什么是卷积编码
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/26 06:09:33
什么是卷积编码
什么是卷积编码
什么是卷积编码
参考资料：http://hi.baidu.com/wuruide/blog/item/33d28bbf1b34940818d81f26.html
在一个二进制分组码（n,k）当中,包含k个信息位,码组长度为n,每个码组的（n-k）个校验位仅与本码组的k个信息位有关,而与其它码组无关.为了达到一定的纠错能力和编码效率（＝k/n）,分组码的码组长度n通常都比较大.编译码时必须把整个信息码组存储起来,由此产生的延时随着n的增加而线性增加.
为了减少这个延迟,人们提出了各种解决方案,其中卷积码就是一种较好的信道编码方式.这种编码方式同样是把k个信息比特编成n个比特,但k和n通常很小,特别适宜于以串行形式传输信息,减小了编码延时.
与分组码不同,卷积码中编码后的n个码元不仅与当前段的k个信息有关,而且也与前面（N-1）段的信息有关,编码过程中相互关联的码元为nN个.因此,这N时间内的码元数目nN通常被称为这种码的约束长度.卷积码的纠错能力随着N的增加而增大,在编码器复杂程度相同的情况下,卷段积码的性能优于分组码.另一点不同的是：分组码有严格的代数结构,但卷积码至今尚未找到如此严密的数学手段,把纠错性能与码的结构十分有规律地联系起来,目前大都采用计算机来搜索好码.
下面通过一个例子来简要说明卷积码的编码工作原理.正如前面已经指出的那样,卷积码编码器在一段时间内输出的n位码,不仅与本段时间内的k位信息位有关,而且还与前面m段规定时间内的信息位有关,这里的m＝N-1通常用（n,k,m）表示卷积码（注意：有些文献中也用（n,k,N）来表示卷积码）.图8-8就是一个卷积码的编码器,该卷积码的n = 2,k = 1,m = 2,因此,它的约束长度nN = n×(m+1) = 2×3 = 6.
（2,1,2）卷集码编码器
在图8-8中,与为移位寄存器,它们的起始状态均为零.、与、、之间的关系如下：
（8-41）
假如输入的信息为D = [11010],为了使信息D全部通过移位寄存器,还必须在信息位后面加3个零.表8-9列出了对信息D进行卷积编码时的状态.
表8-9 信息D进行卷积编码时的状态 输入信息D
1
1
0
1
0
0
0
0
b3b2
0 0
0 1
1 1
1 0
0 1
1 0
0 0
0 0
输出C1C2
1 1
0 1
0 1
0 0
1 0
1 1
0 0
0 0
描述卷积码的方法有两类,也就是图解表示和解析表示.解析表示较为抽象难懂,而用图解表示法来描述卷积码简单明了.常用的图解描述法包括树状图、网格图和状态图等.基于篇幅原因这里就不详细介绍了.
卷积码的译码方法可分为代数译码和概率译码两大类.代数译码方法完全基于它的代数结构,也就是利用生成矩阵和监督矩阵来译码,在代数译码中最主要的方法就是大数逻辑译码.概率译码比较常用的有两种,一种叫序列译码,另一种叫维特比译码法.虽然代数译码所要求的设备简单,运算量小,但其译码性能（误码）要比概率译码方法差许多.因此,目前在数字通信的前向纠错中广泛使用的是概率译码方法.