当前位置：文档之家 › ch6 信道编码

ch6 信道编码

  • 格式：doc
  • 大小：479.00 KB
  • 文档页数：25

第六章 空中接口上的信道编码 1 of 26 第六章 空中接口上的信道编码 第六章 空中接口上的信道编码

of 26 2 GSM突发脉冲序列（Burst） 对面图示的是一个GSM突发脉冲序列（Burst），它包括以下几个部分：  信息 即话音，数据或控制信息。  保护带 BTS和MS接收信息时都必须在分配给它的时隙这一短暂的时间段内接收和解码突发脉冲序列，所以对于定时精确性的要求极高。采用保护带之后，允许有一小段空白的时间误差，一定程度上降低了定时精确性的要求。准确的说，时隙的长度是0.577ms，脉冲序列的长度是0.546ms，允许时隙中突发脉冲序列有0.031ms时间上的误差。  偷帧标志 当话务信道突发脉冲序列被FACCH(Fast Associated Control Channel)盗用时,这两个比特将被设臵.只设臵了一个比特表示突发脉冲序列只有一半被盗用。  训练序列 供接收均衡器评估BTS和MS之间物理通路的传输质量,训练比特长26比特.  尾比特 用于指示突发脉冲序列的开始和结束。 第六章 空中接口上的信道编码

3 of 26 GSM 突发脉冲序列和TDMA帧

保护带 保护带

信息 训练序列 信息

尾比特 偷帧标志 尾比特

常规突发脉冲序列 第六章 空中接口上的信道编码

of 26 4 GSM突发脉冲序列… 突发脉冲序列类型（Burst Types） 对面图示了GSM空中接口用到的五种脉冲序列。所有的脉冲序列，不管是什么类型的，必须在时间上准确定时到给定的时隙。 突发脉冲序列Burst是BTS或MS发送的比特序列，时隙则是一个固定的时间段，脉冲序列必须顺序准确的到达这一时间段，以便接收器能正确接收解码。  常规突发脉冲序列（Normal Burst） 常规突发脉冲序列传送业务信道和除以下所说的各种控制信道以外的控制信道。（双向的）  频率校正突发脉冲序列（Frequency Correction Burst） 该突发脉冲序列传送下行的FCCH，使MS能校正自己振荡器的频率并锁定到BTS的频率。  同步突发脉冲序列（Synchronization Burst） 用来传送下行的SCH，使MS同步到BTS。  填充突发脉冲序列（Dummy Burst） 当BCCH载频中没有用到的时隙中没有信息可发送时，发送填充突发脉冲序列（仅在下行方向）  接入突发脉冲序列（Access Burst） 这种突发脉冲序列比其它类型的脉冲序列短很多。因为MS试图接入到系统时还不知道发射定时，所以要增加保护带。MS发送该突发脉冲序列时，BTS并不知道MS的位臵，所以来自MS的消息的定时也无法准确计算（接入突发脉冲序列仅为上行） 第六章 空中接口上的信道编码

5 of 26 GSM突发脉冲序列类型

信息 训练序列

信息

固定比特 编码过的比特 同步序列 编码过的比特

固定比特 训练序列 固定比特

同步序列 加密比特

时间

接入突发脉冲序列

填充突发脉冲序列 同步突发脉冲序列 频率校正突发脉冲序列(FB) 常规突发脉冲序列(NB) 第六章 空中接口上的信道编码

of 26 6 差错保护与检测 为保护逻辑信道，避免逻辑信道在无线通路上发送时出现差错，系统采用了多种编码方案。对面图示了话音，控制和数据信道的编码处理，外理的顺序非常复杂。 采用何种编码和交织方案取决于被编码的信道，所有的逻辑信道都需要经过某种形式的卷积编码，但由于不同的逻辑信道对信息保护的要求不同，所以编码速率也会不同。 有三种编码保护方案：  对话音信道编码 将每20ms的话音信息块分到8个GSM Burst，这样当空中接口上的干扰导致Burst丢失时，仍然可以准确的恢复出话音信息。  对通用控制信道编码 20ms的控制信息块被分到了4个Burst，比如BCCH，这使得这些突发脉冲序列可以插到一个TDMA复帧中。  对数据信道编码 数据信息被展开到了22个Burst。因为数据每一个比特的信息都是很重要的，把数据信息分到22个Burst使得在接收端恢复数据信息时，如果有一个脉冲序列丢失，20ms的数据信息块中只有很小的一部分丢失，通过差错编码机制可以将这一部分丢失的信息恢复出来。

20ms 信息块 0.577ms 信息突发脉冲序列 话音（260bit） 话音（8个Bursts） 控制信息（184bit） 编码 交织 控制信息（4个Bursts） 数据（240bit） 数据（22个Bursts） 第六章 空中接口上的信道编码

7 of 26 RACH+SCH P0 bits 循环编码+尾比特 进：P0 bits 出：P1

bits

卷积编码 进:P1 bits 出:2×P1

bits

数据业务 9.6/4.8/2.4k N0 bits 加进尾比特 进：N0 bits 出：N1 bits 卷积编码+比特截短 进:N1 bits 出:456 bits

BCCH,PCH,AGCH, SDCCH,FACCH, SACCH,CBCH 184bits Fireode+尾比特

进：184 bits 出：228 bits 卷积编码 进:228 bits 出:456 bits

FR话音帧 260 bits

EFR话音帧 244 bits

Class 1a循环编码+尾比特 进：260 bits 出：267 bits 卷积编码 进:267 bits 出:456 bit

s

循环编码+重复 进:244 bits 出:460 bits 重新排序及分割成子块+盗用标志 进：456 bits 出：8子块 直角交织 进：8子块 出

成对的子块

斜交织 进：8子块 出：成对的块

斜交织+盗用标志 进：456 bits的block 出：22个子块

8×TCH FR (Bursts) 8×TCH EFR (Bursts) 8×FACCH/TCH (Bursts) 8×TCH 2-4kbps (Bursts) 4×BCCH,PCH,AGCH 4×SDCCH,SACCH 4×CBCH (Bursts) 19×TCH 9.6kb

p

s (Bursts) 1×RACH 1×SCH (Bursts)

差错保护与检测 TCH/2.4 第六章 空中接口上的信道编码

of 26 8 差错保护与检测 话音信道编码 BTS从Abis接口接收来自BSC的压缩编码后的话音信息，在这里这些话音信息被BTS放到了各自的逻辑信道。这些逻辑信道的信息在发送到空中接口前先要经过信道编码。 压缩编码过的信息也是成帧接收的，每帧有260个bit，这260个bit根据对差错的敏感度被分成了三组，对话音信息的可理解性越重要的比特，敏感度越高。  Class la 这一级对差错最敏感。从la级的50个比特中生成3个校验比特。Class 1a的比特对于话音信息的可理解性是关键的，不容出错。有了校验比特后，话音解码器可以检测到Class la比特中不可纠正的错误，如果Class la比特中出现错误，一般整个信息块都会被丢弃。  Class lb 132个比特的lb级比特没有差错校验位，但和la级比特和校验比特卷积到了一起。加上了4个尾比特是为了将接收器的寄存器设臵到解码状态。  Class2 这72个比特对差错最不敏感，根本没有任何加保护措施。

最后得到的456个比特在发送到空中接口前还要经过交织。 注： 在A bis链路上如果采用的是全速率话音编码，那么260个比特在20ms内发送，数据速率是13Kbit/s。如果采用的是增强型全速率编码（EFR，Enhanced Full Rate），A bis链路上每20ms内将传送244个比特。EFR的信息在经过和全速率话音信息同样的信道编码之前要经过预编码，使之从244比特变成260比特。

编码后的话音占456比特，但仍在20ms内发送，所以数据速率提高到了22.8kbit/s。

合集下载

信道编码简介

信道编码简介


Gallager
虽然软判决译码、级联码和编码调制技术都对信道 码的设计和发展产生了重大影响 ，但是其增益与 Shannon理论极限始终都存在2～3dB的差距。 在 1993 年 于 瑞 士 日 内 瓦 召 开 的 国 际 通 信 会 议 (1CC'93) 上，两位任教于法国不列颠通信大学的教 授 C.Berrou 、 A.Glavieux 和 他 们 的 缅 甸 籍 博 士 生 P.Thitimajshima 首次提出了一种新型信道编码方 案 ——Turbo 码，由于它很好地应用了 Shannon 信 道编码定理中的随机性编、译码条件，从而获得了 几乎接近 Shannon 理论极限的译码性能。仿真结果 表明，在采用长度为65536的随机交织器并译码迭代 18次情况下，在信噪比Eb/N0>=0.7dB并采用二元相 移键控(BPSK)调制时，码率为1/2的Turbo码在加性 高斯白噪声信道上的误比特率 (BER)<=10-5，达到了 与Shannon极限仅相差0.7dB的优异性能。(1/2码率 的Shannon极限是0dB)。
循环码的一个非常重要的子集就是分别由Hocquenghem在1959 年、 Bose 和 Ray-Chaudhuri 研究组在 1960 年几乎同时提出的 BCH码(BCH，Bose Chaudhuri Hocquenghem)，BCH码的码 字长度为 n＝qm-1，其中m 为一个整数。二元 BCH 码（ q=2）的 纠错能力限为 t<(2m-1)/2 。 1960 年， Reed 和 Solomon 将 BCH 码 扩展到非二元（ q>2 ）的情况，得到了 RS （ Reed-Solomon ） 码。 1967 年， Berlekamp 给出了一个非常有效的译码算法后， RS 码得到了广泛的应用。此后， RS 码在 CD 播放器、 DVD 播放 器中得到了很好的应用。
信道编码基本概念

信道编码基本概念


禁用码字数：23 – 4 = 4
101
有检错能力，无纠错能力
3）第三种编码方法：A
B
C
D
00111 01001 10010 11100
4位 许用码字数：4 禁用码字数：25 – 4 = 28
1位 3位 2位
11001 按最大似
有检错能力
然法则
有纠一位错的能力
B
可见，码字之间差别越大，则可能的检错、纠错 能力越强
20
4 信道编码的分类
按信息码元与监督码元间约束方式：
分组码(Block Code)：信息序列每k位分成一 组，产生r位监督元，输出长度为n=r+k的码字。 r位监督元只与本分组的k位信息元有关，记为 （n, k）。
卷积码(Convolutional Code)：编码器给每k0
位信息加上r0位监督元得到长度为n0的码字。该码字 的运算，不仅与本组k0位信息有关，还与其前面m组 k0位信息有关。称这种码为（n0，k0，m）卷积码。
2020/4/9
19
4 信道编码的分类
按差错控制编码的不同功能：
检错码：发现错误的码 纠错码：自动纠正错误的码
按信息码元与附加监督码元间检验关系：
线性码(Linear Code)：监督码元与信息码元满 足线性关系
非线性码(Nonlinear Code)：监督码元与信息 码元不满足线性关系
2020/4/9
否发生 2020/有一信源具有A、B、C、D四个符号，用0、1 进行二元等长编码，并讨论其纠错能力。
解：1）第一种编码方法： A B C D
许用码字数：4
00 01 10 11
禁用码字数：0 无检错能力
2）第二种编码方法： A B C D
6信道编码1

6信道编码1


纠随机差错与突发差错码
• 按照纠正差错类型可分为纠随机差错码、纠突 发差错码、介于中间的纠随机/突发差错(混合 差错)码等。 • 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。
• 分组码又可分为循环码和非循环码两种类型。 循环码的特点是，若将其全部码字分成若干组， 则每组中任一码字的码元循环移位后仍是这组 的码字。非循环码是任意1个码字中码元循环 移位后不一定再是该码书中的码字。 • 在卷积码中，每组的监督码元不但与本码组的 信息码元有关，而且还与前面若干组信息码元 有关，即不是分组监督，而是每个监督码元对 它的前后码元都实行监督，前后相关，因此有 时也称为连环码。
6.1.3 随机编码
• 编码的分析、设计的途径： • 一、根据特定的数学理论，分析和设计一种特 定的编码方法。 • 二、不涉及具体编码方法的设计，运用概率统 计方法在特定信道条件下对编码信号的性能作 出统计分析，求出差错概率的上、下限边界， 其中最优码所能达到的差错概率上界称作随机 码界。 • 用这种方法不能得知最优码是如何具体编出来 的，却能得知最优码可以好到什么程度，并进 而推导出有扰离散信道的编码定理，对指导编 码技术具有特别重要的理论价值。
6.1 信道编码的基本概念
• 信道编码的目的是为了改善数字通信系统的传 输质量。 • 由于实际信道存在噪声和干扰的影响，使得发 送的码字与经信道传输后所接收的码字之间存 在差异，我们称这种差异为差错。 • 一般，信道噪声/干扰越大，码字产生差错的 概率也就越大。
1.差错符号与差错比特
• 信号差错与信息差错既有联系又有区别，分别 用差错符号与差错比特来描述。 • 差错符号：由符号发生差错引起，也叫信号差 错，信号差错概率通常用符号差错概率（误码 元率）表示。
信道编码 信道容量 信道带宽

信道编码 信道容量 信道带宽

摘要：信道(information channels)是信号的传输媒质，可分为有线信道和无线信道两类。

可分为有线信道和无线信道两类。

有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光缆等。

无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道等。

如果我们把信道的范围扩大，它还可以包括有关的变换装置，比如：发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等，我们称这种扩大的信道为广义信道，而称前者为狭义信道。

提问编辑摘要目录[隐藏]• 1 结构• 2 无线信道• 3 信道编码• 4 信道容量• 5 信道带宽• 6 信道理论信道-结构信道工作原理信道结构传送信息的物理性通道。

信息是抽象的，但传送信息必须通过具体的媒质。

例如二人对话，靠声波通过二人间的空气来传送，因而二人间的空气部分就是信道。

邮政通信的信道是指运载工具及其经过的设施。

无线电话的信道就是电波传播所通过的空间，有线电话的信道是电缆。

每条信道都有特定的信源和信宿。

在多路通信，例如载波电话中，一个电话机作为发出信息的信源，另一个是接收信息的信宿，它们之间的设施就是一条信道，这时传输用的电缆可以为许多条信道所共用。

在理论研究中，一条信道往往被分成信道编码器、信道本身和信道译码器。

人们可以变更编码器、译码器以获得最佳的通信效果，因此编码器、译码器往往是指易于变动和便于设计的部分，而信道就指那些比较固定的部分。

但这种划分或多或少是随意的，可按具体情况规定。

例如调制解调器和纠错编译码设备一般被认为是属于信道编码器、译码器的，但有时把含有调制解调器的信道称为调制信道；含有纠错编码器、译码器的信道称为编码信道。

所有信道都有一个输入集A，一个输出集B以及两者之间的联系，如条件概率P(y│x)，x∈A，y∈B。

这些参量可用来规定一条信道。

输入集就是信道所容许的输入符号的集。

通常输入的是随机序列,如X,X2,…,X n,…,各X∈A(r=1,2,…)。