信道編碼在現(xiàn)代通信中的應用-閱讀頁
2024-08-24 02:41本頁面
【正文】 率為1/2或1/3的卷積碼及Vitethi譯碼可使通信速率達到2400bps。隨著信噪比的增大,開始體現(xiàn)出編碼的糾錯性能,由于所用卷積碼碼率較之RS碼的碼率要低,而且卷積碼本身所具有的更好特性,所以卷積碼的誤碼性能更好。輸入信息先進行RS碼的外編碼,編碼輸出進行交織后再進行卷積碼的內(nèi)編碼,輸出碼字通過調(diào)制后在信道中傳輸,信道中除了會引入AWGN噪聲外,還會有突發(fā)錯誤的產(chǎn)生。相較于單一的卷積碼或RS編碼，在相同的信噪比下級聯(lián)碼有更好的誤碼特性。隨著水聲通信技術(shù)的發(fā)展，將Turbo碼應用到水聲通信系統(tǒng)中引起了極大的關注，其性能明顯優(yōu)于無信道編碼和卷積碼。水聲通信中將Turbo碼和擴頻技術(shù)特別是OFDM技術(shù)相結(jié)合來提高水聲通信系統(tǒng)的可靠性。這些綜合特點使其具有其他糾錯碼無可比擬的性能,對提高信道編碼糾錯能力,進行可靠的水聲數(shù)字通信具有重要意義。針對LDPC碼逼近香農(nóng)限的性能是在較長的碼長情況下才能得到體現(xiàn)而時空頻變的水聲信道要求盡可能采用較短的碼長問題，提出了改進LDPC碼，比如準循環(huán)低密度奇偶校驗(QuasiCyclic LDPC, QCLDPC)碼。為了在最糟糕的水聲信道條件下也能保證可接受的通信質(zhì)量,在編碼方案設計中一般需要預留出一個固定的鏈路余量。因此按最糟糕的信道條件進行信道編碼設計必然會導致極低的信道利用率。 光纖通信系統(tǒng)信道編碼技術(shù)[4]在光傳輸系統(tǒng)中，主要是加性噪聲以及碼間串擾導致差錯，另一方面，當光源不穩(wěn)定時，會導致噪聲、干擾的影響前后相關，突發(fā)出現(xiàn)成串錯誤。下面將列舉出光纖通信系統(tǒng)中常用的 FEC 碼 第一代 FEC碼RS碼 RS（ReedSolomon Code）碼是第一代 FEC 使用的優(yōu)異的糾錯碼。綜合編碼復雜度、成本代價以及譯碼糾錯性能三個因素，RS 碼是比適宜光纖傳輸?shù)募m錯碼型。 FEC碼級聯(lián)碼 第二代 FEC 碼包括不同種類的級聯(lián)碼, 出現(xiàn)在 20 世紀 90 年代末期。至此，第一、二代的 FEC 碼的譯碼算法采用的都是硬判決的譯碼算法。而 Turbo 碼的譯碼則采用的是迭代譯碼的方法，譯碼復雜度適中，并且具有接近香農(nóng)限的特性。Turbo 碼的出現(xiàn)大大突破了傳統(tǒng)的約束，挖掘出了級聯(lián)碼的潛在優(yōu)勢，獲得及其接近香農(nóng)限的性能，為編碼界帶來了新的動力和曙光。MAP 算法也就是將后驗概率密度的對數(shù)似然比（loglikehood ratio, LLR）的值作為軟判決的輸出，由于其中運算量較大，因此在實際應用中 MAP 算法譯碼受到了一定限制。這 4 種譯碼算法準確度由高到底，譯碼復雜度也依次減小。 LDPC碼LDPC 碼是 Gallager 在 20 世紀 60 年代提出的一種糾錯編碼方式，但由于當時條件的限制，在當時并未引起人們的注視。根據(jù)他們的研究，LDPC 碼可以實現(xiàn)非常接近香農(nóng)極限的誤碼率性能，優(yōu)于其它已知的糾錯碼方式。但是有關 LDPC 碼的研究大多是針對移動通信的應用，許多碼的設計和優(yōu)化化都是以移動環(huán)境的信道模型為基礎進行的。LDPC 碼的性能非常優(yōu)越，在已報道的最好的 LDPC 碼中，它在高斯信道中距離香農(nóng)限只有 的差別。其中，最小漢明距離決定了任意兩個碼字間的最小差別。 雖然 LDPC 碼具有非常優(yōu)越的性能，但是它的高編碼復雜度是影響其實用化的一個重要因素。比如在光纖通信系統(tǒng)中常用的 RS（255，239）碼的碼長為 2040，效率為 93%，而相應的 SDH 幀的幀長為 4080。 RA碼RA （repeat accumulate，重復累積）碼是結(jié)合 Turbo 碼和 LDPC 碼兩者優(yōu)點上提出的一類新的信道編碼。RA 碼的這種雙重身份使它不僅具有 Turbo 碼的簡單編碼特性，同時也具有 LDPC 碼的簡單譯碼特性。同時 RA 碼的簡單的編碼結(jié)構(gòu)、較低的復雜度和低能耗、低延時等性能使得 RA 碼在實際應用中具有很大的價值，目前已被應用在無線通信、磁記錄以及圖像、視頻傳輸?shù)?。參考文獻[1] 楊友福,劉建偉,張其善,[J].通信技術(shù),2008,7(41):3033.[2] 石碧瑩,[J].計算機與數(shù)字工程,2011,39(12):6972.[3] [M].西安,西北工業(yè)大學,2007.[4] [M].洛陽，河南科技大學,2011.16
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