移动通信原理第次课-线路编码和信道编码ppt课件

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信道编码的概念PPT课件

信道编码的概念PPT课件
o 有些实际信道既有独立随机差错,也有突发性成串差错, 我们称它为混合信道。
o 从信道编码的构造方法看,信道编码的基本思路是根据一
定的规律在待发送的信息码中加入一些人为多余的码元,
以保证传输过程可靠性。信道编码的任务就是构造出以最
小多余度代价换取最大抗干扰性能的“好码”。
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3
信道编码通信系统的主要技术指标
根据监督元与信息元之间关系可分为:线性码 和非线性码
根据码的功能可分为:检错码和纠错码
2021/6/4
8
恒比码
非线性码
分组码
检 纠 错 码
线性码
群计数码 非循环码 循环码
奇偶校验码 汉明码 BCH码
信 道 编
卷积码
非系统卷积码
RS码
正交码

系统卷积码
W-A码

m序列
交 编
岩垂码

L序列
扩散码
信道编码的基本思想
2
o 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,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,这种差异称为差错。信 道噪声、干扰越大,码字产生差错的概率也就越大。
o 在有记忆信道中,噪声、干扰的影响往往是前后相关的, 错误是成串出现的,在编码中称这类信道为突发差错信道 。实际的衰落信道、码间干扰信道均属于这类信道。
率p(R/C)。
n1
无记忆二进制信道:对任意的n都有 p(R/C) p(Ri /Ci)
则称为无记忆二进制信道。
i0
无记忆二进制对称信道/BSC/硬判决信道:无记忆二进制 信进道制的对转称移信概道率(见又下满页足)。p(0/1)=p(1/0)=pb,称为无记忆二

通信原理精品第10章 信道编码幻灯片PPT

通信原理精品第10章 信道编码幻灯片PPT
设发送端发送A和B两个消息,要表示A、B两种消息只需 要一位编码,即用“1”表示A,用“0”表示B。这种编码无冗余 度,效率最高,但同时它也无抗干扰能力。若在传输过程中发 生误码,即“1”错成“0”或“0”错成“1”,收端无法判断收到 的码元是否发生错误,因为“1”和“0”都是发送端可能发送的 码元,所以这种编码方法无纠、检错能力。
第10章 信道编码
若增加一位监督码元,增加的监督码元与信息码元相同, 即用“11”表示消息A,用“00”表示信息B。如传输过程中发 生1位错误,则“11”、“00”变成“10”或“01”。此时接收端 能发现这种错误,因为发送端不可能发送“01”或“10”。但 它不能纠错,因为“11”和“00”出现1位错误时都可变成“10” 或“01”。所以,当接收端收到“10”或“01”时,它无法确定 发送端发送的是“11”还是“00”。
第10章 信道编码
两个等长码字之间对应码元不同的数目称为这两个码字的 汉明距离,简称为码距,通常用d表示。如码字“11011”和 “00101”之间有四个对应码元不同,故码距d=4。由于两个码 字模2相加,对应码元不同的位必为1,对应码元相同的位必为 0,所以两个码字模2相加得到的新码组的重量就是这两个码字 之间的距离。如: 1101100101=11110,11110的码重为4,与上 述所得到的码距相同。

d0≥t+e+1
(10-2-4)
第10章 信道编码
下面举例说明给定码距时,如何根据式(10-2-2)、(10-2-3) 及(10-2-4)来确定码的纠、检错能力。仍以发送端发送A、B两 种消息为例,信源编码用“1”表示消息A,用“0”表示消息 B。信道编码器每收到一个“1”,输出一个码字“1111”; 每收到一个“0”,输出一个码字“0000”。显然,每个码字 中一个码元是信息,另三个码元是监督元,这个码共有两个码 字,这两个码字间的距离就是码的最小距离,所以这个码的最 小码距d0=4。

6信道编码1-PPT课件

6信道编码1-PPT课件

• 若 Pe 0 ,就必然存在一批码集 Pe ({c}m ) 0 即差错概率趋于零的好码一定存在 。
2019/3/9
Chapter 6 信道编码
4
6.1.3随机编码
• 码集点数M=qK占N维矢量空间总点数qN的比例是 F =qK / qN = q-(N-K) • 当K和N的差值拉大即冗余的空间点数增加时,平均而言 码字的分布将变得稀疏,码字间的平均距离将变大,平 均差错概率将变小。 • 当F0 即(N-K)时,能否让平均差错概率 Pe 0 ?
6.1.3随机编码
• 最典型的方法是计算统计平均,因为是平均,总有一部分
码的性能优于平均值而另一部分劣于平均值。因此只要求 出统计平均,就可断言必然存在着一些优秀的编码,其性 能优于平均值。 • 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。
2019/3/9 Chapter 6 信道编码 10
R 0
R1 < R2 C1 < C2
增大E(R)的途径
减小差错概率的措施
• 增大信道容量C (传统设计方法)
– 扩展带宽 – 加大功率 – 降低噪声
• 减小码率R (纠错编码方法的基础)
– Q、N不变而减小K – Q、K不变而增大N – N、K不变而减小Q
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Chapter 6 信道编码
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6.2 纠错编译码的基本原理与分析
• 纠错编码的基本思路
• 译码方法-最优译码与最大似然译码
2019/3/9
Chapter 6 信道编码
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6.2.1纠错编码的基本思路
Pe e

通信原理电子教案第7章 信道编码-PPT课件

通信原理电子教案第7章 信道编码-PPT课件

2. 差错控制方式
(1)前向纠错FEC(Forward error correct) 纠错编码经过信道传输后,接收端通过译码能够自动发现并且纠正传输 中出现的错误。这种方法的特点是实时性较好,编码效率较低,对信 道的适应性较低,编译码设备较为复杂,但随着大规模集成电路技术 的发展,设备成本越来越低。
0
0 0 0 0 T 0 1 0 1 T 0 0 1 1 T 0 1 1 0 t t
t
数字信号“00”
H1 H1
s2(t)
0
s3(t) 0 s4(t) 0
数字信号“01”
数字信号“10”
T
t
数字信号“11”
(3)3比特数据的编码
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1
H2 H2
(4)比特数据的编码
H k 1 H k H k1 H k 1 H k 1
误码率
P 2k 1 )erf c e (
E s n 0
2. 结构化序列 结构化序列是在信息序列中加入一些多余的码元,它们与信息码元之间 有着某种约束关系,利用这种关系就可以在接收端校验信息码元是否 出错,甚至直接纠正错误。这样的多余码元称为冗余位或者监督码元。
码字n位
信息元k位
监督元r位
( n, k )
码的简单分类如下: (1)如果监督元与信息元的函数关系是线性的,就称此码为线性码或 者线性分组码,否则是非线性码。 (2)如果监督元不但与本码字的信息元有关,还与前面若干个码字有 关,就称此码为卷积码,否则是分组码。 (3)根据码的用途,可将它们分成检错码和纠错码。检错码只能检测 错误;纠错码可以纠正错误。
0 H1 0 0 1

第信道编码定理PPT课件

第信道编码定理PPT课件

收到1时译成1,那么译码错误
1
1 - pb
1
概率为0.9。
• 反之,如果规定在接收到符号0 时译成1;接收到1时译成0,则 译码错误概率为0.1。
二元对称信道
• 可见,错误概率既与信道统计特
5
第5页/共53页
无记忆二进制对称信道(BSC)
消息
码字 c
m 信源编码 ci{0,1}
二进制信道 p(r/c)
定义6.1.2 选择译码函数F( y j ) x*,使之满足条件
p x * y j p xi y j 对i
则称为最大后验概率译码准则. 最大后验概率译码准则是选择这样一种译码函数, 对于每一个输出符号y j , j 1, 2,..., m,均译成具有最大
后验概率p xi y j 的那个输入符号x *.则信道译码
的,因此要讨论选择译码规则的准则,这些准则总的
原则是使译码平均错误概率最小。
10
第10页/共53页
1、译码平均错误概率

若 则
译 信
码 道
规则为 输出端
接F收(y到j ) 符x号i ,i
1, 2, yj时,
, n; j 1, 2, 一定译成
x
,m i。

• 如果发送端发的就是xi,这就是正确译码,因此条
• 有线通信中的如调制解调器、电缆等全体;
4
• 互联网的多个路由器、第节4页点/共、53电页缆、低层协议等全体;
错误概率和译码规则
• 考虑一个二元对称信道,单符号
错误传递概率是pb=0.9,其输入 符号为等概率分布。
0
1 - pb
0
pb
• 如果规定在信道输出端接收到符

通信行业信道编码的基本原理.pptx

通信行业信道编码的基本原理.pptx
《通信原理课件》
9.5.3卷积码的几种译码方法
卷积码有三种主要的译码方法:序列译码、门限译码和最大似然
译码。1957年伍成克拉夫(Wozencraft)提出了一种有效的译码方 法,即序列译码。1963年梅西(Massey)提出了一种性能稍差,但比 较实用的门限译码方法。1967年维特比(Viterbi)提出了最大似然译
监督矩阵
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
二、多项式表示
《通信原理课件》
《通信原理课件》
9.5.2卷积码的图形描述
以图9-6所示的(3, 1, 2)卷积码编码器为例来说 明其工作过程。假设移位寄存器的起始状态全为零。当第 一个输入比特为“0”时,输出的子码为000;若当第一个 输入比特为“1”时,输出的子码为111。当输入第二比特 时,第一比特右移一位,此时的输出比特显然与当前输入 比特和前一输入比特有关。当输入第三比特时,第一比特 和第二比特都右移一位,此时的输出比特显然与当前输入 比特和前二位输入比特有关。当输入第四比特时,第二比 特和第三比特都右移一位,此时的输出比特与当前输入比 特和前二个输入比特有关,而这时第一比特已经不再影响 当前的输入比特了。编码器在移位过程中可能产生的各种 序列,可用树状图来描述。
9.4.4 循环码的编码和译码电路 循环码最引人注目的特点有两个:一是
由于循环码有许多固有的代数结构,从而 可以找到各种简单实用的译码方法;二是 用反馈线性移位寄存器可以很容易地实现 其编码和监督子的计算。
《通信原理课件》
一、循环码的编码电路
《通信原理课件》
图 9-4 (7,4)循环码的编码电路
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》

移动通信系统的基本原理(ppt 320页)

移动通信系统的基本原理(ppt 320页)
优点是频谱利用灵活,上、下行使用相同的频率, 传输特性相同,有利于使用智能天线,无收发间 隔要求,支持不对称业务,设备成本低等。
缺点是小区半径小,抗快衰落和多普勒效应的能 力低于FDD,终端移动速度不能超过120km/h。
2019/9/19
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四、频率复用技术
在移动通信系统中,频率资源有限,为提高频 谱利用率,在相隔一定距离后重新使用相同的频 率组,这种采用同頻复用和頻率分组来提高頻率 利用率方式,就是频率复用技术。
(3)具有软容量和小区呼吸功能。系统忙时只 需少许增加系统噪声就可增加通话用户,即所谓 软容量。小区呼吸功能是指负荷量动态控制。
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(4)软切换。当 移动台超越小区或扇区时,由 于工作频率相同,只是地址码序列不同,不需要 频率的切换,称之为软切换。软切换是先接后断 切换,软切换可靠性高。 (5)存在多址干扰和远近效应。CDMA的地址码 不可能完全正交,在解扩过程中必然带来用户间 的干扰;CDMA的信道也采用地址码分割,并切公 用载波,增加信道的同时干扰也增加。
主要特点 1、频谱效率高:采用了高效调制器、信道编码和
语音编码等技术,系统具有高频谱效率。 2、容量大:比TACS(模拟移动通信系统)高3-5
倍 3、话音质量好:
接收信号在门限值以上时,达到与有线传输相同 的水平而与无线传输质量无关。
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4、开放的接口: GSM系统从空中接口到网络之间以及网络中各实体 之间,提供的接口都是开放性的。
4、频率资源有限: ITU对无线频率的划分有严格 规定,要设法提高系统的频率利用率。
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4
二、移动通信的分类 1. 按服务对象分类: 公用移动通信和专用移动通信。 2. 按组网方式分类: 峰窝状移动通信、移动卫星通信、移动数据

移动通信系统原理ppt课件

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包括操作维护中心(OMC) 。
2024/1/26
13
CDMA网络架构
移动台(MS)
基站收发信系统(BTS)
基站控制器(BSC)
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CDMA网络架构
移动交换中心(MSC)
访问位置寄存器(VLR)
归属位置寄存器(HLR)
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CDMA网络架构
鉴权中心(AUC)
分组控制功能(PCF)
移动通信系统原理ppt课件
2024/1/26
1
目 录
2024/1/26
• 移动通信概述 • 移动通信中的关键技术 • 移动通信网络架构 • 移动通信中的信号处理 • 移动通信中的传输技术 • 移动通信中的无线资源管理
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01
移动通信概述
2024/1/26
3
移动通信的定义与发展
2024/1/26
定义
GSM网络架构
移动台(MS)
基站子系统(BSS)
网络子系统(NSS)
操作维护子系统(OSS)
包括移动终端(ME)和客户 识别模块(SIM)。
包括基站控制器(BSC)和基 站收发信台(BTS)。
包括移动交换中心(MSC)、 拜访位置寄存器(VLR)、归 属位置寄存器(HLR)、鉴权 中心(AUC)和设备识别寄存 器(EIR)。
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7
多址技术
01
频分多址(FDMA)
将通信系统的总频段划分成若干等间隔的频道,分配给不同的用户使用

02 03
时分多址(TDMA)
把时间分割成周期性的帧,每一帧再分割成若干个时隙,然后根据一定 的时隙分配原则,使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发送 信号。

移动通信原理ppt课件

移动通信原理ppt课件
3) 归属位置寄存器HLR HLR是一种用来储存本地用户位置信息的数据库。 当一个移动用户购机后首次使用SIM卡加入蜂窝系统 时, 必须通过MSC在该地的HLR中登记注册, 把其有 关参数存放在HLR中。 4) 鉴权中心AUC 鉴权中心AUC的作用是可靠地识别用户的身份, 只允许有权用户接入网络并取得服务。
第1章 移动通信基本原理
CDMA的基本组成与GSM的大同小异, 交换网络 子系统NSS、 基站子系统BSS、 操作维护子系统OMS 和手机MS是必不可少的组成部分。
图1-2中, PCF部分主要实现对分组数据业务的处 理功能。 它能够提供强大的分组数据处理能力, 满足 用户对高速分组数据的传输要求, 能适应目前和将来 不断增长的业务需要。
第1章 移动通信基本原理
5) 设备号识别寄存器EIR 设备号识别寄存器EIR存放设备类型信息, 每个移 动电话机都有一个国际移动设备识别码IMEI, EIR用 来监视和鉴别移动设备, 并拒绝非法移动台入网。
第1章 移动通信基本原理
6) 操作维护子系统OMS 操作维护子系统OMS, 又称操作维护中心。 其任 务主要是对整个GSM网络进行管理和监控。 通过OMS 实现对GSM网内各种部件功能的监视、 状态报告、 故 障诊断等功能。
第1章 移动通信基本原理
2.3.1 频分多址(FDMA) FDMA是把通信系统的总频段划分成若干个等间
隔的频道(或称信道)分配给不同的用户使用。 这些 频道互不交叠, 其宽度应能传输一路话音或数据信息, 而在相邻频道之间无明显的串扰。 如图1-3所示。
第1章 移动通信基本原理
图1-3 频分多址的频道划分
1.2.1 数字移动通信系统基本组成 一个数字移动通信系统主要由交换网络子系统NSS、
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线路码
3、AMI码
• AMI码的全称是传号交替翻转码,也有文献称 之为双极性码。AMI码的脉冲序列有三个电位: 正电位、零电位和负电位。它维持原码中表示 0的零电位不变,将表示1的电位在正电位与负 电位之间交替变化。可以对单极性归零码进行 变换得到AMI码。
• AMI码的频谱有突出的优点:无直流分量,对 单极性归零码的频谱特性有所改善,频谱带宽 比双相码小。但是,AMI码的频谱中无1/T定 时频率,在提取位定时信号时需要进行非线性 变换。不过,当出现长的连续0时,定时信号 会丢失。
• 卷积码的传输码率:
码率=信息码元数/码组长度
单极性二 进制数字 信号的摸 二加
0⊕0=0
1⊕1=0
1⊕0=1 0⊕1=1
双极性负 逻辑波形 的逻辑乘
(+1)×(+1)= +1
(-1) ×(-1)= +1
(-1)×(+1)= -1 (+1)×(-1)= -1
7.2.3 交织
• 由于移动通信很容易出现深衰落和受到强脉 冲干扰,导致比特流出现长串连续出错。这 种连续的长串差错,往往超过系统的纠错能 力。如果将长串的差错人为分散开变成随机 的差错,这样就好发现,并用纠正随机差错 的方法来纠正。
• 与基带信号相对应的是频带信号。用基带信号 对余弦载波信号的幅度、频率和相位进行调制 就得到数字调制信号。数字调制信号是频带信 号,其功率谱密度与基带信号的相同,对称分 布在载波频率的两侧。
• 基带信号又可以分为基带原码(Baseband Source Code)和线路码(Line Code)。
CP
ห้องสมุดไป่ตู้
mj
mj -1
mj -2
mj -3
P j1
Pj2
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
2
1
1
0
0
0
0
3
0
1
1
0
1
0
4
0
0
1
1
1
1
5
1
0
0
1
0
1
卷积码
000 111 100 010 011 101
• 从上面的例子我们可以看出, 一个卷积码组由一个信息码元 和若干监督码元组成,监督码 元与前面的几个码元都有关系。 本例中有两个监督码元,监督 码元与前面的三个信息码元有 关,加入 当前信息码元后卷 积码组与四个码元有关。我们 称这个卷积码的约束长度k=4。 k的长度与移位寄存器的长度 m有关,等于m+1。
1、基带原码
• 基带原码是由数字信号源输出的原始脉冲信号 序列。例如,传感器输出的脉冲信号、PCM信 号和波形与参数混合编码器等A/D转换器输出 的信号。基带原码常见码型如下图。
基 带 原 码 的 常 见 码 型
几 种 基 带 原 码 的 功 率 谱 密 度
2、线路码
• 由于数字基带原码含有直流和丰富的低 频成分,以及0码和1码出现概率不均衡 等缺点,所以在它们进入数字通信系统 之前需要将其转换成适合在线路上传输 的线路码或传输码(Transmission Code)。 这种码型转换过程就是线路编码,有些 文献将线路编码归入信源编码模块。
• HBD3的优点与AMI码一样多,但它克服了AMI码的缺 点, HBD3在通信系统中得到广泛应用。
• Manchester码、AMI码和HDB3码的编码原理
7.2 信道编码
7. 2.1 信道编码概述 • 信道编码的目的是降低数据传输差错率,提高数据
传输可靠性。
• 信道编码是在数字基带信号序列中加入校验码,以 便解码器利用这些校验码检测或纠正数字信号在存 储和传输过程中产生的随机差错和突发差错。
• 用线路编码器产生差分码时,必须预先给定一 位前置码,如图中虚线所示。前置位的电位高 低不同,码型取反,但是译码结果相同。
• 差分码的频谱与变换前的基带原码一样。 线路码
2、双相码 • 双相码又叫分相码、双流码、裂相码或曼彻斯
特(Manchester)码。它把一位原码转换成 两位,方法是:1变成01,0变成10。 双向码的特点是: ①每个码元正负平衡,无直流分量; ②每个码元中部电位跳变,便于提取定时信号; ③频谱的第一个零点在2/T处,信号带宽较原码 增加一倍; ④便于误码自检。
返回
• 两种线路码的功率谱密度
7.1.2 线路编码
1、差分码
• 对于用电位高低来表示0和1的绝对电位码来说, 当收发端的极性颠倒时,收端判定的码流序列 将与发端的完全相反。
• 差分码又叫相对码。与绝对码不同,差分码是 用脉冲电位的跳变来表示1,脉冲电位保持不 变表示0。即使收发端的极性搞颠倒,收端判 定的码流序列也将与发端的完全一样。
• 3G移动通信采用的信道编码是卷积码和Turbo码。
7.2.2 卷积码
• 卷积码主要用于纠正数据中的随机差错。
• 现以(3,1)编码器为例介绍卷积码的编码原理。 (3,1)编码器的码长是3bit,信息码元只有1bit。 (3,1)编码器的原理如图所示。
Pj 1=mj⊕mj-1⊕mj-3 Pj 2=mj⊕mj-1⊕mj-2
线路码
4、三阶高密度双极性码
• 三阶高密度双极性码( HBD3 )不仅保留了AMI码的 所有优点,还可以将连0码限制在3个以内,克服了 AMI码长连0不利于提取时钟信号的缺点。
• 在二进制NRZ码转换成HBD3码的编码过程中,编码 原理与AMI码基本一样,不过,当出现连续4个0时, 需用000V或B00V代替。其中,V码破坏传号正负极 性交替出现的规律,其出现的位置叫做破坏点,相邻 V码的极性是交替出现的;B码不破坏传号正负极性交 替出现的规律,其出现的位置叫做非破坏点。
第7章 线路编码和信道编码
• 第6章我们讨论了数字调制和解调。本章将讨 论线路编码和提高通信系统可靠性的主要方 法—信道编码。线路编码和信道编码在扩频发 射设备中的位置如图所示。
7.1 线路编码
7.1.1基带信号
• 含有直流和丰富低频成分的信号就是 基带信号(Baseband Signal),其较 大的功率谱密度分量集中在直流附近 的频带内。所有的脉冲信号序列都可 以说是基带信号。例如,传感器输出 的脉冲信号、PCM数字语音信号、传 输线路中的脉冲信号序列等。
对线路码码型的要求如下: ①频谱中没有直流分量和只有很少的低频分量。 ②码流中 “1”和“0”的出现概率相同,各占50%,
与它们在信源中出现的统计规律无关。 ③码流含有定时信息。 ④码流含有检错和纠错信息。 ⑤码元携带的信息量大,频带利用率高。 ⑥线路编译码方法简单。
• 现有线路码超过100种,ITU规定了20多种可用,常 用的有以下几种。
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