移动通信原理与关键技术学习之信道编解码（5）

先回顾调制的过程：调制就是对信号源的信息进行处理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。

1.什么是IQ调制？

答：将数据分为两路，分别进行载波调制，两路载波信号互相正交，I路载波为cos（in-phase，同相），Q路载波为sin（quadrature，正交），两路信号正交，频谱利用率是单项调制的两倍。

2.如何将调制信号波形表示为适量空间的一个点？

答：调制将不同的比特信息映射为有线信号波形集合S={s1(t),s2(t)....,sM(t)}终端特定波形，每个调制波形sm（t）都可表示为适量空间中的一个点

        m=1,2,3,...,M

其中为坐标轴（归一化正交基信号），x的各个值为其坐标值。

3.为什么在衰落信道中需要使用分集技术，可以采用直接提升发送功率的方法吗？

答：衰落信道中可能出现深衰落现象，采用分集技术增加收发两端间传输信号的支路数量(各支路不相关)，增加信号经过良好支路的概率，提高接收信号总信噪比，降低系统信号传输的误码率；

直接提升发送功率抗深衰落性能比分集差，但不采用。提升功率所能达到性能效率比分集低(信号发送功率相同，但分集误码率下降更多)，硬件实现难度大(功放线性区间有限制)。

4.给出EGC和SC的中英文全称，各自的基本原理分别是什么？

答：EGC(equalgain combining,等增益合并):先对所有分集支路信号进行同相(相位偏移纠正)，后对各支路信号进行等权重叠加；
SC(selection combining,选择性合并):对比所有的分集支路信号，选择幅度或SNR最大的支路信号进行解调和检测。

5.给出MRC的中英文全称，MRC的加权系数如何设置？为什么？

答：MRC(maximalratio combining,最大比合并): 对所有M条分集支路信号进行加权叠加，且Kth支路信号的权重Ak为各支路信号电压与噪声功率之比；

叠加后的检测信号的信噪比：

当且仅当等号成立时，Kth支路信噪比为单支路信噪比。

6.结合平均信噪比公式，说明为什么分集可以改进BER性能，性能的改进与哪个分集参数密切相关？

答：公式中给定信道gk时，单个检测信号SNR可得，对多条支路信号求和，检测信号SNR增加，分集可提高担心好的信噪比，降低BER；

系统改进与分集支路数M和单支路信噪比期望有关，当但之路信噪比期望大于等于零时，仅与M相关，且存在误码平底。

7.什么是信道编码?为什么需要信道编码?

答：在信息序列中加入冗余，对序列引入逻辑关系。即使接收到错误序列，接收端仍能利用编码规律尽可能纠正错误，恢复正确发送序列；信道中噪声、干扰和衰落等因素使接收端误码率降低，难以达到满足移动通信终端应用需求。引入信道编码能降低系统误码率，提升传输可靠性。

8.常用信道编码：分组码（2G，3G，4G）；

循环校验码：CRC （2G，3G，4G）；

卷积码convolutional code（2G，3G，4G）；

Turbo Code（3G，4G）；

LDPC（5G）；

极化码 polar code （5G）；

9.信道编码是数字通信系统纠错技术的核心

FEC前向纠错（单工连接）：使用传输码字中的几余来检测和校正在传输期间产生的错误；

ARQ自动重传请求（全双工连接）：仅将余用于错误检测。接收方向发送方发送一个反馈，说明是否在接收到的数据包中检测到任何错误(分别为不确认 (NACK)和确认 (ACK))。如果发射机接收到NACK，则重传先前发送的分组；

混合ARQ（ARQ+FEC）：全双工连接；错误检测和校正。

10.分组码：（n，k）分组码

信息流由k个元素的块组成；每个块被映射到一个更大的n个元素的块，称为码字。

冗余字符：n-k；

码率：R=k/n；

例如n=6，k=3，码率=3/6=0.5

（100）——>（110100）；

分组码可分为线性分组码和非线性分组码；

11.线性分组码中有一个重要参数，汉明重量W，为其中非零元素的个数，两个码字之间的汉明距离则是两个码字之间的不同元素数。

线性分组码的检错能力e=dmin-1；纠错能力t=[(dmin-1)/2]；

12.什么是线性分组码?线性组码有什么特征?

答：在一个(n,k)分组码中，任意选择两个码字Ci和Cj和两个信息位字母表数值am和an，若am*Ci+an*Cj仍为该分组码中的码字，则该分组码为线性分组码；
线性分组码中必须包含全零的码字；

13.C=mG，G则为生成矩阵；

线性分组码举例

系统分组码与非系统分组码并无本质区别；非系统分组码的生成矩阵可以通过行初等变换转换为系统形式，这个过程称为系统化；系统化并不改变码集，其纠错能力完全等价；

系统码举例​​​

14.H称为奇偶检验矩阵，它的行是线性无关的，奇偶校验矩阵。

任意非零码字C与奇偶检验矩阵之间的关系如下：

15.汉明码：汉明码是线性分组码的一个子类，属于完全码的范畴；

汉明码表示为单个整数m>=2的函数，