信道编码课件.ppt

* * * * * * * * * * * 纠错编码的任务就是要构造出R一定，d0尽可能大的码，或者d0一定R尽可能大的码。 * 纠错编码的任务就是要构造出R一定，d0尽可能大的码，或者d0一定R尽可能大的码。 * * 又称奇偶监督码，分为偶校验码和奇校验码。 信息组m=（mk-1，mk-2, … ,m0)，编码后码字个数n=k+1，C= （cn-1，cn-2, … ,c0) 对于偶校验：cn-1=mk-1, cn-2=mk-2, … ,c1=m0, c0=mk-1+mk-2+ … +m0 * 又称奇偶监督码，分为偶校验码和奇校验码。 信息组m=（mk-1，mk-2, … ,m0)，编码后码字个数n=k+1，C= （cn-1，cn-2, … ,c0) 对于偶校验：cn-1=mk-1, cn-2=mk-2, … ,c1=m0, c0=mk-1+mk-2+ … +m0 * * * * * * * Gi模型是最早提出也最常使用突发信道模型 该模型中，信道有两个状态：good和bad。某一时刻，信道处于两种状态之一，当信道处于bad状态时，信道以很大的概率发生误码。当信道处于好状态时，不产生误码，或者误码概率非常低。处于bad状态时， 意味着会有突发错误出现。 该模型中有3个参数，坏状态下的误码率，状态转移概率Pgb，Pbg。 突发错误信道还可以采用双状态2阶，3状态一阶马克可夫等模型。 实际工程上有实用价值的突发差错信道模型均是基于具体信道的。 * * 如何表征信息序列的差错情况呢？ 使用错误图样来描述信道中传输的信息序列的差错情况。设发送端，编码模块发送的是n个码元长度的序列C（c1,c2,…,cn）表示，接收端接收到的码元序列为R（r1,r2,….,rn). 由于目前在信道中传输或计算机内部运算的数据序列大部分是二进制数字序列，因此以后主要讨论二进制数字通信中的纠错码。这些纠错码往往可以推广到q（素数或素数的幂）进制的情况。以后具体讨论时予以说明。 二进制情况下，二进制符号0，1两个符号的运算规则有模2加和模2乘。 模2加: 相加后模2，在二进制的情况下，不同为1，同为0————实质是“异或” 模2乘：相乘后模2，实质是“与” * * 介绍3种利用检、纠错编码进行差错控制的基本方式。 * 发送端 ARQ系统分为两类：一类是等待式，即发送端每发送一个码字（帧），就停下来等待接收端回音。回音分为ACK和NAK两种。如果发送端接收到ACK反馈消息，就继续发下一个码字。收到NAK就重发上一帧。 另一种是连续式，码字编上序号后连续发送，接收端对所有码字的正确与否按照序号给出反馈回音。发送端根据回音决定重发与否。连续式效率高，但是接收端码字的顺序可能颠倒，因此要求接收端具备较大的缓存空间。另外，电路设备会更复杂。 * 发送端 ARQ系统分为两类：一类是等待式，即发送端每发送一个码字（帧），就停下来等待接收端回音。回音分为ACK和NAK两种。如果发送端接收到ACK反馈消息，就继续发下一个码字。收到NAK就重发上一帧。 另一种是连续式，码字编上序号后连续发送，接收端对所有码字的正确与否按照序号给出反馈回音。发送端根据回音决定重发与否。连续式效率高，但是接收端码字的顺序可能颠倒，因此要求接收端具备较大的缓存空间。另外，电路设备会更复杂。 * 适合点对点通信。 这种差错控制方式需要反馈信道来判决信号。 要求信源能够控制，系统收发两端必须相互配合、密切合作，控制电路比较复杂。 反馈重发次数与信道干扰情况有关，若信道干扰频繁，系统经常处于重发消息的状态，因此这种差错控制方式下，传送消息的连贯性和适时性差。 这种差错控制下系统便译码设备简单。 在一定冗余码元下，检错码的检错能力比纠错码的纠错能力要高得多，因而ARQ系统的纠错能力强，能够获得极低的误码率。 由于检错能力与信道干扰的变化基本无关，因此系统的适应性强，特别适应于短波、散射等干扰情况特别复杂的信道中。 * 信息在发送端经过纠错编码后送入信道，接收端通过纠错译码自动纠正传输中的差错，这种方式称为前向纠错。 前向是指差错控制过程是单方向的，不存在差错信息的反馈。因此这种差错控制方式不需要反向信道，延时小，实时性好。适用于传送语音、图像等信息。 所选择的纠错码必须与信道特性相匹配，另外，由于前向纠错能力是有限的，当差错数大于纠错能力时就纠正不过来了。 即适用于点对点通信，也适用于点对多点组播或广播式通信。 * 这种方式是将前向纠错与反馈重发结合，发送端发送的码兼有检错和纠错能力。 接收端译码器收到码字后，首先检验错误情况。如果差错不超过码的纠错能力，自动纠错；如果码的差错数量超过码的纠错能力，接收端通过反馈信道给发送端，发送重发消息。 HEC的性能和优缺点介于ARQ和FEC之间，误码率