“人品”问题

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1、第六章信道编码1电信学院汪汉新本章节教学内容、基本要求、重点与难点1.教学内容：信道编码的概念与分类。错误概率与其计算方法。四种差错控制的方法。2.教学基本要求：了解信道编码和概念以及相关物理量的含义。掌握编码与译码的原理。会进行错误概率的计算。3.重点与难点：错误概率的计算译码的方法。2电信学院汪汉新信道编码定理(香农第二定理)：若有一离散无记忆平稳信道，其容量为C，输入序列长度为L，只要待传送的信息率RC时，任何编码的Pe必大于零，当

2、L→∞，Pe→1。定理指出：在编码速率小于信道容量的条件下，通过编码可以使译码错误概率任意小，从而达到可靠通信。给出的结果只说明存在一种编码方式。其误码率随着码长n的增长趋于任意小。但它没有告诉我们如何构造这类码的方法。信道编码：就是为解决这一问题而产生的学科，它的目的是寻找易于实现且能达到可靠通信的编译码方法。3电信学院汪汉新从信道编码的构造方法看，信道编码的基本思路是根据一定的规律在待发送的信息码中人为加入一些多余的码元，以保证传输过程可靠性。信道编码的任务就是构造出以最小多余度代价换取最大抗干扰性能的“好码”。4电信学院汪汉新

3、码元传输速率：每秒钟通过信道传输的码元数。单位是波特(Baud)。比特率：每秒钟通过信道传输的信息量。单位是比特/秒(bit/s)。码元：携带数据信息的信号单元。二进制码元：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进制码元：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)信道编码通信系统的主要术语5电信学院汪汉新误码率：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）。误比特率：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

4、值）。误帧率：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，要求比特差错率小于10－8～10－9；在遥控指令和军事武器系统中，要求有更小的误比特率或码组差错率。6电信学院汪汉新两种降低误码率，提高可靠性的方法：1.降低信道本身引起的误码率：①选择合适的传输线路：如光缆优于电缆；②改进传输线路的特性或增加发送信号功率：如采取相位和幅度均衡以改进线路的群延时和幅频特性，增加中继放大器。在无线信道中，可以增加发射机功率

5、、利用高增益天线、低噪声放大器等方法改善信道；③选用潜在抗干扰性较强的调制解调方案。2.采用信道编码，在数字通信系统中增加差错控制设备。7电信学院汪汉新前向纠错(FEC)：发送端的信道编码器将信息码组编成具有一定纠错能力的码字。接收端信道译码器对接收码字进行译码，若传输中产生的差错数目在码的纠错能力之内时，译码器对差错进行定位并加以纠正。自动请求重发(ARQ)：用于检测的纠错码在译码器输出端只给出当前码字传输是否可能出错的指示，当有错时按某种协议通过一个反向信道请求发送端重传已发送的码字全部或部分。混合纠错(HEC)：是FEC与AR

6、Q方式的结合。发送端发送同时具有自动纠错和检测能力的码组，接收端收到码组后，检查差错情况，如果差错在码的纠错能力以内，则自动进行纠正。如果信道干扰很严重，错误很多，超过了码的纠错能力，但能检测出来，则经反馈信道请求发端重发这组数据。信息反馈(IRQ)：接收端把收到的数据，原封不动地通过反馈信道送回到发端，发送端比较发的数据与反馈来的数据，从而发现错误，并且把错误的消息再次传送，直到发端没有发现错误为止。差错控制的基本方式8电信学院汪汉新9电信学院汪汉新在某些情况下，信道的改善可能较困难或者不经济，这就要求采用信道编码，以满足系统差错

7、率的技术指标要求。信道编码器：对信息序列增加冗余位，以提高传输的可靠性；信道编码在数字通信系统中的地位10电信学院汪汉新重复码：(0,0000),(1,1111)，1比特信息映射到4比特编码序列。哈达玛码：(0,H0),(1,H1),…,(3,H4)，2比特信息映射到4比特编码序列直观结论：冗余越大性能越好。信道编码的实质——利用冗余降低差错概率11电信学院汪汉新信道编码的分类根据监督元与信息组之间关系可分为：分组码和卷积码根据监督元与信息元之间关系可分为：线性码和非线性码根据码的功能可分为：检错码和纠错码12电信学院汪汉新编码：针

8、对当前要传的消息，根据映射规则，确定当前要发哪种码字（矢量）构造编码：寻找并建立映射规则编码设计准则——最佳译码时的差错概率（最佳译码有可能做不到）自由距最大化准则——一种最常用的编码构造准则编码与构造编码13电信学院汪汉新14电信学