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《通信原理-第10章-差錯控制編碼-40 (2).ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第十章差錯控制編碼1引言信源編碼，目的是實現(xiàn)模擬信號數(shù)字化信道編碼，目的是提高數(shù)字通信的可靠性差錯率是信噪比的函數(shù)信道編碼，差錯控制編碼，抗干擾編碼信道編碼過程：信息碼元序列＋監(jiān)督碼元→編碼碼組信道譯碼過程：編碼碼組→檢錯或糾錯→信息碼元序列210.1差錯控制編碼的基本概念10.1.1差錯控制方式10.1.2差錯控制編碼分類10.1.3幾種簡單的檢錯碼10.1.4檢錯和糾錯的基本原理310.1.1差錯控制方式常用的差錯控制方式有三種：前向糾錯（FEC:forwarderrorcorrection）發(fā)送能糾錯的碼，在譯碼時自動
2、發(fā)現(xiàn)并糾正傳輸中的錯誤只需正向信道，實時性好編譯碼設(shè)備復(fù)雜，適合單向信道和一發(fā)多收系統(tǒng)檢錯重發(fā)（ARQ:automaticrepeatrequest）發(fā)送端發(fā)出能夠檢錯的碼，接收端檢驗，接收端發(fā)出反饋應(yīng)答信號，發(fā)送端重新傳輸直到正確接收為止工作原理簡單，正向信道+反向信道，傳輸效率低混合糾錯（HEC:hybriderrorcorrection）前向糾錯方式和檢錯重發(fā)方式的結(jié)合與折衷外層先采用前向糾錯，當前向糾錯不能解決問題時，內(nèi)層再采用檢錯重發(fā)。4檢錯重發(fā)的三種方式停發(fā)等候重發(fā)返回重發(fā)選擇重發(fā)510.1.2差錯控制編碼分類在
3、編碼前先把信息序列分為k位一組（稱為信息碼），然后附加m位監(jiān)督碼，形成n=k+m位的碼組。1、按信息碼和附加監(jiān)督碼間的檢驗關(guān)系線性碼：監(jiān)督碼是信息碼的線性組合非線性碼：監(jiān)督碼是信息碼的非線性組合2、按信息碼和監(jiān)督碼間的約束方式分組碼：監(jiān)督碼僅與本碼組的信息碼有關(guān)卷積碼：監(jiān)督碼與之前的若干個信息碼組的碼元有約束關(guān)系610.1.3幾種簡單的檢錯碼1.奇偶監(jiān)督碼編碼方法把信息碼元先分組，在每組最后加一位監(jiān)督碼元，使該碼組中1的數(shù)目為奇數(shù)或偶數(shù)奇數(shù)時稱為奇校驗碼偶數(shù)時稱為偶校驗碼偶校驗碼許用碼組為000，011，101，110禁用碼
4、組為001，010，100，111奇校驗碼禁用碼組為000，011，101，110許用碼組為001，010，100，1117一般情況下：設(shè)碼組長為n，且為：則偶校驗時有：奇校驗時有：譯碼方法(與編碼方法相對應(yīng))不滿足校驗關(guān)系，傳輸一定錯誤！奇偶校驗只能發(fā)現(xiàn)奇數(shù)個(單個)錯誤，不能檢測出偶數(shù)個錯誤。編碼方法簡單且實用性強，適用于檢測隨機零星錯碼滿足校驗關(guān)系，傳輸一定準確嗎？82.二維奇偶監(jiān)督碼將奇偶校驗碼的若干碼組排列成矩陣每一碼組寫成一行m個碼組m行m個監(jiān)督位構(gòu)成了一監(jiān)督位列按列的方向增加第二維校驗位n個監(jiān)督位構(gòu)成了一監(jiān)督位
5、行檢錯能力檢出所有行和列中的奇數(shù)個差錯能檢出大多數(shù)偶數(shù)個差錯檢測突發(fā)錯碼也有一定的適應(yīng)能力方陣碼，交織碼93.重復(fù)碼重復(fù)碼是在每位信息碼元之后，再簡單重復(fù)多次的編碼；接收端譯碼時采用多數(shù)表決法。4.恒比碼從固定碼長的碼組中選擇那些1和0的比例恒定的碼組作為許用碼組，如五單位保護電碼等。5.ISBN國際統(tǒng)一圖書編號2007年作了修改1010.1.4檢錯與糾錯的基本原理差錯編碼的基本思想是在被傳輸?shù)男畔⒅懈郊颖O(jiān)督碼，用信息的冗余度來實現(xiàn)檢錯和糾錯。例如：000、001、010、011、100、101、110、111用來傳遞信息，
6、則無法檢錯；000、011、101、110用來傳遞信息可以檢一位錯，但無法糾錯；000、111用來傳遞信息可以檢一位或兩位錯碼，還可以糾一位錯碼。可見，碼組間的差異與糾檢錯能力十分重要。11定義1：碼組中非零碼元的數(shù)目稱為碼組的重量，簡稱碼重。定義2：兩碼組中對應(yīng)碼位上具有不同碼元的數(shù)目稱為兩碼組的距離，簡稱碼距，又叫漢明距。最小漢明距離dmin決定糾檢錯能力例8種碼組000、001、010、011、100、101、110、111均為許用碼組時，最小碼距為1在選4種碼組000、011、101、110為許用碼組情況下，最小碼距
7、為2采用2種許用碼組000、111時，最小碼距為312下圖為碼距的幾何解釋三種編碼組合，其漢明距分別為1，2，3。13對于分組碼，一般有如下結(jié)論：(1)在一個碼組內(nèi)檢測e個誤碼，要求；(2)在一個碼組內(nèi)糾正t個誤碼，要求；(3)在一個碼組內(nèi)糾正t個誤碼，同時檢測個誤碼，要求。差錯控制編碼提高了通信系統(tǒng)的可靠性，也降低了有效性。為衡量有效性，定義編碼效率。k是編碼前碼組中的碼元數(shù)，即信息碼元數(shù)；n是編碼后碼組中的碼元數(shù)，它包含了校驗碼元。1410.2線性分組碼線性碼組中的監(jiān)督碼是信息碼元的線性組合。線性碼具有封閉性，即任意兩個
8、許用碼組之和（模2加），結(jié)果仍為一許用碼組。設(shè)n位分組碼用表示，k位信息碼用表示，記該碼組為(n,k)碼。將碼組和信息碼組用行矩陣表示出來，則有：15n=k+m，n：編碼以后的位數(shù)k：編碼以前的位數(shù)，即信息碼m=n-k：監(jiān)督位或校驗位16寫成矩陣形式，有，G為生成矩陣(k*n)，且：設(shè)則k
