信息论与编码原理-第7章-信道编码的基本概念

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1、信息论与编码原理（第七章）──────────────信道编码的基本概念7/20/20211DepartmentofElectronicsandInformation,NCUTSongPeng第7章信道编码的基本概念7.1信道编码在数字通信系统中的地位和作用7.2错误的种类和有关术语7.3信道编码的基本思想和分类7.4检错与纠错原理7.5差错控制的基本方式和能力7/20/20212DepartmentofElectronicsandInformation,NCUTSongPeng7.1信道编码在数字通信系统中的地位和作用(1)数字通信系统工作原理(2)通信系统的主要技术指标(3)采用

2、信道编码的数字通信系统7/20/20213DepartmentofElectronicsandInformation,NCUTSongPeng7.1信道编码在数字通信系统中的地位和作用(1)数字通信系统工作原理数字通信系统模型信源：可以是人或机器（例如计算机、传感器）；信源编码器：将信源输出变换成信息序列；调制器：把输入的消息序列变换为适合于在实际信道中传输（存储）的信号波形；返回7/20/20214DepartmentofElectronicsandInformation,NCUTSongPeng7.1信道编码在数字通信系统中的地位和作用(1)数字通信系统工作原理传输信道/存储媒介

3、有线：实际的传输信道可能是光缆、电缆等有线信道；无线：高频无线线路、卫星中继等无线信道；存储媒介：媒介可以是磁带、磁盘、光盘等；无论何种传输媒介，都受到不同性质的干扰有线信道中的脉冲干扰；无线信道中的噪声和衰落；存储媒介的缺损也被看做是脉冲干扰。图示7/20/20215DepartmentofElectronicsandInformation,NCUTSongPeng7.1信道编码在数字通信系统中的地位和作用(1)数字通信系统工作原理解调器：其输入信号一般是受到干扰的混合波形，解调器的任务就是从有用信号和干扰的混合波形中恢复有用的信号，这个过程与调制器的过程相反。由于干扰的作用，解调

4、器的输出信号不可避免地包含着差错，差错的多少不应超过系统所规定的数值。信源译码器：把解调器输出的序列变换成为信源输出的估值。信宿：用户。图6.1.1所示的数字通信系统并没有信道编码和信道译码的环节。为了明确信道编码在数字通信系统中的地位和作用，介绍数字通信系统的主要技术指标。图示返回目录7/20/20216DepartmentofElectronicsandInformation,NCUTSongPeng7.1信道编码在数字通信系统中的地位和作用(2)通信系统的主要技术指标传输速率码元：携带数据信息的信号单元。码元传输速率（波特率、调制速率）：每秒钟通过信道传输的码元数。单位是波特（

5、Bd）。比特率（比特传输速率）：每秒钟通过信道传输的信息量。单位是比特/秒（bit/s）。这两种传输速率的定义不同，它们都是衡量系统传输能力的主要指标.二进制：每个码元的信息含量为1比特，二进制的波特率与比特率在数值上是相等的。M进制：每一个码元的信息含量为log2M。如果码元传输速率为rs波特，相应的比特率rb为：rb=rslog2M(bit/s)7/20/20217DepartmentofElectronicsandInformation,NCUTSongPeng7.1信道编码在数字通信系统中的地位和作用(2)通信系统的主要技术指标差错率：差错率是衡量传输质量的重要指标之一，有几

6、种不同的定义码元差错率：指在传输的码元总数中发生差错的码元数所占的比例（平均值），简称误码率。比特差错率（比特误码率）：指在传输的比特总数中发生差错的比特数所占的比例（平均值）。在二进制传输系统中，码元差错率就是比特差错率。码组差错率：指在传输的码组总数中发生差错的码组数所占的比例（平均值）。根据不同的应用场合对差错率有不同的要求。在电报传送时，允许的比特差错率约为10－4～10－5；计算机数据传输，一般要求比特差错率小于10－8～10－9；遥控指令和武器系统指令中，要求误比特率更小。7/20/20218DepartmentofElectronicsandInformation,NC

7、UTSongPeng7.1信道编码在数字通信系统中的地位和作用(2)通信系统的主要技术指标可靠性是衡量传输系统质量的一项重要指标，工程中经常用平均无故障间隔时间来衡量。在数字通信系统中信息传输（存储）遇到的最主要的问题是在传输过程中出现差错的问题，也就是传输可靠性的问题。在传输过程中产生不同差错的主要原因不同的传输系统有不同的性能；在传输过程中干扰不同。不同的用户或不同的传输系统对差错率的要求不同。有两种途径降低误码率以满足系统要求：降低信道（调制解调器/