通信系统构成及功能 分集接收

1、移动通信系统构成及其功能移动通信系统构成及其功能主讲人： 张高远河南科技大学 信息工程学院2 河南科技大学信息工程学院2/152022-6-25移动通信系统基本构成移动通信系统基本构成3 河南科技大学信息工程学院3/152022-6-25分集接收分集接收01BSC条件下的编译码仿真条件下的编译码仿真 02 AWGN信道条件下的调制解调仿信道条件下的调制解调仿 03AWGN信道条件下的编译码与调制解调仿真信道条件下的编译码与调制解调仿真 04 作业作业4 河南科技大学信息工程学院4/152022-6-2501BSC条件下的编译码仿真条件下的编译码仿真伴随式译码伴随式译码 最小汉明距离译码最小汉明

2、距离译码5 河南科技大学信息工程学院5/152022-6-25 生成矩阵生成矩阵 G，校验矩阵，校验矩阵 H，伴随式，伴随式 s，错误向量，错误向量 e; 对输入译码器的二元序列进行对输入译码器的二元序列进行逐块逐块译码：译码： 每次取出每次取出n个二元符号，记为个二元符号，记为r； 译码结果是译码结果是 r 与与 e 模模2和的结果和的结果: c = r e ； 伴随式伴随式s: s= c HT； 如果伴随式如果伴随式s为全为全0，则认为，则认为c中无错，即中无错，即e=0，译码结果，译码结果 c=r e = r ； 如果伴随式如果伴随式s非全非全0，则认为，则认为c中有错，中有错，即即e0

3、，需要找出，需要找出 e，由，由c=r e得出译码结果得出译码结果 。BSC条件下的译码条件下的译码6 河南科技大学信息工程学院6/152022-6-25BSC条件下常用的两种译码方法：条件下常用的两种译码方法： 伴随式译码；伴随式译码； 最小汉明距离译码。最小汉明距离译码。 最小汉明距离译码其实就是最小汉明距离译码其实就是BSC条件下的最大似然译码。条件下的最大似然译码。BSC条件下的译码条件下的译码7 河南科技大学信息工程学院7/152022-6-25伴随式译码伴随式译码根据已有的生成矩阵根据已有的生成矩阵G写出对应的写出对应的校验矩阵校验矩阵H；对输入译码器的二元序列进行对输入译码器的二

4、元序列进行逐块逐块译码：译码： 每次取出每次取出n个二元符号，记为个二元符号，记为 r； 利用利用c计算伴随式计算伴随式 s: s= r HT； 如果伴随式如果伴随式s为全为全0，则认为，则认为r中无错，即错误向量中无错，即错误向量e为全为全 0，直接将，直接将r作为译码结果作为译码结果 c ； 如果伴随式如果伴随式s非全非全0，则认为，则认为r中有错。中有错。 找出校验矩阵找出校验矩阵H中与伴随式中与伴随式s完全相同的完全相同的列列，记为第，记为第m列；列； 认为错误向量认为错误向量e的第的第m个元素为个元素为1，则对，则对r的第的第m个元素进个元素进 行翻转处理，将此结果作为译码结果行翻转

5、处理，将此结果作为译码结果c 。8 河南科技大学信息工程学院8/152022-6-25最小汉明距离译码最小汉明距离译码根据已有的生成矩阵根据已有的生成矩阵G写出该码的写出该码的2k个个n长许用码字；长许用码字；对输入译码器的二元序列进行对输入译码器的二元序列进行逐块逐块译码：译码： 每次取出每次取出n个二元符号，记为个二元符号，记为r ； 分别计算分别计算r与与2k个许用码字的汉明距离；个许用码字的汉明距离； 选择与选择与r的汉明距离最小的码字作为译码结果的汉明距离最小的码字作为译码结果c 。9 河南科技大学信息工程学院9/152022-6-25例例1. 简单的信道编译码练习。简单的信道编译码

6、练习。 已知一个二元已知一个二元 (7, 4) 汉明码的生成矩阵为：汉明码的生成矩阵为： 随机生成长度为随机生成长度为N的二元随机序列，利用生成矩阵的二元随机序列，利用生成矩阵G进行编码；进行编码； 将编码后的序列通过将编码后的序列通过BSC进行传输，错误转移概率进行传输，错误转移概率 p 设定为设定为0.05； 接收端采用接收端采用伴随式译码伴随式译码或者或者最小汉明距离译码最小汉明距离译码，统计译码结果与发，统计译码结果与发 送端信息序列中不同元素的个数，并计算错误比率。送端信息序列中不同元素的个数，并计算错误比率。 备注：备注：N要为要为4的倍数。的倍数。1 0 0 0 1 0 10 1

7、 0 0 1 1 10 0 1 0 1 1 00 0 0 1 0 1 1G10 河南科技大学信息工程学院10/152022-6-25图图1. BPSK调制的接收机调制的接收机02AWGN信道条件下的调制解调仿真信道条件下的调制解调仿真11 河南科技大学信息工程学院11/152022-6-25例例2. 2AM调制解调练习。调制解调练习。 随机生成长度为随机生成长度为103的二元随机序列；的二元随机序列； 对产生的信息进行调制：如果输入信息为对产生的信息进行调制：如果输入信息为0，则调制成单位能量余弦，则调制成单位能量余弦波；如果输入的信息为波；如果输入的信息为1，则调制成，则调制成3倍倍的单位能

8、力余弦波；的单位能力余弦波； 将已调信号通过将已调信号通过AWGN信道进行传输，其中符号信噪比信道进行传输，其中符号信噪比Es/N0 设定为设定为1dB ； 在接收端进行解调检测：在接收端进行解调检测：在单位周围内，将接收信号与在单位周围内，将接收信号与幅度为幅度为1的的 余弦波进行相关运算，如果运算结果小于余弦波进行相关运算，如果运算结果小于2，则判决为，则判决为0；如果运；如果运 算结果大于算结果大于2，则判决为，则判决为1。 统计错误比特数量和错误比率。统计错误比特数量和错误比率。 备注：两个向量进行相关运算是将二者的对应元素相乘，再把所有相备注：两个向量进行相关运算是将二者的对应元素相

9、乘，再把所有相 乘的结果相加。乘的结果相加。12 河南科技大学信息工程学院12/152022-6-25例例3. 重复码和重复码和BPSK调制解调练习。调制解调练习。 随机生成元素个数为随机生成元素个数为105的二元随机序列；的二元随机序列； 对产生的序列进行对产生的序列进行 (5, 1)重复码重复码编码编码； 对编码后的序列进行对编码后的序列进行调制调制：如果输入信息为：如果输入信息为0，则调制成正的余弦波；，则调制成正的余弦波； 如果输入的信息为如果输入的信息为1，则调制成，则调制成负负的余弦波；的余弦波； 将已调信号通过将已调信号通过AWGN信道传输，其中符号信噪比信道传输，其中符号信噪比

10、Es/N0设定为设定为2dB； 在接收端进行在接收端进行解调解调：在每个周围内，将接收信号与调制时采用的基本的：在每个周围内，将接收信号与调制时采用的基本的 余弦波进行相关运算，如果运算结果大于余弦波进行相关运算，如果运算结果大于0，则判决为，则判决为0；否则，则判决；否则，则判决 为为1； 对解调后的二元序列采用择多判决法进行对解调后的二元序列采用择多判决法进行译码译码； 统计译码后的错误比特数量和错误比率。统计译码后的错误比特数量和错误比率。03AWGN信道条件下的编译码与调制解调仿真信道条件下的编译码与调制解调仿真13 河南科技大学信息工程学院13/152022-6-25作业作业. 简单

11、的调制解调与信道编译码练习。简单的调制解调与信道编译码练习。 已知一个二元已知一个二元 (7, 4) 汉明码的生成矩阵为：汉明码的生成矩阵为： 随机生成长度为随机生成长度为104的二元随机序列，利用生成矩阵的二元随机序列，利用生成矩阵G进行编码；进行编码； 对编码后的序列进行对编码后的序列进行调制调制：如果输入信息为：如果输入信息为 0，则调制成正的余弦，则调制成正的余弦 波；如果输入的信息为波；如果输入的信息为1，则调制成负的余弦波；，则调制成负的余弦波； 将已调信号通过将已调信号通过AWGN信道传输，其中符号信噪比信道传输，其中符号信噪比Es/N0设定为设定为 2dB；1 0 0 0 1 1 00 1 0 0 0 1 10 0 1 0 1 1 10 0 0 1 1 0 1G 04 作业作业14 河南科技大学信息工程学院14/152022-6-25 在接收端进行在接收端进行解调解调：在每个周围内，将接收信号与余弦波进行相关：在每个周围内，将接收信号与余弦波进行相关 运算，如果运算结果大于运算，如果运算结果大于0，则判决为，则判决为0；否则，则判决