交织编码课程报告

交织编码背景意义信道编码的作用是用于改善传输质量，克服各种干扰对信号产生的不良影响。其作用原理是采用专门的冗余技术，在发送端按一定的规律插入冗余位进行编码，接收端的解码过程利用这些冗余位检测误码并尽可能地纠正错误，恢复出原始的发送信息。但是一般的信道编码具有一定的局限性，仅能检测和校正单个差错或不太长的差错，对于大量的突发误码则无能为力。而像移动通信这种变参信道发射的信号常常是连续的一段被干扰，因此如果出现了连续误码，像卷及编码等信道编码则无法解决。为了解决这一问题，出现了交织编码技术。目的把一个较长的突发差错离散成随机差错，使得纠错编码技术更容易纠正。原理-4 4信道编码器A交织存储器5突发信道去交织存储器信道译码器随机独立无记忆信道交织编码原理框其中：交织：按列写入，逐行读出；反交织：按行写入，按列读出。下面，我们以一个最简单的例子入手来讨论如何通过交织与去交织变换，将一个突发错误的有记忆七);信道改造为独立差错的无记忆信道。七);⑴若发送数据（块）u经信道编码后为:⑵发送端交织存储器为一个行列交织矩阵存储器A1，它按列写入，按行读出，即写入X1X2X6X7X11X12X16X17X21X22A=顺XXXXX1 岸38131823序XXXXX491419241FXXXXXL510152025」— >读出顺序⑶交织器输出后并送入突发信道的信号为X=(xxxXX,...X,...,...X)2 16111621 2 22 5 25⑷假设在突发信道中受到两个突发干扰：第一个突发干扰影响5位，即产生于气至X21；第二个突发干扰影响4位，即产生于气3至X4。则突发信道的输出端信号X3可以表示为=(XXXXX,XX...X,XXXXX,X^,.X)16111621 27 22 38131823 49 25⑸在接收端，将受突发干扰的信号送入解交织器，解交织器也是一个行列交织矩阵的存储器4，它是按行写入，按列读出（正好与交织矩阵规律相反），即xxxxx16111621xxxxx27121722A=xxxxx238131823xxxxx49141924xxxxxL510152025⑹经解交织存储器解交织以后的输出信号x4，则x4为\^^入入人入人入入入入人入人入入人入人入入人入人入入J4 12345678910111213141516171819202122232425可见，由上述分析，经过交织矩阵和解交织矩阵变换后，原来信道中的突发性连错，即两个突发一个连错5位、另一个连错4位却变成了X4输出中的随机独立差错。从交织器实现原理来看，一个实际上的突发信道，经过发送端交织器和接收端解交织器的信息处理后，就完全等效成一个随机独立差错信道，正如图中虚线方框所示。所以从原理上看，信道交织编码实际上就是一类信道改造技术，它将一个突发信道改造成一个随机独立差错信道。它本身并不具备信道编码检、纠错功能，仅起到信号预处理的作用。我们可以将上述一个简单的5X5矩阵存储交织器的例子推广到一般情况。若分组（块）长度为：l=IxJ，即由/列J行的矩阵构成。其中交织矩阵存储器是按列写入、行读出，而解交织矩阵存储器是按相反的顺序按行写入、列读出，正是利用这种行、列顺序的倒换，可以将实际的突发信道变换成等效的随机独立差错信道。矩阵中行的数目称为交织深度。交织深度越大，符号的离散性就越大，抗突发差错的能力也越强。但是，交织深度越大，交织编码的处理时间即交织时延也越长，所以说，交织编码的抗突发能力是以时间为代价的。两个突发错误之间的最小间隔满足下式:交织器的最小间隔可以通过改变读出行的顺序来改变，但交织时延和存储要求不随读出的顺序改变而改变，但交织时延和存储要求不随读出的顺序的改变而改变。因为交织和解交织均有时延，所以交织器的交织时延为：D=2IJ/Rc，其中Rc为符号速率。交织器的存储要求为：M=2IJ。交织编码的主要缺点是：在交织和解交织过程中，会产生2IJ个符号的附加处理时延，这对实时业务，特别是语音业务将带来很不利的影响。所以对于语音等实时业务应用交织编码时，交织器的容量即尺寸不能取得太大。交织器的改进主要是处理附加时延大及由于采用某种固定形式的交织方式就有可能产生很特殊的相反效果，即存在能将一些独立随机差错交织为突发差错的可能性。为了克服以上两个主要缺点，人们研究了不少有效措施，如采用卷积交织器和伪随机交织器等。作用领域用于移动通信环境下改善移动通信信号衰落。例如CDMA2000系统中的交织码。在CDMA2000系统的前向链路中：（1） 对SR1:同步信道，寻呼信道，广播控制信道，公共分配信道，公共控制信道和业务信道的数据流都要在卷积编码，符号重复以及删除之后经过交织编码。对于CR1和CR2,符号按地址序列0~N-1输入交织器，经过交织后的符号通过公式计算出Ai的地址从交织器读取。对于CR3~CR5，也是通过类似的方法进行交