《移動(dòng)通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（第2版）》課件第9章 數(shù)字信道的差錯(cuò)控制編碼

1、第9章 數(shù)字信道的差錯(cuò)控制編碼9.1 基本概念9.2 線性分組碼9.3 卷積碼9.1 基本概念9.1.1 有關(guān)通信信道概念信道指信號(hào)傳輸?shù)拿劫|(zhì)。通信系統(tǒng)可為有線（包括光纖）通信和無(wú)線通信兩大類(lèi)。1 有線信道：雙絞線，同軸電纜，光纖。特點(diǎn)是低損耗，傳輸頻帶寬。2 無(wú)線信道：光視距、微波、短波、中號(hào)波、衛(wèi)星通信等。3 狹義信道：有線信道和無(wú)線信道的總稱。4 廣義信道：擴(kuò)大范圍象天線、發(fā)收設(shè)備等，一般情況下討論均指廣義信道。5 無(wú)記憶信道：是隨機(jī)差錯(cuò)，即前后碼元發(fā)生差錯(cuò)是獨(dú)立、互不依賴，產(chǎn)生這種差錯(cuò)的信道稱為無(wú)記憶信道。6 有記憶信道：是一種突發(fā)差錯(cuò)，即前后碼元發(fā)生差錯(cuò)有關(guān)聯(lián)性，一個(gè)差錯(cuò)出現(xiàn)影響后面

2、差錯(cuò)的出現(xiàn)，產(chǎn)生這種差錯(cuò)的信道稱為有記憶信道。例如發(fā)往信道序列00000000，受干擾后變成01100100，其中11001稱為差錯(cuò)圖樣，這里突發(fā)長(zhǎng)度是5。 7 二進(jìn)對(duì)稱信道（BSC）：信道干擾使“1”變“0”的可能性和“0”變“1”的可能性相等，且互不依賴，則這種信道稱二進(jìn)對(duì)稱信道。如下圖9.1示：8 不對(duì)稱二進(jìn)信道：反之，如兩種差錯(cuò)可能性不等就稱為不對(duì)稱二進(jìn)信道。9 二進(jìn)刪除信道：在傳輸過(guò)程中，凡受干擾而無(wú)法正確判為“0”或“1”碼，被刪除，這種信道稱二進(jìn)刪除信道。 圖9.19.1.2. 碼組結(jié)構(gòu)1. 碼元：二進(jìn)制數(shù)據(jù)的每一位“0”碼或“1”碼。m進(jìn)制碼與二進(jìn)制碼關(guān)系：2 碼組：每一個(gè)m進(jìn)

3、制碼元由n位二進(jìn)制碼的碼組代表，稱這n位為一個(gè)碼組。3 碼集：例如（下表9.1示）代表8個(gè)十進(jìn)制數(shù)的8種不同的3位二進(jìn)制碼組稱為一個(gè)碼集。表9.1碼集表示 4 碼矢：如下圖9.2所示，8種不同的3位二進(jìn)制碼 稱為8個(gè)碼矢 。5 碼重：任一碼組中“1”碼的位數(shù)稱碼重。例如， 則 。6 碼距：在任何兩個(gè)不同的碼組中，對(duì)應(yīng)碼位的碼元不同的個(gè)數(shù)，稱為這兩個(gè)碼組間的碼距。如圖9.3所示。例如：（100）和（000）的碼距為1；（110）和（101）的碼距為2。7 最小碼距（漢明碼距）：一個(gè)碼集中兩個(gè)碼組間的距離有一最小值，稱為最小碼距。圖9.2 碼矢結(jié)構(gòu)示意圖9.1.3 碼組檢錯(cuò)和糾錯(cuò)的基本原理1. 碼

4、集中8個(gè)碼組全部作為有用碼組，在這種情況下，任一碼組中有一位發(fā)生差錯(cuò)，就成為其它碼組，收端不能察覺(jué)差錯(cuò)，所以使用8個(gè)碼組的碼沒(méi)有抗干擾能力。2 如果碼集中（000），（011），（101），（110）四個(gè)作為許用碼組，其余4種為禁用碼組，則許用碼組的，任一許用碼組中在傳輸中受干擾而造成一位差錯(cuò)，不論其差錯(cuò)位置在何處，都變成禁用碼組，收端能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，但不能糾正。3. 若取上述8種碼組的（000），（111）作為許用碼組，則，任一許用碼組在傳輸中受干擾造成二位差錯(cuò)，都不可能變成另一許用碼組。發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，抗干擾力強(qiáng)。9.2.2. 線性分組碼的矩陣形式線性碼指信息碼和監(jiān)督碼滿足一組線性方程的碼，式（9-9）就是這樣的例子?，F(xiàn)將它寫(xiě)成如下形式：寫(xiě)成矩陣表達(dá)為9.3.1 卷積碼的編碼根據(jù)上述式（9-33）變換關(guān)系，得出（2，1）卷積碼的編碼器框圖9.4如下。圖9.4中有兩級(jí)移位寄存器和一個(gè)模2加器 。圖9.