北邮通信原理教案10@彭涛老师new

《北邮通信原理教案10@彭涛老师new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章信道编码彭涛pengtao@bupt.edu.cn主要内容¢信道编码的基本概念和分类¢两种主要的信道编码¢分组码¢卷积码¢其他类型编码和编码界限¢（工程应用）章节¢信道编码的基本概念¢线形分组码¢循环码¢BCH码¢卷积码¢其他编码类型¢纠正突发错误码、交织码、级联码、Turbo码、高效率信道编码TCM9.1信道编码的基本概念¢为什么需要信道编码？¢在数字信号的传输中，实际信道不是理想的，存在噪声和干扰，会导致接收端的误判，这样就产生了差错。¢可采取的办法：¢合理设计基带信号¢选择调制、解调方式¢采用均衡技术¢增大发送功率¢仍然达不到要求，就需要信道编码9.1信道编码的基本概

2、念¢信道分类（按差错出现类型）¢独立随机差错信道¢差错随机出现，且相互独立（无记忆性）¢原因：由高斯白噪引起（信道本身的传输特性比较理想）¢太空信道、卫星信道、同轴电缆、光缆信道、视距微波信道9.1信道编码的基本概念¢信道分类（按差错出现类型）¢突发差错信道¢差错成串出现（记忆性）¢原因：信道传输特性不理想（衰落和码间干扰），有大的脉冲干扰¢短波信道、移动通信信道、散射信道、明线和电缆信道¢混合信道9.1信道编码的基本概念¢信道编码的构造¢在发送端，在待发送的信息序列中加入一些多余的码元（监督码元），这些监督码元和信息码元之间以某种确定的规则相互关联，即满足一定的约束关系。¢在接

3、收端，按既定的规则检验信息码元与监督码元之间的约束关系。约束关系被破坏就意味着传输中有差错（检错）；借助于约束关系甚至还可以纠正错误（纠错）。9.1信道编码的基本概念¢信道编码分类（按纠正错误类型分类）¢纠独立随机差错码：分组码和卷积码中的大部分种类¢纠突发差错码：分组码和卷积码中的几类、交织码¢纠混合差错码：级联码9.1信道编码的基本概念¢信道编码分类（按约束关系分类）¢线性码：信息码元与监督码元之间的约束关系是线性关系，即满足一组线性方程式¢非线性码：约束关系不是线性关系。（缺少理论和应用上的研究）9.1信道编码的基本概念¢信道编码分类（按编码方式分类）¢分组码：将信息序列分

4、成独立的若干组进行编码。编码后，一组中的码元只与本组的原始信息码元有关，而与其他组的信息码元无关。¢分组码用符号（n，k）表示。k是一组中信息码元的数目，n是码元总数目，则监督码元有n-k位¢编码效率＝k/n，编码冗余度＝1-k/n¢非分组码：卷积码是其中最主要的一类。9.1信道编码的基本概念¢信道编码分类（按编码后是否包含原始信息码元分类）¢系统码：编码后的信息序列中包含原始信息码元（位置可能变化）¢非系统码：编码后的信息序列中不包含原始信息码元9.1信道编码的基本概念¢在数字通信系统中，利用信道编码可提高系统可靠性，控制差错。其控制差错的方式主要分为三种。¢前向纠错（FEC）

5、：发端发送有一定纠错能力的码，若传输中产生的差错的数目在码的纠错能力内，收端可以纠正。¢优点：单向通信（不需要反馈信道），实时性好。¢缺点：码的构造复杂，译码电路复杂。9.1信道编码的基本概念¢反馈重传（ARQ）：发端发送有一定检错能力的码，收端译码时如发现有错，则通知发端重发，直到正确接收。也称为检错重传或自动请求重复。¢优点：检错比较简单，码的效率和结构简单，译码电路简单。¢缺点：需要反馈信道，不能单向通信；实时性差。¢三种类型：等待式ARQ、退N步ARQ，选择重传ARQ。9.1信道编码的基本概念¢混合差错控制（HEC）：是FEC和ARQ的结合。¢需要反馈信道。实时性和译码复

6、杂性是FEC和ARQ两种方式的折衷。9.1信道编码的基本概念¢检错和纠错的基本原理¢例1：一个由3位二进制数字构成的码组，共有8种组合。若用其表示不同的天气，如：000（晴）、001（云）、010（阴）、011（雨）、100（雪）、101（霜）、110（雾）、111（雹）。¢任一码组在传输中产生传输中产生一个或多个错误，都会变成另一个信息码组。无法检错和纠错。¢原因：码组中只有信息码元，没有监督码元9.1信道编码的基本概念¢检错和纠错的基本原理¢例2：利用2位二进制数字的4种组合表示4种天气，再加1位奇偶校验位。信息位监督位晴000云011阴101雨110¢可以检测出传输中的1个

7、或3个错误（无法检测2个错误，无法纠错）¢原因：监督码元的引入使得8个组合中只有4个是许用组合，其余4个是禁用组合9.1信道编码的基本概念¢码重，码距，最小码距¢码重：在分组码中，把一个码组/字（A）中所含1的数目定义为码组/字重量，简称码重，记为W(A)¢码距：把两码组A、B中对应位置上码元不同的数目定义为两码组的距离，简称码距或汉明距，记为d(A,B)¢最小码距：把某种编码中各个码组间距离的最小值定义为最小码距dmin9.1信道编码的基本概念¢码重，码距，最小码距¢码距的几何