shuaiq 2008-5-21 20:09
缩短卷积的基本原理
缩短卷积码的基本原理
现代通信系统的信道编码中几乎毫无例外地采用了先进的编码方式。卷积编码。如IS-95 码分多址通信系统 CDMA，数字蜂窝通信系统GSM，数字集群通信系统TETRA等。在差错控制中，卷积码表现出了优秀的纠错能力。卷积编码使得一列信号输入经编码后变成了几列信号输出，冗余度愈大，纠错能力越强。代价是计算复杂，编码效率低，即降低了频带利用率。生成多项式的形式决定了它的特性。在发射端，如果将编码以后的信息按照某种规律删去一些码元（打孔），虽然提高了编码效率，但是纠错能力却相应下降。在接收端，按照相同的规律，在删去码元的位置填入0（插零），则数据流就恢复了卷积编码后的形状，然后再进行解卷积运算，从而完成差错控制的全过程。
在功能完备的通信系统中有许多使命不同的逻辑信道，不同的逻辑信道因为任务不同，对差错控制能力与频道利用率的要求是不一样的。差错控制有两种实现的方法：构建不同的卷积码：或者应用同一个卷积码，但是采用不同的缩短（打孔）方案以适应不同的传输数码率，自然也有着不同的纠错能力和频带利用率。在先进的数字集群系统中就采用的是第二种方案。实践证明，删除型缩短卷积码的性能可以和卷积码的性能做到相当接近，而且删除型缩短卷积码较容易实现。
构建一个具有卷积、解卷积和打孔、插零功能以及相应的传输环境的仿真系统，就可以对各类卷积码进行缩短卷积码的仿真研究，并且可以得到在不同频带利用率条件下的差错控制能力的定量结果，也可以得到在相同频带利用率条件下不同打孔（删除方案）图形的差错控制能力的定量结果。这对设计新的通信系统或研究现有通信系统无疑有很重要的现实意义。近年来，所谓RCPC（速率适配缩短卷积码）亦是上述缩短卷积码的一项重要的应用。比如在具有ARQ/FEC（即检错重发和前向纠错）的电路中。SSI(信源重要性信息)与CSI(信道状态信息)在信息传输过程中不断地通知编码器(可变速率)和解码器,根据SSI信息的重要性和解码检错的情况,被检测到的信道的状态信息CSI,以及调整编码速率的指令,在可变速率编码器)解码器之间传送,以实现最少的差错发生$用相同的生成多项式构建的维特比译码器,不同的压缩图形的卷积码(不同的传输速率),都可以在原打孔图形位置上嵌入填充的码元后进行译码.一个具有多种编码效率/多种纠错能力的电路共用一种生成多项式构建的编译码器,简化了电路,提高了可靠性.