北邮通信原理课件A-11差错控制.pptx

第十一章差错控制编码
概述
纠错编码的基本原理
常用的简单编码
线性分组码
循环码
卷积码
概述
数字信道上误码原因——信道传输特性不理想;信道加性噪声的影响。
解决办法1——针对信道特性不理想
合理设计基带信号的码型和波形,消除码间串扰。
采用时域、频域均衡,修正信道特性。
解决办法2——针对信道加性噪声的影响
加大发射功率,提高信噪比
选择恰当的调制解调方式。
解决办法3——差错控制编码
误码率仍不能满足要求,则采用信道编码(即差错控制编码),发现差错,进行修正,进一步降低误码率。
代价:增加冗余编码,编码效率下降
概述
一、差错控制编码
二、信源编码与信道编码
三、信道的分类
四、差错控制方法
五、纠错码、检错码举例六、差错控制编码分类
一、差错控制编码
在信息码元中按一定规则增加一些监督码元,并利用信息码元与监督码元间的关系来发现、纠正误码的方法。
监督位越多,检(纠)错能力越强,但传输速率越高,要求带宽越大。
编成 n 个比特的码字
k 个信息比特
编码效率 R 
二、信源编码与信道编码
信源编码
1、其码型要适合于在信
道中传输
2、尽量减少信源的冗余度。尽可能用最少的信息比特来表示信源,提高通信系统的有效性。
3、如哈夫曼编码、话音 PCM编码、话音图象压缩编码等。
信道编码
1、通过对传输信息加入冗
余信息的方式来达到差错控制的目的,从而提高通信系统的可靠性。
2、如奇偶校验码、循环校验码、卷积码等。
三、信道的分类
根据加性干扰引起错码分布规律的不同,将
信道分为三类
随机信道:错码随机出现,错码间相互独立,一般由信道的加性随机噪声引起。
突发信道:误码集中出现,如信道上有脉冲干扰,信道衰落,光盘上的一条划痕。
混合信道:既有突发错误又有随机差错。
不同类型的信道,应采用不同的差错控制。
四、差错控制方法
发送端差错控制编码:在信息序列上附加上一些监督码元,利用这些冗余的码元,使原来不规律的或规律性不强的原
始数字信号变为有规律的数字信号。例如奇偶校验。
接收端差错控制译码:利用这些规律性来鉴别传输过程是否发生错误,从而抛弃错误信息,或进而纠正错误。
差错控制方法(续)
1. 前向纠错方式(FEC)
信源 编码器 正向信道
(纠错)
解码器 收信者
发送端将信息序列编码成能够纠正错误的码,接收端根据编码规则进行检查,如果有错自动纠正
特点:使用纠错编码,难度大,但实时性好,适于随机信道;只需要正向信道,可用于单工和广播通信中。
例如:移动蜂窝电话系统。
差错控制方法(续)
(ARQ)
信源
解码器
(检错)
收信者
缓存
指令产生器
正错确误输删出除
重发控制
反向信道
编码器缓存正向信道
正错确误删重除发
收端在接收到的信码中发现错码时,通知发端重发,直到正确接收为止。
特点:使用检错编码,易实现,但实时性差,适于突发信道;还需要反向信道,只能用于点对点通信中;信道质量差时,会陷入“重发陷阱”。
确认/重传机制举例
接收码组
ACK ACK
NAK
ACK
ACK
NAK
t
1 2 3
3
4
5
5
3
4
5
5
6
ACK t
有错码组
有错码组
停止等待ARQ系统
发送码组
1 2 3
拉后ARQ系统
接收数据
有错码组
有错码组
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
5
6
7
8
9
9
10
11
ACK1
NAK5
NAK9
ACK5
发送数据
1
2
3
4
5
6
7
5
6
7
8
9
10
11
9
10
11
12
重发码组
重发码组