数据通信 第二章 差错控制 pptx.pptx

第二章 差错控制 高苗苗 目录： 差错控制的基本概念 2.1 差错控制的基本概念 概念 数据通信要求信息传输具有高度的可靠性，便要求误码率足够底。然而信号在传输中由于传输损耗（噪声，衰损，失真）不可避免的产生一些误码。 差错即误码，差错控制是在数字通信中利用编码方法（那组编码成为监督码）对传输中产生的差错进行控制，以提高数字消息传输的准确性。 监督码，使得原来独立的且互不相关的信息码元变成具有一定相关性和规律性的数据序列，从而在接收端能够根据这种规律性检查或纠错。 差错类型 又称独立差错，是指错码的出现是随机的，且错码之间是统计独立的。存在这种差错的信道称为随机信道。 例如，微波接力和卫星转发信道。 是指成串集中出现的错码，即在一些短促的时间区内会出现大量错码，而在这些短促的时间区间之间又存在较长的无错码区间。产生突发差错的信道称为突发信道。 如短波、散射等信道。 既存在随机差错又存在突发错误，且哪一种都不能忽略不计的信道称为混合信道。 差错控制的基本方式和基本原理 2.2 差错控制的基本方式 差错控制基本方式与基本原理 差错控制的基本方式 差错控制的基本原理 在计算机网络中，我们以二进制信号进行信息传递，用”0”和“1”来表示。 例：“0”=A；“1”=B 错误则是“0”错为“1”，“1”错为“0”两种情况。 如果分别在信号“0”和“1”后边附加一个“0”和“1”变为“00”和“11”那么如果传输中出现了除“00”和“11”之外的码都是错码。 0 1-------1 0 00 11------01 10 000 111------001 010 100 011 101 110 111 差错控制的基本原理 纠错编码之所以具有检错和纠错能力，是因为信息码之外加来监督码，监督码不载荷信息，其作用就是用来监督信息码在传输中有无差错。通过纠错编码所提高的可靠性是以牺牲信道利用率为代价换取的。一般说来，引入监督码越多，码的检错、纠错能力越强，但信道的传输效率下降也越多。 检错与纠错的基本概念 2.3 检错与纠错的基本概念 码重：码组中非零码元的数目为码组的重量，简称码重。例如，“010”码组的码重为1，“011”码组的码重为2。 汉明距离：在一种编码中，任意两个码组间距离的最小值，称为这一编码的汉明距离，以dmin表示。如，在3位码组中，若8种码组都作为许用码组时，任意两码组间的最小距离为1，记作dmin=1。 码距：把两个码组中对应码位上具有不同二进制码元的位数定义为两码组的距离，简称码距。例如，（00）与（01）码距为1，（110）与（101）码距为2。 码距的几何解释 检错与纠错的基本概念 （1）为检测e个错码，要求最小码距 dmin≥e+1 （2）为纠正个错码，要求最小码距 dmin≥2t+1 （3）为纠正t个错码，同时检测e（e＞t）个错码，要求最小码距 dmin ≥e+t+1 纠检结合：在某些情况下，要求对于出现较频繁但错码数很少的码组，按前向纠错方式工作；同时对一些错码数较多的码组，在超过该码的纠错能力后，自动按检错重发方式工作，以降低系统的总误码率。这种方式就是“纠检结合”。 检错与纠错的基本概念 编码效率是指一个码组中信息位所占的比重，用R来表示。 k:信息码元的数目（信息位长度）； n:编码组码元的总数（编码后码组长度：n=k+r） r 为监督码元的数目（监督位长度）。 R越大编码效率越高。 检错与纠错的基本概念 纠错编码分类: 按码组的功能：检错码和纠错码 按码组中监督码元与信息码元之间的关系：线性码和非线性码 按照信息码元与监督码元的约束关系：分组码（循环码和非循环码）和卷积两类 按照信息码元在编码前后是否保持原来的形式不变：系统码和非系统码 按纠正差错的类型：纠正随机错误的码和纠正突发错误的码 按照每个码元取值：可分为二进制码与多进制码 看 观 谢 谢