《通信原理》10信道编码和差错控制ppt课件.ppt

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1、信道编码和差错控制纠错编码线性分组码循环码2021/7/30基本要求了解信道编码的目的和要求掌握纠错编码的基本原理和纠错编码系统的性能分析熟悉常用的简单编码掌握线性分组码、循环码的编码和解码方法22021/7/30基本内容信道编码概念，指数字信号为了适应信道的传输特性，达到高效可靠的传输而进行的相应的信号处理过程。信道编码的目的：降低误码率，提高信号传输的可靠性。信道编码的基本原理是在信号码元序列中增加监督码元，并利用监督码元去发现或纠正传输中发生的错误。32021/7/30基本内容在信道编码只有发现错码能力而无纠正错码能力时，必须结合其他措施来纠正错

2、码，否则只能将发现为错码的码元删除。这些手段统称为差错控制。差错控制编码是一种信道编码。42021/7/30基本内容信道的分类随机信道突发信道混合信道52021/7/30基本内容常用的差错控制方式主要有检错重发（简称ARQ）前向纠错（简称FEC）混合纠错（简称HEC）目的：克服线路传输中出现的数据差错，实现调制解调器至终端调制解调器的无差错数据传送。62021/7/30基本内容差错控制编码方法/纠错编码方法：为了在接收端能够发现或纠正错码，在发送码元序列中加入一些差错控制码元（监督码元/监督位）。加入的监督码元越多，纠/检错的能力越强，传输效率越低，从

3、而可以用降低传输效率换取传输可靠性的提高。72021/7/30基本内容差错控制编码分类：按照差错控制编码的不同功能分为——检错码、纠错码和纠删码；按照信息码元和附加的监督码元之间的检验关系分为——线性码和非线性码；按照信息码元和监督码元之间的约束方式不同分为——分组码和卷积码；82021/7/30基本内容差错控制编码分类：按照信息码元在编码后是否保持原来的形式不变分为——系统码和非系统码；按照纠正错误的类型不同分为——纠正随机错误的码和纠正突发错误的码；按照构造差错控制编码的数学方法分为——代数码、几何码和算术码；按照每个码元取值不同分为——二进制和多

4、进制码。92021/7/30基本内容码率：编码序列中信息码元数量k和总码元数量n之比：k/n冗余度：监督码元数（n-k）和总码元数量n之比:(n-k)/n102021/7/30纠错编码纠错编码中的基本概念纠错编码：具有检错能力或纠错能力的编码。纠错编码分为分组码和卷积码两大类。分组码：将若干监督码元附加在一组信息位上构成一个具有纠错能力的独立码组，并且监督位仅监督本组中的信息码元。分组码用符号（n,k）表示，其中n是码组长度，k为信息码元数目，r=n-k为监督码元数目。112021/7/30纠错编码纠错编码中的基本概念由代数关系确定监督位的分组码称为代

5、数码。在代数码中，若监督位和信息位的关系是由线性方程式决定的，则称这种编码为线性分组码。例如：奇偶监督码、汉明码、循环码。122021/7/30纠错编码纠错编码中的基本概念汉明码：能够纠正1位错码的效率较高的线性分组码。循环码：就有循环性的线性分组码。BCH码：能够纠正多个随机错码的循环码。RS码：具有很强纠错能力的多进制BCH码。132021/7/30纠错编码纠错编码中的基本概念码长：一个码组中码元的数目。码重：一个码组中“1”的个数。码距d：两个等长码组之间对应位不同的个数。最小码距：码组集合中所有码距的最小值。142021/7/30纠错编码纠错编

6、码纠检错能力与最小码距的关系：一个码组内检测e个误码：一个码组内纠正t个误码：一个码组内纠正t个误码同时检测e（e>t）个误码：152021/7/30纠错编码码距与检错和纠错能力的关系：162021/7/30纠错编码纠错编码系统的性能：误码率性能和带宽的关系：采用编码降低误码率所付出的代价是带宽的增大。功率和带宽的关系：采用编码以节省功率，并保持误码率不变，付出的代价也是带宽的增大。172021/7/30纠错编码纠错编码系统的性能：传输速率和带宽的关系：对于给定的传输系统，其传输速率和信噪比的关系为提高传输速率，采用编码以保持误码率不变，代价是带宽增大

7、。182021/7/30纠错编码纠错编码系统的性能：编码增益：在保持误码率恒定的条件下，采用纠错编码所节省的信噪比未编码时的信噪比编码后所需的信噪比192021/7/30奇偶监督码监督位只有1位，码率为k/(k+1)奇偶监督码能够检测奇数个错码分为奇数监督码和偶数监督码在奇数监督码中，监督位使码组中“1”的个数为奇数202021/7/30奇偶监督码在偶数监督码中，监督位使码组中“1”的个数为偶数。在接收端检测时，将接收码组按照式求“模2和”，若计算结果为“1”就说明有错码，为“0”就认为无错码。（a0为监督位，其余位为信息位）212021/7/30二维

8、奇偶监督码方阵码或矩形码构造方法：先将若干奇偶监督码按行排列成矩阵，再按列增加第二维监督位码率