差错控制编码.ppt

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1、第八章差错控制编码8.1差错控制编码的基本概念数字通信中，根据不同的目的，编码可分为信源编码和信道编码。信源编码是为了提高数字通信的有效性，以及为了使模拟信号数字化而采取的编码。信道编码是为了降低误码率，提高数字通信的可靠性而采取的编码。数字信号在传输的过程中，加性噪声、码间串扰等都会产生误码。为了提高系统的抗干扰性能，可以加大发射功率，降低接收设备本身的噪声，以及合理选择调制、解调方法等。此外，还可以采用信道编码技术。2021/9/142差错控制编码的基本思想：在发送端根据要传输的数字序列（信息码元）按一定的规律加入多余码元，使原来不

2、相关的数字序列变为相关，然后把这些多余码元和有关的信息码元一起传送，接收端根据信息码元与多余码元之间的相关规则进行检验，从而发现错误。这时，或者通过反馈信道要求对方重发有错的信息，以进行纠错；或者由接收端的译码器自动把错误纠正。这些多余码元称为校验元或监督元。它的加入不改变信息本身，也就是说，它不传送新的信息，它的作用只是使信道译码器能够检测和纠正差错，从而控制系统差错概率，提高可靠性但这是以系统的有效性为代价的。2021/9/1438.1.1差错控制方式2021/9/144前向纠错方式前向纠错方式记作FEC（ForwordErrorC

3、orrection）发端编码器将数字信息按一定规则附加多余码元，组成有纠错能力的码，发端发送能够纠正错误的码；收端译码器按预先规定的规则译码；若发现错误，确定其出错位置并进行纠正。优点：单向传输，只有正向信道；适合于只能提供单向信道的场合；一点发送多点接收的同播方式；译码延迟固定，适用于实时传输系统。缺点：编译码设备复杂，为了纠正较多的错误，需要附加的多余码元较多，因而传输效率较低。2021/9/145检错重发方式又称自动请求重传方式，记作ARQ（AutomaticRepeatRequest）。发端编码器将数字信息按一定规则附加多余码元

4、，使之具有一定的检错能力，收端译码器按一定规则对数据码元组进行错误判决，并把判决结果形成应答信号，通过反馈信道回送到发端，发端根据收到的应答信号，把收端认为有错的那组数据码元再次重传，直到码元组无错为止。优点：只需要少量的多余码元就能获得极低的输出误码率，并且其成本和复杂性均比前向纠错低缺点。缺点：必须提供反向信道；不能进行同播（一点发多点收），收发端应有缓冲存储器和控制器；此外当信道干扰较大时，整个系统可能处在重传循环中，因而通信效率降低，信息传输连贯性差，不适于实时传输系统，主要在计算机通信中应用。常用的检错重发系统有三种，即停发等

5、候重发、返回重发和选择重发。2021/9/1462021/9/147混合纠错方式混合纠错方式记作HEC（HybridErrorCorrection）发端发送具有自动纠错同时又具有检错能力的码。收端收到码后，检查差错情况，如果错误在码的纠错能力范围以内，则自动纠错，如果超过了码的纠错能力但能检测出来，则经过反馈信道请求发端重发。这种方式具有自动纠错和检错重发的优点，可达到较低的误码率，因此，近年来得到广泛应用。在实际通信系统中，选择那种差错控制方式，要视具体情况而定，可以根据信源的性质，信息传输的特点信道干扰的种类和对误码率的要求而适当选

6、择差错控制方式。2021/9/1488.1.2差错控制编码的分类根据信息元和监督元的函数关系，可分为线性码和非线性码。如果函数关系是线性的，即满足一组线性方程式，则称为线性码，否则为非线性码。根据上述关系涉及的范围，可分为分组码和卷积码。分组码的各码元仅与本组的信息元有关；卷积码中的码元不仅与本组的信息元有关，而且还与前面若干组的信息元有关。根据码的用途，可分为检错码和纠错码。检错码以检错为目的，不一定能纠错；而纠错码以纠错为目的，一定能检错。2021/9/1498.1.3几种简单的检错码(1)奇偶监督码设码字A=［an-1,an-2

7、,…,a1,a0］，对偶监督码有：an-1⊕an-2⊕…⊕a1⊕a0=0奇监督码情况相似，只是码组中“1”的数目为奇数，即满足条件：an-1⊕an-2⊕…⊕a1⊕a0=1而检错能力与偶监督码相同。2021/9/1410奇偶监督码编码方法：把信息码元分组，在每组信息码元的后面附加一位监督码元，使得码组中1的数目为奇数或偶数即可编码规则：码组长度n；信息位n-1特点：是一种能发现奇数个差错的分组码；n较大，即编码码组较长时，编码效率接近于1;（n-1）/n——信息码元比码组码元适用于检测随机的零星错码——加性白噪声造成的2021/9/14

8、118.1.3几种简单的检错码(2)二维奇偶监督码(6,11)行列监督码2021/9/1412二维奇偶监督码编码方法：把码元排成方阵，按行列进行奇偶校验——分别附加一位监督码元特点：不仅可检测每行（每列）中