移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃：信道編碼.docx

1、信道編碼一、信道編碼概述首先我們先來看一般通信系統(tǒng)模型，通信系統(tǒng)包含的種類很多，比如電報、電話、廣播、遙測等，這些系統(tǒng)都可看成信息傳輸系統(tǒng)，那么信息在傳輸過程中會由于噪聲和干擾的存在，使得發(fā)送的碼字與接收的碼字之間存在差異，這種差異稱為差錯，信道噪聲、干擾越大，碼字產(chǎn)生錯誤的概率也越大。因此為了保證信息傳輸?shù)挠行院涂煽啃裕诎l(fā)送端對信源進行信源編碼、信道編碼、譯碼等過程，而在接收端進行解碼等反操作來保證信息的正確傳送。什么是信源編碼呢？它的主要作用就是把信源的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，減小量化誤差，壓縮冗余度，提高數(shù)字信號的有效性。而信道編碼，又稱差錯控制編碼，是數(shù)字信號在傳輸過程中由于信道傳

2、輸特性不理想或噪聲的存在導致接收端產(chǎn)生誤碼，為了減少誤碼的產(chǎn)生，采用信道編碼進行檢錯糾錯，從而提高數(shù)字通信的可靠性。因此，信源編碼和信道編碼冗余度的主要區(qū)別是：信源編碼是壓縮隨機的冗余度，信道編碼是增加有規(guī)律的冗余度。信道編碼又稱為抗干擾編碼或差錯控制編碼，用來改善數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量，提高系統(tǒng)的可靠性。如何使消息傳輸后發(fā)生錯誤最少？也就是說如何對信源進行檢錯糾錯？這就是要學習的什么是信道編碼，它的工作原理是什么。所謂信道編碼，是在信息碼元中插入一些冗余碼元，從而使整體碼元具有一定規(guī)律，當出現(xiàn)錯誤傳輸時,可以通過規(guī)律對錯誤碼元進行檢測乃至糾正。信道編碼的主要技術指標有傳輸速率和差錯率等。傳輸速

3、率包括碼元傳輸率和比特率，碼元傳輸率指每秒鐘通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)，比特率指每秒鐘通過信道傳輸?shù)男畔⒘?。差錯率包括碼元差錯率、比特差錯率和碼組差錯率。碼元差錯率指在傳輸?shù)拇a元總數(shù)中發(fā)生差錯的碼元數(shù)所占的比例，簡稱誤碼率。比特差錯率指在傳輸比特數(shù)中發(fā)生差錯的比特數(shù)所占的比例。碼組差錯率：指在傳輸?shù)拇a組總數(shù)中發(fā)生差錯的碼組數(shù)所占的比例。二進制中，碼元差錯率就是比特差錯率。根據(jù)不同的應用場合對差錯率有不同的要求，計算機數(shù)據(jù)傳輸，一般要求比特差錯率小于10*10",在遙控指令和武器系統(tǒng)的指令系統(tǒng)中，要求有更小的誤比特率或碼組差錯率。二、信道編碼的分類按碼的用途分：檢錯碼、糾錯碼、糾刪碼按監(jiān)督碼

4、元與信息碼元的關系分：線性碼、非線性碼按對信息碼元處理方式分：分組碼、卷積碼按信息碼元在編碼前后是否相同分：系統(tǒng)碼、非系統(tǒng)碼按糾檢錯類型分：糾/檢錯隨機、糾/檢突發(fā)錯三、檢錯糾錯原理檢錯原理：信源在傳輸過程中出現(xiàn)誤碼是必然的：在有噪聲和損失存在的信道中，輸入符號與接收符合不難一一對應，傳輸錯誤和判斷錯誤的情況總會存在。同時誤碼的產(chǎn)生具有不可預知性：誤碼是隨機發(fā)生的，接收端并不了解是否發(fā)生了誤碼，更不知是哪個碼元出現(xiàn)錯誤。糾錯原理：不僅知道有錯，還應知道是哪個碼元出現(xiàn)錯誤。雙連碼只能檢錯，不能糾錯，因為冗余不夠。冗余的加入，拉大了許用碼字之間的漢明距離，就有可能區(qū)別誤碼與各個許用碼字之間漢明距離

5、的不同，從而判斷誤碼可能的來源。下面我們來看一個例子來了解什么是最小漢明距離，簡單來說就是比較兩個長度相等的的碼組，判斷它們之間不相同的碼元個數(shù)即為最小漢明距離，我們看C1和C2兩個碼組,第一位和第三位是相同的，均為0,其余三位都不同，所以最小漢明距離為3。而C1和C4對比，只有第四位相同，均為0,其余四位都不同，所以最小漢明距離為4。三、四種差錯控制方式1、前向糾錯法FEC所發(fā)碼具有糾錯能力，收端接收后自動糾錯。無需反向信道，實時性好，所發(fā)碼具有糾錯能力，譯碼自動糾錯，設備復雜，傳輸效率低。2、檢錯重發(fā)法ARQ所發(fā)碼具有檢錯能力，收端接收后判決是否出錯，通過反向信道發(fā)送判決結(jié)果，發(fā)端據(jù)此決定是否重發(fā)。譯碼設備簡單，對突發(fā)錯誤有效，但要求有反饋信道。3、混合糾錯法HEC編碼既有糾錯能力也有檢錯能力，收端收到信息碼組后再收端進行檢測。再糾錯范圍內(nèi)：糾正；超出范圍：通過ARQ方式進行重發(fā)。4、信息反饋法IF收端接收到信息后，將所收到的信