第六章信道编码ppt课件.ppt

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1、信道编码本章节达到的目的理解信道编码在通信系统中的作用了解信道编码的的基本分类了解信道编码性能评价的基本方法了解汉明码的编译码原理了解信道容量/容量代价函数在信道编码定理中的作用理解香农第二定理又称有噪信道编码定理的物理意义了解信道编码理论与实际应用的差距本章研究内容信道编码概述错误概率与译码准则、编码方法信道编码定理与联合典型序列信道编码的性能界限信道编码举例－汉明码关于信道编码理论的若干评注§6.1:信道编码概述问题引出什么是信道编码信道编码的作用信道编码的三种情形信道编码的实质§6.1:信道编码概述－问题引出互信息能告诉我们什么？随机变量X,Y统计意义上

2、的依存程度可以获得的信息量不能：所得信息能否可靠地确定信道输入？无噪信道编码能告诉我们什么？无噪无损信道，只要对信源输出进行适当编码，总能以最大信息传输率，无差错的传输信息。但是：一般信道总存在噪声或干扰，信息传输会造成损失实际通信中人们对传输要求什么？传输信息量大传输可靠提出的与信道传输有关的问题：如何能使信息传输后发生的错误最少？错误概率与那些因素有关？有无办法控制？能控制到什么程度？无误传输可达的最大信息率是多少？§6.1:信道编码概述－什么是信道编码通信系统模型信道编码：从消息到信道波形或矢量的映射希望通信系统与信道统计特性相匹配的编码§6.1:信道编

3、码概述－什么是信道编码复接、代数编码、调制、成形滤波、扩频、上下变频等等都属于广义的信道编码范畴注意：信道译码可以不是离散信道译码。只有当解调为硬判决输出时才是离散信道和离散信道译码§6.1:信道编码概述－信道编码的作用信道编码的作用：在资源、可靠性和传信量之间选择一个好的工作点（有时还要考虑延时）。资源指的提供信息传输所付出的代价包括频率、时间、空间、功率等等。但不包括实现复杂度一个好的编码就是要充分利用资源，传递尽可能多的信息§6.1:信道编码概述－三种情形：给定资源和可靠性要求，通过信道编码尽量提高传输速率（例：多电平编码）给定对信息传输的速率和可靠性要

4、求，通过信道编码尽量减少资源开销（例：扰乱编码）给定资源和传输速率，通过编码提高可靠性（例：检、纠错编码）§6.1:信道编码概述－编码的实质利用冗余降低差错概率将所有可能的输入信息（消息）映射到信道符号（波形）空间的点，而这个点的集合要小于（包含于）全信道空间中。§6.1:信道编码概述－信道编码的基本分类按码的结构分:线性码线性分组码（群码）卷积码（线性树码）非线性码按抗干扰模式分抗随机差错码抗突发差错码按编译码理论所用数学工具分代数码几何码组合码按对错误的处理方式分检错码纠错码§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－1错误概率与译码规则错误概率Pe与什么有关

5、信道的统计特性译码规则译码规则的选择依据最大后验概率准则－－理想最大似然准则－－实用编码译码§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－2信道译码An1243w4w3w1w2xxxAn是接收空间w1,w2,…是发送的码子围绕每个码子有一个译码域i如果接收的码子在i中，就认为发送的是码子wi发生错误一般,An中存在一些不属于任何i的区域有时接收码子会被映射到错误的i，进而被译成错误的wi正确译码不知如何译码译码错误§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－3问题：在输入和信道特性给定的条件下，差错概率将取决于接收矢量空间按什么样的划分准则进行划分划分接

6、收矢量空间的准则－－译码器的译码准则§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－4§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－5准则一：平均错误概率最小译码准则计算平均错误概率：YX若码字Xm经传输后在接收端所得的接收矢量不落在Ym子集中，则译码发生错误其中：§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－6§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－7理想的译码器应使平均译码差错概率最小是译码正确的概率，则译码发生错误的概率为：译码器平均的译码差错概率为：§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－8最小错误概率准则（最大后验概率准则）：特点：优点：理想缺点：1、后验概率不易得到2

7、、后验概率依赖于输入分布§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－9准则二：最大似然译码准则此时译码差错概率为：平均的译码差错概率为：§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－10最大后验概率译码准则&最大似然译码准则输入等概时－－二者是一致的此时：§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－11错误概率与编码如何在信息传输率一定的前提下使Pe0实际经验：重复发送可以使Pe减小重复次数N很大时，可以使Pe0但：信息传输率降低信道编码定理：R一定时，可以找到一种编码方法使Pe相当低引入概念：码字距离§6.2:错误概率与译码准则、编码方法－12码字距离－汉明距离长度为

8、n的两个符号序列(码字)αi和βj之间