[工学]通信原理_第十一章_差错控制编码

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1、11.1概述11.2纠错编码的基本原理11.4简单的实用编码11.5线性分组码11.6循环码11.7卷积码第十一章差错控制编码本章内容简介11.1概述一.差错的产生二.差错控制方法噪声与干扰■检错重发法■前向纠错法■反馈校验法随机噪声与干扰突发噪声与干扰混合噪声与干扰随机信道突发信道混合信道噪声与干扰是通信出现差错的基本原因。不同的噪声与干扰信道，应采用不同的差错控制策略。检错重发法：双向信道工作。接收信息方具有检错能力，收到信息无误，回发肯定应答；有误则不发应答或发否定应答。前向纠错法：单向信道工作。接收信息方具有纠错能力，发现收到信息有误时，确定误码

2、的位置并按规则予以纠正。反馈校验法：双向信道工作。接收信息方简单地将收到信息回传给发送方，由发送方判断前次发送是否无误。第十一章差错控制编码11.1概述三.自动要求重发(ARQ)系统第十一章差错控制编码接收码组ACKACKNAKACKACKNAKACKt1233455发送码组12334556t有错码组有错码组数据按分组发送。每发送一组数据后发送端等待接收端的确认(ACK)答复，然后再发送下一组数据。图中的第3组接收数据有误，接收端发回一个否认(NAK)答复。这时，发送端将重发第3组数据。系统是工作在半双工状态，时间没有得到充分利用，传输效率较低。停止等待

3、ARQ系统11.1概述三.自动要求重发(ARQ)系统第十一章差错控制编码拉后ARQ系统接收数据有错码组有错码组91011101112214365798576ACK1NAK5NAK9ACK5发送数据57695214367981011101112重发码组重发码组发送端连续发送数据组，接收端对于每个接收到的数据组都发回确认(ACK)或否认(NAK)答复。例如，图中第5组接收数据有误，则在发送端收到第5组接收的否认答复后，从第5组开始重发数据组。在这种系统中需要对发送的数据组和答复进行编号，以便识别。显然，这种系统需要双工信道。11.1概述三.自动要求重发(AR

4、Q)系统第十一章差错控制编码选择重发ARQ系统接收数据有错码组有错码组921436575981011131412发送数据995852143671011131412重发码组重发码组NAK9ACK1NAK5ACK5ACK9它只重发出错的数据组，因此进一步提高了传输效率。11.1概述三.自动要求重发(ARQ)系统图11-1典型ARQ系统组成框图发送信源终端接收信宿终端编码器、缓冲存储重发控制解码器指令产生输出缓存双向信道正确输出错误删除■ARQ系统主要优点:1.只需少量多余码元；2.适应不同差错特性；3.检错方法简单。■ARQ系统主要缺点:1.需要双向信道；2

5、.出错率高时，重发降低信道效率；3.信息传输实时性差。第十一章差错控制编码11.1概述四.差错控制编码在信息码元序列中加入一定数目的监督码元就称为差错控制编码。■差错控制编码的检纠错能力■差错控制编码的编码效率（码率）一般说来，差错控制编码的检纠错能力取决于：●在信息码元序列中加入的监督码元的多少。对于一定长度的信息码元序列,加入的监督码元越多，检纠错能力越强。●不同的编码规则与方法（有不同的检错或纠错能力）。在一定长度信息码元序列中加入监督码元的数目越多,差错控制编码的编码效率越低。如信息码长为k，监督码长为r,则编码效率为k/(k+r)=k/n。监督

6、码元数r和信息码元数k之比r/k=(n-k)/k称为冗余度。第十一章差错控制编码11.2纠错编码的基本原理第十一章差错控制编码分组码基本原理：举例说明如下。设有一种由3位二进制数字构成的码组，它共有8种不同的可能组合。若将其全部用来表示天气，则可以表示8种不同天气，例如：“000”（晴），“001”（云），“010”（阴），“011”（雨），“100”（雪），“101”（霜），“110”（雾），“111”（雹）。其中任一码组在传输中若发生一个或多个错码，则将变成另一个信息码组。这时，接收端将无法发现错误。11.2纠错编码的基本原理第十一章差错控制编码若在

7、上述8种码组中只准许使用4种来传送天气，例如：“000”＝晴“011”＝云“101”＝阴“110”＝雨这时，虽然只能传送4种不同的天气，但是接收端却有可能发现码组中的一个错码。例如，若“000”（晴）中错了一位，则接收码组将变成“100”或“010”或“001”。这3种码组都是不准使用的，称为禁用码组。接收端在收到禁用码组时，就认为发现了错码。当发生3个错码时，“000”变成了“111”，它也是禁用码组，故这种编码也能检测3个错码。但是这种码不能发现一个码组中的两个错码，因为发生两个错码后产生的是许用码组。11.2纠错编码的基本原理第十一章差错控制编码检

8、错和纠错上面这种编码只能检测错码，不能纠正错码。例如，当接收码组为禁用码组“10