第十章信道编码和差错控制 10.1概述 信道编码: 目的:提高信号传输的可靠性。 ■方法:增加多余比特,以发现或纠正错误。 >差错控制:包括信道编码在内的一切纠正错误手段 产生错码的原因: ■乘性干扰引起的码间串扰 加性干扰引起的信噪比降低 信道分类:按照加性干扰造成错码的统计特性不同划分 随机信道:错码随机出现,例如由白噪声引起的错码 ■突发信道:错码相对集中出现,例如由脉冲干扰引起的错 码。 ■混合信道
1 第十章 信道编码和差错控制 10.1概述 ➢ 信道编码： ◼ 目的：提高信号传输的可靠性。 ◼ 方法：增加多余比特，以发现或纠正错误。 ➢ 差错控制：包括信道编码在内的一切纠正错误手段。 ➢ 产生错码的原因： ◼ 乘性干扰引起的码间串扰 ◼ 加性干扰引起的信噪比降低 ➢ 信道分类：按照加性干扰造成错码的统计特性不同划分 ◼ 随机信道：错码随机出现，例如由白噪声引起的错码 ◼ 突发信道：错码相对集中出现，例如由脉冲干扰引起的错 码。 ◼ 混合信道
>差错控制技术的种类: 检错重发: 口能发现错码,但是不能确定错码的位置。 口通信系统需要有双向信道。 ■前向纠错(FEC):利用加入的差错控制码元,不但能够发 现错码,还能纠正错码 反馈校验: 口将收到的码元转发回发送端,将它和原发送码元比较 口缺点:需要双向信道,传输效率也较低 检错删除: 口在接收端发现错码后,立即将其删除。 口适用在发送码元中有大量多余度,删除部分接收码元不 影响应用之处
2 ➢ 差错控制技术的种类： ◼ 检错重发： 能发现错码，但是不能确定错码的位置。 通信系统需要有双向信道。 ◼ 前向纠错(FEC)：利用加入的差错控制码元，不但能够发 现错码，还能纠正错码。 ◼ 反馈校验： 将收到的码元转发回发送端，将它和原发送码元比较。 缺点：需要双向信道，传输效率也较低。 ◼ 检错删除： 在接收端发现错码后，立即将其删除。 适用在发送码元中有大量多余度，删除部分接收码元不 影响应用之处
编码序列的参数 n一编码序列中总码元数量 ■k一编码序列中信息码元数量 编码序列中差错控制码元数量 (差错控制码元,以后称为监督码元或监督位 Mm-码率 ■(n-k)/k=r/k一冗余度
3 ➢ 编码序列的参数 ◼ n － 编码序列中总码元数量 ◼ k － 编码序列中信息码元数量 ◼ r － 编码序列中差错控制码元数量 （差错控制码元，以后称为监督码元或监督位） ◼ k/n － 码率 ◼ (n - k) / k = r / k － 冗余度
>自动要求重发(ARQ)系统 停止等待ARQ系统 发送数据 ACK ACK NAK CK ACK NAK ACK t 接收数据 2134515 有错码组 有错码组 停止等待ARQ系统 拉后ARQ系统 重发码组 重发码组 发送数据123456756 891011910112 ACKI NAK ACKs NAKo 接收数据1234 56|7 5罪7 890190m12 有错码组 有错码组 拉后ARQ系统
4 ➢ 自动要求重发(ARQ)系统 ◼ 停止等待ARQ系统 ◼ 拉后ARQ系统 停止等待ARQ系统 接收数据 ACK ACK NAK ACK ACK NAK ACK 1 2 3 3 4 5 5 t 发送数据 1 2 3 3 4 5 5 6 t 有错码组 有错码组 拉后ARQ系统 接收数据 1 2 3 4 5 6 7 8 9 有错码组 有错码组 5 6 7 10 11 9 10 11 12 ACK1 NAK5 ACK5 NAK9 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
选择重发ARQ系统 重发码组 重发码组 发送数123456758901912314 ACKI NAKs ACKs NAKo ACKg 接收数据 345675 101I9醒12卩3|14 有错码组 有错码组 选择重发ARQ系统 ARQ和前向纠错比较: 口优点 监督码元较少,即码率较高 检错的计算复杂度较低 能适应不同特性的信道 口缺点 需要双向信道 不适用于一点到多点的通信系统或广播系统 传输效率降低,可能因反复重发而造成事实上的通 信中断
5 ◼ 选择重发ARQ系统 ◼ ARQ和前向纠错比较： 优点 ◼ 监督码元较少，即码率较高 ◼ 检错的计算复杂度较低 ◼ 能适应不同特性的信道 缺点 ◼ 需要双向信道。 ◼ 不适用于一点到多点的通信系统或广播系统。 ◼ 传输效率降低，可能因反复重发而造成事实上的通 信中断。 选择重发ARQ系统 接收数据 9 有错码组 有错码组 1 2 3 4 5 6 7 5 8 9 10 11 12 13 14 发送数据1 2 3 4 5 6 7 5 8 9 10 11 9 12 13 14 重发码组 重发码组 ACK1 NAK5 ACK5 NAK9 ACK9