第9章差错控制编码 9.1概述 9.2信道编码的基本概念 9.3常用的简单编码 9.4线性分组码 9.5循环码 9.6卷积码 9.7m序列
2 第9章 差错控制编码 9.1 概述 9.2 信道编码的基本概念 9.3 常用的简单编码 9.4 线性分组码 9.5 循环码 9.6 卷积码 9.7 m序列
§91信道编码概述 典型的数字通信系统 信源 信源编码 信道编码 调制 信道 信宿 信源译码 信道译码 解调 两种编码 信源编码：提高有效性 信道编码：提高可靠性 3
3 §9-1 信道编码概述 两种编码: ◼信源编码: 提高有效性 ◼信道编码: 提高可靠性 信源 信源编码 信道编码 调制 信道 信宿 信源译码 信道译码 解调 典型的数字通信系统
信道编码原理 编码的原理：使不带规律性或规律性不强的原始数字信 号变为带上规律性或加强了规律性的数字信号， 利用这些规律性可以发现或纠正错误。 编码的方法：对原信息进行变换，加入附加信息（即监督码）。 编码的本质：增加冗余度，牺牲有效性以提高可靠性。 例：(4,1)重复码 0:0000 1上：1日
4 编码的原理：使不带规律性或规律性不强的原始数字信 号变为带上规律性或加强了规律性的数字信号， 利用这些规律性可以发现或纠正错误。 信道编码原理 编码的本质：增加冗余度，牺牲有效性以提高可靠性。 编码的方法：对原信息进行变换，加入附加信息(即监督码)。 例: (4,1)重复码 0: 0000 1: 1111
差错及信道分类 随机错误：零星分布的错误 突发错误：集中出现的错误 随机信道：以随机错误为主 突发信道：以突发错误为主 混合信道：两种错误均较明显 对错误的处理方式：检错，纠错 5
5 差错及信道分类 随机错误：零星分布的错误 突发错误：集中出现的错误 突发信道：以突发错误为主 随机信道：以随机错误为主 混合信道：两种错误均较明显 对错误的处理方式：检错，纠错
差错控制的工作方式 前向纠错 纠错码 发端 收端 FEC 重发检错 检错码 发端 收端 ARQ 判决信号 信息反馈 信息信号 发端 收端 F 信息信号 混合纠错 检错和纠错码 发端 收端 HEC 判决信号 6
6 差错控制的工作方式 前向纠错 发端 收端 FEC 纠错码 发端 收端 重发检错 ARQ 检错码 判决信号 发端 收端 信息反馈 IF 信息信号 信息信号 发端 收端 混合纠错 HEC 检错和纠错码 判决信号
编码器和 信 缓冲存储器 解码器 输出缓冲存储器 双向信道 收信 源 重发控制 指令产生器 正确时输出 者 错误时删除 ARO系统组成方框图
7 ARQ系统组成方框图
§9-2信道编码的基本概念 、分组码的概念 ▣分组码举例 ■设：有一种由3个二进制码元构成的编码，它共有23= 8种不同的可能码组： 000-晴001-云 010-阴011-雨 100-雪101-霜 110-雾111-雹 ■这时，若一个码组中发生错码，则将收到错误信息
8 分组码举例 ◼ 设：有一种由3个二进制码元构成的编码，它共有2 3 = 8种不同的可能码组： ◼ 000 – 晴 001 – 云 010 – 阴 011 – 雨 ◼ 100 – 雪 101 – 霜 110 – 雾 111 – 雹 ◼ 这时，若一个码组中发生错码，则将收到错误信息。 一、分组码的概念 §9-2 信道编码的基本概念
■ 若在此8种码组中仅允许使用4种来传送天气，例如：令 000-晴011-云101-阴110-雨 为许用码组，其他4种不允许使用，称为禁用码组。 这时，接收端有可能发现（检测到）码组中的一个错码。 这种编码只能检测错码，不能纠正错码。 ■若规定只许用两个码组：例如 000-晴111-雨 就能检测两个以下错码，或纠正一个错码。 9
9 ◼ 若在此8种码组中仅允许使用4种来传送天气，例如：令 000 – 晴 011 – 云 101 – 阴 110 – 雨 为许用码组， 其他4种不允许使用，称为禁用码组。 这时，接收端有可能发现（检测到）码组中的一个错码。 这种编码只能检测错码，不能纠正错码。 ◼ 若规定只许用两个码组：例如 000 – 晴 111 – 雨 就能检测两个以下错码，或纠正一个错码
▣ 分组码=信息位十监督位 分组码符号：(n,) 其中，n:码组总长度， 信息 监督位 位 k：信息码元数目。 r=n-k 晴 00 监督码元数目。 云 01 右表中的码组为(3,2)码。 阴 10 雨 11 10
10 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。 信息位 监督位 晴 00 0 云 01 1 阴 10 1 雨 11 0
▣分组码的一般结构 an-1 an-2 ar ar-1 ao k个信息位 r个监督位 码长n=k+r 11
11 分组码的一般结构 an-1 an-2 ··· ar ar-1 ··· a0 码长 n=k+r k 个信息位 r 个监督位