第六章____信道编码

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1、第6章信道编码目的：提高通信系统传输的可靠性；目标：寻找具体构造编码的理论与方法；l在理论上，Shannon第二编码定理已指出，只要当实际传信率R

2、法和译码方法也将影响信息传输的可靠性。本章将分别讨论这些问题。2、信道编码的目的----改善系统的传输质量3、差错-----由于信道干扰、噪声，使得经信道传输后与所接收的码字存在差异，这种差异称差错4、通信系统的主要指标：A、衡量系统传输能力的主要指标----传输速率Rs,RbB、衡量系统质量的主要指标-----差错率Pb,PsC、可靠性研究的标准：工程的可构性，性能指标的优化6.1噪声信道的编码问题MXYM编码器信道译码器信道编码器信道译码器图6.1编码信道6.1.1编码信道问题：如何组成码字，才能

3、达到无差错地传送-----编码。1、信道编码的编码对象-------是信源编码器输出的数字序列M，又称为信息序列。通常是由二元符号0，1构成的序列，而且符号0和1是独立等概的。2、信道编码-----就是按一定的规则给数字序列M增加一些多余的码元，使不具有规律的信息序列M变换为具有某种规律性的数字序列C，又称为码序列。3.接收端-------信道译码器利用这种预知的编码规则来译码，或者说检验接收到的数字序列R中是否有错，或者纠正其中的差错4、信道编码的基本思想-----根据相关性来检测和纠正传输过程中产

4、生的差错6.1.2信道编码的基本思想一、信道的分类：1〉独立差错信道：噪声独立随机的影响每个码元---属于无记忆信道或随机信道、白噪声信道（太空信道、卫星信道、同轴电缆）。2〉突发差错信道：差错是成片，成串出现的－－短波信道（衰落信道、码间干扰、脉冲干扰信道属于这类）；3〉混合差错信道：差错既有随机独立的，也有成片、成串出现的（实际的移动信道属于此类）；二、信道的差错图样随机错误：000000…..干扰001000…….差错序列001000…….差错序列发送序列=接收序列信道错误图样信道错误图样=发

5、送序列接收序列mod2突发错误：0010000…..干扰1011100000…….突发长度l=5信道错误图样=发送序列接收序列mod2信道错误图样:10011000……..构造信道编码的基本思路:根据一定的规则在待发送的信息码元中人为的加入一定的多余码元，使不具有规律性的信息序列变换成具有某种规律性的数字序列;在接收端,信道译码器利用这种预知的编码规则译码或者说检验接收到的序列中是否有错或纠正其中的差错。实质上引入了多余度什么是“好码”？完全反映信道的差错情况6-1-3差错控制的三种方式1、检错重

6、发（ARQ）发收ARQ系统具有各种不同的重发机制：如可以停发等候重发ARQ系统需要反馈信道，效率较低，但是能达到很好的性能。检错重发：在接收端根据编码规则进行检查，如果发现规则被破坏，则通过反向信道要求发送端重新发送，直到接收端检查无误为止。2前向纠错（FEC）前向纠错：发送端发送能纠正错误的编码，在接收端根据接收到的码和编码规则，能自动纠正传输中的错误。不需要反馈信道，适宜广播系统，译码延时固定，实时性好，但是随着纠错能力的提高，编译码设备复杂。－－－卫星信道3混合方式结合前向纠错和ARQ的系统，在

7、纠错能力范围内，自动纠正错误，超出纠错范围则要求发送端重新发送。是一种折中的方案。6-1-4信道编码的分类------从功能上1>检错码（发现错误）2>纠错码（不仅发现而且能自动纠正）3>纠删码（兼检错、纠错）-------根据信息码元和监督码元的约束关系分为：分组码(将信息序列按照独立分组进行处理和编码）和非线性码。----------根据信息位和校验位的关系（规则）分为线性码和非线性码非线性码：也将k个信息比特编成n个比特，但前后N个码字之间是相互关联分组码：将k个信息比特编成n个比特的码字，共有

8、个码字。所有个码字组成一个分组码。传输时前后码字之间毫无关系。编码速率===平均每个码字所携带的信息比特率。6-1-5差错控制原理－－－构造出以最小多余度的代价换取最大抗干扰性的“好“码；从直观概念出发，寻求“好“码性能的两个极端情况：1>高可靠性，低有效性的重复码；2>高有效性，低可靠性的奇偶校验码。(1)重复码(n,1)：———不重复时:结论：不重复，方法简单，但没有任何抗干扰能力，既不能发现，更不能纠正错误。信道编码的任务：———重复一次：结论：重