移动通信(西电第四版)第四章第二节

若在上述 8 种码组中只准许使用 4 种来传送消息， 譬如

000 = 晴
011 = 云 101 = 阴 110 = 雨 (4 - 51)

表 4 - 2 分组码例子(3, 2)
an－1
an－2
…
ar
ar－1
… r 个监督位
a0
k 个信息位 码长n＝k＋r
图 4 - 13 分组码结构
a1 (010) (110)
S S
(4-29)
（2）最大比值合并
R
D (M ) 10lg M
R
(dB)
(4-32)
（3）等增益合并
DE ( M ) E 0 10 lg[1 ( M 1) ] (dB ) 4


(4-36)
例 4-1 在二重分集情况，试分别求出三种合并方式 的信噪比改善因子。 解
Tx 1 2 3
Rx
积分 Tb Tb c1(t)
保持至 Tb+N
保持至 积分 Tb Tb+2 Tb+N c1(t-2) 保持至 积分 Tb Tb+3 Tb+N c1(t-3) Σ 判 决
...
路径N cosct
图4-9 简化的RAKE接收机组成
¡
保持至 积分 Tb Tb+N Tb+N c1(t-N)
存入顺序 第1排 读 出 顺 序 第2排 第3排 C11 C21 C31 C12 C22 C32 C13 C23 C33 C14 C24 C34 C15 C25 C35 C16 C26 C36 C17 C27 C37
第m 排
…
Cm1
…
Cm2
…
Cm3
…
Cm4
…
Cm5
…
Cm6
…
Cm7
…
2. 交织编码
交织编码主要用来纠正突发差错， 即使突发差错 分散成为随机差错而得到纠正。 通常，交织编码与上 述各种纠正随机差错的编码(如卷积码或其它分组码)结 合使用，从而具有较强的既能纠正随机差错又能纠正 突发差错的能力。交织编码不像分组码那样，它不增 加监督元，亦即交织编码前后，码速率不变， 因此不 影响有效性。在移动信道中，数字信号传输常出现成
串的突发差错（阴影衰落）， 因此， 数字化移动通信
中经常使用交织编码技术。
交织的方法如下：
一般在交织之前， 先进行分组码编码， 例如采用 (7，3)分组码， 其中信息位为 3 比特，监督位为 4 比 特， 每个码字为 7 比特。 第一个码字为 c11c12c13c14c15c16c17， 第二个码字为 c21c22…c27 ， …， 第 m个码字为cm1cm2 … cm7。
4.3.3 卷积码与交织编码 数字化移动信道中传输过程会产生随机差错，也
会出现成串的突发差错。上面讨论的各种编码主要用
来纠正随机差错，卷积码既能纠正随机差错也具有一 定的纠正突发差错的能力。纠正突发差错主要靠交织
编码来解决。在CDMA移动通信系统中采用了卷积码
和交织编码。因此，下面讨论这两种码的编码原理及 纠错原理。
4. 平均信噪比的改善
所谓平均信噪比的改善，是指分集接收机合并器输出 的平均信噪比较无分集接收机的平均信噪比改善的分贝数。 用改善因子 D ( M ) 表示。 (1) 选择式合并。
DS (M )
M 1 0 10lg (dB) k 1 k
0
D ( M )
图 IS-95中基站RAKE接收总体框图
4.3 纠错编码技术
4.3.1 纠错编码的基本原理 首先用一个例子说明纠错编码的基本原理。 现在 我们考察由 3 位二进制数字构成的码组，它共有 2 3=8 种不同的可能组合， 若将其全部用来表示天气， 则可以表示 8 种不同的天气情况， 如： 000(晴)， 001(云)， 010(阴)， 011(雨)， 100(雪)， 101(霜)， 110(雾)， 111(雹)。 其中任一码组在传输中若发生一 个或多个错码， 则将变成另一信息码组。 这时， 接收 端将无法发现错误。
4.1.3 数字化移动通信系统的分集性能
3. 三种合并方式的误码率比较 表 4 - 1 列出了三种合并方式下DPSK系统的误码率较无分集时的益处。
由表可见， 误码率的改善以最大比值合并为最好， 选择式合并最差。
4.2 RAKE接收
• 一般的技术把多径信号作为干扰来处理，而RAKE接收机采取变害 为利的方法，即利用多径现象来增强信号。
将每个码字按图 4 - 18 所示的顺序先存入存储器， 即将码字顺序
存入第 1 行， 第 2 行， …， 第 m 行(图中为第 1 排， 第 2 排， …， 第 m 排)， 共排成m行， 然后按列顺序读出并输出。 这时的序列就
变为
c11c21c31 … cm1c12c22c32 … cm2c13c23c33 … cm3 … c17c27c37 … cm7
• 理论基础: 传播时延超过一个码片周期时,多径信号实际上可以看作 是互不相关的。
• 所谓RAKE接收机，就是利用多个并行相关器检测多径信号，按照 一定的准则合成一路信号供解调用的接收机。 • 瑞克的概念是由R.Price和P.E.Green在1958年的文章“多径信道中的 一种通信技术”中提出来的。他们提出了在为高频段设计的设备应 用瑞克概念的实现方法。 • Rake的中文意思是：耙子，表明瑞克接收的过程相当于用一个钉耙 将各个多径信号“耙”出来，然后加以收集。
2. CRC 校验
CRC(循环冗余校验)根据输入比特序列(SK-1, SK-2, …, S1, S0)通过CRC算法产生L位的校验比特序列 (CL-1, CL-2, …, C1, C0)。CRC算法如下： 将输入比特序列表示为下列多项式的系数： S(D)=SK-1DK-1+SK-2DK-2+…+S1D+S0 (4-56)
匹配滤波器1 r (t)
包络检波
匹配滤波器2
包络检波
合并
...
匹配滤波器M
图4-10 最佳非相干接收机
包络检波
...
图4-12 实现最佳ห้องสมุดไป่ตู้并的横向滤波器
单径接收电路 接收机 单径接收电路 单径接收电路 搜索器
S(t)
合 并
合并后 的信号
计算信号强 度与时延
S(t)
t
t
RAKE角度接收的工程实现

4.3.2 常用的检错码 1. 奇偶校验码
奇偶校验的种类很多， 这里给出一个奇偶校验码
的例子。 如表4-3所示， 信息序列长K=3， 校验序列 长L=4; 输入信息比特为{S1, S2, S3}， 校验比特为{C1, C2,C3, C4}； 校验的规则为C1=S1⊕S3, C2=S1⊕S2⊕S3, C3=S1⊕S2, C4=S2⊕S3。
(011)
(111) a2 (000) (100)
(001) a0
(101)
图 4 - 14 码距的几何意义
(1) 为检测e个错码， 要求最小码距 d0≥e+1 (4 - 52)


(2) 为纠正t个错码， 要求最小码距 d0≥2t+1 (4 - 53)

(3) 为纠正t个错码， 同时检测e个错码， 要求最小 码距 d0≥e+t+1 (e＞t) (4 - 54)
分集技术主要包含两方面 – 如何获得独立的多路信号——分散传输
– 如何合并独立的多路信号——集中处理
宏分集：也称为“多基站”分集。减小慢衰落影响 微分集：是一种减小快衰落影响的分集技术，在各种无线通信系统中都经常使 用，可以分为六种： 空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集、角度分集、时间分集
合并方式： 选择式合并、最大比值合并、等增益合并
[DS ( M )] [DS (2)] 10lg1.5 1.76(dB)
[ DR ( M )] DR (2) 3dB DE ( M ) 2.5dB
图 4-8
D 三种合并方式的 (M ) 与M关系曲线
由图可见，在相同分集重数(即M相同)情况下，以最大比值合并方
式改善信噪比最多，等增益合并方式次之；在分集重数M较小时，等 增益合并的信噪比改善接近最大比值合并。选择式合并所得到的信噪 比改善量最少， 其原因在前面已指出过，在于合并器输出只利用了最 强一路信号，而其它各支路都没有被利用。