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LTE信道+编码方式

一、物理信道:

1)6个下行物理信道:

1、PDSCH:物理下行共享信道。

2、PBCH:物理广播信道。

3、PMCH:物理多播信道。

4、PHICH:物理HAR Q指示信道。

5、PDCCH:物理下行控制信道。

6、PCFICH:物理控制格式指示信道。承载控制信道所在OFDM符号的位置信息。

A、下行物理信道的调制方式

B、下行物理信道作用:

a、业务信道2个:

1、PDSCH:承载下行用户数据信息,MAC层的DL-SCH传输信道映射到PDSCH信道上;

2、PMCH:承载多播信息。MAC层的MCH传输信道映射到PMCH信道上;

b、控制信道4个:

1、PBCH:承载广播信息,承载小区ID等系统信息,用于小区搜索过程。MAC层的BCH传

输信道映射到PBCH信道上;

2、PCFICH:PCFICH包括2bit信息,指示控制域符号数为1,2,3或4。

3、PHICH:传输PUSCH信道的ACK/NACK信息。

4、PDCCH:主要承载共享信道调度信息、PUCCH/PUSCH功控命令信息的传输。寻呼和用户数据的资源分配信息,以及与用户数据相关的HARQ信息。

2)、3个上行物理信道:

1、PUSCH:物理控制格式指示信道。

2、PUCCH:物理上行控制信道。

3、PRACH: 物理随机接入信道。

A、上行物理信道的调制方式:

B、上行物理信道作用:

a、业务信道1个:

1、PUSCH: 承载上行用户数据信息.MAC层的UL-SCH传输信道;以及承载非周期反馈ACK/CQI/PMI/RI信息

b、控制信道2个

1、PUCCH: 承载下行DL-SCH的ACK/NACK信息,和调度请求信道质量指示等信息。

2、PRACH: 承载随机接入前导。主要用于preamble序号的承载,不承载高层信息。

3)、TDD信道

A、下行:

a、下行物理信道:

PBCH:物理广播PHICH:物理HARQ指示PCFICH:物理控制格式指示PDCCH:物理下行控制PDSCH:物理下行共享PMCH:物理多播信道。

b、下行传输信道:

BCH:广播PCH:寻呼DL-SCH:下行共享MCH:多播

b、下行逻辑信道:

BCCH:广播控制PCCH:寻呼控制CCCH:公共控制DCCH:专用控制DTCH:专用业务MCCH:多播控制MTCH:多播业务

B、上行:

a、上行物理信道:

PRACH:物理随机接入PUCCH:物理上行控制PUSCH:物理上行共享

b、上行传输信道:

RACH:随机接入UL-SCH:上行共享

C、上行逻辑信道:

CCCH:公共控制DCCH:专用控制DTCH:专用业务

二、LTE编码方式:上行:

n/2位移BPSK、QPSK、8PSK、16QAM 下行:

QPSK、16QAM、64QAM

信道编码

前言 计算机通信是一种以数据通信形式出现,在计算机与计算机之间或计算机与终端设备之间进行信息传递的方式。它是现代计算机技术与通信技术相融合的产物,在军队指挥自动化系统、武器控制系统、信息处理系统、决策分析系统、情报检索系统以及办公自动化系统等领域得到了广泛应用。计算机通信系统是经典的数字通信系统,它是计算机技术和通信技术结合的产物,一方面通信网络为计算机之间的数据传递和交换提供必要的设施和手段;另一方面,数字计算机技术的发展渗透到通信技术中,又提高了通信网络的各种性能,二者相互渗透、互相促进、共同发展。 由于计算机、卫星通信及高速数据网的飞速发展,数据的交换、处理和存储技术得到了广泛的应用,数字信号在传输中往往由于各种原因,使得在传送的数据流中产生误码,从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象,人们对数据传输和存储系统的可靠性提出来了越来越高的要求,经过长时间的努力,通过编译码来控制差错、提高可靠性的方式在信道传输中得到了大量的使用和发展,并形成了一门新的技术叫做纠错编码技术,纠错编码按其码字结构形式和对信息序列处理方式的不同分为两大类:分组码和卷积码。

第一章 信道编码 1.1 信道编码概述 1.1.1信道模型 信息必须首先转换成能在信道中传输或存储的信息后才能通过信道传送给收信者。在信息传输过程中,噪声或干扰主要是从信道引入的,它使信息通过信道传输后产生错误和失真。因此信道的输入和输出之间一般不是确定的函数关系,而是统计依赖的关系。只要知道信道的输入信号、输出信号以及它们之间的统计依赖关系,就可以确定信道的全部特性。 信道的种类很多,这里只研究无反馈、固定参数的单用户离散信道。 1.离散信道的数学模型 离散信道的数学模型一般如图6.1所示。图中输入和输出信号用随机矢量表示,输入信号为 X = (X 1, X 2,…, X N ),输出信号为Y = (Y 1, Y 2,…, Y N );每个随机变量X i 和Y i 又分别取值于符号集A ={a 1, a 2, …, a r }和B ={b 1, b 2, …, b s },其中r 不一定等于s ;条件概率P (y |x ) 描述了输入信号和输出信号之间的统计依赖关系,反映了信道的统计特性。 ),...,,(21N X X X X = )|(x y P ),...,,(21N Y Y Y Y = ∑=1)|(x y P 图1.1 离散信道模型 根据信道的统计特性即条件概率P (y |x ) 的不同,离散信道可以分为三种情况: (1)无干扰信道。信道中没有随机干扰或干扰很小,输出信号Y 与输入信号X 之间有确定的一一对应的关系。 (2)有干扰无记忆信道。实际信道中常有干扰,即输出符号与输入符号之间没有确定的对应关系。若信道任一时刻的输出符号只统计依赖于对应时刻的输入符号,而与非对应时刻的输入符号及其他任何时刻的输出符号无关,则这种信道称为无记忆信道。 (3)有干扰有记忆信道。这是更一般的情况,既有干扰又有记忆,实际信道往往是这种类型。在这一类信道中某一瞬间的输出符号不但与对应时刻的输入符号有关,而且与此前其他时刻信道的输入符号及输出符号有关,这样的信道称为有记忆信道。 2.单符号离散信道的数学模型 单符号离散信道的输入变量为X ,取值于{a 1, a 2, …, a r },输出变量为Y ,取值于{b 1, b 2, …, b s },并有条件概率 P (y |x )= P (y=b j |x=a i )= P (b j |a i ) (i =1,2,…,r ;j =1,2,…,s ) 这一组条件概率称为信道的传递概率或转移概率。

CDMA语音编码和信道编码

CDMA的语音编码与信道编码 摘要:随着3G移动通信技术的逐步实现以及移动通信与互联网的融合,全球正迅速步入移动信息时代。CDMA已被广泛接纳为第三代移动通信的核心技术之一,它具有优越的性能。本文主要介绍CDMA中常用的语音编码技术与信道技术。 关键词:语音编码信道编码受激励线性编码码激励线性预测编码矢量和激励线性预测编码编码器解码器卷积码 1 CDMA中的语音编码技术 语音编码为信源编码,是将模拟信号转变为数字信号,然后在信道中传输。在数字移动通信中,语音编码技术具有相当关键的作用,高质量低速率的话音编码技术与高效率数字调制技术相结合,可以为数字移动网提供高于模拟移动网的系统容量。目前,国际上语音编码技术的研究方向有两个:降低话音编码速率和提高话音质量。 1.1 语音编码技术的分类 语音编码技术有三种类型:波形编码、参量编码和混合编码。 ●波形编码:是在时域上对模拟话音的电压波形按一定的速率抽样,再将 幅度量化,对每个量化点用代码表示。解码是相反过程,将接收的数字 序列经解码和滤波后恢复成模拟信号。波形编码能提供很好的话音质 量,但编码信号的速率较高,一般应用在信号带宽要求不高的通信中。 脉冲编码调制(PCM)和增量调制(ΔM)常见的波形编码,其编码速率 在16~64kbps。 ●参量编码:又称声源编码,是以发音模型作基础,从模拟话音提取各个 特征参量并进行量化编码,可实现低速率语音编码,达到2~4.8kbps。 但话音质量只能达到中等。 ●混合编码:是将波形编码和参量编码结合起来,既有波形编码的高质量 优点又有参量编码的低速率优点。其压缩比达到4~16kbps。泛欧GSM 系统的规则脉冲激励-长期预测编码(RPE-LTP)就是混合编码方案。1.2 CDMA的语音编码

通信系统中的信道编码方法

通信系统中的信道编码方法 Xx (xx大学信息工程学院,湖北武汉430070) 摘要:目前,中国固定和移动两大网络的规模都已位居世界第2位,上网用户也在不断增加,中国的信息通信制造业也得到很大的发展。中国将加快建设新一代信息通信网络技术、生产体系。在信息通信网络的高速发展下,要有效地提高传输速率,然而在实际信道上传输数字信号时,由于信道特性的不理想以及加性噪声和人为干扰的影响,系统输出的数字信息不可避免地会出现差错。因此,为了保证通信内容的可靠性和准确性,每一个数字通信系统对输出信息码的差错概率即误码率都有一定的要求。 为了降低误码率,常用的方法有两种:一种是降低数字信道本身引起的误码,可采取的方法有:选择高质量的传输线路、改善信道的传输特性、增加信号的发送能量、选择有较强的抗干扰能力的调制解调方案等;另一种方法就是采用差错控制措施,使用信道编码。在许多情况下,信道的改善是不可能的或是不经济的,这时只能采用信道编码方法。因此实现信道编码方法具有重要的意义。 关键词:信道,误码率,信道编码 Abstract:At present, the scale of the fixed and mobile network are ranked 2 in the world, the Internet users are always growing, China’s information and communication industry has got a lot of development. China will speed up the construction of a new generation of information and communications network technology and production system. Under the fast development of information and communication network, we should improve the transmission rate effectively, however, when transmitting digital signals in actual channels, there are mistakes in the system outputs of digital signals inevitably due to not ideal characteristics of the channels and additive noise as well as man-made interference. Though, in order to ensure dependability and accuracy of communication contents, a digital communications system for each output code error probability of bit error rate that has certain requirements. To reduce the error rate, there are commonly two ways: one is to reduce the number of channel bit error caused by its own, the following methods: Select high-quality transmission lines, to improve the transmission characteristics of the channel ,to increase signal transmission power, Select a strong anti-interference ability of modulation and demodulation programs; the other method is to use error-control measures , to use channel coding. In many cases, the improvement of the channel is not possible or not economical, then we can only use channel coding. Therefore, implementing channel coding method is significant. Keywords:channel,code errorrate,channel coding,

10信道编码简介解析 共16页

第二章信道编码简介 上式为著名的Shannon 公式,式中W 是信道所能提供的带宽, P S " E S /T 是信号概率,E S 是信号能 P s /W 是单位频带的信号功率, N 0 是单位频带的噪声功率, P s /(W N 0)是信噪比。 2、1信道编码简介 、信道编码理论 1948年,信息论的创始人 Shannon 从理论上证明了信道编码定理又称为 Shannon 第二定理。它指出每 个信道都有一定的信道容量 C ,对于任意传输速率 R 小于信道容量C ,存在有码率为 R 、码长为n 的分 组码和(n 0,k 0,m )卷积码,若用最大似然译码,则随码长的增加其译码错误概率 Pe 可以任意小[1]。 P e < A b e 」Eb(R) (2.1) P e 兰 A ceSgEc? = Ac e" cEc(R) (2.2) 式中,A b 和A c 为大于0的系数,E b (R)和E c (R)为正实函数,称为误差指数,它与 R 、C 的关系⑵如 图2.1所示。由图可以看出: E(R)随信道容量C 的增大而增加,随码率 R 的增加而减小。 这个存在性定理告诉我们可以实现以接近信道容量的传输速率进行通信,但并没有给出逼近信道容量 的码的具体编译码方法。 Sha nnon 在信道编码定理的证明中引用了三个基本条件: 1、采用随机编译码方式; 2、编译码的码长n 趋于无穷大; 3、译码采用最佳的最大后验译码。 在高斯白噪声信道时,信道容量: C =W log 2[1 + -P H(bit/s) WN o (2.3) 量,T 是分组码信号的持续时间即信号宽度,

图2.1 E(R)与R的关系 由上面几个公式及图 2.1 可知,为了满足一定误码率的要求,可用以下两类方法实现。 是增加信道容量C,从而使E(R)增加,由式(1.3)可知,增加C的方法可以采用诸如加大系统带宽 或增加信噪比的方法达到。当噪声功率N0趋于0时,信道容量趋于无穷,即无干扰信道容量为无穷大; 增加信道带宽W 并不能无限制的使信道容量增加。增加发射机功率;应用高增益天线;采用分集接收及低 噪声器件等通信中常用的方法都是通过增加信道容量C,从而使E(R)增加,以减小误码率。 另一种方法是在R 一定下,增加分组码长n(也就是增加分组码信号持续的时间T),可使P随n的增加呈指数下降。但由于码长n的增加,当R保持一定时,可能使发送的码字数2k指数增加,从而增加 了译码设备的复杂性。这种方法就是信道编码定理所指出减少误码率的另一个方向。 一般我们可将信道编译码器所使用的纠错码从性能上分为坏码和好码。所谓坏码是指只有将码率降至 零才能使误码率为任意小的编码方式;而好码又可以分为当误码率任意小时,码率逼近信道容量限的非常 好码和码率可达到的非零最大值小于信道容量限的一般好码。虽然Shannon指出一个随机选择的码为好码 的概率很高,但随机码的最大似然译码的复杂度往往与码长呈指数关系,即在误码率随码长趋于无穷而趋 向于零的同时,译码复杂度以指数增长。 自信道编码定理提出以来,如何构造一个逼近信道容量限的实用好码成了大家关注的课题,并逐渐形 成了纠错编码理论。下面对其进行简要概述。 二、纠错编码的发展 在香农的信息论建立以后,人们利用了代数中的一些理论,通过代数的方法构造了许多纠错码,并研 究了与之相适应的译码算法。这些码字大部分都是线性分组码,比如说戈雷码、汉明码、循环码和BCH 码,它们的译码算法主要采用大数逻辑译码和捕错译码。但是这些码字都是短码,因为这些码字的纠错译 码算法的复杂度随着码长的增加成指数级增长,长码的实现十分困难,投入实际使用的主要是短码,而这 些短码的性能距离香农限很远。要达到香农限,必须要码长较长的编码,所以1962年,Gallager 在[3]中描 述了一种编码,现在通常称之为Gallager 码,这种编码因为校验矩阵的稀疏性,使得译码的复杂度与码长 保持线性的关系,码长较长时依然可以有效地译码。然而当时人们普遍认为级联码更容易实现,以及一些 技术条件的限制,导致人们忽视了这种编码的存在。 卷积码也是在同一时期提出的另一类重要的纠错编码,它在编码过程中引入了寄存器,增加了码元之 间的相关性。在相同复杂度的条件下可以获得比线性分组码更高的编码增益,但是这种相关性同时也增加 了分析和设计卷积码的复杂性。随着人们对卷积码研究的深入,在卷积码的译码算法方面也出现了序列译

数字通信系统中信道编码技术的研究

数字通信系统中信道编码技术的研究 xx (xx,湖北武汉,xx) 摘要:目前,中国固定和移动两大网络的规模都已位居世界第2位,上网用户也在不断增加,中国的信息通信制造业也得到很大的发展。中国将加快建设新一代信息通信网络技术、生产体系。在信息通信网络的高速发展下,要有效地提高传输速率,然而在实际信道上传输数字信号时,由于信道特性的不理想以及加性噪声和人为干扰的影响,系统输出的数字信息不可避免地会出现差错。因此,为了保证通信内容的可靠性和准确性,每一个数字通信系统对输出信息码的差错概率即误码率都有一定的要求。 为了降低误码率,常用的方法有两种:一种是降低数字信道本身引起的误码,可采取的方法有:选择高质量的传输线路、改善信道的传输特性、增加信号的发送能量、选择有较强的抗干扰能力的调制解调方案等; 另一种方法就是采用差错控制措施,使用信道编码。在许多情况下,信道的改善是不可能的或是不经济的,这时只能采用信道编码方法。因此实现信道编码方法具有重要的意义。 关键词:信道;误码率;信道编码 1. 信道编码 在数字电视和通信系统中,为提高信息传输可靠性,广泛使用了具有一定纠错能力的信道编码技术,如奇偶校验码、行列监督码、恒比码、汉明码、循环码(CRC)等编码技术。信道编码的本质是增加通信的可靠性,或者说增加整个系统的抗干扰性。对信道编码有以下要求:1.透明性:要求对所传消息的内容不加任何限制;2.有纠错能力;3.效率高:为了与信道频谱匹配和具有纠错能力,通常要向原信号添加一些码,要求加入最少的比特数而得到最大的利益;4.包含适当的定时信息。在这些要求中,除编码的必须信息外,所作的处理主要有两条:一是要求码列的频谱特性适应通道的频谱特性从而使传输过程中能量损失最小,提高信噪比。减少发生差错的可能性;二是增加纠错能力,使得即便出现差错,也能得到纠正。 2.三种不同系统的无线信道 (1)数字微波中继通信系统中的无线信道 一般意义下的数字微波中继系统主要用于固定站点之间的无线通信,通常使用1GHZ以上的频段,采用视距通信。为了能够传输更远的距离,需要微波站建设在海拔较高的地方,通常在站点设计时使用微波链路满足自由空间传播条件,即视线距离地面有足够的余隙,此时信号的衰减近似看作只有由于距离的增加而带来的信号能量的扩散,信道条件比较稳定。 (2)短波电离层信道 对于短波电离层信道,电离层随机扰动和多径效应是最主要的特点。电离层扰动本质上决定了短波电离层反射通信的特点,即信道不稳定,信号的起伏和衰落较大。多径效应是指无线信号经过

信道编码基础知识

信道编码基础知识培训讲义 信道编码,也叫差错控制编码,是所有现代通信系统的基石。几十年来,信道编码技术不断逼近香农极限,波澜壮阔般推动着人类通信迈过一个又一个顶峰。5G到来,我们还能突破自我,再创通信奇迹吗? 所谓信道编码,就是在发送端对原数据添加冗余信息,这些冗余信息是和原数据相关的,再在接收端根据这种相关性来检测和纠正传输过程产生的差错。这些加入的冗余信息就是纠错码,用它来对抗传输过程的干扰。

1948年,现代信息论的奠基人香农发表了《通信的数学理论》,标志着信息与编码理论这一学科的创立。根据香农定理,要想在一个带宽确定而存在噪声的信道里可靠地传送信号,无非有两种途径:加大信噪比或在信号编码中加入附加的纠错码。这就像在嘈杂的酒吧里,酒喝完了,你还想来一打,要想让服务员听到,你就得提高嗓门(信噪比),反复吆喝(附加的冗余信号)。 但是,香农虽然指出了可以通过差错控制码在信息传输速率不大于信道容量的前提下实现可靠通信,但却没有给出具体实现差错控制编码的方法。人类在信道编码上的第一次突破发生在1949年。R.Hamming和M.Golay提出了第一个实用的差错控制编码方案。受雇于贝尔实验室的数学家R.Hamming将输入数据每4个比特分为一组,然后通过计算这些信息比特的线性组合来得到3个校验比特,然后将得到的7个比特送入计算机。计算机按照一定的原则读取这些码字,通过采用一定的算法,不仅能够检测到是否有错误发生,同时还可以找到发生单个比特错误的比特的位置,该码可以纠正7个比特中所发生的单个比特错误。这个编码方法就是分组码的基本思想,Hamming提出的编码方案后来被命名为汉明码。汉明码的编码效率比较低,它每4个比特编码就需要3个比特的冗余校验比特。另外,在一个码组中只能纠正单个的比特错误。M.Golay先生研究了汉明码的缺点,提出了Golay 码。Golay码分为二元Golay码和三元Golay码,前者将信息比特每12个分为一组,编码生成11个冗余校验比特,相应的译码算法可以纠正3个错误;后者的操作对象是三元而非二元数字,三元Golay码将每6个三元符号分为一组,编码生成5个冗余校验三元符号,这样由11个三元符号组成的三元Golay码码字可以纠正2个错误。Golay码曾应用于NASA的旅行者1号(Voyager 1),将成百张木星和土星的彩色照片带回地球。在接下来的10年里,无线通信性能简直是跳跃式的发展,这主要归功于卷积码的发明。卷积码是Elias在1955年提出的。卷积码与分组码的不同在于:它充分利用了各个信息块之间的相关性。通常卷积码记为(n,k,N)码。卷积码的编码过程是连续进行的,依次连续将每k个信息元输入编码器,得到n个码元,得到的码元中的检验元不仅与本码的信息元有关,还与以前时刻输入到编码器的信息元(反映在编码寄存器的内容上)有关。同样,在卷积码的译码过程中,不仅要从本码中提取译码信息,还要充分利用以前和以后时刻收到的码组。从这些码组中提取译码相关信息,,而且译码也是可以连续进行的,这样可以保证卷积码的译码延时相对比较小。通常,在系统条件相同的条件下,在达到相同译码性能时,卷积码的信息块长度和码字长度都要比分组码的信息块长度和码字长度小,相应译码复杂性也小一些。很明显,在不到10年的时间里,通信编码技术的发展是飞跃式的,直到遇到了瓶颈。根据香农前辈的指示,要提高信号编码效率达到信道容量,就要使编码的分段尽可能加长而且使信息的编码尽可能随机。但是,这带来的困难是计算机科学里经常碰到的“计算复杂性”问题。还好,这个世界有一个神奇的摩尔定律。得益于摩尔定律,编码技术在一定程度上解决了计算复杂性和功耗问题。而随着摩尔

10信道编码简介解析

第二章 信道编码简介 2、1信道编码简介 一、信道编码理论 1948年,信息论的创始人Shannon 从理论上证明了信道编码定理又称为Shannon 第二定理。它指出每个信道都有一定的信道容量C ,对于任意传输速率R 小于信道容量C ,存在有码率为R 、码长为n 的分组码和),,(00m k n 卷积码,若用最大似然译码,则随码长的增加其译码错误概率e p 可以任意小]1[。 )(R E n b e b e A p -≤ (2.1) ) ()()1(0R E n c R E n m c e c c c e A e A p -+-=≤ (2.2) 式中,b A 和c A 为大于0的系数,)(R E b 和)(R E c 为正实函数,称为误差指数,它与R 、C 的关系]2[如图2.1所示。由图可以看出:)(R E 随信道容量C 的增大而增加,随码率R 的增加而减小。 这个存在性定理告诉我们可以实现以接近信道容量的传输速率进行通信,但并没有给出逼近信道容量的码的具体编译码方法。 Shannon 在信道编码定理的证明中引用了三个基本条件: 1、采用随机编译码方式; 2、编译码的码长n 趋于无穷大; 3、译码采用最佳的最大后验译码。 在高斯白噪声信道时,信道容量: )/](1[log 02s bit WN P W C S += (2.3) 上式为著名的Shannon 公式,式中W 是信道所能提供的带宽, T E P S S /=是信号概率,S E 是信号能量,T 是分组码信号的持续时间即信号宽度,W P S /是单位频带的信号功率,0N 是单位频带的噪声功率,)/(0WN P S 是信噪比。

信道编码

信道编码 1.信道编码的基本概念 1.1 信道编码的概念 通信的目的在于传递信息,衡量通信系统性能的主要指标是有效性和可靠性。在数字通信中,信源编码旨在解决有效性指标,通过各种数据压缩方法尽可能去除信号中的冗余信息,最大限度地降低传输速率和减小传输频带。信道编码又称为信道纠错编码或差错控制编码,旨在降低误码率,提高通信系统的可靠性。它产生于20世纪50年代,发展于60年代,70年代趋于成熟。 在数字信号传输过程中,由于信道特性不理想以及加性噪声的影响,使得信号波形失真,产生误码。为了提高系统的抗干扰性,除了加大发射功率,采用均衡措施,降低接收设备本身的噪声,合理选择调制、解调方式等技术外,采用信道编码技术也是一种有效手段。 信道编码的基本思想是按照某种确定的编码规则,在待发送的信息码元中加入一些多余的码元(监督码元或校验码元),在接收端利用该规则进行解码,以便发现和纠正传输中发生的差错,从而提高码元传输的可靠性。 常用的差错控制编码方式主要有三种: (1)检错重发方式也称为自动请求重发方式(Automatic Repeat Request,ARQ):在发送信息码元序列中加入一些能够发现错误的码元,接收端能够依据这些检错码元发现接收码元序列中存在错码,但不能确定错码的准确位置。此时,接收端通过反向通道通知发送端重发,直到接收端确认收到正确码元序列为止。其原理框图如图1(a)所示。优点是检错码构造简单,不需要复杂的编译码设备,在冗余度一定的条件下,检错码的检错能力比就错码的纠错能力强得多,故整个系统的误码率可以保持在极低的数量级上。缺点是需要反向信道,为了收发匹配,控制电路较为复杂。同时当信道干扰频繁时,系统常常处于重发消息的状态,使得实时性变差。适用于突发差错或信道干扰严重的情况。 (2)前向纠错方式(Forward Error Correction,FEC)又称为自动纠错方式(Automatic Error Correction,AEC):发送端发送能够纠错的信息码元,接收端不仅能够发现错码,而且能够确定错码的准确位置,并予以自动纠正。其原理框图如图1(b)所示。优点是无需反向信道,延时小,实时性好。缺点是译码设备复杂。 (3)混合纠错方式(Hybrid Error Correction,HEC):它是ARQ和FEC方式的结合,发送端发送具有检错和纠错能力的信息码元序列,接收端检查错码情况。如果错码在纠错能力范围内,则自动纠错;如果错码超过了纠错能力,但能检测出来,则通过反向信道请求发送端重发。其原理框图如图1(c)所示。这种方式综合了自动纠错和检错重发的优点,在强干扰信道中仍可获得较低的误码率,得到了广泛应用。 (a) 1

信道编码在移动通信中的应用解析

信道编码在移动通信中的应用 姚晓莉王梅 (河北科技大学信息学院,050054 摘要:当今社会移动通信发展迅速。本文主要介绍了几种主要的信道编码方法,对其各自的优缺点进行了总结。最后对信道编码的未来进行了展望。 关键词:移动通信;信道编码;分组码;卷积码;Turbo码 The Application of the Channel Codes in Mobile Communication Systems Yao Xiaoli Wang Mei (Hebei University of Science and Technology,050054 Abstract:Nowadays,the Mobile Communication Systems are fast development.This article introduced the Channel Codes,and discussed the advantage and disadvantage of different types of Channel Codes.Finally,there also predicted the Channel C odes’tomorrow. Keywords:Mobile Communication;Channel Codes;Block codes;Convolution Codes;Turbo Codes 1引言 当今社会,随着科学技术的进步、经济的快速发展,在社会的各个不同领域,通信技术都显得尤为重要。移动通信是当今通信领域最为活跃的一个分支。移动通信满足了人们随时随地的个人通信要求,因此它的发展更显得尤为重要。

GPRS信道编码方式的介绍

分组数据信道的编码方式 ●不同的编码方式其传输速率不同、纠错能力不同(编码方案越高,纠错能力越脆弱) ●GPRS定义了CS-1至CS-4四种信道编码方式 ?数据速率依次为9.05 Kbps, 13.4 Kbps, 15.6 Kbps,21.4 Kbps ?CS-1与SDCCH的信道编码相同;CS-1,CS-2所要求的C/I与电路型基本相同,可覆盖小区的90%-100%;CS-3较高;CS-4对C/I要求很高,需要 良好的无线环境 ●网络根据对无线传输的实时监测结果调整信道编码模式 ?不同的时隙可选择不同的信道编码方式 ?当无线传输质量较好时,应采用效率更高的编码方式 GPRS信道编码 ●GPRS的承载RLC/MAC数据块的无线块,即PDTCH信道,可以使用4种不同的编 码方案:CS-1、CS-2、CS-3、CS-4 ●对于承载RLC/MAC控制块的无线块(除PTCCH/U和PRACH外的所有控制信道), 即PACCH、PBCCH、PAGCH、PPCH、PNCH、PTCCH/D的信道编码都采用CS-1的编码方案 ●在PRACH上可以发送两种类型的分组随机接入突发脉冲 ?8个信息比特的随机突发脉冲,和GSM随机接入突发脉冲的编码方案相同 ?11个比特的随机突发脉冲,又被称为扩展的随机接入突发脉冲,是对GSM 随机接入突发脉冲的信道编码截短后的结果 ?MS对两种随机接入突发脉冲都应该支持 信道编码过程(步骤) ●第一步:添加用于检错的分组校验序列BCS(Block Check Sequence) ●第二步:对于CS-1~CS-3,包括USF预编码(CS-1 除外),添加4个尾比特,然 后进行1/2卷积编码并截断至所期望的速率(CS-1 除外)。卷积编码用于纠错,CS-4没有纠错编码。 信道编码过程(流程图)

信道编码

第6章信道编码 教学内容: 信道编码的概念、信道编码定理、线性分组码、循环码 6.1信道编码的概念 教学内容: 1、信道编码的意义 2、信道编码的分类 3、信道编码的基本原理 4、检错和纠错能力 1、信道编码的意义 由于实际信道存在噪声和干扰,使发送的码字与信道传输后所接收的码字之间存在差异,称这种差异为差错。信道编码的目的是为了改善通信系统的传输质量。

基本思路是根据一定的规律在待发送的信息码中加入一些多余的码元,以保证传输过程的可靠性。信道编码的任务就是构造出以最小冗余度代价换取最大抗干扰性能的“好码”。 2、信道编码的分类 纠错编码的目的是引入冗余度,即在传输的信息码元后增加一些多余的码元(称为校验元,也叫监督元),以使受损或出错的信息仍能在接收端恢复。

一般来说,针对随机错误的编码方法与设备比较简单,成本较低,而效果较显著;而纠正突发错误的编码方法和设备较复杂,成本较高,效果不如前者显著。因此,要根据错误的性质设计编码方案和选择差错控制的方式。 3、信道编码的基本原理 可见,用纠(检)错控制差错的方法来提高通信系统的可靠性是以牺牲有效性的代价来换取的。在通信系统中,差错控制方式一般可以分为检错重发、前向纠错、混合纠错检错和信息反馈等四种类型。 香农理论为通信差错控制奠定了理论基础。 香农的信道编码定理指出:对于一个给定的有干扰信道,如信道容量为C,只要发送端以低于C的速率R发送信息(R为编码器输入的二元码元速率),则一定存在一种编码方法,使编码错误概率p随着码长n的增加,按指数下降到任意小的值。这就是说,可以通过编码使通信过程实际上不发生错误,或者使错误控制在允许的数值之下。 4、检错和纠错能力举例:A、B两个消息 a、没有检错和纠错能力:0、1 b、检出一位错码的能力:00、11 c、判决传输有错:000、111(大数法则) 一般来说,引入监督码元越多,码的检错、纠错能力越强,但信道的传输效率下降也越多。人们研究的目标是寻找一种编码方法使所加的监督码元最少,而检错、纠错能力又高且又便于实现。 6.2信道编码定理 教学内容: 1、译码规则及错误概率 2、信道编码定理

信道编码技术

信源编码 一种以提高通信有效性为目的而对信源符号进行的变换;为了减少或消除信源剩余度而进行的信源符号变换。为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量,对信源输出的符号序列所施行的变换。具体说,就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法,把信源输出符号序列变换为最短的码字序列,使后者的各码元所载荷的平均信息量最大,同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。 既然信源编码的基本目的是提高码字序列中码元的平均信息量,那么,一切旨在减少剩余度而对信源输出符号序列所施行的变换或处理,都可以在这种意义下归入信源编码的范畴,例如过滤、预测、域变换和数据压缩等。当然,这些都是广义的信源编码。 一般来说,减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号平均信息量的基本途径有两个:①使序列中的各个符号尽可能地互相独立;②使序列中各个符号的出现概率尽可能地相等。前者称为解除相关性,后者称为概率均匀化。 信源编码的一般问题可以表述如下: 若某信源的输出为长度等于M的符号序列集合式中符号A为信源符号表,它包含着K个不同的符号,A={ɑk|k=1,…,K},这个信源至多可以输出KM个不同的符号序列。记‖U‖=KM。所谓对这个信源的输出进行编码,就是用一个新的符号表B的符号序列集合V来表示信源输出的符号序列集合U。若V的各个序列的长度等于N,即式中新的符号表B共含L个符号,B={bl|l=1,…,L}。它总共可以编出LN个不同的码字。类似地,记‖V‖=LN。为了使信源的每个输出符号序列都能分配到一个独特的码字与之对应,至少应满足关系‖V‖=LN≥‖U‖=KM 或者N/M≥logK/logL 。 假若编码符号表B的符号数L与信源符号表A的符号数K相等,则编码后的码字序列的长度N必须大于或等于信源输出符号序列的长度M;反之,若有N=M,则必须有L≥K。只有满足这些条件,才能保证无差错地还原出原来的信源输出符号序列(称为码字的唯一可译性)。可是,在这些条件下,码字序列的每个码元所载荷的平均信息量不但不能高于,反而会低于信源输出序列的每个符号所载荷的平均信息量。这与编码的基本目标是直接相矛盾的。下面的几个编码定理,提供了解决这个矛盾的方法。它们既能改善信息载荷效率,又能保证码字唯一可译。

信道编码理论与技术

《现代通信系统与技术》题目:信道编码理论与技术 院(系)信息科学与工程学院 专业通信工程专业 届别 2011级 班级11通信工程B班 学号 1115108033 姓名苏杰波 任课老师贺玉成

信道编码理论与技术 摘要:本文先阐述了信道编码的基本概念和基本原理,然后介绍了几种主要的信道编码技术,分析了他们的原理以及它在各个方面的应用和研究,并对各种编码方法的优缺点进行了总结,对信道编码的未来进行了展望。 关键词:信道编码,理论,技术 引言 编码理论与技术不仅在通信、计算机以及自动控制等电子学领域中得到直接的应用,而且还广泛地渗透到生物学、医学、生理学、语言学、社会学和经济学等各领域。在编码理论与自动控制、系统工程、人工智能、仿生学、电子计算机等学科互相渗透、互相结合的基础上,形成了一些综合性的新兴学科。尤其是随着数学理论,如小波变换、分形几何理论、数学形态学以及相关学科,如模式识别、人工智能、神经网络、感知生理心理学等的深入发展,世界范围内的有关专家一直在寻求现有压缩编码的快速算法,同时,又在不断探索新的科学技术在压缩编码上的应用,因此新颖高效的现代压缩方法相继产生。 一、信道编码的基本概念 信道编码的目的是为了改善通信系统的传输质量,对于不同类型的信道要设计不同类型的信道编码,才能收到良好效果。从构造方法看,所谓信道编码,其基本思路是根据一定的规律在待发送的信息码元中加入一些多余的码元,以保证传输过程的可靠性。信道编码的任务就是构造出以最小冗余度代价换取最大抗干扰性能的“好码”。从不同角度出发,可有不同的分类方法。按照信道特性和设计的码字类型进行划分,信道编码可分为纠独立随机差错码、纠突发差错码和纠混合差错码。按照码组的功能分,有检错码和纠错码。按照每个码取值来分,可分为二元码与多元码,也称为二进制码与多进制码。目前,传输系统或存储系统大多采用二进制的数字系统,所以一般提到的纠错码都是指二元码。按照对信息码元处理方法的不同分,有分组码和卷积码。按照监督码元与信息码元之间的关系分,有线性码和非线性码。线性码是指监督码元与信息码元之间的关系是线性关系。否则称为非线性码。按照循环特性分,分组码又可分为循环码和非循环码。循环码的特点是:若将其全部码字分为若干组,则每组中任一码字的码元循环移位后仍是这组的码字。非循环码是1个任

信道编码技术研究

信道编码技术研究 摘要:信道编码是通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。本文介绍了几种主要的信道编码技术,分析了他们的原理以及它在各个方面的应用和研究,并对各种编码方法的优缺点进行了总结,对信道编码的未来进行了展望。 关键词:信道编码、原理、研究 1 信道编码原理 信道编码是为了与信道的统计特性相匹配,并区分通路和提高通信的可靠性,而在信源编码的基础上,按一定规律加入一些新的监督码元,以实现纠错的编码。信道编码大致分为两类:①信道编码定理,从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题,也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。编码定理的证明,从离散信道发展到连续信道,从无记忆信道到有记忆信道,从单用户信道到多用户信道,从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零,正在不断完善。编码方法,在离散信道中一般用代数码形式,其类型有较大发展,各种界限也不断有人提出,但尚未达到编码定理所启示的限度,尤其是关于多用户信道,更显得不足。在连续信道中常采用正交函数系来代表消息,这在极限情况下可达到编码定理的限度。不是所有信道的编码定理都已被证明。只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明;其他信道也有一些结果,但尚不完善。 信道编码还有以下几类方式:按字码的功能分为纠错码和检错码;按监督码元与信息码元分为线性码和非线性码;按照对信息码元和监督码元的约束关系的不同又分为分组码和卷积码,按照信息码元在编码后是否保持原来的形式分类,有系统码和非系统码。 线性分组码是差错控制码,由于认识此种码的思路与概念直观而条理清晰,并对编码中的一些重要参量和纠错能力提供一系列明确的概念,从而也为介绍其它差控码奠定有力基础。分组码是一组固定长度的码组,可表示为(n , k),通常它用于前向纠错。在分组码中,监督位被加到信息位之后,形成新的码。在编

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