基于數(shù)字通信編碼技術(shù)的應(yīng)用研究

【摘要】 隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通信在編碼方式上做出了重新規(guī)劃。其中編碼類型有：線性分組碼、卷積碼、RS碼及交織碼，筆者在此進(jìn)行了詳細(xì)分析，以便于提供可參考性的依據(jù)。

【關(guān)鍵字】 數(shù)字通信 編碼技術(shù) 卷積碼 RS碼

原有數(shù)字通信系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信息傳輸中存有一定的缺陷，導(dǎo)致傳輸效應(yīng)延時(shí)加大，并且編譯碼器在檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力上也有所降低。但現(xiàn)有編碼模式中，采用多種編碼方式，這種編碼方式改善了原有的缺陷因素，提高了數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸準(zhǔn)確性。

一、數(shù)字通信系統(tǒng)概要

數(shù)字通信系統(tǒng)的載體為模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，通過(guò)彼此之間的相互轉(zhuǎn)換，使得終端系統(tǒng)獲得有效性的數(shù)字碼片信息。在信息傳輸布局結(jié)構(gòu)中，可將通信系統(tǒng)劃分為三個(gè)處理階段：發(fā)送端，信源通過(guò)發(fā)送設(shè)備將數(shù)據(jù)信息傳輸至信道內(nèi)，然后通過(guò)信源編碼進(jìn)行加密，最后在信道編碼器上進(jìn)行編譯碼。噪音處理包括數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)過(guò)程，調(diào)制可通過(guò)改變數(shù)字信號(hào)傳輸頻率，以此來(lái)匹配信道頻譜特性，減少信號(hào)內(nèi)的傳輸損耗；此模式可對(duì)傳輸信道進(jìn)行多路復(fù)用，上行與下行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息均可在信道內(nèi)傳輸，提高傳輸效率；調(diào)制技術(shù)可通過(guò)擴(kuò)展頻譜的方式，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。最后是接收端信息的處理，包括信道解碼、信源解碼，將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息發(fā)送至信宿端。

二、數(shù)字通信編碼技術(shù)類型

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，為了減少接收端與發(fā)送端之間數(shù)字信號(hào)失真現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了對(duì)信道編碼功能，編碼類型包括線性分組碼、卷積碼、RS碼以及交織碼。這幾種編碼類型都用到此編碼方式，減少碼片空間冗余度。

2.1線性分組碼

發(fā)送端將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)消息分為長(zhǎng)度為k的信息碼組，當(dāng)數(shù)據(jù)信息片段長(zhǎng)度達(dá)不到k位時(shí)，需要在碼組序列后補(bǔ)0。這樣編碼器才能根據(jù)編碼順序?qū)⒕幋a的序列段轉(zhuǎn)化成n節(jié)的重碼字，重碼字的長(zhǎng)度大于信息碼組長(zhǎng)度，所以后期新增的碼字長(zhǎng)度都是由碼組轉(zhuǎn)化而來(lái)，所以稱之為線性分組碼。接收端接收到的碼字序列與發(fā)送端發(fā)送的碼字序列具有一致性，因此線性分組碼具有一定的見(jiàn)錯(cuò)糾錯(cuò)能力。

2.2卷積碼

分組碼編碼序列中n個(gè)信息位只與k個(gè)碼組有關(guān)，與其他碼組的信息無(wú)直接聯(lián)系。但卷積碼是比分組碼編碼更加優(yōu)越的一種編碼流程，不僅與n個(gè)信息位有關(guān)，而且還與K個(gè)碼組之間存有關(guān)系。卷積碼的編碼效率通常用﹠=k/n表示，當(dāng)n值趨于無(wú)窮大時(shí)，卷積碼的糾錯(cuò)能力便越好，但k值也會(huì)隨著n值的增加而增加，因而糾錯(cuò)指數(shù)也會(huì)降低。

2.3 RS碼

RS屬于一種多項(xiàng)式編碼，該編碼流程需求確定多項(xiàng)式個(gè)數(shù)、監(jiān)督多項(xiàng)式以及碼字信息。監(jiān)督多項(xiàng)式個(gè)數(shù)的計(jì)算方法為傳輸信息碼元中的多項(xiàng)式向前進(jìn)位后，得到的序列方程除以糾正后的序列方程式，便可得到監(jiān)督碼元的編碼序列。碼字的確定時(shí)將監(jiān)督碼元的編碼序列置于糾正后的序列方程式后便可得到碼字信息，RS信息碼與得到的碼字信息碼之間的譯碼流程可概述為根與錯(cuò)誤值之間的糾錯(cuò)轉(zhuǎn)換。

2.4交織碼

交織編碼方式能夠檢錯(cuò)出大量的數(shù)據(jù)序列碼，遇到大量成串的數(shù)據(jù)編碼或者不恒定信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息時(shí)，便不能有效地糾正錯(cuò)誤信息。交織碼之間連接有兩個(gè)譯碼器，其中一個(gè)譯碼器完成糾錯(cuò)后，另一個(gè)便會(huì)改變信息序列，使其將傳輸編碼的信息數(shù)據(jù)重新處理。

三、編碼技術(shù)在數(shù)字通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，信息編碼技術(shù)逐步應(yīng)用于GPRS/WCDMA/CDMA2000中，減少數(shù)據(jù)傳輸信道內(nèi)的冗余度。GPRS在編碼方式上利用了交織編碼、線性分組碼、RS碼以及卷積碼，能夠施用于無(wú)線通信環(huán)境，使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息能夠適應(yīng)傳輸信道，其次便是能夠?qū)?shù)據(jù)速率進(jìn)行調(diào)整。在無(wú)線通信環(huán)境中能夠?qū)ξ覈?guó)大部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)信號(hào)區(qū)域覆蓋。傳輸數(shù)據(jù)信息能夠更好地匹配信道，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性接收和發(fā)送。在GPRS通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)為2s，在CDMA/CDMA200/TD-SCDMA中延時(shí)能夠減少至1.2s，如今在4G數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中延時(shí)降低至0.8S。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)數(shù)字通信編碼技術(shù)的應(yīng)用研究，這種編碼方式改善了原有通信系統(tǒng)噪音處理差、延時(shí)大的缺陷，如今數(shù)字通信系統(tǒng)中接收端與發(fā)送端終端系統(tǒng)的延時(shí)差不超過(guò)0.4s，保證了數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王艷平.LDPC碼及其在中繼通信環(huán)境下協(xié)作編碼技術(shù)中的應(yīng)用研究[D].西南交通大學(xué)，2009，13（24）：54-55.

[2]譚明新.Turbo碼在第三代移動(dòng)通信中的應(yīng)用[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，02（18）：14-15.

[3][美]Shu Lin Daniel J.Costello Jr，何元智.差錯(cuò)控制編碼[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007，25（17）：22-23.

[4]柴先明，黃知濤.信道編碼盲識(shí)別問(wèn)題研究[J].通信對(duì)抗，2008，101（43）：33-36.

[5]王新梅，肖國(guó)鎮(zhèn).糾錯(cuò)碼—原理與方法[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社[J].2009，36（24）：74-75.