信道编码与交织
[物理]第7讲 信道编码:循环码生成多项式和生成矩阵、交织
其则一xn+般1=形g(式x)[为xk +:u(gx)(]x=) h=(xx)rg+(x)gr-1 xr-1 + …… + g1 x1 + 1 g即(x证)具明有g(x以)为下xn性+1的质一:个因子 因1此),g这(x一)的性0质次也项就是指出1;了g(x)的求解方法,即对多项式xn+1进行分解:
x2 1 x7 1 x9 x7 x6
x9
x2
x7 x6 x2
[
x3c(
x)] mod
x7
1
x6
x2
1
x7
1
x6 x2 1
其对应码组为:1000101,它是( 7, 4 )循环码中的第4个码组c4
循环码生成多项式
因为g(x)是n-k次的多项式,故xkg(x)为一个n次多项式
(u2x2 u1x u0 )g(x) u(x)g(x)
码多项式的模运算
正整数的模运算 若一正整数M除以正整数N,所得到的商为Q,余数为R,可表示为
M N QRN 0RN
其中Q为整数,则在模N运算下,上式的结果为:
M R (模N, 记为mod N)
多项式的模运算与正整数的模运算相同,一般利用长除法计算商式和余式 有两个多项式a(x)和p(x),一定存在有唯一的多项式Q(x)和r(x),使得:
0 = [c(x)]mod g(x) = [xn-k u(x) + r(x)]mod g(x) = [xn-k u(x)]mod g(x) + r(x) r(x) = [xn-k u(x)]mod g(x)
例如:有一( 15, 11 )循环码,其生成多项式g(x) = x4 + x +1,若信息 码为:
光纤通信网络中的信道编码技术研究
光纤通信网络中的信道编码技术研究光纤通信网络是现代通信领域的一项重要技术,通过光纤传输信号可以实现高速、大容量的数据传输。
而在光纤通信网络中,信道编码技术则扮演着至关重要的角色。
一、光纤通信网络的发展背景随着人们对信息传输速度和容量的需求不断增加,传统的电信网络已经无法满足这些需求。
光纤通信网络以其高速、大容量等优势成为了替代传统电信网络的技术选择。
二、信道编码技术的重要性在信息传输过程中,信号与噪声不可避免地混合在一起,这会导致传输中的错误。
信道编码技术的目标就是通过添加冗余信息,在接收端将信号与噪声分离开来,从而提高信号的可靠性和传输速率。
三、光纤通信网络中常用的信道编码技术在光纤通信网络中,常见的信道编码技术包括前向纠错码(Forward Error Correction,FEC)和交织技术。
前向纠错码是一种广泛使用的编码技术,可以通过在数据中添加冗余信息来纠正和检测错误。
常见的前向纠错码有海明码和RS码等,它们可以对数据进行校验和恢复,从而提高传输的可靠性。
交织技术是一种将数据重新排列的技术,可以将可能在传输过程中出现的随机错误转化为集中出现的爆炸错误。
通过交织技术,加上前向纠错码等技术的配合,可以提高光纤通信网络的可靠性和抗干扰能力。
四、光纤通信网络中的信道编码算法研究随着光纤通信网络的不断发展,研究人员也不断提出了新的信道编码算法。
目前,基于神经网络的信道编码算法被广泛应用于光纤通信网络。
通过训练神经网络模型,可以在不依赖人工设计的情况下获得更加优化的信道编码算法。
这种算法具有较低的计算复杂度和较高的信号恢复性能,可以更好地应对复杂的信道传输环境。
另外,量子计算的发展也为光纤通信网络中的信道编码技术带来了新的机遇。
量子纠缠技术可以将信息编码到量子比特上,并通过传输纠缠态进行高效的信息传输。
这种技术可以克服传统信道编码技术中的限制,提供更加可靠和安全的光纤通信网络。
总结光纤通信网络的发展离不开信道编码技术的支持。
语音编码、信道编码及交织PPT课件
面临挑战及应对策略
算法复杂度与实时性
高性能的编码和交织算法往往具有较高的复杂度,难以满 足实时性要求。应对策略包括优化算法设计、采用高性能 计算平台等。
多场景适应性
不同的应用场景对语音编码、信道编码及交织技术的需求 各异。需要研究跨场景的适应性技术,以满足多样化需求。
个性化语音合成
基于深度学习技术,实现个性化语音合成,使合成语音更加自然、 逼真。
多模态语音互
结合视觉、听觉等多模态信息,提高语音交互的自然性和准确性。
新型信道编码技术探索
01
极化码(Polar Codes)
一种新型信道编码技术,具有优异的性能,被认为是未来5G/6G通信的
关键技术之一。
02
LDPC码(低密度奇偶校验码)
客观评价
客观评价是通过计算原始语音和合成语音之间的误差来评判语音质量的好坏。 常用的客观评价指标有信噪比(SNR)、分段信噪比(SegSNR)、对数似然 比(LLR)和感知语音质量评估(PESQ)等。
02 信道编码原理及关键技术
信道模型与传输特性分析
信道模型
描述信道输入与输出之间关系的 数学模型,包括加性噪声信道、 乘性噪声信道等。
语音信号的频域特性
语音信号的统计特性
语音信号具有短时平稳性,即在短时 间内(10~30ms)可以认为语音信号 是平稳的,这使得我们可以对语音信 号进行短时分析。
语音信号的频谱分布主要集中在 300Hz~3400Hz的范围内,不同音素 和音节的频谱具有不同的特征。
语音编码分类及发展历程
波形编码
参数编码
混合编码
混合编码同时使用两种或两种以上的 编码方法进行编码。这种编码器设计 的目的和出发点是在4.8kbit/s速率上 能够得到高质量的合成语音。
第6章 信道编码和交织技术
编码效率是衡量码性能的一个重 要参量。但不难看出,编码效率与抗干 扰能力这两个参数是相互矛盾的。 编码的主要任务就是如何找到一 种方法,在满足一定编码效率的前提下, 使抗干扰能力尽可能大。
信道编码定理 有噪信道中信息传输的重要理 论是香农编码定理: 对于一个给定的有扰信道,若 信道容量为C,只要发送端以低于C的 速率R发送信息,则一定存在一种编 码方法,使编码错误概率P随着码长n 的增加,按指数下降到任意小的值:
码的主要特征
对于任何正整数m和t(m>=3,t<2m-1),存在着能纠 正t个以内错误的BCH码,其参数为: 码长:n= 2m-1 监督元位数:n-k<=mt 最小码距:d>=2t+1 其生成多项式g(x)为GF(2m)上最小多项式m1(x), m2(x), …,m2t(x)的最小公倍式,即 g(x)=LCM[m1(x), m2(x), …,m2t(x)] 或者,考虑到m2(x)的根包括在m1(x)内, m6(x)的根 包括在m2(x)内,也就是一般来说,a2i的最小多项式 m2i(x)和ai的最小多项式mi(x)相同,偶数下标项可一 律取消,于是(6-28)可进一步简化为 g(x)=LCM[m1(x), m3(x), …,m2t-1(x)]
戈雷码
前面讨论的生成多项式g(x)包含本原元a的根的BCH码, 称为本原BCH码。还有一种非本原BCH码,它的生成 多项式g(x)不含有本原元的根,它的码长n也不等于 2m-1,而是2m-1的一个因子。 著名的戈雷码(Golay Code),是一个二元域内唯一已 知的能纠正多位错误的完备码,它的码参数为 (n,k,d)=(23,12,7),生成多项式为 g1(x) =x11+ x10+ x6+ x5 + x4 +x2+1 或g2(x) =x11+ x9+ x7+ x6 + x5 +x+1 g1(x)和g2(x) 都是x23+1的因式,且非本原多项式。 x23+1=(x+1) g1(x)g2(x) 它的码长(n=23)不等于2m-1= 223-1=2047,而是 2047的一个因子,即23*89=2047,因此,它属于 非本原BCH码。
第五章 语音编码、信道编码和交织技术
第5章语音编码、信道编码和交织技术引言一般的数字通信系统都包含信源编解码、信道编解码和调制解调这三对功能模块,语音编码是一种信源编码的,在移动通信中由于信道的特点,往往还需要交织和去交织这一对功能模块。
为什么要进行信源编码、信道编码和交织呢?从实现过程分析:信源编码——原理:去掉一些信息(信源中统计特性具有相关性的信息);(有效性)目的:尽可能用最少的信息比特表示信源,从而达到压缩信息速率,以较少的信息速率传送信息;信道编码——原理:加入一些信息(监督码或检验码);(可靠性)目的:用来供接收端纠正或检出信息在信道中传输时,由于干扰、噪声或衰落等所造成的误码。
交织——原理:不改变信息量,只改变信息的排序;(可靠性)目的:克服信道中由于深衰落而造成的突发的成串的误码。
对本章的学习,我们复习信源编码和信道编码的基础上,重点掌握:1.移动通信对编码的要求;2.蜂窝移动通信典型系统用到的编码方式;3.在这些系统中的实现过程;4.交织的原理和作用。
5.1 语音编码通信系统中的语音编码的目的是解除语音信源的统计相关性,语音编码大致分为三类。
一.语音编码的分类(参考:《吴伟陵,《移动通信原理》,电子工业出版社,P72)1.波形编码波形编码是以精确再现语音波形为目的,并以保真度即自然度为度量标准的编码方法。
这类编码是保留语音个性特征为主要目标的方法,其码速较高。
常用的波形编码及其原理:PCM、DPCM、ADPCM应用:适用于骨干(固定)通信网。
2.参量编码利用人类的发声机制,仅传送反映语音波形变化主要参量的编码方法。
在接收端,可根据发声模型,由传送过来的变化参量激励产生人工合成的语音。
参量编码的主要标准是可懂度。
显然,这类编码是以提取并传送语音的共性特征参量为目的的编码方式,其码速较低。
(声码器)常用的参量编码及其原理:LPC应用:主要用于军事保密通信。
3.混合编码混合编码是吸取上述两类编码的优点,以参量编码为基础,并附加一定的波形编码特征,以实现在可懂度基础上适当改善自然度目的的编码方式。
物理第讲 信道编码循环码生成多项式和生成矩阵交织
若所使得用到g(的x)的矩系阵数的组各成项矩恰阵好:与ug(x1 ) ·gg0(x)所然0 得后多将0 项上式式的的系数作为矩阵的第二行 系数相等,因此可用这种g 矩 阵0相乘g1代替g0两个0 多 项式 相乘,这一特性可用于构造循0环码0的生g1成矩g0阵
同时u(x)的系数组成矩阵: uu2 u1 u0 将矩阵u和g相u乘g:u u 2gg u1gu 012 ug 01 gg10xu x22 gggg 0((00 xx)) u 001 g u1 2x2gu x1 x(2g ggx)0 ((xx ))uu 10 xg g1 (x)u 0 ug 00 g(x)
c ( 1 ) ( x ) [ x c ( x ) ] m o d ( x n 1 ) , c ( i) ( x ) [ x ic ( x ) ] m o d ( x n 1 )
证明:码组c的多项式为:
相当于将多项式
则此它有定的:理 循说 环xc明 移(若 位x)cx (ic cx(( a )x是x n )-均) 1(nx为 , nk该) ( 循循a a 环n n 环- 2 码1 x 码x中n n - 的1 -1 的 码一a L 组n 个 ,2 码x 且a n 组- 12 这x ,些2L 则 a0a x1 1 x c(a x)0 循) 环移位一次
c(1)(x)
No ImageBiblioteka No Image循环码生成多项式
因为g(x)是n-k次的多项式,故xkg(x)为一个n次多项式
则定xkg义(x):除记以xCn+(x1的)为商(必n,为k1),循余环式码记的为b所(x)有码组对应的多项式的集合, 若即g:(xx)kg是(xC)=(1x•)中(xn除+10) +多b项(x)式以外次数最低的多项式,则称g(x)为这个 循表环示g码(x的)向生左成移动多k项次,式并且仍为许用码组,即:是g(x)的倍式,则有:
教案-信道编码与交织
信道编码与交织一、教学目标:理解WCDMA通信模型掌握信道编码及交织二、教学重点、难点:重点掌握WCDMA通信系统中的信道编码与交织三、教学过程设计:从WCDMA通信系统模型分析开始,重点讲述信道编码与交织。
1.WCDMA通信模型:WCDMA的基本通信模型如图所示,图中第一步是进行信源编码(语音编码),提高通信的有效性。
第二步是进行信道编码和交织,提高通信的可靠性。
第三步是进行扩频和加扰,把窄带通信转化成宽带通信。
第四步是把信息调制到要求的频段上发射出去。
信息经过无线信道后到达接收机,接收机再进行上述步骤的逆过程,最后还原成模拟的语音信号。
比特(Bit):经过信源编码的含有信息的数据称为“比特”;符号(Symbol):经过信道编码和交织后的数据称为“符号”;码片(chip):经过最终扩频得到的数据称为“码片”;2.信道编码:本节重点讲第二步:信道编码与交织。
信道编码的主要作用是:通过对做完信源编码后的信息加入冗余信息,使得接收方在收到信号后,可通过信道编码中的冗余信息,做前向纠错,保证通信的可靠性。
信道编码采用卷积码与Turbo编码相结合的方式,语音业务和低速信令采用卷积码;高速数据业务采用Turbo码,是一种接近香农极限的优秀编码方法。
3.交织:衰落是移动通信的大敌,移动通信中信号随接受机与发射机之间的距离不断变化即产生了衰落。
其中,信号强度曲线的中值呈现慢速变化,称为慢衰落;曲线的瞬时值呈快速变化,称快衰落。
其中,快衰落是移动台附近的散射体(地形、地物和移动体等)引起的多径传播信号在接收点相叠加,造成接收信号快速起伏的现象。
正是因为移动体周围有许多散射、反射和折射体,引起信号的多径传输,使到达的信号之间相互叠加,其合成信号幅度表现为快速的起伏变化,其变化率比慢衰落快。
因为信道的快衰落是成块出现的,会出现大面积错码,仅仅靠信道编码难以承担纠检错的任务了。
因此在信道编码之后引入交织技术,通过交织,可以把成块的误码给分散,将突发的错误随机化,提高纠错编码的有效性。
第4章 语音编码、信道编码和交织讲解
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4.1.1 概述
• 混合编码基于参量编码和波形编码发展的一类新的 编码技术。在混合编码的信号中,既含有若干语音 特征参量又含有部分波形编码信息。其编码速率一 般在4~16kbit/s。当编码速率在8~16kbit/s范围时, 其语音质量可达到商用语音通信标准的要求。
• 考虑到中、低比特率的编译码器将尽量利用语音 中的一些特征,将语音以及语音频段内的数据一 起协调的编码算法必将降低语音的质量。因此, 在设计语音编码器时,应首先考虑语音的质量, 而对于语音频段内的数据信号,则通过特殊的终 端适配器来实现。
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4.1.6 GSM系统语音编码器
(5)传输时延 造成传输时延的主要原因有以下两方面。 ① 语音编码的时延。 ② 无线分系统中的时延。
• 目前较成功的混合编码方案有两种,多脉冲激励 线性预测编码(MPLPC)和码激励线性预测编码 (CELPC),前者使用一个数目有限且幅度和位置 要调整的脉冲序列作为激励源。后者使用一个波 形矢量作为激励源。图4-3给出三种不同激励序列 及其产生语音方法。
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图4-3 三种不同激励的语言合成模型
• 三种编码技术同时存在通信系统中,波形编码以 其高质量用于长途传输和宽带语音;声码器以高效 压缩性用于保密通信;混合编码以其独有特性用于 各种通信系统。
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4.1.5 移动通信中语音编码器的选择
在低比特率语音编码中,有4个参数是很重要的, 即比特率、质量、复杂度和处理时延。 1.语音质量评估 • 当前世界上流行的语音质量评估方法是采用原
信道编码与交织技术
4.总结
GSM 手机的语音 需要经过模/数转换、 语音编码、信道编码 和交织编码等信号处 理,数据变化情况如 图所示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、信道均衡
1.信道均衡技术的意义 手机工作期间,由于障碍物的反射会产生多径时延,接收 数据信号出现码元交叠现象,如图所示,即手机同时收到本码 源(直射波)的交叠信号,从而产生干扰,使之出现错码。为 了避免这种干扰,引入信道均衡技术。
例:表为偶数码编码方式,若收到的代码组 0111,因为 1 的个数为 3,不是偶数,即可判断信息码中有一位出现错码。
局限性:若两位码同时出错,此种校验方式是查不出的, 但这种情况的概率比单错少得多。
(2)重复码 重复码是一种简单有效纠正错误的方法,它将信息码重复 传送几次,只要正确传送的次数多于错误传送的次数,就可用 取多的原则来排除差错。
2.信道均衡技术
在接收端的均衡器中产生与传输信号信道特性相反的特 性,抵消信道产生的延时干扰信号,从而正确的判断和恢复 有用的信号,均衡器实质是一个横向滤波器。如图所示为线 性均衡器的结构图。
由 2N + 1 节延时线()构成,每节延时线对应消除不同
传输路径的延时信号,而节抽头处的增益系数 g 为自适应体调 整参数,它根据均衡器输出及一定的判断数据和运算来调整加 权系数。
1.交织技术
发送端将信息码排列顺序打乱,重新排列组合,使不同帧 的信息码相互穿插交织后再发送到信道中去。在信道中即使产 生突发性差错,由于相邻的数码已经化整为零,分散在不同的 信息帧中,因此只引起随即误差,接收端去掉交织,恢复原来 的数据顺序,错误可按随机错码来处理。
2.交织编码方式
如图所示
20 ms 为一帧的 语音信号经过信道编 码输出为 456 bit,交 织编码器将两帧语音 信号按每行 8 bit 写入, 写完共 114 行。
GSM信道编码和交织技术
GSM信道编码和交织技术2010-09-25 16:23:50| 分类:GSM | 标签:|字号大中小订阅3.4 信道编码和交织信道编码用于改善传输质量,克服各种干扰对信号产生不良影响。
信道编码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。
GSM中使用的编码方式有卷积码和分组码,在实际应用中是把这两种方式组合在一起使用。
? 卷积码:把k个信息比特编成n个比特,k,n都很小,适宜以串行方式传输,而且延时也小,编码后的n个码元不但与本组k个信息码元相关,还与前面(N -1)组的信息码元相关,其中N称为约束长度。
卷积码一般可表示成(n,k,N)。
卷积编码的纠错能力随N的增大而增大,而差错率随N的增大成指数下降。
卷积码主要用于纠错,当解调器采用最大似然估计方法时,可以产生十分有效的纠错结果。
? 分组码:这是一种截短循环码,通过增加对信息比特的异或运算得到冗余位,把k个输入信息位通过异或运算映射到n个输出二进码元(n>k)。
分组码主要用于检测和纠正成组出现的错码,通常与卷积码混合使用。
3.5 交织和解交织无线通信的突发误码的产生,常常是因为持续时间较长的衰落引起的,如果只依靠上述的信道编码方式来检错和纠错是不够的。
为了更好地解决这类误码问题,在系统中采用信道交织技术。
交织实际上是把一个消息块原来连续的比特按一定规则分开发送传输,即在传送过程中原来的连续块变成不连续,然后形成一组交织后的发送消息块,在接收端对这种交织信息块复原(解交织)成原来的信息块。
如图 3 21所示图 3 21 交织技术采用交织技术后,如果传送过程中某块消息丢失,在恢复后实际上只丢失每个信息块的一部分,而不至于全部丢失,采用编码技术后就很容易恢复那些被丢失的消息。
无线通信网络中的信道编码与调制技术
无线通信网络中的信道编码与调制技术一、引言无线通信网络的快速发展对信道编码与调制技术的要求越来越高。
信道编码与调制技术作为无线通信网络中最基础的核心技术之一,对于提高信号传输质量和系统性能起着至关重要的作用。
本文将介绍无线通信网络中的信道编码与调制技术,并讨论其在不同网络中的应用。
二、信道编码技术无线通信网络中,信号在传输过程中会受到各种干扰和噪声的影响,因此必须采用信道编码技术来提高抗干扰能力和纠错能力。
信道编码主要包括前向纠错编码、交织编码、多址码等。
1. 前向纠错编码前向纠错编码(Forward Error Correction,FEC)通过在发送端对数据进行编码,使得接收端可以在不需要进行反馈的情况下进行差错检测和纠正。
常见的前向纠错编码算法有海明码、Viterbi算法等。
这些算法通过增加冗余信息,使得接收端可以通过纠错码来恢复原始数据。
前向纠错编码技术可以有效地提高信道传输的可靠性和抗干扰能力。
2. 交织编码交织编码(Interleaving)是一种将数据进行重新排列的技术,其目的是将原始数据序列中出现的错误分散到较大的时间间隔上,从而提高纠错能力。
交织编码主要通过改变数据的存储和发送顺序,使得接收端可以更好地利用冗余信息进行纠错。
常见的交织编码技术有布朗交织、随机交织等。
3. 多址码多址码(Multiple Access Code)是一种将多个用户的数据通过编码技术进行区分的方法。
多址码可以分为时分复用(Time Division Multiple Access,TDMA)、频分复用(Frequency Division Multiple Access,FDMA)、码分复用(Code Division Multiple Access,CDMA)等。
多址码技术可以使多个用户同时使用同一信道进行通信,提高信道的利用率。
三、信道调制技术在无线通信网络中,信号需要通过调制技术将数字信号转化为模拟信号来进行传输。
信道编码中交织技术的应用
信道编码中交织技术的应用
交织技术是信道编码中常用的一种方法,主要用于减小数据在传输过程中因信道引起的错误率。
下面是交织技术在不同领域的应用:
1. 无线通信:在无线通信中,信号经过无线信道传输时可能会受到多径效应、多普勒效应、衰落等影响,导致传输错误。
交织技术可以打乱数据的顺序,使得错误分布在不同时间和空间上,减小数据收发错误率。
2. 数字电视:数字电视信号传输中,由于电视信号经过无线或有线传输会受到多种干扰,例如信号衰减、多径效应等,导致图像质量下降。
交织技术被广泛应用于数字电视的信道编码中,可以提高信号的稳定性和可靠性。
3. 数字音频:数字音频信号传输中,由于多种原因(如传输链路噪声、插入噪声等),信号可能被损坏或丢失,导致音频质量下降。
交织技术可以通过重新排列数据的顺序,减小数据集中在时间上的错误,从而提高音频传输的质量。
4. 数字存储:在数字存储中,为了提高数据的冗余度和可靠性,常常使用纠错编码和交织技术。
交织技术可以将数据重新排列存储在存储介质中,从而减小存储单元(如硬盘、闪存等)上的错误。
5. 卫星通信:卫星通信中,信号会经过大气层的传播,由于大气层的湍流以及其他原因,信号会发生传输错误。
交织技术可
以重新排列信号,使得错误分布在时间和空间上,提高卫星通信的可靠性。
总的来说,交织技术在信道编码中的应用广泛,可以有效地降低数据传输中的错误率,提高通信和存储系统的性能和可靠性。
第六章 信道编码与调制技术( 交织、卷积、Turbo)
2009-12-30
4.2.4~4.2.7传媒学院电子信息系zlh
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3、举例
设交织器的L=3(分成3行),S=3(延时3个码周期),d(k)为
发送数据序列。
D(k)经码间隔开关后将位号分成三组分别送入第1,2,3行。
-2 –1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
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4.2.4~4.2.7传媒学院电子信息系zlh
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3、纠错能力
假如码字中的码(即图4-51b中的一列)适合于纠正单个错误。
那么当传输的码流中发生突发差错持续l个相邻码元时(例如从
a出11现a一12…个…误a码1l都,出于现是错可误以)纠,正由。于在每个码字(即每列)中只
这就使本来只具有一位纠错能力,而经交织编码后可以纠正连 续l位误码的突发性错误,相当于把纠错能力提高了l倍。
单关位,时而间且内与所以输前出一的段n时0个间码内元输不入仅的与信此息时码输元入有的关k。0个信息元有 特点:编码实现要比分组码简单(在同等编码率和相似的纠错能力
情况 下);译码方法较为复杂。 约束关系N——用约束长度表示:所有参与编码过程(在某一时刻)
的码元总数,用N表示,N = m + 1。 注:(约束长度:编码输出的n比特的码组值不仅与当前码字中的k个
数字为相应转移的输出。
知道每个输入码元就很容易找到相应的路径,从路
径的数字读出相应的输出。
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4.2.4~4.2.7传媒学院电子信息系zlh
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编码步骤
从S0开始,根据输入选择路径; 读出所选线上的数字即得到编码输出码元。 例:对10111编码 为使编码路径从格形图上的S0开始,最后回到S0,在后面增加
信道编码与交织
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ritt7layers
1) 给50 Class Ia比特插入3个监督比特。 D0,D1,…D49,P0,P1,P2,D50,…D181,D182,…D259
Linear binary Block Code or (n,k) code: The ratio of the code = k/n (50/53)
+++ Mobile Communications +++ Bluetooth +++ Radio & Satellite Communications +++ Wireless Technologies +++
July 12, 2013
信息产业部电信传输研究所
11
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Yao Bin
57 57 57 57 A57
A57 A57 A57 B57 B57 B57 B57
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信息产业部电信传输研究所
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ritt7layers
Channel Encoding for Control messages in the CCCH (1)控制信道消息包含184比特/20ms,首先进行分组编码,生成多 项式为,P=T39+T26+T23+T17+T13+1。这会使184比特增加40个监督比 特,变为224比特。由于加入更多的监督比特,纠错能力比语音帧强。 (2)加入4个尾比特,进行卷积编码。卷积编码器的生成多项式语音 卷积编码器相同,即,D’(even)=T4+T3+1;D’(odd)=T4+T3+T+1。 (3)CCCH的比特交织与语音帧相同。
语音编码、信道编码和交织
感知加权就是通过线性滤波使客观误差在 不重要的频段上有所衰减,而在一些重要 的频段上得以加强。
语音编码、信道编码和交织
1.多脉冲激励线性预测编码(MPLPC)
加上感知加权滤波器后,主观听觉上的语 音质量有明显的提高。
语音编码、信道编码和交织
5.1.3 声码器
图5-2 线性预测编码声码器原理框图
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5.1.4 线性预测编码器
图5-3 三种不同激励的语言合成模型
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1.多脉冲激励线性预测编码(MPLPC)
图5-4 MPLPC算法基本原理
语音编码、信道编码和交织
1.多脉冲激励线性预测编码(MPLPC)
语音编码、信道编码和交织
5.1.6 GSM系统语音编码器
1.GSM系统语音编码器性能要求 (1)语音质量 对语音编码最基本的要求就是用户角度测
试,在可工作的范围内,平均语音质量应 至少不低于900MHz模拟移动系统。 语音编码算法应具有很强的适应频谱以及 电平变化的能力。
语音编码、信道编码和交织
语音编码技术通常分为三类:波形编码、 声源编码(或参量编码)和混合编码。
波形编码的目的在于尽可能精确地再现原 来的语音波形。
声源编码是将语音信息用特定的声源模型 表示。
混合编码把波形编码的高质量和声码器的 高效压缩性融为一体,尤其在16bit/s~ 8kbit/s范围内达到了良好的语音质量。
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本章提示
突发性干扰是快衰落在衰落深度和持续 时间较长的情况下,对信号造成成串的错 误,用一般信道编码方法很难纠错;只能 用交织技术将成串的错误转换成随机差错 后,再用信道编码方法纠错。
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Channel CODEC for Speech (FORWARD ERROR CORRECTION ENCODERC) 技术,是十分重要的技术措施。信道编码的概念并不复杂,它是 借助于在所要发送的信息数据中有选择地引入一定数目的冗余比 特的方法,为接收端提供检测和/或纠正信息在无线传播环境中 可能发生的各种差错(如比特、帧、逻辑数据块的差错)的能力, 从而提高信息数据的传输质量。用以检测差错的信道编码叫做差 错检测码,如用作帧质量指示的循环校验(CRC)编码;用以纠 正差错的信道编码叫做差错校正码,如分组码、卷积码等。
Minimum Distance d0 = n-k+1
The error bits can be corrected = (d0-1)/2
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116 bits
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3 3 3 3 3
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A57 A57 A57 A57 B57
B57 B57 B57 C57 C57 C57 C57
0 0 0
26
26 26 26 26 26 26
0 0 0
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2) Class 1 比特重新排序,首先是偶数比特,接着是监督比特,而后 是倒序的奇数比特,在Class I比特之后插入4个尾比特“0000”,使 卷积编码器清零。最后是78个Class II比特。 D0,D2,D4,…D180,P0,P1,P2,D181,D179,…D1,0,0,0,0,D182,…D259 91 Even bits 91 odd bits 78 class II bits 3) 对包括监督比特在内的Class I比特进行卷积编码,编码比率1/2。 The even output bits are derived from:D’(e)=1+T3+T4
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1) 给50 Class Ia比特插入3个监督比特。 D0,D1,…D49,P0,P1,P2,D50,…D181,D182,…D259
Linear binary Block Code or (n,k) code: The ratio of the code = k/n (50/53)
57 57 57 57 A57
A57 A57 A57 B57 B57 B57 B57
3 3 3 3 3
3 3 3 3 3 3 3
13
0
0
0
0
0
0 0 0 0 0 0
0
0 0 0 0 0 0
26 26
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Channel Encoding for Control messages in the CCCH (1)控制信道消息包含184比特/20ms,首先进行分组编码,生成多 项式为,P=T39+T26+T23+T17+T13+1。这会使184比特增加40个监督比 特,变为224比特。由于加入更多的监督比特,纠错能力比语音帧强。 (2)加入4个尾比特,进行卷积编码。卷积编码器的生成多项式语音 卷积编码器相同,即,D’(even)=T4+T3+1;D’(odd)=T4+T3+T+1。 (3)CCCH的比特交织与语音帧相同。
184b
Block Encoder 224b (n/k=224/184)
Tail bit
228b
Convolutional 456b Encoder 1/2
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132b
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D0 D1…D49 D50… D181 D182… D259
78b
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D0 D1…D49, D50… D181, D182… D259
50b
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语音编码器输出260比特/20ms,按照它们的重要性分为3类: • Class Ia bits:50比特,很重要,经分组码和卷积码前向纠错; • Class Ib bits:132比特,比较重要,经卷积码前向纠错; • Class II bits:不重要,不经前向纠错。
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Ia:50b Ib:132b
Block Encoder
53b
Convolution alEncoder R=½ + 4 Tail bits
106b 264b 378b
8b
456b
78b
II:78b
Fig.1 GSM Channel Encoding for Speech Signal
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D’(e) )=1+T3+T4
+
Ia bits in 189b/20ms T T T T T
+
D’(o) = 1+T+T3+T4
Fig. 2 GSM Convolutional Encoder for Speech Signal
The odd output bits are derived from:D’(o)=1+T+T3+T4
Where + means EXOR,T means delay of one clock period.
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