2012通信原理新讲稿11章--纠错编码.pptVIP

通信原理 第11章差错控制编码 第11章 差错控制编码 概述 纠错编码原理与性能 常用的简单编码 线性分组码 循环码 卷积码 第11章 差错控制编码 差错控制编码目的 降低误码率 信道分类： 随机信道 突发信道 混合信道 差错控制技术的种类 检错重发 前向纠错 反馈校验 检错删除 差错控制编码的基本方法 发送端 信息序列 附加 监督码元 接收端 检验 信息码元与 监督码元 之间的关系. 概述 差错控制编码：常称为纠错编码 监督码元：在发送端在信息码元序列中增加一些差错控制码元 多余度：就是指增加的监督码元多少。 编码效率(简称码率) ： 设编码序列中信息码元数量为k， 总码元数量为 n， 则比值 k/n 就是码率。 冗余度：监督码元数(n-k) 和信息码元数 k 之比。 概述 常用差错控制方法 概述 ARQ系统: 停发等候重发 返回重发 选择重发 概述 ARQ的主要优点：和前向纠错方法相比 监督码元较少即能使误码率降到很低； 检错的计算复杂度较低； 检错编码方法和加性干扰基本无关，适应不同信道。 ARQ的主要缺点： 不能用于单向信道，不能用于广播型通信系统。 因为重发而使ARQ系统的传输效率降低。 干扰严重时，因不断反复重发而造成事实上通信中断。 实时性能较差 概述 ARQ系统的原理方框图 在发送端，除立即发送外，还暂存于缓冲存储器中。 接收端仅当解码器认为接收信息码元正确时，才将信息码元送给收信者，否则在输出中删除接收码元。 未发现错码时，发送端收到不需重发指令，继续发送后一码组，发送端的缓冲存储器中的内容也随之更新。 11.2 纠错编码的基本原理 例：3位 二进制数构成的码组表示天气 11.2 纠错编码的基本原理 分组码 每组信息码附加若干监督码的编码称为分组码 。 如不用检错，传输4种信息，用两位码就够了，这两位码称为信息位，多增加的称为监督位。 在分组码中，监督码元 仅监督本码组中的信息码元。 11.2 纠错编码的基本原理 分组码的一般结构 分组码的符号：(n, k) N － 码组的总位数，又称为码组的长度（码长）， k － 码组中信息码元的数目， n – k ＝ r － 码组中的监督码元数目，或称监督位数 11.2 纠错编码的基本原理 分组码的 码重 和 码距 最小码距 “000”＝晴，“011”＝云，“101”＝阴，“110”＝雨 11.2 纠错编码的基本原理 码距和检纠错能力的关系 编码的最小码距 d0 的大小直接关系着这种编码的检错和纠错能力 为检测e个错码，要求最小码距 d0 ? e + 1 11.2 纠错编码的基本原理 为纠正 t 个错码，要求最小码距d0 ? 2t + 1 A和B的距离为5。码组A或B若发生不多于两位错码，则其位置均不会超出半径为2以原位置为圆心的圆。这两个圆是不重叠的。 11.2 纠错编码的基本原理 为纠正 t 个错码，同时检测e个错码，要求最小码距 检错 e = d0 – 1 = 5 – 1 = 4， 纠 2个错码 不能同时满足 11.3 纠错编码的性能 系统带宽和信噪比的矛盾： 举例 未编码，误码率A点， 编码后，误码率B点。 保持误码率10-5， C点，未编码时， D点， 编码后。 11.3 纠错编码的性能 传输速率和 Eb/n0 关系 若提高传输速率， 信噪比下降 误码率增大。 C点 E点 D点。 付出的代价仍是带宽增大。 11.4简单的实用编码 奇偶监督码 奇偶监督码分奇数监督码和偶数监督码两种 偶监督码中， 1位监督位，使码组中“1” 为偶数 这种编码能够检测 奇数个 错码。 在接收端，按照上式求“ 模2和 ” 结果为“1”就说明有错码，结果为“0”认为无错码。 11.4简单的实用编码 二维奇偶监督码（方阵码） a01 a02 ? a0m 为 m 行奇偶监督码中的 m 个监督位。 cn-1 cn-2 ? c1 c0为按列进行第二次编码所增加的监督位，它们构成了一监督位行。 11.4简单的实用编码 恒比码 “1”的数目与“0”的数目之比保持恒定 这种码在检测时，只要计算接收码组中“1”的数目是否对，就知道有无错码。 正反码 能够纠正错码的编码。其中的监督位数目与信息位数目相同 其编码规则为： 信息位有奇数个“1”，监督位是信息位的重复； 信息位有偶数个“1” ，监督位是信息位的反码。 11.4简单的实用编码 正反码的解码 在接收码组中 信息位 ? 监督位 = 合成码组 校验码组 接收码组信息位有奇数个“1”，合成码组就是