td-scdma系统信道编码技术研究毕业设计(论文

td-scdma系统信道编码技术研究毕业设计(论文内容摘要：

处理，提高无线系统性能；上行增强技术，采用自适应调制和编码、混合 ARQ 技术、对专用 /共享资源的快速分配以及相应的物理层和高层信令支持的机制，增强上行信道和业务能力。 盥蘅谣 在政府和运营商的全力支持下， TDSCDMA 产业联盟和产业链已基本建立起来，产品的开发也 得到进一步的推动，越来越多的设备制造商纷纷投入到 TDSCDMA 产品的开发阵营中来。 随着设备开发、现场试验的大规模开展， TDSCDMA 标准也必将得到进一步的验证和加强。 盥蘅谣 为了加快 TDSCDMA 的产业化进程，早日形成完整的产业链和多厂家供货环境 , 2020华侨大学 2020届本科毕业论文 TDSCDMA系统信道编码技术研究盥蘅谣 盥蘅谣 7盥蘅谣 年 10月 30日， TDSCDMA 产业联盟在北京成立。 TDSCDMA 产业联盟的成员企业由最初的 7家，发展到目前的 30 家企业，覆盖了 TDSCDMA 产业链从系统、芯片、终端到测试仪表的各个环节。 盥蘅谣 中国 TDSCDMA 与美、欧 3G 技术 的优缺点 优点 :盥蘅谣 ， TDSCDMA 一个载频 ， WCDMA 一个载频 10M； ， TDSCDMA 为 0~200MZ WCDMMA 为 1500MZ； ， 引入了所谓的空中分级，但效果如何，还待验证 ； ， TDSCDMA 不同业务对覆盖区域的大小 的要求 较 低 ,易于网络规划 ； 缺点 :盥蘅谣 ， TDSCDMA 需要 GPS同步，同步的准确程度影响整个系统是否正常工作 ； ， TDSCDMA 只有 16个码 ， 远远少于业务 需求所需要的码数量 ； ， 上下行、本小区、邻小区都可能存在干扰 ； ， TDSCDMA： 120KM/H， WCDMA： 500KM/H。 盥蘅谣 TDSCDMA 信道编码介绍 盥蘅谣 信道编码介绍 盥蘅谣 在数字通信中，根据不同的目的，编码可分为信源编码和信道编码。 信源编码是为了提高数字信号的有效性以及为了使模拟信号数字化而采取的编码。 信道编码是为了降低误码率，提高数字通信的可靠性而采取的编码。 信道编码现在已经得到广泛的应用。 盥蘅谣 信道编码的 实质是在信息码中增加一定数量的多 余码元 (称为监督码元 )，使它们满足一定的约束关系，这样，由信息码元和监督码元共同组成一个由信道传输的码字。 一旦传输过程中发生错误，则信息码元和监督码元间的约束关系被破坏。 在接收端按照既定的规则校验这种约束关系，从而达到发现和纠正错误的目的。 盥蘅谣 信道编码有多种分类方式，主要按照关系、范围及用途 分为 三种 ： 盥蘅谣 (1)根据纠错码各码组信息元和监督元的函数关系，可分为线性码和非线性码。 如果函数关系是线性的，即满足一组线性方程式，则称为线性码，否则为非线性码。 盥蘅谣 (2)根据上述关系涉及的范围，可分为分组码和 卷积码。 分组码的各码元仅与本组的信息元有关；卷积码中的码元不仅与本组的信息元有关，而且还与前面若干组的信息元有关。 盥蘅谣 华侨大学 2020届本科毕业论文 TDSCDMA系统信道编码技术研究盥蘅谣 盥蘅谣 8盥蘅谣 (3)根据码的用途，可分为检错码和纠错码。 检错码以检错为目的，不一定能纠错；而纠错码以纠错为目的，一定能检错。 盥蘅谣 信息通过信道传输，由于物理介质的干扰和无法避免 的 噪声，信道的输入和输出之间仅具有统计意义上的关系，在做出唯一判决的情况下将无法避免差错，其差错概率完全取决于信道特性。 因此，一个完整、实用的通信系统通常包括信道编译码模块。 视频信号在传输前都会经过高度压缩以降低码率，传输错误 会对最后的图像恢复产生极大的影响，因此信道编码尤为重要。 盥蘅谣 信道编码的作用 一是使码流的频谱特性适应通道的频谱特性，从而使传输过程中能量损失最小，提高信号能量与噪声能量的比例，减小发生差错的可能性；二是增加纠错能力，使得即便出现差错也能得到纠正。 盥蘅谣 信道编码技术可改善数字信息在传输过程中噪声和干扰造成的误差，提高系统可靠性 ， 因而提供高效的信道编译码技术成为 3G 移动通信系统中的关键技术之一。 3G 移 动通信系统所提供的业务种类的多样性、灵活性，对差错控制编译码提出了更高的要求。 盥蘅谣 在 TDSCDMA 中，信道编码有 3 种选择： 盥蘅谣 ①对于传输质量等级小于 103要求时，使用卷积深度从 1 到 1/3 的带有前向纠错的卷积编码。 盥蘅谣 ②传输质量等级大于 103要求时，传输速率大于 32Kbps 时，使用超级编码（ Turbo code）。 盥蘅谣 ③还可以选择没有编码。 盥蘅谣 而 卷积 编 码 是 3G 移动通信 技术 TDSCDMA 系统中 主要信道 编码 方式之一。 盥蘅谣 卷积编码介绍 盥蘅谣 卷积码的编码器是由一个有 k 个 输入位 (端 )、 n 个输出位 (端 )，且具有 m 级移位寄存器所构成的有限状态的有记忆系统，通常称它为时序网络。 盥蘅谣 非分组码的卷积码的编码器是在任一段规定时间内产生 n个码元，但它不仅取决于这段时间中的 k 个信息位，还取决于前 (K1)段规定时间内的信息位，这 K 段时间内的码元数目为 K k，称参数 K为卷积码的约束长度，每 k个比特输入，得到 n比特输出，编码效率为 k/n，约束长度为 K。 在 k=1 的条件下，移位寄存器级数 m=K1。 盥蘅谣 卷积码一般可用 (n， k， K)来表示，其中 k为输入码元数， n 为输出码元数，而 K则为编码器的约束长度。 典型的卷积码一般选 n 和 k ( k n ) 值较小，但约束长度 K 可取较华侨大学 2020届本科毕业论文 TDSCDMA系统信道编码技术研究盥蘅谣 盥蘅谣 9盥蘅谣 大值 (K10)，以获得既简单又高性能的信道编码。 盥蘅谣 卷积码是 1955年 Elias最早提出， 1957年 Wozencraft提出了序列译码。 1963年 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)提出了最大似然译码。 它对存储器级数较小的卷积码的译码很容易实现，称为维特比算法或维特比译码。 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 盥蘅谣 华侨大学 2020届本科毕业论文 TDSCDMA系统信道编码技术研究盥蘅谣 盥蘅谣 10盥蘅谣 盥蘅谣 第 2 章 TDSCDMA 卷积编码的实现 盥蘅谣 卷积编码的解析表示法 盥蘅谣 一个二元 (2,1,4)卷积码的编码器，它是由 k=1，即一个输入位 (端 )， n=2，即两个输出位 (端 )， K=4,m=3 即三级移位寄存器所组成的有限状态的有记忆系统。 盥蘅谣 (1) 离散卷积 盥蘅谣 若输入信息序列为 (这里的卷积码是 u0首先输入 )盥蘅谣 )…( 210 uuuu  ()盥蘅谣 则对应输出为两个码字序列 盥蘅谣 )…()…(②2②1②0②①2①1①0①cccc cccc  ()盥蘅谣 其相应编码方程可写为 盥蘅谣 ),(**②①②②①①cccgucguc ()盥蘅谣 其中 “ *” 表示卷积运算， g① g② 表示编码器的两个脉冲冲击响应，即编码可由输入信息序列 u和编码器的两个冲击响应的卷积得到，故称为卷 积码。 这里的脉冲冲击响应是指，当输入信息为 u=(100„) 时，所观察到的两个输出序列值。 由于编码器有 m=3 级寄存器，故冲激响应至多可持续到 K=m+1=3+1=4 位，且可写成 ： 盥蘅谣 )1111()1011(②①gg ()盥蘅谣 在一般情况下有： 盥蘅谣 )…()…(②m②1②0②①m①1①0①gggg gggg  ()盥蘅谣 经编码器后，两个输出序列合并为一个输出码字序列为： 盥蘅谣 )…( ②1①1②0①0② ccccc  ()盥蘅谣 若输入信息序列为： 盥蘅谣 )10111(u ()盥蘅谣 则有： 盥蘅谣 华侨大学 2020届本科毕业论文 TDSCDMA系统信道编码技术研究盥蘅谣 盥蘅谣 11盥蘅谣 )1 0 0 0 0 0 0 1()1 0 1 1(*)1 0 1 1 1(① c ()盥蘅谣 )1 1 0 1 1 1 0 1()1 1 1 1(*)1 0 1 1 1(② c ()盥蘅谣 最后输出的码字 为： 盥蘅谣 )0 1 0 0 1 11 1 0 1 0 0 0 1 0 1(c ()盥蘅谣 (2) 生成矩阵 盥蘅谣 上述冲激响应 g① g② 又称为生成序列，若将该生成序列 g① g② 按如下方法排列，构成如下生成矩阵 (当 K=4,m=3 时 )： 盥蘅谣 ……………②3①3②2①2②1①1②0①0②3①3②2①2②1①1②0①0②3①3②2①2②1①1②0①0ggggggggggggggggggggggggG ()盥蘅谣 上述矩阵中，其中空白部分均为 0。 则上述编码方程可改为矩阵形式 盥蘅谣 Guc ()盥蘅谣 G为卷积码的生成矩阵 ,若输入信息序列为一无限序列时，即 u=(10111„) ，生成矩阵则为一个半无限矩阵，即有起点无终点，因此称它为半无限。 盥蘅谣 若： 盥蘅谣 )1111(),1011(),10111( ②①  ggu ()盥蘅谣 则： 盥蘅谣  11000101010001111111011111110111111101111111011111110111)10111( Guc ()盥蘅谣 (3) 码多项式 盥蘅谣 若将生成序列表达成多项式形式，有 盥蘅谣    xxxg xxg32②32①＋＋＋11 1 1 1＋＋11 0 1 1 ()盥蘅谣 输入信息序列也可表达为多项式形式 盥蘅谣   xxxu 432 ＋＋＋110111  ()盥蘅谣 则卷积码可以用下列码多项式形式表达 盥蘅谣 华侨大学 2020届本科毕业论文 TDSCDMA系统信道编码技术研究盥蘅谣 盥蘅谣 12盥蘅谣   )10000001(1111177654327653654243232432①22222xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxc ()盥蘅谣    1101110111111775437653654254343232432②xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxc ()盥蘅谣 卷积编码器的实现 盥蘅谣 卷积编码器原理 盥蘅谣 图 (1)是码速率为 1/约束长度为 9的卷积编码器的结构框图。 它有一个输入端 ， 两个输出端 ， 每次向编码器中移入一位码元。 盥蘅谣 图 (2)是码速率为 1/约束长度为 9的卷积编码器的结构框图。 它有一个输入端 ， 三个输出端 ， 每次向编码器中移入一位码元。 盥蘅谣 盥蘅谣 1/2卷积编码器输出序列的顺序应为：输出 1，输出 2，输出 1，输出 2，输出 1，„„，输出 2。 1/3卷积编码器输出序列的顺序应为：输出 1，输出 2，输出 3，输出 1，输出 2，输出 3，输出 1，„„，输出 3。 编码之前，编码器的移位寄存器则应初始化为全 0状态。 输入信息码组末尾应加上值为 0的 8位尾比特，以还原编码器的初始状态。 盥蘅谣 华侨大学 2020届本科毕业论文 TDSCDMA系统信道编码技术研究盥蘅谣 盥蘅谣 13盥蘅谣 卷积编码的实现很简单，要注意的是分清约束长度为 9 的卷积码分为：编码率分别为1/2 和 1/3 两种。 盥蘅谣 对于编码率为 R=1/2 的约束长度为 9 的卷积码，其编码矩阵为： G0 =561(八进制数 )，G1=753。 盥蘅谣 对于编码率为 R=1/3 的约束长度为 9 的卷积码，其编码矩阵为： G0=557(八进制数 )，G1=663， G2=711。 盥蘅谣 即，码率为 R=1/2 时： 盥蘅谣  110101111 100011101G 盥蘅谣 当码率为 R=1/3 时： 盥蘅谣 100100111110011011111101101G 盥蘅谣 卷积编码器程序设计 盥蘅谣 卷积编码器源程序如下： 盥蘅谣 function output=v_code(G,k0,input) 盥蘅谣 % G为生成矩阵， k0为输入端个数， input为输入序列 盥蘅谣 if rem(length(input),k0)0盥蘅谣。