《CH差错控制编码》PPT课件

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1、第11章差错控制编码又称信道编码，是提高数字传输可靠性的一种技术。其基本思想是通过对信息序列作某种变换，使原来彼此独立、相关性极小的信息码元产生某种相关性，在接收端就可以利用这种规律性来检查并纠正信息码元在信到传输中所造成的差错。比如，考试填空题，改错题……概述2021/9/261信电学院信息工程系——李世银概述纠错编码的基本原理纠错编码的性能简单的实用编码线性分组码循环码卷积码网格编码调制TCM其它编码第11章差错控制编码2021/9/262信电学院信息工程系——李世银11.1概述1.误码的主要形式（1）随机错误：误码的位置随机（误码间无关联）

2、，随机误码主要由白噪声引起。（2）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。（3）混合错误：以上两种误码及产生原因的组合。11.1差错控制编码的基本概念差错控制的主要方式2021/9/263信电学院信息工程系——李世银（1）前向纠错（FEC）；（2）检错重发（ARQ）:停发等候重发，返回重发，选择重发；（3）反馈校验（IRQ）；（4）混合纠错（HEC）；（5）检错删除。能够发现错误的码反馈信号发收检错重发（ARQ）可以纠正错误的码发收前向纠错（FEC）数据信息发收信息反馈数据信息可以纠正和发现错误的码发收混合纠错检错（HEC）

3、反馈信号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；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，并把有错误的数据序列再次传送，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

4、道差错率较低，具有双向传输线路及控制简单的系统。FEC与ARQ的结合；发端发出同时具有检错和纠错能力的码，收端收到后，检查错误情况：如果错误在纠错能力之内，则自动纠正；若超出纠错能力，但在检错能力之内，则经反向信道要求重发；在实时性和译码复杂性方面是FEC和ARQ的折衷。11.1差错控制编码的基本概念2.差错控制的主要方式几个概念2021/9/264信电学院信息工程系——李世银监督码元：在接收端识别有无错码，所以在发送端需要在信息码元序列中增加一些除了信息码元之外的差错控制码元，它们称为监督码元。编码效率(简称码率)：设编码序列中信息码元数量为k

5、，总码元数量为n，则比值k/n就是码率。例如，若编码序列中平均每两个信息码元就添加一个监督码元，则这种编码的码率为1/3。冗余度：监督码元数(n-k)和信息码元数k之比。不同的编码方法，有不同的检错或纠错能力。理论上，差错控制以降低信息传输速率为代价换取提高传输可靠性。纠错编码又称为差错控制编码差错控制编码的分类2021/9/265信电学院信息工程系——李世银3.差错控制编码的分类（1）线性码：信息码与监督码之间的关系为线性关系（信息位与监督位之间是由一些线性方程联系的）；非线性码：信息码与监督码之间的关系为非线性关系。（2）分组码：信息码与监督

6、码以组为单位建立关系（将信息码分组，为每组信码附加若干监督码的编码）；卷积码：监督码与本组和前面码组中的信息码有关。（3）系统码：编码后码组中信息码保持原图样顺序(形式)不变;非系统码：编码后码组中原信息码原图样发生变化。（4）数学方法：代数码:建立在代数学基础上的编码几何码；算术码。分组码结构11.2差错控制编码的基本原理2021/9/266信电学院信息工程系——李世银分组码的结构将信息码分组，为每组信息码附加若干监督码的编码称为分组码。分组码中，监督码元仅监督本码组中的信息码元。分组码的一般结构分组码的符号：(n,k)N－码组的总位数，又称为

7、码组的长度（码长），k－码组中信息码元的数目，n–k＝r,码组中的监督码元数目，或称监督位数目。纠错编码基本原理2021/9/267信电学院信息工程系——李世银11.2纠错编码的基本原理1.纠错编码的基本原理理论依据：Shannon信道编码定理。定理指出：对于一给定的有扰信道，若其信道容量为C，只要发送端以低于C的速率R发送信息，则一定存在一种编码方法，使编码错误概率P随着码长n的增加，按指数下降到任意小的值。2.纠错编码的基本思想：发送端按照某种规则在信息序列上附加监督码元，接收端则按照同一规则检查两者间关系……以牺牲通信的有效性（信息传输速率

8、）来提高可靠性码的检错和纠错能力是用信息量的冗余来换取的。一般说来，添加的冗余越多，码的检错、纠错能力越强，但信道的传输效率下降也越多。