数字通信原理差错控制PPT课件

2. 汉明距离与检错和纠错能力的关系
（1）几个概念
码长：码组或码字中编码的总位数为码组的长度。
码重：码组中非零码元的数目为码组的重量。
例如“11010”的码长为5，码重为3。
c）选择传发输射重机发
接收传机输
1 2 3 4 5 N6AK错7 误8 4重发9 码1组0 411 12 N1A3K 1错4 误11 重15发1码6组11 1 2 3 4 （5bN）A6具K 有7 回8拉功重4能发的9码连1组0续41A1 R1Q2（NA1全3K 双14工1）1 重15发码组11
发射机 接收机
（c）混合纠错检错（HEC）
——接收端检测到差错后，要通过反向信道发回NAK，要求发端重发，
所以需要反向信道，实时性差
a）停发等候重发
发射机
1
2
3
3
4
5
5
发射机
1 ACK
2ACK
3NAK
A3 CK
A4CK
N5AK
5
传输
ACK
ACK
NAK
ACK
ACK
NAK
传输 接收机发射机
1
1
22 3 3 3 34
10.1.1 差错控制的基本概念
误码产生原因：信道不理想造成的符号间干扰； 噪声对信号的干扰。
噪声分类：随机噪声和脉冲噪声。 1.差错分类
随机差错：又称独立差错，它是指那些独立地、稀疏地和互 不相关地发生的差错。
突发差错：是指一串串，甚至成片出现的差错，差错之 间有相关性。
2.错误图样
E A B E中，“0”表示正确，“1”表示错误
错误图样
随机错误错误图样 突发错误错误图样
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2.差错控制的基本思路 差错控制也称纠错编码，信道编码。 发送端：将被传送的信息码（无规律）按照一定的规则加 入监督码元后进行传输，加入的监督码元与信息码元存在某 种确定的约束关系。 接收端：检验信息码元与监督码元之间的既定的约束关系， 如关系被破坏，则传输中有错。
—— 缺点是所选择（c的）混纠合错纠错码检必错（须HE与C）信道的错码特性密切配合，否则
很难达到降低错码率的要求；
—— 要纠正较多的错码，译码设备复杂，且要求附加的监督码较多，
编码效率低。
能够检错的码
发
收
应答信号
（a）检错重发（ARQ）
（3）混合纠错检错（HEC）
发
能够纠错的码
一
收
是ARQ和FEC方式的折衷方案
45
55
5
接收机
1
2
错误3
3
4 错误 5
ACK
ACK
NAK
ACK
ACK
5
NAK
传输
（a）停止-等待错A误RQ（半双工）
错误
b）返回重发 发射机接收机 1 2 31 4 5（a）6 2停7止-8等待4AR35Q（6 半7双工8）3 9 10 11 4 7 8 5
5
发射机 传输
接收传机输 发射机
接收机 传输
8 7
9 8
10 11 7 9 10 11
7
8
（b）具错有误回拉功NA能K的连续从AR码Q组（4全开双错始工误重）发 NAK
发射机
1 2 3 4 5（b6）具7 有8回拉4 功9能的10连1续1 A12RQ1（3 全14双1工1 ）15 16
接收机
1 2 3 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 9 10 11 7
（b）前向纠错（FEC）
能够检错和纠错的码
发
收
应答信号
（c）混合纠错检错（HEC）
优缺点 —— 集合了ARQ和FEC的优点，在保证系统较高的有效性的同时,大 幅度提高了整个系统的可靠性，但需要反向信道。
（4）信息反馈（IRQ）
能够数检据信错息的码
发
收
应数答据信信号 息
（a（）d检）错信重息发反（馈ARQ）
传输
1 2 3 错4误5 6 7 8 4 9 10错1误1 12 13 14 11 15 16 1 2 3 4 5 6 7 8 4 9 10 11 12 13 14 11 15
（c）具有错选误择性重NA发K功能的连续重A发R码Q（组错全4误双工）NAK
重发码组11
（c）具有选择性重发功能的连续ARQ（全双工）
第10章 差错控制
学习要求
1. 理解差错控制的基本概念及其原理等； 2. 掌握信道编码的基本原理； 3. 了解常用检错码的特性； 4. 掌握线性分组码的一般特性； 5. 掌握汉明码以及循环码的编译码及其实现原理； 6.掌握卷积码的编译码基本原理。
10.1 差错控制的基本概念及原理
目的：提高通信系统的可靠性
优缺点
发
纠（错b）、前向检纠错错（，FE设C）备简单；
缺点是需要发 和前能向够信检错道和相纠错同的的码 反收向信道，实时性差，且发送端 需要一定容量的存储器。应答信号
（c）混合纠错检错（HEC）
10.1.2 差错控制的基本原理 1. 差错控制的原理
A
0
B
1
信息位1 无监督位
无检错能力 无纠错能力
准用 码组
禁用 码组
00
01
11
10
信息位1 监督位1
可检测1位错码
10.1.2 差错控制的基本原理（续）
1. 差错控制的原理（续）
准用 码组
A
0 00
B
1 11
禁用 码组
001 010
100
信息位1 监督位2
011 101
可检测1到2位错码11，0 或纠1位错码
要想具有检错和纠错能力，必须有禁用码组。 禁用码组的获得方法：加监督位。
接收机
1 2 3 4 5 6 7 8 4 9 10 11 12 13 14 11 15
错误
错误
（c）具有选择性重发功能的连续ARQ（全双工）
能够检错的码
发
收
（2）前向纠错（FEC） 应答信号
（a）检错重发（ARQ）
发
能够纠错的码
一
收
（b）前向纠错（FEC）
优缺点
能够检错和纠错的码
发
收
—— 不需要反向信道，应自答信动号纠错，不要求重发，因而实时性好；
信息码(k)+监督码(r)=码组(n)
信息码元(k)+监督码元(r)=码组(n)
3.差错控制方式
（1）检错重发（ARQ）
能够检错的码
发
收
应答信号
（a）检错重发（ARQ）
ARQ有3种重发方发式，即能一停够纠发错等的码候重发收，返回重发和选择重发。
（b）前向纠错（FEC）
优缺点 能够检错和纠错的码
——所需的监督码发位数少，编码效率比收较高； ——译码设备较简单； 应答信号
1 2 3 4 5 N6AK7 8 从错4码误组54开6 始重7 发8 NA9K 10 11 7 8错误
（a）N停AK止-等待从A码RQ组（4开半始双重工发） NAK
1 2 3 4 5 6 7 8 4 5 6 7 8 9 10 11 7
1
2 1
3 2
错43误45
6 5
7 6
8 7
4 8
5 4
6 5
错6误7