编码技术引言.ppt

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1、编码技术引言2009年秋1、引言传输/存储系统框图术语学习内容用于可靠数据传输(存储)的编码典型的数据传输(存储)系统框图简化框图术语信源，informationsource信息序列，informationsequence，u信道编码器，channelencoder编码序列(码字)，encodedsequence(codeword)，v信道，channel接受序列，receivedsequence，r信道译码器，channeldecoder估计信息序列，estimatedinformationsequence，信宿，destination课程学习内容

2、设计和实现信道编码器，以抵抗传输或存储码字面临的噪声；设计和实现使译码错误率最小的信道译码器；设计和实现信道编码器/译码器的目标：噪声环境下，信息尽可能快地传输；信息在信道译码器的输出端可靠地重现；降低编码器/译码器的实现代价。2、码的类型分组码，blockcodes卷积码，convolutioncodes分组码blockcodes把信息序列分组，每组包括kbits的信息符号，一个分组就是一个消息（message）消息分组用二进制k维向量表示u表示一个分组而非整个信息序列，u的可能取值有2k个，即2k种不同的消息编码器把u独立地变成n维离散的符号向量

3、v是n维符号组，称为码字，codeword，而非整个序列编码器的输入端u有2k个取值，对应到编码器输出端n维向量也有2k个取值，这n维的2k个取值（码字）构成的集合就叫做(n,k)分组码比值称之为码率（coderate），信道上传输的每个符号所包含的信息符号数(n,k)分组码对二进制而言，，或当时，可认为对每个消息增加了个冗余比特来构成码字，这些冗余具有抗噪声能力若固定码率，即保持不变，可通过增大n和k来增加冗余比特数冗余比特如何选择？主要问题(7,4)分组码的例子卷积码convolutioncodes编码器输入：kbits的信息序列u输出：n维编码

4、序列vu和v表示分组序列，而非单个分组每个编码分组不仅取决于当前单位时间的kbits的信息序列u（消息组），而且与前m个消息组相关m称为编码器的存储级数（memoryorder）编码器的所有可能输出构成的集合称为“码”比值称之为码率（coderate）二进制卷积码，通过固定n和k，也就固定了R，增加m可以增加冗余，从而增加抗噪声能力调制与编码调制AWGN解调离散无记忆信道有记忆信道硬判决和软判决符号传输速率，数据传输速率调制编码器的每个输出符号，调制器必须选择一个适于传播，持续时间为T的波形二进制码，调制器产生两个信号中的一个，对应于编码“1”的s1

5、(t)和对应于“0”的信号s2(t)对于宽带信号，信号的最优选择是调制：BPSK二进制相移键控载波信号频率f0是1/T的整数倍，Es是信号能量二进制相移键控：载波的相位随着编码器的输出而变化取0或π例子：下图是码字v=(1101000)对应的BPSK调制波形加性高斯白噪声AWGNAdditiveWhiteGaussianNoise，AWGN假设传输的信号为s(t)()，则接受信号为，其中是一个高斯随机过程，其单边功率谱密度（powerspectraldensity,PSD）为N0解调每个时间间隔T，解调器产生一个对应于接受信号的输出该输出可以是一个实

6、数或预先选定的离散符号集(Q个)中的一个元素，取决于解调器的设计最优解调器通常包含一个匹配滤波器或相干检测器，后面再有一个采样开关，每个T秒对输出信号采样带相干检测的BPSK调制，其采样输出是实数：M进制相移键控用M=2l个信道信号来传输信息，首先将二进制编码器的输出序列以l比特为一个字节分段，每个字节称为一个符号，共有M个符号每个符号映射到信道传输信号集S中的一种信号，每种信号都是周期为T的脉冲波形M进制相移键控，信号集M个正玄信号组成，这些信号具有相同的能量和周期，它们的相位是等间隔的离散无记忆信道若给定时间间隔内检测器的输出仅和该间隔内传输的信

7、号相关，而与任何以前的传输信号无关，则称信道是无记忆的此时，一般将M进制调制器，物理信道，Q进制解调器合称为离散无记忆信道（discretememorylesschannel，DMC）DMC可用一组转移概率来完全描述：其中i表示调制器的输入符号，j表示解调器的输出符号，是发送i，输出j的概率硬判决和软判决当解调器的输出采用二进制量化，即Q=2时，译码器只有二进制的输入；此时称解调器采用硬判决，特点：实现简单但当Q>2或未经量化时，称解调器采用软判决，此时译码器必须能够接受多电平或连续的输入，特点：译码困难，但性能较好二进制对称信道BSC二进制输入，Q

8、进制输出的DMC更多的软判决信息假设调制器的输入信号是有限离散字符集X中的符号，其中，解调器的输出未经量化，