CH11差错控制编码.pptVIP

基本要求 数字通信纠错和检错编码的基本原理与分类； 几种常用简单编码的编码规则及特点； 线性分组码的编码规则及特点。 引 言 减小接收端发生码元错误的措施 采用无ISI传输系统 选择合适的调制、解调方法 增加信号的发送功率 采用差错控制编码 错误种类 差错控制方式 自动重发请求（ARQ）：发端发送能检错的码；收端对收到的码作判决，若有错则通知发端请求重发，直到正确接收为止。 特点：可具有不同的重发机制,需要反馈信道.可达到良好的性能，但实时性很差 前向纠错（FEC）：发端发送能纠正错误的编码,收端对收到的码作判决，若有错则纠之。 特点：不需反馈信道,实时性好；译码设备复杂 应用：大量使用在数字通信和存储系统中，原因是： 采用专用大规模集成电路的编译码器，体积、成本小； 显著改善误码率 混合方式(HEC)：结合FEC和ARQ方式,在纠错能力范围内,自行纠错,否则请求重传. 差错控制方式图示 GSM系统的话音和信道编码组成 几个相关的名词 码长：一个码组（码字、码矢）中码元的数目 码重：一个码组（码字、码矢）中非零位的个数 码距：两个等长码组之间对应位不同的个数。最小码距d0是码组集合中，所有码距的最小值 抗干扰能力与最小码距 d0 的关系 纠错码的抗干扰能力完全取决于许用码字之间的距离，码的最小距离越大，说明码字间的最小差别越大，抗干扰能力就越强。 几种简单的纠错码 奇偶监督码：只有一位监督码，它使码组中“1”的数目为偶数或奇数，编码效率高。a0为监督位，其他为信息位 偶数监督码： 奇数监督码： 特点：只能发现单个或奇数个错误，“检奇不检偶”。最小码距为2；适合检测随机错误，对突发错误无能为力； 编码效率 : R=(n-1)/n 恒比码：恒比码又称等重码，码组中1和0的位数保持恒定的比例。数目不对则错误 我国电传通信中普遍采用3:2码 ，国际上通用的ARQ电报通信系统中，采用3:4码，即7中取3码。 线性分组码 概念：信息码元和监督码元用线性方程联系起来。是一组固定长度的码组，可表示为（n, k），用于前向纠错。编码时，k个信息位被编为n位码组长度，而n-k个监督位的作用就是实现检错与纠错。编码效率：R=k/n 性质： 任意两许用码组之和（逐位模2加）仍为一许用码组，即线性码有封闭性； 最小码距等于非零码的最小码重 生成矩阵G 例2 校验子S 设发送组码A，在传输过程中有可能出现误码，这时接收到的码组为B。则收发码组之差为： 则接收端利用接收到的码组B计算校正子： S=BHT=(A+E)HT= AHT + EHT = EHT 故校正子仅与E有关，即错误图样与校正子之间有确定的关系。 重要概念 差错控制编码的目的：提高信息传输的可靠性 实质：有效性换可靠性 码长：一个码组中码元的数目 码重：一个码组中非零位的个数 码距：两个等长码组之间对应位不同的个数。最小码距dmin是码组集合中，所有码距的最小值 分组码表示符号(n,k)：n是码组总位数，k是信息码位数，监督位的位数：r=n-k 编码效率：R=k/n 汉明码：可纠正1位错码，编码效率最高的线性分组码。(7,4)、(15,11) 码。 码长： n =2r -1 信息位： k = n – r = 2r – r -1 监督位：r?3 最小码距（汉明距）：dmin=3 (t =1或 e= 2) 奇偶监督码的编码的实现 * * * * * 通信工程学院 陈爱萍 8171-1@163.com 差错控制编码的概念：又称为信道编码 目的：克服信息传输过程中由于信道噪声、干扰（加性干扰）引起的误码，提高可靠性（信源编码：提高有效性; ） 方法：在信息码元中加入冗余的监督码元来提高抗干扰能力 实质：有效性换可靠性 信道中常见的错误有以下三种： 随机错误：错误的出现是随机的，即各个码元是否发生错误是互相独立的，通常不是成片地出现错误。由信道的加性随机噪声引起，故把具有此特性的信道称为随机信道 突发错误：错误是一连串出现的。通常在一个突发错误持续时间内，开头和末尾的码元总是错的，中间的某些码元可能错也可能对，但错误的码元相对较多。如移动通信中信号在某一段时间内发生衰落，造成一串差错；汽车发动时电火花干扰造成的错误；光盘上的一条划痕等。这样的信道称为突发信道。 混合错误：既有突发错误又有随机错误的情况。这种信道称为混合信道 差错控制编码的分类 按信息码与监督码间关系分：线性码与非线性码（函数关系为现性与非线性） 按组内各码元与信息码之间关系的涉及范围： 分组码（组内各码元只与本组信息码元有关） 卷积码（组内各码元不仅与本组信息码元有关，而且与前面若干组信息码元有关） 按码编前后信息码元是否保持原样： 系统码（保持原样）与非系统码（不保持原样） 按码的