[科普中国]-比特交织

比特交织是指在传输前，将比特流中的比特重新排列，使差错随机化的过程。它是针对有记忆信道而提出的编码方式，将信道上产生的突发错误在时间上扩散，转化为随机的错误，从而可以采用常见的编码技术进行纠错。参与交织的帧数越多，传输特性越好，但传输时延也越大，在使用时需针对实际情况进行取舍。

交织技术的产生有记忆信道是指传输信号之间表现出彼此相关的减损的信道，多径衰落信道，即信号可以经过两个或多个不同长度的路径到达接收器的信道就是一种有记忆的信道。这使得信号到达相位互不相同，总的累加接收信号产生失真。信道受到的整流噪声及其他突发噪声等与时间相关的减损，造成了连续码元传输之间的统计相关性。这种干扰产生的错误不是独立发生的。大多数分组码和卷积码都可抵抗随机独立错误，但对于有记忆的信道，这些编码的性能大大降低1。

因此，人们开始提出针对有记忆信道的编码技术，时间分集或交织就是其中一种技术。它只需要知道信号记忆的持续时间或跨度，而不需要知道确切的统计特性。

比特交织原理在传输之前对编码信息进行交织，接收后解交织。这使得信道的突发错误在时间上得以扩散开，从而使得译码器可以将它们当做随机错误处理。在实际情况中，随着时间的分离，信道记忆性也会降低。

交织技术的思想就是，在时间上分离码元，介于其间的时间可以由其它码字的码元来填充。在时间上分离码元讲一个有记忆信道成功地转变为无记忆信道，从而使得纠正随机错误的编码同样适用于噪声突发的信道。

交织器从其本质上来说就是一种实现最大限度的改变信息结构而不改变信息内容的器件。从传统上来讲就是使信道传输过程中所突发产生集中的错误最大限度的分散化。因此，具体来讲也许数据置乱器这个称呼更加符合交织器其本质，会让人们对交织器的基本工作 机理有更多的感性认识。

比特交织的实现假定由一些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。

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。

本词条内容贡献者为:

李华青 - 副教授 - 西南大学电子信息工程学院