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第4章：信道编码
信道编码是指纠错编码，是为提高数字通信传输的可靠性而采取的措施。
为了能在接收端检测和纠正传输过程中出现的错误，在发送端的信号中增加了一部分冗余码，这些冗余码比特与信息比特之间存在着特定的相关性。个别信息比特在传输过程中遭受损伤，可以利用相关性从其它未受损的冗余比特中推测出受损比特的原貌，保证了信息传输的可靠性。
信道编码增加了发送信号的冗余度，他通过牺牲信息传输的效率来换取可靠性的提高。
概 述
信道编码基础
1. 随机差错和突发差错
信道中的噪声分为加性噪声和乘性噪声。加性噪声叠加在有用信号上，它与信号的有无及大小无关，即使信号为零，它也存在。这类噪声有无线电、工频、雷电、火花、电脉冲干扰等。乘性噪声是对有用信号调幅，信号为零时，噪声干扰影响也就不存在了。这类噪声有线性失真、交调干扰、码间干扰以及信号的多径时变干扰等。
就噪声引发差错的统计规律而言，可分为随机差错信道和突发差错信道两类。
1) 随机差错信道
信道中，码元出现差错与其前、 后码元是否出现差错无关，每个码元独立地按一定的概率产生差错。从统计规律看， 可以认为这种随机差错是由加性高斯白噪声引起的，主要的描述参数是误码率pe。
2) 突发差错信道
信道中差错成片出现时，一片差错称为一个突发差错。突发差错总是以差错码元开头，以差错码元结尾，头尾之间并不是每个码元都错，而是码元差错概率大到超过了某个标准值。 通信系统中的突发差错是由突发噪声(比如雷电、 强脉冲、 时变信道的衰落等)引起的。
实际信道中往往既存在随机差错又存在突发差错。
2. 分组码和卷积码
在分组码中，编码后的码元序列每n位为一组，其中k位是信息码元，r位是附加的监督码元，r=n-k， 通常记为(n，k)。 分组码的监督码元只与本码组的信息码元有关。 卷积码的监督码元不仅与本码组的信息码元有关，还与前面几个码组有约束关系。
3. 线性码和非线性码
若信息码元与监督码元之间的关系是线性的，即满足一组线性方程，则称为线性码；反之，两者若不满足线性关系， 则称为非线性码。
4. 系统码和非系统码
在编码后的码组中，信息码元和监督码元通常都有确定的位置，一般信息码元集中在码组的前k位，而监督码元位于后r=n-k位。 如果编码后信息码元保持原样不变，则称为系统码； 反之称为非系统码。
5. 码长和码重
码组或码字中编码的总位数称为码组的长度， 简称码长； 码组中非零码元的数目称为码组的重量，简称码重。例如“11010”的码长为5， 码重为3。
6. 码距和最小汉明距离
两个等长码组中对应码位上具有不同码元的位数称为汉明(Hamming)距离，简称码距。例如，“11010”和 “01101”有4个码位上的码元不同，它们之间的汉明距离是4。 在由多个等长码组构成的码组集合中，定义任意两个码组之间距离的最小值为最小码距或最小汉明距离，通常记作dmin，它是衡量一种编码方案纠错和检错能力的重要依据。以3位二进制码组为例， 在由8种可能组合构成的码组集合中，两码组间的最小距离是1， 例如“000”和“001”之间，因此dmin=1；如果只取“000”和“111”为准用码组，则这种编码方式的最小码距dmin=3。
对于分组码，最小码距dmin与码的纠错和检错能力之间具有如下关系：在一个码组集合中，如果码组间的最小码距满足dmin≥e+1，则该码集中的码组可以检测e位错码；如果满足dmin≥2t+1, 则可以纠正t位错码；如果满足dmin≥t+e+1，则可以纠正t位错码，同时具有检测e位错码的能力。
7. 线性分组码
线性分组码是指信息码元和监督码元之间的关系可以用一组线性方程来表示的分组码。
能 量扩散
能量扩散的作用
能量扩散也称为随机化、加扰或扰码。 
在数字电视广播过程中会出现码流中断或码流格式不符合MPEG-2的TS流结构的情况，导致调制器发射未经调制的载波信号；当数字基带信号是周期不长的周期信号时，已调波的频谱将集中在局部并含有相当多的高电平离散谱。结果对处于同一频段的其它业务的干扰超过了规定值。 
另外，信源码流中可能会出现长串的连“0”或连“1”， 这将给接收端恢复位定时信息造成一定困难。