào)， 或m(n-k)比特 最小碼距 d=2t+1符號(hào)， 或m(2t+1)比特第五十頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三CRC碼

（循環(huán)冗余校驗(yàn)碼）是一種循環(huán)碼，用于檢錯(cuò)。具有很強(qiáng)的檢錯(cuò)能力，而且編碼器及譯碼器都很容易實(shí)現(xiàn)。因而在數(shù)據(jù)通信中得到廣泛應(yīng)用?？梢詸z測(cè)出的錯(cuò)誤如下： （1）突發(fā)長(zhǎng)度n-k的突發(fā)錯(cuò)誤； （2）大部分突發(fā)長(zhǎng)度＝n-k+1的錯(cuò)誤； （3）大部分突發(fā)長(zhǎng)度n-k+1的錯(cuò)誤； （4）所有與許用碼組的碼距dmin-1的錯(cuò)誤； （5）所有奇數(shù)個(gè)隨機(jī)錯(cuò)誤。第五十一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三卷積碼第五十二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三概述分組碼卷積碼固定窗型滑動(dòng)窗型卷積碼是有記憶編碼，對(duì)于任一階段，編碼器的n個(gè)輸出不僅與該階段的k個(gè)輸人有關(guān)，而且與編碼器中存儲(chǔ)的前k(K-1)個(gè)輸人有關(guān)。

kkkkkkkknnnnnnnnkkkkkkkknnnnnnnn第五十三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三概述（續(xù)）例：R＝1/2卷積碼kkkkkkkk＋＋I(xiàn)kakbk第五十四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三編碼原理原理圖第五十五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三編碼原理（續(xù)）幾個(gè)例子第五十六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三編碼原理（續(xù)）卷積碼的參數(shù)約束長(zhǎng)度K，輸入比特k，輸出比特n，編碼率R＝k/n卷積碼可以記作(n,k,K)為了描述卷積編碼，可以采用分析法和圖解法。分析法有沖激法、生成矩陣法、生成多項(xiàng)式法。圖解法有樹(shù)形圖(TreeDiagram.),網(wǎng)格圖(TrellisDiagram)和狀態(tài)圖(StateDiagram）。

第五十七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三樹(shù)形圖、網(wǎng)格圖和狀態(tài)圖

樹(shù)形圖

樹(shù)形圖以樹(shù)根（單個(gè)節(jié)點(diǎn)）a開(kāi)始生長(zhǎng)樹(shù)枝。編碼器輸人0，樹(shù)枝向上；輸人1，樹(shù)枝向下，如此重復(fù)生長(zhǎng)。以(3，1，4)為例見(jiàn)圖。

第五十八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三網(wǎng)格圖

將樹(shù)形圖同狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)合并可以簡(jiǎn)化圖形。狀態(tài)圖

1)輸人一組k比特序列，輸出一組n比特序列。

2)樹(shù)形圖有K層，每層的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出2**k條樹(shù)枝。

3)網(wǎng)格圖和狀態(tài)圖都有2**(k(K-1))種可能狀態(tài)。每個(gè)狀態(tài)發(fā)出2**k條樹(shù)枝，同時(shí)接收2**k條從其他狀態(tài)或本狀態(tài)發(fā)出的樹(shù)枝。

第五十九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三樹(shù)形圖和網(wǎng)格圖在K層達(dá)到穩(wěn)定

第六十頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三打孔卷積編碼

開(kāi)狀態(tài)圖和轉(zhuǎn)移函數(shù)

第六十一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三譯碼算法----方法分類代數(shù)譯碼：糾錯(cuò)譯碼的經(jīng)典方法。利用糾錯(cuò)碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)一定的代數(shù)運(yùn)算，消除誤差，恢復(fù)正確的信息。常用的有：大數(shù)譯碼邏輯。特點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，編碼增益低。概率譯碼：糾錯(cuò)譯碼的新方法?？紤]到信道的統(tǒng)計(jì)特性。常用的有：序列譯碼、維特比譯碼。特點(diǎn)：電路復(fù)雜，編碼增益高。第六十二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三譯碼算法----序列譯碼原理：在碼樹(shù)圖中每向前走一步，在決定走哪一個(gè)分支時(shí)根據(jù)該分支子碼與該時(shí)刻接收子碼之間的相似程度來(lái)判斷。亦稱為逐分支譯碼。一般采用對(duì)數(shù)似然值度量該相似程度

logP(R|C)=logiP(ri|ci)=ilog(p(ri|ci))堆棧譯碼和費(fèi)諾譯碼第六十三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三譯碼算法----序列譯碼（續(xù)）優(yōu)點(diǎn)運(yùn)算量和約束長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。缺點(diǎn)運(yùn)算量和信道質(zhì)量有關(guān)。沒(méi)有利用卷積碼的記憶特性，不是最優(yōu)算法。第六十四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三譯碼算法----維特比譯碼最大后驗(yàn)與最大似然譯碼

MAP:ML:硬判決和軟判決硬判決：解調(diào)器直接判0，1軟判決：解調(diào)器對(duì)輸出進(jìn)行量化第六十五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三譯碼算法----維特比譯碼（續(xù)）Viterbi譯碼原理Viterbi譯碼是建立在最大似然譯碼基礎(chǔ)上的譯碼方法在譯碼過(guò)程中只需考慮整個(gè)路徑集合中那些能使似然函數(shù)最大的路徑最大似然序列譯碼要求序列有限，因此對(duì)卷積碼來(lái)說(shuō)，要求能收尾第六十六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三譯碼算法----維特比譯碼（續(xù)）Viterbi譯碼舉例設(shè)對(duì)于編碼前信息比特為(0,0,0,0,0,0)的接收序列為則硬判結(jié)果為基于軟判決時(shí)，采用如下路徑度量第六十七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三譯碼算法----維特比譯碼（續(xù)）Trellis圖第六十八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三譯碼算法----維特比譯碼（續(xù)）第六十九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三譯碼算法----維特比譯碼（續(xù)）Viterbi譯碼的特點(diǎn)維特比算法是最大似然的序列譯碼算法

譯碼復(fù)雜度與信道質(zhì)量無(wú)關(guān)

運(yùn)算量和存貯量都與碼長(zhǎng)呈線性關(guān)系

運(yùn)算量和存貯量都與狀態(tài)數(shù)呈線性關(guān)系

狀態(tài)數(shù)隨k及m呈指數(shù)關(guān)系

第七十頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三格碼調(diào)制

聯(lián)合設(shè)計(jì)編碼和調(diào)制的思想，即格碼調(diào)制(TrellisCodedModulation，TCM)TCM有兩類：一是將卷積碼與多進(jìn)制調(diào)制結(jié)合設(shè)計(jì)；二是采用具有特定調(diào)制指數(shù)或頻偏的連續(xù)相位移頻鍵控。

TCM有3個(gè)基本運(yùn)作：1)采用擴(kuò)展的信號(hào)星座，其信號(hào)集大于同樣的數(shù)據(jù)率對(duì)非格碼調(diào)制所需的信號(hào)集，從而得到冗余信號(hào)點(diǎn)，以便用以代替冗余碼。

2)將擴(kuò)展的信號(hào)星座進(jìn)行逐級(jí)分割，以使每一級(jí)子集的最小Euclide距離最大。

3)進(jìn)行卷積編碼和信號(hào)映射，只應(yīng)用某些信號(hào)點(diǎn)的序列，以達(dá)到盡量增大Hamming距離。

第七十一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三以8PSK為例說(shuō)明集分割原理

第七十二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三TCM編碼器格碼調(diào)制既可以采用卷積編碼，也可以采用分組編碼。但前者在編碼增益和譯碼方面優(yōu)于后者。

第七十三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三交織技術(shù)

交織(Interleaving)是將編碼后的數(shù)據(jù)序列的順序進(jìn)行交換，重新組合。它的作用是構(gòu)成時(shí)間分集，使信道對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)序列隨機(jī)化，降低信道的記憶，從而將較長(zhǎng)的突發(fā)差錯(cuò)離散成隨機(jī)差錯(cuò)。（屬于時(shí)間隱分集。）分組交織器

第七十四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三卷積交織器卷積交織有好的時(shí)延特性，可以減少一半時(shí)延。隨機(jī)交織第七十五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三級(jí)聯(lián)編碼產(chǎn)生背景交織塊交織：行寫入，列讀出卷積交織：第七十六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三串行級(jí)聯(lián)碼優(yōu)點(diǎn)：性能較一般短碼有很大改善缺點(diǎn)：編碼效率低；當(dāng)R/C→1時(shí)性能迅速惡化第七十七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三軟輸入軟輸出和迭代譯碼

對(duì)數(shù)似然比LLR第七十八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三軟輸入軟輸出和迭代譯碼返回第七十九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三編譯碼原理編碼原理第八十頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三編譯碼原理（續(xù)）譯碼原理迭代譯碼第八十一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三幾點(diǎn)說(shuō)明Turbo碼具有優(yōu)越性能的原因?qū)ふ覙?gòu)造好碼的規(guī)律（分量碼構(gòu)造，交織器構(gòu)造等）譯碼延時(shí)大，譯碼算法復(fù)雜廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、軍事通信、深空及衛(wèi)星通信等第八十二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三聯(lián)合編碼技術(shù)第八十三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三聯(lián)合編碼說(shuō)明什么叫聯(lián)合編碼？經(jīng)典的無(wú)線通信系統(tǒng)是將信源編碼和信道編碼分別進(jìn)行的。信源編碼主要考慮信源的統(tǒng)計(jì)特性，信道編碼主要考慮信道的統(tǒng)計(jì)特性。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、通用性好，可以分別形成標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是沒(méi)有充分利用各自的優(yōu)勢(shì)，因而不是最佳的。

第八十四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三聯(lián)合編碼說(shuō)明無(wú)線系統(tǒng)的信源編碼由于壓縮比很高，對(duì)差錯(cuò)十分敏感；而信道編碼面臨十分惡劣的傳播環(huán)境，但提供的帶寬冗余度很小。在這種背景下，需要將信源編碼和信道編碼綜合考慮。這就是聯(lián)合編碼的基本思路。在無(wú)線多媒體通信中，聯(lián)合編碼是抗衰落的一種十分有效的措施。

第八十五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三信源信道聯(lián)合編碼的系統(tǒng)模型第八十六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三信源信道譯碼聯(lián)合優(yōu)化利用信源編碼后的殘留冗余度進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化利用信道譯碼的軟輸出進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化第八十七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三聯(lián)合編碼總結(jié)無(wú)線視頻傳輸中存在的主要問(wèn)題錯(cuò)誤在空間上的傳播 錯(cuò)誤在時(shí)間上的傳播同步信息和頭信息的丟失 可能的解決方法減小錯(cuò)誤空間傳播減小錯(cuò)誤的時(shí)間傳播增強(qiáng)不等長(zhǎng)譯碼的魯棒性不均等差錯(cuò)保護(hù)的方法差錯(cuò)隱藏方法

第八十八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三編碼性能

編碼增益

估計(jì)編碼的編碼增益，采用漸近編碼增益，定義為分組碼差錯(cuò)概率

第八十九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三卷積碼差錯(cuò)概率第九十頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三時(shí)空編碼

網(wǎng)格時(shí)空編碼

第九十一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三分層時(shí)空編碼

第九十二頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三瑞克技術(shù)第九十三頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三一種時(shí)間分集：瑞克接收對(duì)時(shí)間上擴(kuò)散的信號(hào)進(jìn)行分集，盡可能多的獲取信號(hào)能量。對(duì)多徑信號(hào)進(jìn)行分離，根據(jù)信道估計(jì)的結(jié)果來(lái)進(jìn)行多徑信號(hào)合并。對(duì)于CDMA系統(tǒng)，當(dāng)多徑延時(shí)大于一個(gè)碼片時(shí)，多徑信號(hào)可以看成是不相關(guān)的。第九十四頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三瑞克接收的基本原理-多徑傳輸環(huán)境時(shí)變：頻率、相位、時(shí)間的變化第九十五頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三瑞克接收機(jī)原理相關(guān)1相關(guān)2相關(guān)M接收機(jī)框圖＋積分判決a1a2aMCDMA多徑信號(hào)判決輸出第九十六頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三瑞克接收機(jī)工作過(guò)程假設(shè)接收信號(hào)中可以分離出M個(gè)不同延時(shí)的多徑分量，每個(gè)分量用不同的相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。相關(guān)器1和支路1同步，相關(guān)器2和支路2同步，等等，這樣不同相關(guān)器就可以檢測(cè)出各個(gè)支路的CDMA信號(hào)能量。對(duì)各個(gè)相關(guān)器的輸出進(jìn)行加權(quán)，然后相加，就得到發(fā)送信號(hào)的最大可能的能量輸出，對(duì)此輸出進(jìn)行判決再生，就可以恢復(fù)出數(shù)字信息。加權(quán)系數(shù)可以根據(jù)不同的準(zhǔn)則，如：最大功率準(zhǔn)則、最大信噪比準(zhǔn)則，等。第九十七頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三另一種時(shí)間分集：交織技術(shù)原理：在無(wú)線通信中由于發(fā)生深衰落或遇到突發(fā)干擾，誤碼的分布就不是平穩(wěn)、純隨機(jī)的，而是存在隨機(jī)誤碼和突發(fā)誤碼。采用交織可以減少突發(fā)誤碼的影響。交織不增加額外開(kāi)銷。交織可以保護(hù)信源編碼中的特殊比特。交織與糾錯(cuò)編碼同時(shí)使用，進(jìn)一步提高傳輸質(zhì)量。交織器二種類型：分組交織、卷積交織。交織器會(huì)引入時(shí)延（對(duì)語(yǔ)音不能超過(guò)40ms）。第九十八頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三信道的均衡第九十九頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三均衡技術(shù)自適應(yīng)均衡器：減少碼間干擾。工作模式：訓(xùn)練模式和跟蹤模式。均衡器分類頻域均衡器，時(shí)域均衡器；線性均衡器，非線性均衡器。均衡器實(shí)現(xiàn)方法中頻均衡器；基帶均衡器。第一百頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三均衡原理

符號(hào)間干擾(IntersymbolInterference,ISI)第一百零一頁(yè)，共一百一十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三一個(gè)既照顧到頻帶，又不造成干擾的方法是在采樣點(diǎn)讓人侵的干擾恰為零點(diǎn)。這就是Nyquist準(zhǔn)則，要求等效波形為波形在t=0時(shí)是1,正好在自己的時(shí)隙中心；在t=nTs，n=1，2,…時(shí)是0，恰好是其它時(shí)隙的中心。這樣在時(shí)隙中心采樣就不會(huì)碰到干擾，這時(shí)信道的頻帶是f=1/Ts。另一辦法是基于采樣準(zhǔn)則，采樣頻率至少大于信號(hào)最