通信原理-CT8差错控制编码课件.ppt
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- 通信 原理 CT8 差错 控制 编码 课件
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1、8.1 差错控制编码的基本概念差错控制编码的基本概念8.2 线性分组码线性分组码8.3 循环码循环码第第 8 章章 差错控制编码差错控制编码 返回主目录概概 述述 差错控制编码:信道编码差错控制编码:信道编码 在数字通信中,根据不同的目的,编码可分为信源编码和信道编码。信源编码信源编码是为了提高数字信号的有效性以及为了使模拟信号数字化而采取的编码。信道编码信道编码是为了降低误码率,提高数字通信的可靠性而采取的编码。数字信号在传输过程中,加性噪声、码间串扰等都会产生误码。为了提高系统的抗干扰性能,可以加大发射功率,降低接收设备本身的噪声,以及合理选择调制、解调方法等。此外,还必须采用信道编码技术
2、。8.1.1 差错控制方式差错控制方式 图 8-1 差错控制方式 发端纠错码收端前向纠错FEC发端检错码收端检错重发ARQ判决信号发端检错和纠错码收端混合纠错HEC判决信号 1.前向纠错方式前向纠错方式 前向纠错方式记作FEC(Forword ErrorCorrection)。发端发送能够纠正错误的码,收端收到信码后自动地纠正传输中的错误。其特点是单向传输,实时性好,但译码单向传输,实时性好,但译码设备较复杂。设备较复杂。2.检错重发方式检错重发方式 检错重发又称自动请求重传方式,记作ARQ(Automatic Repeat Request)。由发端送出能够发现错误的码,由收端判决传输中无错误
3、产生,如果发现错误,则通过反向信道把这一判决结果反馈给发端,然后,发端把收端认为错误的信息再次重发,从而达到正确传输的目的。其特点是需要反馈需要反馈信道,译码设备简单,对突发错误和信道干扰较严信道,译码设备简单,对突发错误和信道干扰较严重时有效,重时有效,但实时性差但实时性差,主要在计算机数据通信中得到应用。3.混合纠错方式混合纠错方式 混合纠错方式记作HEC(Hybrid ErrorCorrection)是FEC和ARQ方式的结合。发端发送具有自动纠错同时又具有检错能力的码。收端收到码后,检查差错情况,如果错误在码的纠错能力范围以内,则自动纠错,如果超过了码的纠错能力,但能检测出来,则经过反
4、馈信道请求发端重发。这种方式具有自动纠错和检错重发的优点,可达到较低的误码率,因此,近年来得到广泛应用。另外,按照噪声或干扰的变化规律,可把信道分为三类:随机信道、突发信道和混合信道随机信道、突发信道和混合信道。恒参高斯白噪声信道恒参高斯白噪声信道是典型的随机信道,其中差错的出现是随机的,而且错误之间是统计独立的。具有脉冲干扰的信道具有脉冲干扰的信道是典型的突发信道,错误是成串成群出现的,即在短时间内出现大量错误。短波信道和对流层散射信道短波信道和对流层散射信道是混合信道的典型例子,随机错误和成串错误都占有相当比例。对于不同类型的信道,应采用不同的差错控制方式。8.1.2 纠错码的分类纠错码的
5、分类 (1)根据纠错码各码组信息元和监督元的函数关系,可分为线性码和非线性码线性码和非线性码。如果函数关系是线性的,即满足一组线性方程式,则称为线性码,否则为非线性码。(2)根据上述关系涉及的范围,可分为分组码和卷积码分组码和卷积码。分组码的各码元仅与本组的信息元有关;卷积码中的码元不仅与本组的信息元有关,而且还与前面若干组的信息元有关。(3)根据码的用途,可分为检错码和纠错码检错码和纠错码。检错码以检错为目的,不一定能纠错;而纠错码以纠错为目的,一定能检错。8.1.3 几种简单的检测码几种简单的检测码 (1)奇偶监督码。(2)二维奇偶监督码。(3)重复码。(4)恒比码。(5)ISBN国际统一
6、图书编号。1 奇偶监督码奇偶监督码 奇偶监督码是在原信息码后面附加一个监督元,使得码组中“1”的个数是奇数或偶数。奇偶监督码分为奇监督(校验)码和偶监督(校验)码。设码字A=an-1,an-2,a1,a0,对偶监督码有 12100nnaaaa-排排=奇监督码情况相似,只是码组中“1”的数目为奇数,即满足条件 1201nnaaa-排而检错能力与偶监督码相同。奇偶监督码的编码效率R为(1)/Rnn=-2 二维奇偶监督码二维奇偶监督码110010100000100001101001111000011100111000001010101010111000111100 码字中码字中 1 的数目与的数目与
7、 0 的数目保持恒定比例的码的数目保持恒定比例的码称为恒比码。由于恒比码中,每个码组均含有相同数目的 1 和 0,因此恒比码又称等重码等重码,定 1 码。这种码在检测时,只要计算接收码元中 1 的数目是否正确,就知道有无错误。目前我国电传通信中普遍采用 3 2 码,又称“5 中取中取 3”的恒比码,即每个码组的长度为 5,其中 3 个“1”。这时可能编成的不同码组数目等于从 5 中取 3 的组合数 10,这 10 个许用码组恰好可表示 10 个阿拉伯数字,如下表所示。而每个汉字又是以四位十进制数来代表的。实践证明,采用这种码后,我国汉字电报的差错率大为降低。3 重复码重复码4 恒比码(定比码、
8、等重码、范德伦码)恒比码(定比码、等重码、范德伦码)七三定比码(七单位码)用于国际电报系统,码长为7,其中1的个数为3。这种码的许用码字为:3 2 恒比码恒比码 C5353 5310!()!C7373 7335!()!五三定比码(五单位码)用于国内电报系统,码长为5,其中1的个数为3。这种码的许用码字为:代表26个英文字母和一些符号。代表国内电报系统中的数字09。而每个汉字又是以四位十进制数来代表的。8.1.4 检错和纠错的基本原理检错和纠错的基本原理 1.分组码分组码 分组码一般可用(n,k)表示。其中,k是每组二进制信息信息码元码元的数目,n是编码码组的码元总位数,又称为码组长度,简称码长
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