通信原理第7章信道编码和差错控制.pptx

第7章 信道编码和差错控制;●信源编码与信道编码 ●信源编码(有效性编码) ●去除冗余 ●提高数字信号的有效性 ●模拟信号数字化 ●信道编码(可靠性编码) ●添加冗余 ●降低差错率：牺牲通信的有效性（信息传输速率）来提高可靠性 ●差错控制：包括信道编码在内的一切纠正错误手段 ●差错控制技术的种类 ●检错重发 ●能发现错码，但是不能确定错码的位置 ●通信系统需要有双向信道 ●前向纠错(FEC)：利用加入的差错控制码元，???但能够发现错码， 还能纠正错码 ●反馈校验 ●将收到的码元转发回发送端，将它和原发送码元比较 ●缺点：需要双向信道，传输效率也较低 ●检错删除 ●在接收端发现错码后，立即将其删除 ●适用在发送码元中有大量多余度，删除部分接收码元不影响应用之处 ;●自动要求重发(ARQ)系统 ●停止等待ARQ系统 ●拉后ARQ系统 ; ●自动要求重发(ARQ)系统 ●选择重发ARQ系统;●产生错码的原因 ●乘性干扰引起的码间串扰 ●加性干扰引起的信噪比降低 ●信道分类：按照加性干扰造成错码的统计特性不同划分 ●随机信道：错码随机出现，例如由白噪声引起的错码 ●突发信道：错码相对集中出现，例如由脉冲干扰引起的 错码 ●混合信道 ●编码序列的参数 ●n － 编码序列中总码元数量 k － 编码序列中信息码元数量 r － 编码序列中差错控制码元数量 （差错控制码元，以后称为监督码元或监督位 ） k/n－码率 (n-k)/k=r/k－冗余度 ;7.2 纠错编码的基本原理;7.2 纠错编码的基本原理;7.2 纠错编码的基本原理;●分组码概念 ●分组码 ＝ 信息位 ＋ 监督位 分组码符号：(n, k) 其中，n － 码组总长度 k － 信息码元数目 r = n – k － 监督码元数目 右表中的码组为(3, 2)码 ●分组码的一般结构： ;●码重 码字中非零码元的数目 ●码距 两个码字中对应码位上具有不同二进制码元的位数定义两码字的距离， 称为汉明（Hamming）距离,简称码距 ●最小码距 在一个码中，任意两个码字间距离的最小值，即码字集合中任意两元素 间的最小距离，记为d0 ●码距的几何意义：以n = 3的编码为例 一般而言，码距是 n 维空间中单位 正多面体顶点之间的汉明距离 ;●最小码距与检、纠错能力关系 ●一个码能检测e个错码，则要求其最小码距 d0≥e+1 反之，若码的最小距离为d0， 则最多能检测d0-1个错码 ●一个码能纠正t个错码，则要求其最小码距 d0≥2t+1 反之，若码的最小距离为d0， 则最多能纠正(d0-1)/2个错码 ;●最小码距与检、纠错能力关系 ●一个码能纠正t个错码，同时能检测e个错码，则要求其最小码距 d0≥e+t+1 (et);●误码率性能和带宽的关系 采用编码降低误码率所付出的 代价是带宽的增大;●功率和带宽的关系 采用编码以节省功率，并保持误码率 不变，付出的代价也是带宽增大。 ; ●传输速率和带宽的关系 对于给定的传输系统，其传输速率 和Eb/n0的关系： 式中，RB － 码元速率。 提高传输速率，采用编 码以保持误码率不变；付出 的代价仍是带宽增大 ;●编码增益 定义：在保持误码率恒定条件下， 采用纠错编码所节省的信 噪比Eb/n0 称为编码增益： 式中， (Eb/n0)u － 未编码时的信噪比(dB) (Eb/n0)c － 编码后所需的信噪比(dB);●一维奇偶监督码 ●在信息码元后附加一位监督位，使