[信息与通信]新第5章差错控制编码

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1、第5章差错控制编码5.1引言5.2差错控制编码的基本原理5.3常用的简单编码5.4线性分组码5.5循环码15.1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。有效性——信源编码可靠性——信道编码20、复习模拟信源：在无线广播中，信源一般是一个语音源（话音或音乐）；在电视广播中，信源主要是活动图像的视频信号源。这些信源的输出都是模拟信号，所以称之为模拟源。信源编码：将模拟信息源的输出转化为数字信号，即A/D转换。信源编码目的：提高通信有效性，减少原消息的冗余度。5.1引言3差错出现原因

2、外界噪声传输中码间串扰解决方法合理地设计基带信号，选择调制、解调方式，采用均衡技术，发送功率等因素，使误比特率降低。差错控制措施。5.1引言4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。5.1引言5按功能分：检错码和纠错码按监督码元与信息码元关系分：线性码与非线性码按信息码元与监督码

3、元之间的约束关系不同分：分组码与卷积码按信息码元在编码后是否保持原来的信号形式分：系统码与非系统码按纠正差错的类型分：纠正随机错误的码与纠正突发错误的码按码元的取值分：二进制码与多进制码1、差错控制编码分类5.1引言62、误码类型随机误码突发误码错码出现是随机的、错码之间统计独立。由随机噪声引起存在随机误码的信道称为随机信道／无记忆信道差错在短时间成串出现，而在其间又存在较长的无差错区间，且差错之间相关例如：脉冲噪声，存储系统中磁带的缺陷或读写头接触不良引起，再例如用手机过涵洞，且无发射天线存在这种差错的信道称为突发信道／有

4、记忆信道5.1引言73、错误图样例如：设发送数据序列为：00000000001111111111接收数据序列为：01101001001111001001错误图样（差错序列）：发送数据序列与接收序列对应码位的模２和则差错序列为：01101001000000110110可见发生了两个长度分别为７和５的突发差错，其错误图样分别为1101001和11011突发长度：指突发差错首位与末位之间的长度（中间可能有没错的码位）8说明差错序列或错误图样中的“０”表示对应码位没错，而“１”表示有错实际信道很复杂，所出现的差错并不是单一的，往往是

5、随机和突发差错并存，只不过以某种错误为主一般说来，纠正随机差错的编译码方法和设备比较简单，成本较低，效果较显著；而纠正突发差错的编译码方法和设备比较复杂，成本较高，效果也不如前者显著5.1引言94、信道类型随机信道突发信道混合信道5.1引言105、差错控制方法检错重发（ARQ）停发等候重发返回重发选择重发前向纠错（FEC）反馈校验（IRQ）混合方式（HEC）5.1引言11（1）检错重发法（ARQ）AutomaticRepeatreQuest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。例如奇偶校验。检错重

6、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。5.1引言12发收能够发现错误的码图5.1-1（a)检错重发（ARQ)应答信号图5.1-1（b)检错重发（ARQ)信源编码器和缓冲存储器重发控制双向信道解码器指令产生器输出缓冲存储器收信者正确时输出错误时删除判断有无错误13①停发等候重发2发送端：接收端：133123ACKACKNAK发现错误TITw停顿时间图5.1-2停发等候重发5.1引言14发端在Tw时间内送出一个码组；收端收到后检查。如果未发现错误，则发回一个认可信号（AC

7、K）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信号发送两个码组之间有停顿时间TI，影响了传输效率5.1引言15②返回重发图5-2(b)返回重发其发送端不停地送出一个个连续码组，不再等候收端返回的ACK信号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N的大小取决于信号传递及处理所带来的延时5.1引言16发送端：接收端：1234562341234562345678956789发现错误NAK从码

8、组2开始重发5.1引言图5.1-3返回重发17③选择重发也是连续不断地发送码组，收端检测到错误后发回NAK信号。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5.1引言18发送端：接收端：12345627812345627899发现错误NAK重发码组2图5.1