交织技术
交织技术-PPT
把每20ms话音456比特分成的8帧为一个块
，假设有A、B、C、D四块，见下图所示。
GSM系统交织技术——块间交织
在上图第一个普通突发 脉冲串中，两个57比特 组分别插入A块和D块的 各1帧(插入方式下图所 示，这就是二次交织) ，这样一个20ms的话音 8帧分别插入8个不同普 通突发脉冲序列中，
GSM系统交织技术——块间交织
1然后一个一个突发脉冲序列发送，发送的突发 脉冲序列首尾相接处不是同一话音块，这样 即使在传输中丢失一个脉冲串，只影响每一 话音比特数的12.5％，而这能通过信道编码 加以校正。
2 二次交织经得住丧失一整个突发脉冲串的打 击，但增加了系统时延。因此，在GSM系统中 ，移动台和中继电路上增加了回波抵消器，以 改善由于时延而引起的通话回音
4，按列读出 A B * D A * * D A * C D,这 样可以根据编码纠错功能，恢复原序列
矩阵交织技术的特点
1.设分组长度L=M×N，即由M列N行的矩阵构成 任何长度L≤M的突发差错，经交织后成
为至少被N－1位隔开后的一些单个独立差错。
2. 任何长度L＞M的突发差错，经去交织后， 可将长突发差错变换成长度L1=[L/M]，为的短 突发差错。
矩阵交织技术的特点
3. 完成交织与去交织变换在不计信道时延条 件下，将产生2MN个符号的时延，其中发、收 端各占一半。
4.在很特殊的情况产生长 度为L的突发差错。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
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结论
优点：是克服深衰落的有效方法，并已在移 动通信中得到广泛的应用。
GSM系统交织技术——内部交织
如果将同一20ms话音的2组57比特插入到同 一普通突发脉冲序列中(见下图)，那么该突发脉 冲串丢失则会导致该20ms的话音损失25％的比特 ，显然信道编码难以恢复这么多丢失的比特。因 此必须在两个话音帧间再进行一次交织，即块间 交织。
高速数据通信中的数据交织技术
高速数据通信中的数据交织技术现代信息社会对高速数据传输的需求越来越高，高速数据通信在很多领域都发挥着重要作用。
而在高速数据通信中，数据交织技术是必不可少的一环。
什么是数据交织技术？数据交织技术是在数字通信系统中使用的一种处理技术，它是指将输入数据分成若干时隙，然后将这些时隙分别交织，最终送到发送端进行传输。
这种技术可以有效地提高数字通信系统的抗干扰能力，减小误码率，使数据传输更加可靠。
数据交织技术的原理是什么？数据交织技术的基本原理是利用时钟脉冲信号对原始数据进行分时复用。
将原始数据分为若干个时隙，然后将这些时隙重新排列组合成新的数据流，再传输到接收端进行解交织处理。
由于时隙的相对位置与传输的时间不同，从而使得干扰信号发生变化，增大数据传输的稳定性。
数据交织技术的分类？按交织的级别和使用方式的不同，数据交织技术可以分为硬件交织和软件交织两种。
硬件交织：硬件交织是指通过专门的集成电路或 FPGA 实现交织功能。
它具有处理速度快、计算精度高等优点，大多用于传输速率较高、交织深度较大时的场合。
软件交织：软件交织是指利用 DSP、CPU 等处理器软件实现交织功能。
它具有成本低、可编程性强等优点，但相对硬件交织的速度和精度略有逊色。
数据交织技术的优点？1. 增大系统的打乱性数据交织技术可以把未经过时隙分配的原始数据重新排列组合形成新的数据流，并传输到接受端进行解交织处理。
这使得干扰源对于数据的影响变得更加复杂、不可预测，从而增大了系统的打乱性。
2. 提高系统的可靠性在数字通信系统中，传输信号可能受到各种各样的干扰，例如电磁干扰、信道噪声等。
数据交织技术可以把数据分散在时隙中，使得干扰信号作用于数据序列某一位置上的可能性大大降低，从而提高了系统的可靠性。
3. 降低误码率在数字通信系统中，误码率是一个非常重要的指标。
使用数据交织技术可以降低误码率，从而提高数据传输的质量。
数据交织技术的应用？数据交织技术已经广泛应用于数字通信系统中，例如高速公路电子收费、卫星通讯、数字电视、高速数据网等领域。
交织技术实验原理
交织技术实验原理交织技术是一种将多个相同或不同的信号插入到一个时间间隔内的技术。
该技术可以有效地提高系统的传输效率和频率利用率，并减少信号传输过程中的误码率。
交织技术的原理主要包括信号的分割、交织、复用和解交织四个步骤。
第一步是信号的分割。
将输入的信号分割成多个小的片段，每个片段分别进行处理。
这样可以提高信号的传输效率和频率利用率，同时也可以减少信号传输过程中产生的误码率。
第二步是交织。
将分割后的信号片段按照一定的规则进行交错排列。
交织可以使不同的信号片段之间互相穿插，这样可以充分利用信道传输资源，减少信号之间的互相干扰，提高系统的抗干扰能力。
第三步是复用。
将交织后的信号片段按照一定的规则进行复用。
复用可以将多个信号进行合并，通过复用技术可以实现多个信号之间的共享传输资源，从而提高系统的传输效率和频率利用率。
第四步是解交织。
将复用后的信号进行解交织，恢复到原始信号。
解交织可以将交织后的信号片段按照相应的规则进行解码，恢复到原始的信号。
解交织可以减少信号传输过程中的误码率，提高信号的传输质量。
交织技术在通信系统中有广泛的应用。
其中最典型的应用是在码分多址（CDMA）系统中，利用交织技术可以将不同用户的信号进行交错排列，从而实现多用户之间的共享传输资源，提高系统的容量和频谱利用率。
此外，交织技术还可以应用在多天线技术中，通过将多个天线接收到的信号进行交织，可以提高系统的抗干扰能力和传输质量。
总之，交织技术通过将信号分割、交织、复用和解交织等步骤，可以提高系统的传输效率和频率利用率，降低信号传输过程中的误码率，是一种重要的通信技术。
随着通信技术的不断发展和进步，交织技术将有更广泛的应用前景。
ofdm的交织与解交织原理
ofdm的交织与解交织原理
OFDM（正交频分复用）是一种多载波调制技术，它将高速数据流分成多个低速数据流，每个低速数据流分配给不同的子载波进行传输。
这种技术在无线通信和宽带接入等领域得到了广泛的应用。
交织是一种在通信系统中用来减小信号受到干扰和衰落影响的技术。
在OFDM系统中，交织被用来打乱数据，使得发送的数据在频域和时域上更加均匀地分布，从而增加系统的容错性。
交织可以通过不同的方式实现，比如时间交织和频率交织。
时间交织是指将数据分成若干段，然后按照一定的规则重新排列数据的顺序。
这样做可以使得在信道上连续发送的数据不会集中在一起，从而减小了因信道衰落引起的比特错误率。
频率交织则是将数据映射到不同的子载波上，这样即使某些子载波受到干扰，也不会对整个数据造成严重影响。
通过交织，可以使得接收端在解调时能够更好地恢复原始数据。
解交织则是在接收端对接收到的交织数据进行逆操作，将交织后的数据重新排列成原始数据。
这样可以恢复原始数据的顺序，从
而进行后续的解调和解码操作。
总的来说，交织和解交织技术在OFDM系统中起到了重要作用，
可以有效地提高系统的抗干扰能力和容错性，保证数据的可靠传输。
信道化技术方法综述
信道化技术方法综述
信道化技术是数字通信系统中非常重要的一种技术，通过改变信号的形式，使信号的传输变得更加可靠和高效。
在数字通信系统中，常见的信道化技术包括：前向纠错码、交织、调制和多输入多输出等方法。
1. 前向纠错码(Forward Error Correction, FEC)
前向纠错码是一种广泛应用于数字通信中的编码技术，其主要作用是可以在传输过程中自动纠正一定数量的错误比特，从而提高信道的可靠性。
前向纠错码通常使用卷积码、RS码、Turbo码、LDPC码等技术实现。
2. 交织(Interleaving)
交织技术是一种将原始数据重新排列的方法，以减少因信道噪声、干扰等原因所引起的误码。
通过交织，原始数据可以在传输过程中分散到不同的时间或空间位置，从而降低了信道的相关性，提高了信道的抗干扰能力。
3. 调制(Modulation)
调制技术是将数字信号转换为模拟信号的一种方法。
常见的数字调制方式包括：振幅调制(AM)、频率调制(FM)、相位调制(PM)、正交振幅调制(QAM)、正交频分复用(OFDM)等。
4. 多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)
多输入多输出技术是一种利用多个天线来传输和接收信号的技术，通过多个发射和接收天线的组合，可以有效提高系统的传输速率和抗干扰能力。
MIMO技术常见的实现方式包括：空时编码(STC)、空间分集(SD)、空分码(SM)等。
总之，信道化技术是数字通信系统中非常重要的一种技术，通过使用前向纠错码、交织、调制和多输入多输出等方法，可以提高系统的可靠性、抗干扰能力和传输速率。
信道编码与交织技术
4．总结
GSM 手机的语音 需要经过模/数转换、 语音编码、信道编码 和交织编码等信号处 理，数据变化情况如 图所示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、信道均衡
1．信道均衡技术的意义 手机工作期间，由于障碍物的反射会产生多径时延，接收 数据信号出现码元交叠现象，如图所示，即手机同时收到本码 源（直射波）的交叠信号，从而产生干扰，使之出现错码。为 了避免这种干扰，引入信道均衡技术。
例：表为偶数码编码方式，若收到的代码组 0111，因为 1 的个数为 3，不是偶数，即可判断信息码中有一位出现错码。
局限性：若两位码同时出错，此种校验方式是查不出的， 但这种情况的概率比单错少得多。
（2）重复码 重复码是一种简单有效纠正错误的方法，它将信息码重复 传送几次，只要正确传送的次数多于错误传送的次数，就可用 取多的原则来排除差错。
2．信道均衡技术
在接收端的均衡器中产生与传输信号信道特性相反的特 性，抵消信道产生的延时干扰信号，从而正确的判断和恢复 有用的信号，均衡器实质是一个横向滤波器。如图所示为线 性均衡器的结构图。
由 2N + 1 节延时线（）构成，每节延时线对应消除不同
传输路径的延时信号，而节抽头处的增益系数 g 为自适应体调 整参数，它根据均衡器输出及一定的判断数据和运算来调整加 权系数。
1．交织技术
发送端将信息码排列顺序打乱，重新排列组合，使不同帧 的信息码相互穿插交织后再发送到信道中去。在信道中即使产 生突发性差错，由于相邻的数码已经化整为零，分散在不同的 信息帧中，因此只引起随即误差，接收端去掉交织，恢复原来 的数据顺序，错误可按随机错码来处理。
2．交织编码方式
如图所示
20 ms 为一帧的 语音信号经过信道编 码输出为 456 bit，交 织编码器将两帧语音 信号按每行 8 bit 写入， 写完共 114 行。
交织技术
循环码构成交织码 (续)
如，循环码(7,4)， 如，循环码(7,4)， 其生成多项式为 构成交织深度为3 (21,12)交织码。 构成交织深度为3 的(21,12)交织码。 交织码的生成多项式为
g(D3 ) = (D3 )3 + (D3 )2 + (D3 )0 = D9 + D6 +1
g(D) = D3 + D2 +1
6.2.9 由已知码构造新码的方法
(1) 扩展/Extending和打孔/Puncturing 扩展/ 和打孔/
扩展： 扩展：保持码字数 k 不变，增加冗余位数以增 不变，
加码长。 加码长。
打孔： 打孔：保持 k 不变，减小冗余位。可以认为是 不变，减小冗余位。
扩展的逆过程。 扩展的逆过程。
(2) 增广/Augmenting和删信 增广/ /Expunging/Expurgating
循环码构成交织码
采用循环码构成交织码时，可以不采用方阵就 能实现编码。 假设交织码每行为 (n, k) 循环码，其生成多项 式为g(D) ，(D) 可以除尽 Dn +1 ，如交织深度为 i g 其交织码为 (ni , ki ) ,其生成多项式为 gi (D) = g(Di ) ni ( i n g(Di ) 可以除尽 D ) +1 = D +1 ，所以 (ni , ki ) 也是循环码。
6 13 20 27 34
5 12 19 26 33
4 11 18 25 32
3 10 17 24 31
2 9 16 23 30
1 8 15 22 29
码流的顺序1, 码流的顺序1, 2, 3, 4, …, 7, 8,…经过交织器后 8,… 变为1, 变为1, 8, 15, 22, 29, 2, 9,…。 9,… 假设信道中产生了5 假设信道中产生了5个连续的差错，如果不 交错，则这5 交错，则这5个差错会集中在一个或者两个 码字上，可能无法纠错，采用交错的方法， 则去交错后差错分摊在5 则去交错后差错分摊在5个码字上，每个码 字中仅有1 字中仅有1错。
采用交织技术的目的以及实现方式
采⽤交织技术的⽬的以及实现⽅式
交织是为了在时域或者频域，或者同时在时域、频域上分布传输的信息⽐特，使信道的突发错误在时间上得以扩散，从⽽使得译码器可以将他们当做随机错误处理。
交织器在⼏个分组长度或⼏个约束长度的范围内对码元进⾏混淆，这个范围是由突发持续时间决定的。
如果系统是⼀个纯粹的AWGN环境下运⾏，即准平稳信道，则不需要交织。
⽬的：
在移动通信系统中，⼲扰和衰落引起的误码往往具有突发性，是长串连续的块状误码。
信道编码对此误码是⽆能为⼒的。
交织技术正是为解决这⼀问题⽽设计的。
实现⽅式：
交织是将待处理的mxn个信息数据，以⾏的⽅式依次存储到⼀个m⾏n列的交织矩阵中，然后以列的⽅式读取数据，得到n帧码字、每帧有m个信息⽐特的输出序列。
这样的输出序列已将原来连续的信息⽐特分散开了，原来连续的⽐特在输出序列中均被（m−1）个⽐特所间隔。
通常将交织矩阵的⾏数m称为交织深度。
m越⼤，则交织后信息⽐特被分散的程度越⾼。
第6章 信道编码与交织技术
第6章 信道编码与交织技术
第6章 信道编码与交织技术
通过将模拟信号转换成数字信号的编码过程, 通信系统能够获得 如下的益处, 这也是数字通信替代模拟通信的主要原因:
(1) 抗干扰能力增强。 (2) 传输距离可以无限延长。 (3) 可以实现各种通信业务的综合传送。 (4) 便于通信和计算机的融合。 (5) 便于实现保密通信。 (6) 便于实现计算机管理;
(5) 按照码字中每个码元的取值可分为二进制码和多进制码。 二进制码的码元有0和1两个取值, M进制码的码元有M个取值。 二进制码是应用最广泛的编码制式。
第6章 信道编码与交织技术
根据发送端信道编码的特性, 接收端在解码后采取的差错控 制方式有:
·前向纠错(FEC)。发送端的信道编码器将信息码组编成具 有一定纠错能力的码。接收端信道译码器对接收码字进行译码, 若传输中产生的差错数目在码的纠错能力之内时, 译码器对差错 进行定位并加以纠正。
·自动请求重发(ARQ)。用于检测的纠错码在译码器输出端 只给出当前码字传输是否可能出错的指示, 当有错时按某种协议 通过一个反向信道请求发送端重传已发送码字的全部或部分。
第6章 信道编码与交织技术
· 混合纠错(HEC)是FEC与ARQ方式的结合。发端发送同 时具有自动纠错和检测能力的码组, 收端收到码组后, 检查差错 情况, 如果差错在码的纠错能力以内, 则自动进行纠正。如果信 道干扰很严重, 错误很多, 超过了码的纠错能力, 但能检测出来, 则经反馈信道请求发端重发这组数据。
5 移动通信原理 第五章 语音编码、信道编码和交织技术
第5章语音编码、信道编码和交织技术引言一般的数字通信系统都包含信源编解码、信道编解码和调制解调这三对功能模块，语音编码是一种信源编码的，在移动通信中由于信道的特点，往往还需要交织和去交织这一对功能模块。
为什么要进行信源编码、信道编码和交织呢？从实现过程分析：信源编码——原理：去掉一些信息（信源中统计特性具有相关性的信息）；（有效性）目的：尽可能用最少的信息比特表示信源，从而达到压缩信息速率，以较少的信息速率传送信息；信道编码——原理：加入一些信息（监督码或检验码）；（可靠性）目的：用来供接收端纠正或检出信息在信道中传输时，由于干扰、噪声或衰落等所造成的误码。
交织——原理：不改变信息量，只改变信息的排序；（可靠性）目的：克服信道中由于深衰落而造成的突发的成串的误码。
对本章的学习，我们复习信源编码和信道编码的基础上，重点掌握：1．移动通信对编码的要求；2．蜂窝移动通信典型系统用到的编码方式；3．在这些系统中的实现过程；4．交织的原理和作用。
5.1 语音编码通信系统中的语音编码的目的是解除语音信源的统计相关性，语音编码大致分为三类。
一．语音编码的分类（参考：《吴伟陵，《移动通信原理》，电子工业出版社，P72）1．波形编码波形编码是以精确再现语音波形为目的，并以保真度即自然度为度量标准的编码方法。
这类编码是保留语音个性特征为主要目标的方法，其码速较高。
常用的波形编码及其原理：PCM、DPCM、ADPCM应用：适用于骨干（固定）通信网。
2．参量编码利用人类的发声机制，仅传送反映语音波形变化主要参量的编码方法。
在接收端，可根据发声模型，由传送过来的变化参量激励产生人工合成的语音。
参量编码的主要标准是可懂度。
显然，这类编码是以提取并传送语音的共性特征参量为目的的编码方式，其码速较低。
（声码器）常用的参量编码及其原理：LPC应用：主要用于军事保密通信。
3．混合编码混合编码是吸取上述两类编码的优点，以参量编码为基础，并附加一定的波形编码特征，以实现在可懂度基础上适当改善自然度目的的编码方式。
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交织技术
在陆地移动通信这种变参信道上，比特差错经常是成串发生的。
这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特。
然而，信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才有效。
为了解决这一问题，希望能找到把一条消息中的相继比特分散开的方法，即一条消息中的相继比特以非相继方式被发送。
这样，在传输过程中即使发生了成串差错，恢复成一条相继比特串的消息时，差错也就变成单个(或长度很短)，这时再用信道编码纠错功能纠正差错，恢复原消息。
这种方法就是交织技术。
1．交织技术的一般原理
假定由一些4比特组成的消息分组，把4个相继分组中的第1个比特取出来，并让这4个第1比特组成一个新的4比特分组，称作第一帧，4个消息分组中的比特2～4，也作同样处理，如图3-30所示。
然后依次传送第1比特组成的帧，第2比特组成的帧，……。
在传输期间，帧2丢失，如果没有交织，那就会丢失某一整个消息分组，但采用了交织，仅每个消息分组的第2比特丢失，再利用信道编码，全部分组中的消息仍能得以恢复，这就是交织技术的基本原理。
概括地说，交织就是把码字的b个比特分散到n个帧中，以改变比特间的邻近关系，因此n值越大，传输特性越好，但传输时延也越大，所以在实际使用中必须作折衷考虑。
图3-30 交织原理
2．GSM系统中交织方式
在GSM系统中，信道编码后进行交织，交织分为两次，第一次交织为内部交织，第二次交织为块间交织。
话音编码器和信道编码器将每一20ms话音数字化并编码，提供456个比特。
首先对它进行内部交织，即将456个比特分成8帧，每帧57比特，见图3-31所示。
图3-31 GSM 20ms话音编码交织
如果将同一20ms话音的2组57比特插入到同一普通突发脉冲序列中(见图3-32)，那么该突发脉冲串丢失则会导致该20ms的话音损失25％的比特，显然信道编码难以恢复这么多丢失的比特。
因此必须在两个话音帧间再进行一次交织，即块间交织。
图3-32 普通突发脉冲串
把每20ms话音456比特分成的8帧为一个块，假设有A、B、C、D四块，见图3-33所示，在第一个普通突发脉冲串中，两个57比特组分别插入A块和D块的各1帧(插入方式如图3-34所示，这就是二次交织)，这样一个20ms的话音8帧分别插入8个不同普通突发脉冲序列中，然后一个一个突发脉冲序列发送，发送的突发脉冲序列首尾相接处不是同一话音块，这样即使在传输中丢失一个脉冲串，只影响每一话音比特数的12.5％，而这能通过信道编码加以校正。
图3-33 话音信道编码
图3-34 二次交织
二次交织经得住丧失一整个突发脉冲串的打击，但增加了系统时延。
因此，在GSM系统中，移动台和中继电路上增加了回波抵消器，以改善由于时延而引起的通话回音。