现代通信原理(11).ppt

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1、现代通信原理第十一章差错控制编码和线性分组码1单元概述实际信道传输数字信号时，不可避免地会产生误码。差错控制编码的目的是用信道编码的方法检测和纠正误码，降低误比特率。在检错重发控制编码方式中，信道编码只是为了检测误码，而在前向纠错方式中，信道编码用于纠正误码。检错和纠错能力是用信息冗余度即由附加附加在信息中的监督码元来实现的。信息码元与监督码元之间建立某种检验关系，根据建立检验关系的方法不同，可以分为分组码和卷积码。线性分组码中信息码元和监督码元是用现行方程联系起来的，卷积码中它们是以卷积的方式联系起来。码距是确定纠错检错能力的重要度量。2单元学习提纲（1）前向纠错、检错重发差错控

2、制方法；（2）检错和纠错的基本原理；（3）分组码、卷积码、线性码、系统码的定义；（4）码距的定义，它与检错、纠错能力的关系；（5）线性分组码中监督方程、监督矩阵、生成方程、生成矩阵的含义；3（6）汉明码的特点及构造；（7）循环码的特点及编码方法；（8）纠正一位误码的循环码的一种译码方法；（9）交织码纠正突发错误的原理；（10） 卷积码的编码方法，生成多项式与编码器的构造；4（11）卷积码的树状图、网格图的表示；（12）卷积码维持比译码的基本原理和译码过程；（13）纠错编码误比特率性能，编码增益的含义；（14）纠错编码在卫星信道、移动通信等实际通信系统中的应用。5第十一章差错控制编码

3、和线性分组码1、概述：数字通信系统是以电子方式传输信息的，接收方收到的数据应当就是发送方发送的数据，但这些电子信息都易受到干扰，太阳黑子活动、电源抖动或施工者用锄头对电缆的碰撞都会对传输产生不可预料的影响。为保证传输数据的完整性，通常采用一定的措施，如利用均衡器纠正信道参数，加大发送功率、扩展信道频带宽度等办法来减少加性干扰。采用上述方法仍难以满足要求时，必须采用差错控制措施，即用差错控制编码来检错和纠错。6对于数据传输，人们主要关心的是信息码元的差错概率，即误码率Pe，在中等传输速率（1200/2400波特）下，采用一般的调制方法，对于干线有线载波信道，Pe约为10-4~10-6

4、的数量级，对于无线短波通信，Pe只有10-2~10-3的数量级，对于传输速率更高的系统，误码性能还要差。在数据通信中，如计算机与计算机之间的数据传送，Pe要求低于10-9，这就需要加入纠错编码。7从差错控制角度看，信道可以分为三类1、随机信道。误码的出现是随机的，误码之间是统计独立的。如由正态分布白噪声引起的误码（称为随机误码）就具有这种性质。2、突发信道。误码是成串集中出现的，即在短促的时间区间存在大量误码，在较长的时间区间无误码出现。产生突发误码的主要原因是脉冲干扰，信道中的衰落现象也是产生突发误码的主要原因。3、混合信道。既存在随机误码又存在突发误码的信道称为混合信道。811

5、.1差错控制编码的基本概念1、检错重发方式（ARQ）。2、前向纠错方式（FEC）。3、混合纠错检错方式（HEC）。4、反馈校验方式（IRQ）。11.1.1差错控制方式9101、检错重发方式（ARQ）。采用检错重发方式，发端经编码后发出能够发现错误的码，接收端收到后经检验如果发现传输中有错误，则通过反向信道把这一判断结果反馈给发送端。然后，发送端把信息重发一次，直到接收端确认为止。采用这种差错控制方法需要具备双向通道，一般在计算机数据通信中应用。检错重发方式分为三种类型，如图所示。图中ACK是确认信号，NAK是否认信号。11（1）停发等待重发，发对或发错，发送端均要等待接收端的回应。

6、特点是系统简单，时延长。（2）返回重发，无ACK信号，当发送端收到NAK信号后，重发错误码组以后的所有码组，特点是系统较为复杂，时延减小。（3）选择重发。无ACK信号，当发送端收到NAK信号后，重发错误码组，特点是系统复杂，时延最小。12132、前向纠错方式（FEC）。发送端经编码发出能纠正错误的码，接收端收到这些码组后，通过译码能发现并纠正误码。前向纠错方式不需要反馈通道，特别适合只能提供单向信道的场合，特点是时延小，实时性好，但系统复杂。但随着编码理论和微电子技术的发展，编译码设备成本下降，加之有单向通信和控制电路简单的优点，在实际应用中日益增多。143、混合纠错检错方式（HE

7、C）。混合纠错检错方式是前向纠错方式和检错重发方式的结合，发送端发出的码不但有一定的纠错能力，对于超出纠错能力的错误要具有检错能力。这种方式在实时性和复杂性方面是前向纠错和检错重发方式的折衷，因而在近年来，在数据通信系统中采用较多。154、反馈校验方式（IRQ）。反馈校验方式（IRQ）又称回程校验。收端把收到的数据序列全部由反向信道送回发送端，发送端比较发送数据与回送数据，从而发现是否有错误，并把认为错误的数据重新发送，直到发送端没有发现错误为止。优点：不需要纠错、检