CDMA移动通信系统卷积纠错解码电路设计(2)
1.2 本文研究主要内容
论文框架：首先介绍了课题的研究背景和来源，然后介绍了卷积码的相关理论，以及其编码和解码方式，最后进行Matlab仿真与分析，验证卷积码对通信系统性能的改善。
主要内容：介绍了卷积码的相关理论，包括卷积码的编码方法和解码方式，重点分析了CDMA移动通信系统收端卷积纠错解码原理及实现方法——Viterbi算法。并且用MATLAB仿真分析，来说明卷积码对通信系统性能的改善，并得出相关结论。
文特比作为一种最大似然解码方法，关键技术就是把接收到的码元信息和全都可能发送的码元信息作比对，找出汉明距离最小的码元序列把其当作现在的输出码元序列。组成简单，并且高效的计算速率，使文特比译码器在误码率要求不严格，或编码约束长度并不很大的条件下广泛应用各个领域中。
2. 卷积码的基本理论
卷积码作为一种有效的前向纠错码，是由伊利亚斯发明的一种非分组码，而且运算简单，其性能优于分组码。
2.1 卷积码介绍
在1955年之初，伊利亚斯发明了崭新地编码算法——卷积码。它是一种非分组码。分组码任意时刻的码元序列与其余时刻的码元序列无关，在编译码过程中都是将编码信息序列分组独自地进行编码。卷积码则不同。
卷积码不能将编码信息码元分组独自地进行编码，可以将相连续输入的码元经编码转换成已经经过编码的相连续输出码元[1]。此过程中，卷积码把k比特的码元序列转换为n个比特的码元组，可是监督码元与现有的k比特码元段和其前的m=（N-1）个信息段均有一定的关系[2]。往往以N来表示编码约束度，并用n*N来表示编码的约束长度。我们把卷积码记作（n，k，N）。码率则定义为k/n，k和n都是较小的整数。
与此相同，在译码时刻收到的码组序列和当前的k比特码元段以及其前的m=（N-1）个码元段均有一定的关系，进而提取相关译码序列[3]。另外，卷积码的纠错能力与编码约束长度呈正向关系，即一增俱增，可是差错率则与之相反，按编码约束长度的递增而指数锐减。
卷积码主要用来随机纠错，一般地卷积码的约束长度能影响到其纠错能力。另外其纠错能力式也受到所选择的译码方式的影响。
如果N段之间卷积码的间距特性用最小间距d表示，则表明此卷积码可以改正N个码元内的差错数量等于(d-1)/2。由于运用各个码组之间关联性的n，k都是极小的整数，且在一样情况下，例如编码速率和设备组成器件一样，卷积码的纠错能力明显要较之分组码占据优势。综上所述，理论和实践都说明：分组码对改善系统可靠性传输的性能至少都低于卷积码。
2.2 卷积码编码原理
以二元码序列来作为例子，卷积码的串行编码基本原理框图在图1示出。编码器有三大器件组成，分别为移存单元、模2加法单元以及一个旋转开关。其中寄存器的位数为一个码组间信息位位数k地整数倍。寄存器可以看做是一个FIFO的队列。信息比特序列以此由入口移入寄存器，移位开始时寄存器空闲高位补0，移位结束时寄存器空闲低位补0。信息比特序列每移动一次，取位于寄存器中的一段码字与卷积码生成矩阵模2乘，得到卷积码输出码元序列。
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