信道編碼的概念課件

信道編碼的概念信道編碼的概念1信道編碼概述2013/3/29信道編碼2信道編碼定理:若有一離散無記憶平穩(wěn)信道,其容量為C,輸入序列長度為L,只要待傳送的信息率R<C,總可以找到一種編碼,當L足夠長時,譯碼差錯概率P<ε,ε為任意大于零的正數(shù)。反之,當R>C時,任何編碼的P必大于零,當L→∞,P→1。定理指出:在編碼速率小于信道容量的條件下,通過編碼可以使譯碼錯誤概率任意小,從而達到可靠通信。給出的結果只說明存在一種編碼方式。其誤碼率隨著碼長n的增長趨于任意小。但它沒有告訴我們?nèi)绾螛嬙鞂嶋H上可實現(xiàn)的、具有上述性能的這類碼的方法信道編碼:就是為解決這一問題而產(chǎn)生的學科,它的目的是尋找在實際上易于實現(xiàn)且能達到有效而可靠通信的編譯碼方法。2013/3/29信道編碼定理:若有一離散無記憶平穩(wěn)信道,其容量為C,3o信道編碼的目的是為了改善數(shù)字通信系統(tǒng)的傳輸質量。由于實際信道存在噪聲和干擾,使得發(fā)送的碼字與經(jīng)信道傳輸后所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)生差錯的概率也就越大。o在有記憶信道中,噪聲、干擾的影響往往是前后相關的錯誤是成串出現(xiàn)的,在編碼中稱這類信道為突發(fā)差錯信道。實際的衰落信道、碼間干擾信道均屬于這類信道。o有些實際信道既有獨立隨機差錯,也有突發(fā)性成串差錯,我們稱它為混合信道。o從信道編碼的構造方法看,信道編碼的基本思路是根據(jù)定的規(guī)律在待發(fā)送的信息碼中加入一些人為多余的碼元,以保證傳輸過程可靠性。信道編碼的任務就是構造出以最小多余度代價換取最大抗干擾性能的“好碼2013/3/29o信道編碼的目的是為了改善數(shù)字通信系統(tǒng)的傳輸質量。由4信道編碼通信系統(tǒng)的主要技術指標傳輸速率碼元傳輸速率波特率調(diào)制速率:每秒鐘通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)。單位是波特(Baud)比特率/比特傳輸速率:每秒鐘通過信道傳輸?shù)男畔⒘?。單位是比特?bits這兩種傳輸速率的定義不同,它們都是衡量系統(tǒng)傳輸能力的主要指標碼元:攜帶數(shù)據(jù)信息的信號單元二進制:每個碼元的信息含量為1比特,二進制的波特率與比特率在數(shù)值上是相等的。M進制:每一個碼元的信息含量為logM。如果碼元傳輸速率為r波特,相應的比特率rn為b=rslog2M(bit/s)2013/3/294/30信道編碼通信系統(tǒng)的主要技術指標5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(平均值),簡稱誤碼率比特差錯率/特誤碼率:指在傳輸?shù)谋忍乜倲?shù)中發(fā)生差錯的比特數(shù)所占的比例(平均值)。在二進制傳輸系統(tǒng)中碼元差錯率就是比特差錯率碼組差錯率: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(平均值)根據(jù)不同的應用場合對差錯率有不同的要求。在電報傳送時,允許的比特差錯率約為10-4~10-5;計算機數(shù)據(jù)傳輸,一般要求比特差錯率小于108~109;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。2013/3/29差錯率6●可靠性可靠性是衡量傳輸系統(tǒng)質量的一項重要指標,工程中經(jīng)常用平均無故障間隔時間來衡量信息傳輸/存儲所遇到的主要的問題是傳輸可靠性的問題在傳輸過程中產(chǎn)生不同差錯的原因:傳輸過程中干擾不同有兩種途徑降低誤碼率以滿足系統(tǒng)要求:1.降低信道本身引起的誤碼率:①選擇合適的傳輸線路:如電纜線路優(yōu)于明線線路,光纜優(yōu)于電纜;②改進傳輸線路的傳輸特性或增加發(fā)送信號功率:如進行相位和幅度均衡以改進線路的群延時和幅頻特性,增加中繼放大器。在無線信道中,可以增加發(fā)射機功率、利用高增益天線、低噪聲放大器等方法改善信道;③選用潛在抗干擾性較強的調(diào)制解調(diào)方案2.采用信道編碼,在數(shù)字通信系統(tǒng)中增加差錯控制設備2013/3/296/30●可靠性7信道編碼的性能指標編碼率(編碼效率、碼率)編碼增益●編碼延時編、譯碼器的復雜度功率損耗2013/3/29信道編碼的性能指標8信道編碼的分類●根據(jù)碼的規(guī)律性可分為:正交編碼和檢、糾錯碼●根據(jù)監(jiān)督元與信息組之間關系可分為:分組碼和卷積碼根據(jù)監(jiān)督元與信息元之間關系可分為:線性碼和非線性碼根據(jù)碼的功能可分為:檢錯碼和糾錯碼2013/3/29信道編碼的分類9恒比碼線性碼群計數(shù)碼奇偶校驗碼分組碼非循環(huán)碼漢明碼糾錯碼線性碼循環(huán)碼B卷積碼非系統(tǒng)卷積碼信道編碼RS碼正交碼系統(tǒng)卷積碼Ⅲ序列正交編碼巖垂碼L序列擴散碼恒比碼10信道編碼的基本思想編碼信道:是研究糾錯編碼和譯碼的一種模型。編碼信道:無線通信中的發(fā)射機、天線、自由空間、接收機等的全體;有線通信中的如調(diào)制解調(diào)器、電纜等的全體Internet網(wǎng)的多個路由器、節(jié)點、電纜、底層協(xié)議等的全體計算機的存儲器(如磁盤等)的全體消息m碼字c接收向量R消息信道編碼編碼信道信道譯碼編碼信道2013/3/2910/30信道編碼的基本思想11信道編碼的概念課件12信道編碼的概念課件13信道編碼的概念課件14信道編碼的概念課件15信道編碼的概念課件16信道編碼的概念課件17信道編碼的概念課件18信道編碼的概念課件19信道編碼的概念課件20信道編碼的概念課件21信道編碼的概念課件22信道編碼的概念課件23信道編碼的概念課件24信道編碼的概念課件25信道編碼的概念課件26信道編碼的概念課件27信道編碼的概念課件28信道編碼的概念課件29信道編碼的概念課件30信道編碼的概念課件3126、要使整個人生都過得舒適、愉快，這是不可能的，因為人類必須具備一種能應付逆境的態(tài)度?！R梭

27、只有把抱怨環(huán)境的心情，化為上進的力量，才是成功的保證?！_曼·羅蘭

28、知之者不如好之者，