第十一章 差错控制编码new

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1、第十一章差错控制编码第十一章差错控制编码11.1引言11.2纠错编码的基本原理11.3纠错编码的性能11.4常用的简单编码11.5线性分组码11.6循环码11.7卷积码11.1引言¢数字信号在传输过程中受到干扰的影响，使信号波形变坏，发生误码，可以采用一些方法解决。¢可靠性——信道编码。¢有效性——信源编码。引言(续)¢造成传输差错的原因¢码间干扰¢信道噪声¢减少接收端发生码元错误的措施¢合理地设计基带信号，选择合适的调制、解调方式，采用均衡技术，使误比特率降低。¢增加信号的发送功率¢采用差错控制编码引言(续)¢根据加性干扰引起错码的分

2、布，将信道分为三类¢随机信道：错码出现是随机的，如加性高斯白噪声。¢突发信道：错码集中出现，如脉冲干扰和信道中衰落现象。¢混合信道：以上两种。一、差错控制编码¢差错控制编码属信道编码，要求在满足有效性前提下，尽可能提高数字通信的可靠性。¢差错控制编码是在信息序列上附加上一些监督码元，利用这些冗余的码元，使原来不规律的或规律性不强的原始数字信号变为有规律的数字信号。例如奇偶校验。¢差错控制译码则利用这些规律性来鉴别传输过程是否发生错误，或进而纠正错误。二、差错控制方法1.前向纠错方式（FEC）解码器信源编码器正向信道收信者(纠错)¢特点：

3、使用纠错编码，难度大，但实时性好，适于随机信道；只需要正向信道，可用于单工和广播通信中。差错控制方法(续)¢发送端将信息序列编码成能够纠正错误的码，接收端根据编码规则进行检查，如果有错自动纠正¢不需要反馈信道，特别适合只能提供单向信道场合¢自动纠错，不要求检错重发，延时小，实时性好¢纠错码必须与信道的错误特性密切配合¢若纠错较多，则编、译码设备复杂，传输效率低差错控制方法(续)2.检错重发方式（ARQ）解码器信源编码器缓存正向信道缓存收信者(检错)正确删除错误重发正确输出错误删除重发指令反向信道控制产生器¢特点：使用检错编码，易实现，但

4、实时性差，适于突发信道；还需要反向信道，只能用于点对点通信中；信道质量差时，会陷入“重发陷阱”。差错控制方法(续)¢收端在接收到的信码中发现错码时，就通知发端重发，直到正确接收为止。¢检错重发方式只用于检测误码，能够在接收单元中发现错误，但不一定知道该错误码的具体位置。¢需具备双向信道。差错控制方法(续)ARQ方式优点：（1）只需少量的附加码元即可获得较低的输出误码率。（2）适应信道统计差错特性强。（3）结构较纠错编解码器简单。ARQ方式缺点：（1）需要反向信道。（2）信道干扰大时，需要不断重发，通信效率低。（3）不太适合实时性较强系统

5、差错控制方法(续)①停发等待ARQ系统发送码组12334556tACKACKNAKACKACKNAKACK接收码组1233455有错码组有错码组t停发等候重发差错控制方法(续)¾发端在T时间内送出一个码组；w¾收端收到后检查。°如果未发现错误，则发回一个认可信号（ACK）给发送端，发送端收到ACK信号再发下一个码组°若检测到错误，则发回一个否认信号（NAK），发送端收到NAK信号后重发前一码组，并再次等候ACK信号或NAK信号¾发送两个码组之间有停顿时间T，影响了传输效率I差错控制方法(续)②拉后ARQ系统¾发送端不停地送出一个个连续码

6、组，不再等候收端返回的ACK信号¾一旦收端发现错误并返回NAK信号，则发端从下一码组开始重发前面的N个码组¾N的大小取决于信号传递及处理所带来的延时差错控制方法(续)重发码组重发码组发送数据12345675678910119101112ACK1NAK5ACK5NAK9接收数据123456756789101011119101112有错码组有错码组返回重发差错控制方法(续)③选择重发ARQ系统¾发送端也是连续不断地发送码组，收端检测到错误后发回NAK信号。¾与返回重发不同的是，发端并不重发错误码组后的所有码组，而只重发有错的那个码组差错控制

7、方法(续)重发码组重发码组123456758910119121314发送数据ACK1NAK5ACK5NAK9ACK9接收数据123456758910119121314有错码组有错码组选择重发差错控制方法(续)3.反馈校验方式信源缓存正向信道缓存收信者输出指令比较器反向信道¢特点：不用差错控制编码，但效率低。差错控制方法(续)¢收端把收到的数据序列全部经反向信道送回发端，发端比较发出和送回的数据序列，从而发现有否错误，如果有错误，发端将数据序列再次传送，直到发端没有发现错误。¢不需要纠错、检错的编、译码器，设备简单。¢需要和正向信道相同的

8、反向信道，实时性差¢发端需要一定容量的存储器以存储发送码组¢仅适应于传输速率较低，信道差错率较低，具有双向传输线路及控制简单的系统差错控制方法(续)4.检错删除方式¢接收端发现错码后，立即将其删除，不要求重