现代通信系统原理全套配套课件第3版张会生ppt 第8章 差错控制编码 .ppt

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1、现代通信系统原理第8章差错控制编码西北工业大学（2018.9）10/6/20211第8章差错控制编码8.1引言8.2常用简单分组码8.3线性分组码8.4循环码8.5卷积码10/6/202128.1引言8.1.1信源编码与信道编码的基本概念在数字通信系统中，为了提高数字信号传输的有效性而采取的编码称为信源编码；为了提高数字通信的可靠性而采取的编码称为信道编码。1、信源编码目的：在保持一定算法复杂度和通信时延的前提下，运用尽可能少的信道容量，传送尽可能高的语音质量。常用编码形式：PCM、DPCM、自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）、ΔM、连续可变斜率

2、增量调制（CVSDM）、自适应预测编码（APC）、自带编码（SBC）、码激励线性预测编码（LPC）等。10/6/202132、信道编码（差错控制编码）差错控制编码是在信息序列上附加上一些监督码元，利用这些冗余的码元，使原来不规律的或规律性不强的原始数字信号变为有规律的数字信号。差错控制译码则利用这些规律性来鉴别传输过程是否发生错误，或进而纠正错误。（n，k）分组码：每k个二进制码元为一组（称为信息组），经信道编码后转换为每n个码元一组的码字（码组），这里n＞k，分组码通常表示为（n，k）。记n–k=r，表示监督码组位数。可见：信道编码是用增加数码，

3、利用“冗余”来提高抗干扰能力的，也就是以降低信息传输速率为代价来减少错误的，或者说是用削弱有效性来增强可靠性的。10/6/202148.1.2纠错编码的分类（1）按照信道编码的不同功能，可以分为检错码和纠错码。（2）按照信息码元和监督码元之间的检验关系，可以将它分为线性码和非线性码。（3）按照信息码元和监督码元之间的约束方式不同，可以将它分为分组码和卷积码。（4）按照信息码元在编码后是否保持原来的形式，可以将它分为系统码和非系统码。（5）按照纠正错误的类型不同，可以将它分为纠正随机错误码和纠正突发错误码。（6）按照信道编码所采用的数学方法不同，可以

4、将它分为代数码、几何码和算术码。随着数字通信系统的发展，可以将信道编码器和调制器统一起来综合设计，这就是所谓的网格编码调制。10/6/202158.1.2差错控制方式10/6/20216检错重发（ARQ）的优点：（1）只需要少量的冗余码，就可以得到极低的输出误码率；（2）有一定的自适应能力。ARQ的不足：（1）需要反向信道，故不能用于单向传输系统，并且实现重发控制比较复杂；（2）通信效率低，不适合严格实时传输系统。混合纠错方式是前向纠错方式和检错重发方式的结合。检错重发方式：10/6/202178.1.2纠错编码的基本原理信道编码的基本概念：码长：

5、码字中码元的数目。码重：码字中非0数字的数目。码距：两个等长码字之间对应位不同的数目，有时也称作这两个码字的汉明距离。最小码距：在码字集合中全体码字之间距离的最小数值。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。10/6/20218最小码距d0与检错和纠错能力之间的关系：（1）当码字用于检测e个错误，则d0≥e+1（2）当码字用于纠正t个错误，则d0≥2t+1（3）若码字用于纠t个错误，同时检e个错误时，则d0≥t+e+1，e>t编码效率：10/6/202198.2常用简单分组码8

6、.2.1奇偶监督码可以表示成为（n，n-1）。奇监督码：附加一个监督元后，码长为n的码字中“1”的个数为奇数个。偶监督码：附加一个监督元后，码长为n的码字中“1”的个数为偶数个。例：如果一个偶监督码的码字用A=[an-1,an-2,…,a1,a0]表示，则an-1+an-2+…+a1+a0=0式中，a0为监督元，“+”为模2和。检测能力：能检测码字中是否发生了单个或奇数个错误。10/6/202110奇偶监督码的编码可以用软件实现，也可用硬件电路实现。如果码组B无错，B=A，则M=0；如果码组B有单个（或奇数个）错误，则M=1。10/6/202111

7、8.2.2行列监督码行列监督码又称水平垂直一致监督码或二维奇偶监督码，有时还被称为矩阵码。110010100001000011010111100001100111000010101010100010111000111100检测能力：适于检测突发错码；不仅可用来检错，还可用来纠正一些错码。10/6/2021128.2.3恒比码恒比码又称等重码，该码的码字中1和0的位数保持恒定的比例。具体情况见表8-3。目前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。数字电码数字电码0011015001111010116

8、10101211001711100310110801110411010910011表8-33:2数字保护码10/6/202