差错控制编码子教案.doc

电子教案 差错控制编码 课题：差错控制编码 科目：数字通信技术 单位：宝鸡理工学校电工电子教研组 姓名：石元辉 一、教学目的 1、了解分组码的概念、参数 2、理解差错控制编码的方法 3、掌握差错控制编码的目的、原理 二、教学内容： 1、分组码的概念、参数 2、差错控制编码的方法 3、差错控制编码的目的、原理 三、教学重点 1、 差错控制编码的目的、原理 2、 差错控制编码的方法 四、教学难点 1、 分组码的概念 2、 分组码的参数 五、教学方法 1、依据教材的内容,采用讲授法。 2、现代教学论观点,采用教师指导下的学生自主探究、小组讨论教学法。 六、教学过程 1、组织教学 （了解学生的情况,以利于教学的顺利进行） 2、导入新课 （理论与实际相互衔接、设疑、分析结论） 数字通信系统是典型的无线通信系统，其非常重要的特点之一是容易该通信方式实在复杂的干扰环境中运行的，它不仅容易受到外部干扰如天电干扰、工业干扰、信道干扰，还容易受到电台之间的干扰，比如邻道干扰、共道干扰、禁地无用强信号压制原地有用弱信号的干扰等等。正因为上述干扰的存在，通信过程中，差错就在所难免，因此必须设法来降低由于干扰所带来的差错，于是人们提出了差错控制的概念及其方法。 3、授新课 （讲授重点、化简难点） (1)课题板书 §4.1数字通信系统模型 (2)学习差错控制编码 ①4.1 引 言 4.1.1 编码的目的：提高信号抗加性干扰的能力 干扰种类： 加性 克服方法：差错控制编码 乘性 克服方法：均衡器 加性干扰的特征： 随机信道：出现错码是随机的，相互间统计独立。（白噪声） 突发信道：出现错码成串集中。 混合信道：前两者中和。 附：CCITT 建议的误码率标准 速率( b/s ) 线路类别 误码率标准 300 电话交换线 专用线 ≤ ≤ 600 电话交换线 专用线 ≤ ≤ 1200 电话交换线 专用线 ≤ ≤ ≥2400 专用线 ≤ 4.1.2 差错控制的方法 检错重发法: 在接收端检测出错码时，通知发端重发信号，直到接收正确为止。此方法只能判断是否有错码，不能判断具体的错码位置。所以，只能检错不能纠错，且需要双向通道。 前向纠错方法： 在收端检测出错码时，可以确定错码的位置，并予纠正。此方法只需要单向通道。实时性好，但设备复杂。 反馈校验法： 接收端将收到的信号原封不动的发回发端，由发端将其与原发信号相比较，如果有错则重发。这种方法需双向通道，效率低，但设备简单。 4.1.3 差错控制编码的原理： 在信息码序列中加监督码元（也称纠错码） 由于信息码元是随机序列，收端无法预知信号状态，因而无法判别接收码是否有错。增加了监督码元之后，监督码和信息码之间存在一种逻辑关系，因此，收端可以利用这种逻辑关系发现或纠正存在的错码。 不同的编码方法，有不同的检错或纠错能力，监督码元越多，检、纠错能力越强。 4.1.4 自动请求重发系统（ARQ） 1、工作过程： 1）收发正常时，重发控制与指令发生器不工作。 2）收端解码器检测出错码时由指令发生器产生重发命令传给发端，同时发出删除命令，删除输出缓冲器内容。 3）重发控制器收到重发命令时，控制输入缓冲储存器重发一次当前码组，否则发送后一码组。 2、优点：1）监督码少，占总码的( 20% ) 2）对各种信道有一定的适应能力。 3）成本及复杂性低。 3、缺点：1）需要双向通道 2）干扰大时系统可能处于重发循环中，效率降低 3）实时性差 ②4.2 纠错编码的基本原理 4.2.1 分组码的概念 1、分组码定义：将信息码分组，为每组信息码后附加若干监督码元形成的码集合。 2、特征：分组码中的监督码元仅监督本码组中的信息码元。 3、分组码检错、纠错能力的体现 例：天气预报 结论：虽然接收码组有错，但接收端无法识别。 讨论： 建立分组码 A 错 1 位 错 2 位 许用码组：有效信息码组 禁用码组：非信息码组 结论：结论：只能检测出 1 位错码，但不能纠正。 建立分组码 B 结论：能纠正 1 位错码，或检测出 2 位错码。 4.2.2 分组码参数 符号( n , k ) k ： 码组中信息码元的数目。 n ： 码组的总位数，又称为码组长度。 r = n - k ：码组中监督码元的数目。 结构 码组重量 码组中 “1 ” 的数目 码距 d ：两个码组对应位上不同的码元个数称为码组间的汉明距离 例：码组（a2 a1 a0）= 1 1 0 （b2 b1 b0）= 0 1 0 码距是 2 最小码距