005 信源编码信道编码交织技术.ppt

信源编码 为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量，对信源输出的符号序列所施行的变换。具体说，就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法，把信源输出符号序列变换为最短的码字序列，使后者的各码元所载荷的平均信息量最大，同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。 脉冲编码——简单的信源编码 增量编码——脉冲编码的发展 信源编码 为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量，对信源输出的符号序列所施行的变换。具体说，就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法，把信源输出符号序列变换为最短的码字序列，使后者的各码元所载荷的平均信息量最大，同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。 语音编码的种类 波形编码——尽可能保持语音的波形信号不失真的时域编码方法，通过消除语音信号的部分冗余度来压缩语音编码的速率 （PCM：64kbit/s） 参量编码——将信源信号在频率域或其它正交变换域提取特征参量（基频、线谱对、增益 ），并将其变换成数字代码进行传输 （1.2-4.8kbit/s ） 混合编码——将波形编码与参量编码相结合，兼顾了波形编码的保真度与参量编码低速率的优点 （4-16kbit/s ） GSM——12.2kbit/s CDMA(IS-95)——8kbit/s WCDMA中采用的语音编码技术——AMR AMR（adaptive multi rate）自适应多速率语音编码技术——采用混合编码技术 ARM语音编码技术将8种音源编码速率集为一体 8种速率分别为：12.2,10.2,7.95,7.40,6.70,5.90,5.15,4.75kbit/s WCDMA系统中，语音统一采用的编码速率是：12.2kbit/s 信道编码——纠错 信道编码——线性分组码 信道编码——卷积码（语音） 以（n,k,N）来描述卷积码 k为每次输入到卷积编码的bit数 n为每个k元组码字对应的卷积码输出n元组码字 N称为约束长度，为卷积编码器的k元组的级数 卷积码(n,k,N)的理解 以（3,2,4）卷积码编码器为例。 每kbit（这里，k=2）一段进入编码器 编码器对N段（这里，N=4）信息码流（共kN=8bit）进行编码运算 产生一个nbit（这里，n=3）的输出段 信道编码——Turbo码（数据） 将两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联来构造具有伪随机特性的长码，并通过在两个软入/软出(SISO)译码器之间进行多次迭代实现了伪随机译码 信源编码、信道编码和交织技术 中兴通讯学院 上升台阶和下降台阶的二进制代码分别用“1”和“0”表示。这个过程就是增量编码 采用增量调制编码编出的二进制代码为:01010111111100011 信道编码的原理 信道编码 信道编码技术是通过给原数据添加冗余信息，从而获得纠错能力 目前使用较多的是卷积编码和Turbo编码（1/2，1/3） 使用编码增加了无效负荷和传输时间 适合纠正非连续的少量错误 床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国 床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国 床？前前明明月月光光 春春眠眠？不觉觉晓晓 白白发发三三？千丈？ 红红豆豆生生南？国国 信道编码/交织 基带调制 扩频 加扰 射频调制 无线信道 解码解交织 基带解调 解扩 解扰 射频解调 收发信机数据处理过程 信源编码 信源数据 x1 x6 x11 x16 x21 x2 x7 … x22 x3 x8 … x23 x4 x9 … x24 x5 x10 … x25 输入数据 A = (x1 x2 x3 x4 x5 … x25) 输出数据 A’= (x1 x6 x11 x16… x25) 举例： 交织技术 交织：打乱原来的数据排列规则，按照一定顺序重新排列。 作用：信道的快衰落是成块出现的，通过交织可以把成块的误码给分散，减小信道快衰落带来的影响。 缺点： 带来了附加的额外延时 在特殊情况下，若干个随机独立差错有可能交织为突发差错。 床前明月光 春眠不觉晓 白发三千丈 红豆生南国 床床前前明明月月光光 春春眠眠不不觉觉晓晓 白白发发三三千千丈丈 红红豆豆生生南南国国 床春白红床春白红 前眠发豆前眠发豆 明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国 床春白红？？？？ ？？？？前眠发豆 明不三生明不三生 月觉千南月觉千南 光晓丈国光晓丈国 床？？前明明月月光光 春？？眠不不觉觉晓晓 白？？发三三千千丈丈 红？？豆生生南南国国 编码 交织 去交织 解码 突发错误 信道编码和交织技术的使用 交织技术