。在信道编码定理的指引下,人们一直致力于寻找能满足现代通信业务要求 ,结构简单、性能优越的好码,并在分组码、卷积码等基本编码方法和最 大似然译码算法的基础上提出了许多构造好码及简化译码复杂性的方法, 提出了乘积码、代数几何码、低密度校验码(LDPC,Low Density Parity Ceck)、分组-卷积级联码等编码方法和逐组最佳译码、软判决译码等译 码方法以及编码与调制相结合的网格编码调制(TCM,Trellis Coded Modulation)技术。其中对纠错码发展贡献比较大的有级联码、软判决译 码和TCM技术等。 16
16 在信道编码定理的指引下,人们一直致力于寻找能满足现代通信业务要求 ,结构简单、性能优越的好码,并在分组码、卷积码等基本编码方法和最 大似然译码算法的基础上提出了许多构造好码及简化译码复杂性的方法, 提出了乘积码、代数几何码、低密度校验码(LDPC,Low Density Parity Check)、分组-卷积级联码等编码方法和逐组最佳译码、软判决译码等译 码方法以及编码与调制相结合的网格编码调制(TCM,Trellis Coded Modulation)技术。其中对纠错码发展贡献比较大的有级联码、软判决译 码和TCM技术等
虽然软判决译码、级联码和编码调制技术都对信道码的设计和发展产生了 重大影响,但是其增益与Shannon理论极限始终都存在2~3dB的差距。 在1993年于瑞士日内瓦召开的国际通信会议(1CC'93)上,两位任教于法国 不列颠通信大学的教授C.Berrou、A.Glavieux和他们的缅甸籍博士生 P.Thitimajshima首次提出了一种新型信道编码方案一Turbo码,由于它 很好地应用了Shannon信道编码定理中的随机性编、译码条件,从而获得 了几乎接近Shannon:理论极限的译码性能。仿真结果表明,在采用长度为 65536的随机交织器并译码迭代18次情况下,在信噪比Eb/N0>=0.7dB并采 用二元相移键控(BPSK)调制时,码率为1/2的Turboi码在加性高斯白噪声 信道上的误比特率(BER)<=10-5,达到了与Shannon极限仅相差0.7dB的优 异性能。(1/2码率的Shannon极限是0dB)
17 虽然软判决译码、级联码和编码调制技术都对信道码的设计和发展产生了 重大影响,但是其增益与Shannon理论极限始终都存在2~3dB的差距。 在1993年于瑞士日内瓦召开的国际通信会议(1CC'93)上,两位任教于法国 不列颠通信大学的教授C.Berrou、A.Glavieux和他们的缅甸籍博士生 P.Thitimajshima首次提出了一种新型信道编码方案——Turbo码,由于它 很好地应用了Shannon信道编码定理中的随机性编、译码条件,从而获得 了几乎接近Shannon理论极限的译码性能。仿真结果表明,在采用长度为 65536的随机交织器并译码迭代18次情况下,在信噪比Eb/N0>=0.7dB并采 用二元相移键控(BPSK)调制时,码率为1/2的Turbo码在加性高斯白噪声 信道上的误比特率(BER)<=10-5 ,达到了与Shannon极限仅相差0.7dB的优 异性能。(1/2码率的Shannon极限是0dB)
7.1.2差错控制编码的基本原理 冬在信息码元序列中附加一些监督码元,在两者之间建立某种校验关系 ,当这种校验关系因传输错误而受到破坏时,可以被发现和纠正。不 同的编码方法,有不同的检错和纠错能力。一般来说,付出的代价越 大,检(纠)错的能力就越强。这里所说的代价,指增加的监督码元 的多少。例如,若编码序列中,平均每两个信息码元就有一个监督码 元,则这种编码的多余度为13,或者说,这种编码的编码速率为23 ,可见,差错控制编码是以降低信息传输速率来换取信息传递的可靠 性提高。 18
18 7.1.2 差错控制编码的基本原理 在信息码元序列中附加一些监督码元,在两者之间建立某种校验关系 ,当这种校验关系因传输错误而受到破坏时,可以被发现和纠正。不 同的编码方法,有不同的检错和纠错能力。一般来说,付出的代价越 大,检(纠)错的能力就越强。这里所说的代价,指增加的监督码元 的多少。例如,若编码序列中,平均每两个信息码元就有一个监督码 元,则这种编码的多余度为1/3,或者说,这种编码的编码速率为2/3 ,可见,差错控制编码是以降低信息传输速率来换取信息传递的可靠 性提高
7.1.3差错控制编码的分类 根据信息码元和监督码元的函数关系,可分为线性码和非线性码。 根据信息码元和监督码元之间的约束方式,可分为分组码和卷积码。在 分组码中,监督码元仅与本码组的信息码元有关,而在卷积码中,监督 码元不仅与本组的信息码元有关,还与前面若干组的信息码元有关。 19
19 7.1.3 差错控制编码的分类 根据信息码元和监督码元的函数关系,可分为线性码和非线性码。 根据信息码元和监督码元之间的约束方式,可分为分组码和卷积码。在 分组码中,监督码元仅与本码组的信息码元有关,而在卷积码中,监督 码元不仅与本组的信息码元有关,还与前面若干组的信息码元有关
7.1.4误差控制编码的目标 用可以纠正的错误个数来衡量的纠错能力; 快速有效地对消息进行编码; 矛盾!折衷! ·快速有效地对消息进行解码; 单位时间内所能传输的信息bit数尽量大( 即尽量减少冗余度)。 20
20 7.1.4 误差控制编码的目标 用可以纠正的错误个数来衡量的纠错能力; 快速有效地对消息进行编码; 快速有效地对消息进行解码; 单位时间内所能传输的信息bit数尽量大( 即尽量减少冗余度)。 矛盾!折衷!