数字通信原理9信道编码课件.pptVIP

差错控制编码--提纲1.引言2.基本原理、主要类型和工作方式2.1差错控制编码的基本原理2.1差错控制编码的主要类型2.2差错控制的工作方式3.简单的差错控制方法3.1重复码3.2奇偶校验码3.3水平奇偶校验码4.线性分组码的基本性质4.1码距的概念4.2码距与检错纠错能力的关系2008CopyrightSCUTDTPLabs1

1.引言信号经信道传输会产生误码的原因：n噪声的干扰复杂的衰落变化和多径效应对性能的影响：n话音通信：叠加噪声；图像或视频：画面质量的下降/不能正常播放；数据：文件作废。因此，需要将一个非理想的物理信道，改造成没有误码、或者可将误码控制到可以接受范围的逻辑信道。2008CopyrightSCUTDTPLabs2

差错控制编码--提纲1.引言2.主要类型和工作方式2.1差错控制编码的主要类型2.2差错控制的工作方式3.简单的差错控制方法3.1重复码3.2奇偶校验码3.3水平奇偶校验码4.线性分组码的基本性质4.1码距的概念4.2码距与检错纠错能力的关系2008CopyrightSCUTDTPLabs3

2.差错控制编码的基本原理n编码原理：在传输的数据（信息位）中加入监督码元，使之与信息位构成某种关联关系；n差错控制原理：若数据在传输过程中发生差错，关联关系被破坏，从而可检出和/或纠正错误；假定分组码的长度为n，其中信息位为k，相应的监督位为n－k编码效率定义为：冗余度定义为：差错控制以降低信息传输速率为代价来提高传输可靠性。2008CopyrightSCUTDTPLabs4

2.1差错控制编码的主要类型根据监督位与信息位间的关系，以及监督位的加入对信息位结构的影响，有三种分类方法：线性码：信息码与监督码之间的关系为线性关系；n非线性码：信息码与监督码之间的关系为非线性关系。分组码：信息码与监督码以组为单位建立关系；n卷积码：监督码与本组和前面码组中的信息码有关。系统码：编码后信息码元部分的排列结构保持不变；n非系统码：编码后信息码元部分的排列结构发生变化。2008CopyrightSCUTDTPLabs5

2.2差错控制的工作方式u通信系统的分类没有回传信道n单工广播信道n半双工n全双工2008CopyrightSCUTDTPLabs6

2.2差错控制的工作方式（续）u误码的形式随机错误：误码的位置随机（误码间无关联），主要n由白噪声引起；突发错误：误码成串出现，主要由强脉冲及雷电等突发的强干扰引起；n混合错误：以上两种误码及产生原因的组合；n2008CopyrightSCUTDTPLabs7

2.2差错控制的工作方式（续）包含三种工作方式：检错重发/前向纠错/混合纠错1.检错重发（ARQ）：在发送端采用具有检错功能的编码，接收端发现出错后自动请求重发（ARQ）。特点：设备较简单；传输序列中冗余量较小；需要有反向信道支持；出错后重传造成延时较大。需要半双检错重发的3种类型：工链路（一）停发等候重发ARQ2008CopyrightSCUTDTPLabs8

2.2差错控制的工作方式（续）需要全双工链路（二）返回重发ARQ需要全双工链路（三）选择重发ARQ2008CopyrightSCUTDTPLabs9

2.2差错控制的工作方式（续）包含三种工作方式：2.前向纠错（FEC）：适用于包括没有反向信道的场合；出错时可纠正误码，无需重传，延时小；传输序列中冗余量较大。3.混合纠错方式：前向纠错（FEC）＋检错重发（ARQ）出错较少时FEC起作用；出错较多时ARQ起作用2008CopyrightSCUTDTPLabs10

检错与纠错方法（三位二进制码）示例：8种可能的组合：000，001，010，011，100，101，110，111。三种编码方法：a.若8个码组均用于表示不同的信息，任一位或一位以上的错误都会变成另一码组，所以无法检错和纠错。b.若将8个码组分成许用和禁用两类：许用码组：000，011，101，110禁用码组：111，100，010，001因任何一位误码，都会变成禁用码组，所以可检出一位误码。c.若只用000，111两个码组，其余为禁用码组，则可发现两位及以下的误码，并纠正一位误码。2008CopyrightSCUTDTPLabs11

差错控制编码--提纲1.引言2.主要类型和工作方式2.1差错控制编码的主要类型2.2差错控制的工作方式3.简单的差错控制方法3.1重复码3.2奇偶校验码3.3水平奇偶校验码4.线性分组码的基本性质4.1码距的概念4.2码距与检错纠错能力的关系2008CopyrightSCUTDTPLabs12

3.1重复码用多位0和1的重复码表示每位二进制码：“0”?000，“1