第四章抗干扰二元编码原理及方法5_卷积码.pptVIP

4.5 卷积码 （3，1，3）卷积码编码器逻辑图 定义：监督矩阵 例：已知某卷积码的基本监督矩阵为 （4，3，3）卷积码监督矩阵[H]的意义： 例：已知卷积码的初始截短码一致监督矩阵，输入信息码元m0m1m2m3…为111, 010, 101, 110, 011… ，求编出的卷积码C0C1C2C3… 二、卷积码的生成矩阵 写成矩阵形式： 生成矩阵[G]： 三、卷积码编码器 编码步骤： 1）D0~D8清零 编码步骤： 1）D0、D1清零 四、卷积码的译码方法 卷积码具有一环套一环的连环特性 代数译码方案 译码器每次根据码组约束长度n×m分组进行译码 优点：实现容易，按分组码译码 缺点：纠错 能力较差 概率译码方案 译码器每次译码长度比卷积码的约束长度n×m长的多，充分利用卷积码的连环特性 优点：纠错能力强 缺点：译码算法和设备复杂 应用：远距离空间通信 * * 一、卷积码编码器原理 例：（3，1，3）卷积码 时序逻辑 编码网络 输入mi 输出c 1 2 n 1 2 k … … n = 3，k = 1，m = 3 m为编码器约束长度 监督码元 r = n – k = 2 卷积码记为（n，k，m） D0 D1 + + 输入mi 输出 mi-1 mi-2 pa,i pb,i mi 监督方程：表示监督码元与信息码元之间 的监督关系 基本监督矩阵 对于（3，1，3）卷积码，若输入信息码元： mi-2 , mi-1, mi, …，则编码后码字: mi-2, pa,i-2, pb,i-2, mi-1, pa,i-1, pb,i-1, mi, pa,i, pb,i, … 根据监督方程写出矩阵形式： 一般地，卷积码的监督矩阵： 其中：r = n – k 为监督码元数 nm 为卷积码的约束长度 求n，k，m，r 解： p2 p1 p0 n= 4，k=n-r=3，m=3，为（4，3，3）卷积码 p1 p0 n= 6，k=n-r=5，m=2，为（6，5，2）卷积码 12 = 1 + 2 + 5 + 7 + 9 + 10 + 11 信息码元 监督码元 初始截短码一致监督矩阵 [H*] p2 p1 p0 解： 1）输入m0, 2）输入m1, 3）输入m2, 4）输入m3, 5）输入m4, 所以，编出的卷积码C0C1C2C3…应为： 1111，0101，1010，1101，0110，… 由初始截短码一致监督矩阵 [H*]导出生成矩阵[G] 编码后的码字： 若输入信息码元为：111，010，101，110，… 则编出的卷积码为：1111，0101，1010，1101，… 1、（n，1，m）码编码器 （3，1，3）卷积码的基本监督矩阵： D0 D1 + + 输入mi 输出 mi-1 mi-2 pa,i pb,i mi m –1级移位寄存器 若干异或逻辑 必要的电子开关 （n，1，m）码的编码效率： 1、（n，n–1，m）码编码器 （4，3，3）卷积码的基本监督矩阵 （1）信息码元串行输入的编码器 D8 + in 编码输出 P D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D K 信息码元串行输入 out （P0） （P1） （P2） 采用m×k个移位寄存器 由监督矩阵[H]，即p2、p1、p0确定异或逻辑 2）K与D接通， 第一组三个信息码元 K与P接通，监督码元通过K输出，接在信息码元后面，完成第一个码字的编码 3）K与D接通， 第二组三个信息码元 K与P接通，监督码元通过K输出，接在信息码元后面，完成第二个码字的编码 4）K与D接通， 第三组三个信息码元 K与P接通，通过K输出监督码元，接在信息码元后面，完成第三个码字的编码 5）重复步骤4），直到完成全部码字的编码 （2）信息码元分组并行输入的编码器 采用m–1个移位寄存器 由监督矩阵[H]，即p2、p1、p0确定异或逻辑 + in 监督码 元输出 D1 D0 …a6a3a01 信息码元输入 out （P0） （P1） （P2） + + …a7a4a12 …a8a5a23 CP 2）信息码元三个一组并行输入 第一个脉冲后：a0 a1 a2在线 3）第二个脉冲后：a3 a4 a5在线 4）第三个脉冲后：a6 a7 a8在线 5）重复步骤4），完成全部码字的编码