编码增益.doc

编码增益概念解析编码增益假定单位时间内传输的信息量恒定, 增加的冗余码元则反映为带宽的增加; 在同样的误码率要求下, 带宽增加可以换取比特信噪比 Eb/N0 值的减小。我们把在给定误码率下, 编码与非编码传输相比节省的信噪比 Eb/N0 称为编码增益。常用信道编码方式线性分组码(n,k) 线性分组码在编码时,将一个长为 k 的信息分组映射为一个长为 n 的码字, R=k/ n 称为编码速率。分组码的译码采用标准阵译码。卷积码卷积码将分组码加以推广, 使增加的多余数字不仅与本组的信息有关, 还与前面若干组的信息有关,可以起到更好的校验作用。(n ,k ,m) 卷积码在编码时,输入信息序列被分为 k长的段,经过串并变换至离散线性系统的 k 个输入端,该系统的输出端为 n 个,且最大延迟为m ,输出的 n 个编码数字经过并串变换送入信道,即完成编码。卷积码的译码可采用 Viterbi 译码。 Reed-Solomon 码 RS( Reed-Solomon )码是 BCH 码的推广,是分组码的最佳码。 Turbo 码 Turbo 码将卷积码和随机交织器结合在一起, 实现了随机编码的思想, 同时采用软输出迭代译码来逼近最大似然译码。 Turbo 码的译码采用了基于简单分量码的迭代译码算法模仿随机码的性能, 大大降低了译码的复杂度。 LDPC 码 LDPC 码是由一个特定的稀疏奇偶校验矩阵构成的线性分组码,稀疏性使译码复杂度降低, 实现更为简单。 Gallager 提出了迭代解码算法, 也称为“和积算法(SPA 算法)”、“置信传播算法(BP 算法)”或“消息传递解码器”, 其解码复杂度与码长成线性关系, 其性能接近 Shannon 极限。 LDPC 码的解码器比 Turbo 码的解码器简单,而编码器的设计却十分困难。性能比较当给定系统的误码率指标为 1× 10-5 时, BPSK 调制方式下的通信系统所允许的传输误符号率与比特能量噪声密度比 Eb/ N0 的关系曲线如下图所示,该曲线反映了译码前的传输误符号率与系统入站 Eb/ N0 的关系。曲线上标出了在相同的系统误码率指标下, 未采用编码和采用不同编码方式时系统传输所需的 Eb/ N0。单独采用分组码所获得的编码增益较低, 只有 dB。常用的卷积码在 3 bit 量化软判决时编码增益为 5 dB 左右;在码率相同的情况下,直接加长卷积码的约束长度可以提高编码增益,如在编码效率 R =1/2 时,每增加一位约束长度可获得 dB 的编码增益; 量化级数也对卷积码的性能产生影响, 三比特量化可以获得近 2dB 增益, 但更细致量化的额外获益则很小。串行级联码选用 R =1/2 卷积码作内码, RS 码作外码时, 编码增益为可达 7~ 8 dB 左右;当选用( 3,1 )卷积码时,可比( 2,1 )卷积码有 dB 的改善,但会降低编码效率。 Turbo 码无论在 AWGN 信道还是在衰落信道中, 都取得了很好的误码率性能, 当采用 65535bit 的随机交织器、 18 次迭代时, 1/2 码率的 Turbo 码的编码增益可达 dB; 但与其他长码一样, Turbo 码译码也存在较长的时延,这是由大的交织和迭代译码引起的。规则 LDPC 码在性能上不如 Turbo 码,而当码长超过 104 后,不规则 LDPC 码的性能开始优于 Turbo 码。大侠指教:卷积码编码增益如何计算比如( 2,1,7 )卷积编码的编码增益如何计算? kingsword 发表于 2005-11-29 13:28 Re: 大侠指教:卷积码编码增益如何计算 zwq_wen 既然提出来了,我也有同问:一般的编码增益是如何定义的? seawolf 发表于 2005-12-1 07:21 Re: 大侠指教:卷积码编码增益如何计算举例计算编码增益, 条件: psk 相干解调,码率 1/2 。计算过程: (1) 先计算或仿真 psk (无编码时)的误码率。 Pe=^-4 时, Eb/N0 = 。(2) 再仿真 psk +编码时的误码率。注意,仿真时信道信噪比应该下降 3db ,即信号功率不变,噪声功率增加 1 倍。 Pe=^-4 时, Eb/N0 = 。则 Pe=^-4 时,编码增益为 -= 。 kingsword 发表于 2005-12-1 09:45 Re: 大侠指教:卷积码编码增益如何计算请问 seawolf , 为什么在仿真再仿真 psk +编码时的误码率的时候, 仿真时信道信噪比应该下降 3db 呢,与码率有关系吗? seawolf 发表于 2005-12-5 11:30 Re: 大侠指教:卷积码编码增益如何计算因为有用信号