【正文】 x22 x32 …… ……………………….. x1W x2W x3W …… 寫 讀 突發(fā)錯誤 34 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ?卷積交織 （ ） ? 就采用了這種卷積交織方式 回顧：交織方式 2 交織器 解交織器 35 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ?隨機(jī)交織 （ ) ?隨機(jī)交織 ?在每一次使用交織器時 ， 使用完全不同的交織器 ，每次的交織圖案完全隨機(jī) 。 ? 合理的選擇交織參數(shù) ? 抗突發(fā)誤碼的性能：交織越長越好 ?。。? ? 交織延遲性能：交織越長 ， 信號時延越大 ， 那么中斷恢復(fù)時間 ， 或信道切換時間就越長 。 32 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧：交織 —抗突發(fā)誤碼的有效手段 ? 交織 （ ） 就是一種將數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行變換的處理方法 。 ? 經(jīng)過信道編譯碼后 ， 碼譯碼輸出的誤碼也將呈現(xiàn)突發(fā)性 ，無論是分組碼 ， 還是卷積碼都是如此 。 ? 在 （ n， k） 碼中 ， 輸入信息被分成 比特一組 ， 每組包括 k 個符號， 每個符號由 m 比特組成 。 28 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧： 外碼 ( 碼 ) — ? 1960 年 的 和 在發(fā)表了論文 “ ” 。 該縮短碼的最小距離至少與原碼相同 。 ? G 和 H 滿足： ? G 0 或 H ? 碼字長度 = n ? 校驗(yàn)位長度 = ? 信息位長度 = k ? 碼率 R = (編碼效率 ） ? 在一般情況下 ， 對線性分組碼有以下結(jié)論： ? 在一個碼組內(nèi)檢測 e 個誤碼 ， 要求最小碼距： ≥1 ? 在一個碼組內(nèi)糾正 t 個誤碼 ， 要求最小碼距： ≥21 ? 在一個碼組內(nèi)糾正 t 個誤碼 ， 同時檢測 e (e≥t ) 個誤碼 ， 要求最小碼距： ≥ 1 25 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 校驗(yàn)方程是基礎(chǔ) ? 線性分組碼既可以用生成矩陣 G， 也可以用校驗(yàn)矩陣 H 來描述 ， 兩者有： ? G ? 若只選用四種 ， 000、 01 10 110。 ? 目的：破連 ―0‖ 連 ―1‖， 便于時鐘恢復(fù)；破周期性， 降低對其它信道的干擾 。 )/()1(log 2 sbNSBC ??引言： 定理－可靠和效率互換 17 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 定理理論曲線 根據(jù)仙農(nóng)定理 ， 為了保證可靠傳輸 ， 必須 ， 經(jīng)推導(dǎo)可以得到： CRb ? )1(log)1(log 022 BnREBNSBR bbb ?????? )1(log2 NSBC ?? )12(1 /0?? BRBRb bbnE仙農(nóng)理論曲線說明：噪聲只是限制了可以得到的信息傳輸速率 ， 但不能限制可以獲得的精確度 。 ? 0 可以綜合反映系統(tǒng)的性能 ， 但不直觀 ， 因?yàn)? 和 n0 不是系統(tǒng)中可以直接測得的參數(shù) ， 必須通過計算得出；而 可以通過測量直接得到 ，但較為片面 。 在相同抗干擾能力情況下 ， 系統(tǒng) b效率優(yōu)于系統(tǒng) a。 若 b 優(yōu)于 a， 則系統(tǒng) b 的整體性能優(yōu)于 a。 對某個 ， 越小 ， 則說明該通信系統(tǒng)的可靠性越高 。 ? 對同一個傳輸系統(tǒng)而言 ， 載噪比要比信噪比大 ， 兩者之間相差一個載波功率 。 ?線性調(diào)制系統(tǒng)的誤符號率與其星座圖中星座點(diǎn)間的歐幾里德距離有確切的函數(shù)關(guān)系 。 ? 時域響應(yīng)： 2220 41cossin)(tftftftfhthSSSS????????引言：頻譜效率和滾降系數(shù) —有效性 ? 滾降系數(shù) а影響著頻譜效率 ， а越小 ， 頻譜效率就越高 ， 但 а過小時 ， 升余弦滾降濾波器的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)比較困難 ， 而且當(dāng)傳輸過程中發(fā)生線性失真時產(chǎn)生的符號間干擾也比較嚴(yán)重 。 ? 奈奎斯特第一準(zhǔn)則：抽樣點(diǎn)無失真準(zhǔn)則 ， 或無碼間串?dāng)_ （ )準(zhǔn)則 ? 奈奎斯特第二準(zhǔn)則：轉(zhuǎn)換點(diǎn)無失真準(zhǔn)則 ， 或無抖動（ ） 準(zhǔn)則 ? 奈奎斯特第三準(zhǔn)則：波形面積無失真準(zhǔn)則 。 ? 頻譜效率主要用于衡量各種數(shù)字調(diào)制技術(shù)的效率 ， 在數(shù)量上等效于每個調(diào)制符號所映射的比特數(shù) 。 ? 比特率和波特率容易產(chǎn)生混淆 ， 為了避免造成人們的困惑 ，許多書上稱波特率為符號率 。 6 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 引言：比特率和波特率 —有效性 ? 比特率表示每秒可傳輸多少個二元比特 ， 單位是 。 ?中國也將發(fā)射直播星 ， 和 S 波段多媒體廣播星 。 ? 發(fā)射端在映射之后以及接收端在反映射之前 ， 信息以多元數(shù)字符號表示 ， 因此其中各環(huán)節(jié)傳輸和處理信息的速率用波特率表示 ， 如調(diào)制信號的速率等 。 ? 對于帶通調(diào)制信號 ， 那么奈奎斯特帶限定理表明 ， 理論上沒有碼間串?dāng)_的最大頻譜效率為 1符號 (碼元 )。 ? 瑞典科學(xué)家哈利 ?奈奎斯特在 1928年為解決電報傳輸問題提出了數(shù)字波形在無噪聲線性信道上傳輸時的無失真條件 ，稱為奈奎斯特準(zhǔn)則 。 10 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 常用的奈奎斯特濾波器是升余弦成形濾波器： ? 左圖為頻域響應(yīng) ? 為滾降系數(shù) ? 若把升余弦濾波器放置在收發(fā)兩端 ， 即為平方根升余弦函數(shù) （ ） 。 ?對于多元調(diào)制信號 ， 由于接收機(jī)的判決是基于符號的 ， 所以更常采用誤符號率或誤字率 ， 即接收端發(fā)生符號錯誤的比例 。 ? 信噪比與載噪比區(qū)別在于 ， 載噪比中的已調(diào)信號的功率包括了傳輸信號的功率和調(diào)制載波的功率 ， 而信噪比中僅包括傳輸信號的功率 。 ? 實(shí)際數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性性能常以一個載噪比對誤碼率的關(guān)系曲線來描述的 ， 曲線的橫坐標(biāo)為 ， 縱坐標(biāo)為 。 ?此時系統(tǒng) a， b的效率無法進(jìn)行比較 ， 有可能 a 優(yōu)于 b， 也可能 b 優(yōu)于 a。 BnRENtENSSNR bb?????0/0 /bbE S NRRBn ?引言：信噪比、載噪比與 0 —可靠性 15 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 對于 0 曲線 ， 可以比較系統(tǒng)的綜合性能 ? 左圖：對相同的 ， 在相同 條件下 ， 0 越小 ， 頻譜效率越高 。 所以系統(tǒng) b 性能優(yōu)于 a。 無干擾信道容量為無窮大 ? 增加 B 能提高 C， 極限條件下 ， B 趨向無窮大 ， C = ? 當(dāng) C 一定時 ， B 與 可以互換 ? 定理為信道編碼奠定了理論基礎(chǔ) ， 雖然定理本身并沒有給出具體的編碼方法和結(jié)構(gòu) ， 但它從理論上為信道編碼的發(fā)展指出了方向 —進(jìn)行高效而可靠的通信途徑可以通過編碼來實(shí)現(xiàn) 。 21 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧：信號復(fù)接和傳輸結(jié)構(gòu) TS 流 能量擴(kuò)散 RS碼 交織 22 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧：能量擴(kuò)散 14 15: 1PR B S x x??? ：周期很長 21； 1 和 0 大致等概率出現(xiàn) 。 ? 例：對于三位二進(jìn)制碼組 ? 若采用 000、 00 0 01 100、 10 1 111， ? 沒有冗余信息 ， 不具有糾錯功能 。 24 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧：線性分組碼 — k k k k k k k k n ? 線性分組 （ n， k） 碼 。 G ? 例如 ? ? ? ?0001100 0 0 0 1 1 0 0 1 .0 0 0 1 1 100111 00 1 0 1 1 0 1 0 1 011?????????? 線性分組碼的碼字 c 滿足： ? c ? 系統(tǒng)碼碼字的前 k 位是原來的信息組 ， 因此 ， 生成矩陣 G 的左邊 k 列必是單位方陣 ， 則 ? G = [] 其中 ， P 是 k () 階矩陣 ? H 矩陣為 ? H = [] ? 其中 ， ―‖ 表示 陣中的每一個元素是 P 矩陣中對應(yīng)元素的加法逆元 ， 在二進(jìn)制時 ， 仍是該元素自己 。 ? 該子集是 維線性空間中一個 維子群 ， 構(gòu)成一個 [] 分組縮短碼 。 ? 縮短碼的碼率 R 比原碼要小 。 ? 去掉 碼的某些信息碼元后 , 分組長度縮短 , 只要監(jiān)督碼元數(shù)不變 , 碼的最小距離就不會減少 , 即任何一種縮短的 碼仍是一個最大碼 。 ? (204,188) 編碼器的碼字生成多項式： 0 1 15 H e x( ) ( ) ( ) ( ) = 02g D D D D? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?輸入 ...... 輸出 0g 1g 2g 15g RS（ 204,188）編碼器結(jié)構(gòu) ?域生成多項式 : ? p(x) = x8 + x4 + x3 + x2 + 1 回顧： 外碼 ( 碼 ) — 30 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 上圖為 64 調(diào)制系統(tǒng)中采用 (204,188) 編碼前后系統(tǒng)誤碼率 回顧： 外碼 ( 碼 ) — 31 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧：有突發(fā)誤碼的信道 — ? 干擾 、 衰落 、 噪聲和多普勒頻移等都會引入突發(fā)誤碼 。 ? 也有專門針對突發(fā)誤碼設(shè)計的分組碼 ， 但糾隨機(jī)誤碼的能力相應(yīng)降低 。 ? 交織后相鄰的符號在交織前的最小距離稱為交織寬度 ，交織寬度應(yīng)不小于編碼的約束長度 ， 或相應(yīng)的參數(shù) ， 否則突發(fā)誤碼仍不能徹底打散 。 交織和解交織延時總和為 2。 ?理想交織是不可能實(shí)現(xiàn)的 ， 但有時為了分析方便 ，可以做此假設(shè) 。 ?卷積碼沒有固定的碼字長度 。 Y Output 6321)(1 xxxxxG ?????Data Input 1Bit Delay 1Bit Delay 1Bit Delay 1Bit Delay 1Bit Delay 1Bit Delay X Output 65321)(2 xxxxxG ?????133otc 171otc ? 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ? ? ? . 37 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedi