数字通信第5章 差错控制编码ppt课件.ppt

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1、第5章　差错控制编码1)差错控制编码的概念和方式；2)检错和纠错的基本原理；3)奇偶校验码、行列监督码、恒比码和正反码等常用检错码的检错原理；4)简单汉明码的生成及特点；5)常用循环码的生成及特点；6)卷积码的基本概念。5.1　差错控制编码概述5.1.1　差错控制编码的基本概念5.1.2　差错控制方式5.1.3　差错控制编码的分类第5章　差错控制编码5.1.4　检错和纠错的基本原理5.2　几种常用的检错码5.2.1　奇偶校验码5.2.2　行列监督码5.2.3　恒比码5.2.4　正反码5.3　线性分组码5.3.1　线性分组码的基本概念5.3.2　汉明码5.4　循环码5.4.1

2、　循环码概述第5章　差错控制编码5.4.2　常用循环码5.5　卷积码5.1　差错控制编码概述5.1.1　差错控制编码的基本概念1.差错控制编码的原理2.信道类型3.错误图样4.信息码元与监督码元5.许用码组与禁用码组6.码重与码距1.差错控制编码的原理由于实际信道存在噪声和干扰，使发送的码字与信道传输后所接收的码字之间存在差异，称这种差异为差错。为了降低差错，提高系统传输可靠性，需要对信号进行信道编码，也称为差错控制编码。因而差错控制编码实际是一种信号处理技术，其基本思路是根据一定的规律在待发送的信息码中加入一些多余的码元，以保证传输过程的可靠性。主要任务就是构造出以最小多

3、余度代价换取最大抗干扰性能的码。2.信道类型一般情况下，信道噪声、干扰越大，码字产生差错的概率也就越大。在无记忆信道中，噪声独立随机地影响着每个传输码元，因此，接收的码元序列中的错误是独立随机出现的。以高斯白噪声为主体的信道属于这类信道，太空信道、卫星信道、同轴电缆、光缆信道以及大多数视距微波接力信道，均属于这一类型信道。在有记忆信道中，噪声、干扰的影响往往是前后相关的，错误是成串出现的，通常称这类信道为突发差错信道，实际的衰落信道、码间干扰信道均属于这类信道，典型的有短波信道、移动通信信道、散射信道、受大的脉冲干扰和串话影响的明线和电缆信道，以及磁盘中的划痕、涂层缺损所

4、造成的成串的差错。另外，有些实际信道既有独立随机差错，也有突发性成串差错，称它为混合信道。3.错误图样设发送的是〖ＷＴＢＸ〗n个码元长的序列S，通过信道传输到达接收端的序列为R。由于信道中存在干扰，R序列中的某些码元可能与序列S中对应位的码元不相等，也就是产生了错误。对于二进制序列，错误只能是0变成1或1变成0，因此，用二进制序列E表示信道中的干扰，E中的每一位表示在传输过程中该位对应的S序列中的码元是否发生错误，如果发生错误则该位为“1”，如果没有发生错误则该位为“0”，称E为信号的错误图样，即接收序列R为发送序列S和错误图样E的模2和。例如，发送序列S〖BF〗(1111

5、0010)〖BFQ〗，接收到的序列R(10011010)，第3、5、6位发生了错误，因此信道的错误图样E的第3、5、6位取值为1，其他各位取值为0，即E为01101000。4.信息码元与监督码元信息码元又称为信息位，是在发送端由信源编码后得到的被传送的信息数据比特，其长度通常以k表示。在二元码情况下，每个信息码元的取值只有0或1，故总的信息码组数共有2k个，即不同信息码元取值的组合共有2k组。监督码元又称监督位或附加数据比特，这是为了检纠错而在信道编码时加入的判断数据位，其长度通常以r表示。k位信息码元和r位监督码元一起构成的码组长度为n=k+r。5.许用码组与禁

6、用码组信道编码后的总码长为n，总的码组数为2n。其中被传送的信息码组有2k个，通常称为许用码组；其余的码组共有(2n2k)个，不传送，称为禁用码组。发送端误码控制编码的任务是寻求某种规则从2n个总码组中选出2k个许用码组；而接收端解码的任务则是利用相应的规则来判断及校正收到的码字。通常又把信息码元数k与编码后的总码元数目(码组长度)〖BFQ〗n之比称为信道编码的编码效率或编码速率，表示为R=kn=k+r编码效率是衡量纠错码性能的一个重要指标，一般情况下，监督位越多(即r越大)，检纠错能力越强，但相应的编码效率也随之降低了。6.码重与码距1)在一个码组内为了

7、检测e个误码，要求最小码距应满足：２)在一个码组内为了纠正t个误码，要求最小码距应满足：３)在一个码组内为了纠正t个误码，同时能检测e个误码(e＞t)，要求最小码距应满足：5.1.2　差错控制方式1.检错重发方式(ARQ)2.前向纠错方式(FEC)3.混合纠错方式(HEC)4.信息反馈系统(IRQ)1.检错重发方式(ARQ)图5-1　应用ARQ方式纠错的通信系统1)编译码设备较简单；2)整个系统的纠错能力极强，能获得较低的误码率；1.检错重发方式(ARQ)3)由于检错码的检错能力与信道干扰的变化基本无关，因此该系统