第4 讲 信道编码-预备知识.pdf

第9章 信道编码(I) — 预备知识 信息与通信工程学院 无线信号处理与网络实验室 彭岳星 yxpeng@bupt.edu.cn 6119 6088 ext. 2 信道编码是干什么的？  数据通过信道传输时，差错在所难免。信 道编码旨在提供一种对差错的保护技术  信道编码的概念相当广泛，除另有说明之外， 本章主要考虑二进制编码及BSC信道：U、X 、 Y 、 V都是二进制序列 信道差错问题  一组k个比特通过信道裸传，难免会出现差错。  除非信噪比无限大，否则误码的概率总大于0  接收端不可能知道该组中哪个比特错了，甚 至也不可能知道该组中是否存在错误。  例如：接收到1110，那么在接收机看来，可能是  发送的本来就是1110  发送的本来是0000，但因为前3个比特出错，所以我 看到了1110  一共有16种可能性，接收机自己不可能排除任何一种 可能性 本章内容  信道编码的基本概念  线性分组码  循环码  BCH码与RS码  卷积码  交织  级联码  Turbo码  TCM  LDPC码 前言 重点内容  信道编码基本概念：误差率, 汉明距, 译码准则  具体编码：线性分组码,循环码, 卷积码  解码算法：伴随式译码，Viterbi译码 参考书目  A.J. Viterbi and J.K. Omura, “Principles of digital communication and coding,” New York: McGraw-Hill, 1979.  赵晓群, “现代编码理论,” 华中科技大学出版社, 2008. 9.1 信道编码的基本概念  信道传输引起的差错类型  随机差错信道  高斯白噪  太空信道、卫星信道、同轴电缆、光缆信道、视距 微波信道  突发差错信道  瞬间出现的短脉冲干扰，差错成串出现  有记忆信道中存在前后相关性的干扰、噪声  衰落信道、码间干扰信道  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 问题的提出 U 信道 X 信道 ˆ 编码器 信道 Y 译码器 U f F N 编码信道  愿望：信息传输多快好省。  现实： （1）速度：受信道容量的限制，不可能无限大； （2）质量：受信道噪声的干扰，传输错误不可避免。  衡量信息传输可靠性的指标：平均差错率Pe 。  P 与信道的统计特性有关，不可能为零，有时甚至很大。 e  降低P 的方法： e  前向纠错编码（信道编码）——增加冗余，提供链路保护能力  反馈重传（ARQ ）——按需重复传输  混合重传（H-ARQ ）——结合前两者的优点 常用差错控制方法-ARQ  反馈重传（检错重传/自动请求重复: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，直到正确接收或达到 最大重传次数  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