《信道编码技术》PPT课件
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信道编码的概念PPT课件
o 有些实际信道既有独立随机差错，也有突发性成串差错， 我们称它为混合信道。
o 从信道编码的构造方法看，信道编码的基本思路是根据一
定的规律在待发送的信息码中加入一些人为多余的码元，
以保证传输过程可靠性。信道编码的任务就是构造出以最
小多余度代价换取最大抗干扰性能的“好码”。
2021/6/4
3
信道编码通信系统的主要技术指标
根据监督元与信息元之间关系可分为：线性码 和非线性码
根据码的功能可分为：检错码和纠错码
2021/6/4
8
恒比码
非线性码
分组码
检 纠 错 码
线性码
群计数码 非循环码 循环码
奇偶校验码 汉明码 BCH码
信 道 编
卷积码
非系统卷积码
RS码
正交码
码
系统卷积码
W-A码
正
m序列
交 编
岩垂码
码
L序列
扩散码
信道编码的基本思想
2
o 信道编码的目的是为了改善数字通信系统的传输质量。由 于实际信道存在噪声和干扰，使得发送的码字与经信道传
输后所接收的码字之间存在差异，这种差异称为差错。信 道噪声、干扰越大，码字产生差错的概率也就越大。
o 在有记忆信道中，噪声、干扰的影响往往是前后相关的， 错误是成串出现的，在编码中称这类信道为突发差错信道 。实际的衰落信道、码间干扰信道均属于这类信道。
率p(R/C)。
n1
无记忆二进制信道：对任意的n都有 p(R/C) p(Ri /Ci)
则称为无记忆二进制信道。
i0
无记忆二进制对称信道/BSC/硬判决信道：无记忆二进制 信进道制的对转称移信概道率(见又下满页足)。p(0/1)=p(1/0)=pb，称为无记忆二
o 从信道编码的构造方法看，信道编码的基本思路是根据一
定的规律在待发送的信息码中加入一些人为多余的码元，
以保证传输过程可靠性。信道编码的任务就是构造出以最
小多余度代价换取最大抗干扰性能的“好码”。
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3
信道编码通信系统的主要技术指标
根据监督元与信息元之间关系可分为：线性码 和非线性码
根据码的功能可分为：检错码和纠错码
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8
恒比码
非线性码
分组码
检 纠 错 码
线性码
群计数码 非循环码 循环码
奇偶校验码 汉明码 BCH码
信 道 编
卷积码
非系统卷积码
RS码
正交码
码
系统卷积码
W-A码
正
m序列
交 编
岩垂码
码
L序列
扩散码
信道编码的基本思想
2
o 信道编码的目的是为了改善数字通信系统的传输质量。由 于实际信道存在噪声和干扰，使得发送的码字与经信道传
输后所接收的码字之间存在差异，这种差异称为差错。信 道噪声、干扰越大，码字产生差错的概率也就越大。
o 在有记忆信道中，噪声、干扰的影响往往是前后相关的， 错误是成串出现的，在编码中称这类信道为突发差错信道 。实际的衰落信道、码间干扰信道均属于这类信道。
率p(R/C)。
n1
无记忆二进制信道：对任意的n都有 p(R/C) p(Ri /Ci)
则称为无记忆二进制信道。
i0
无记忆二进制对称信道/BSC/硬判决信道：无记忆二进制 信进道制的对转称移信概道率(见又下满页足)。p(0/1)=p(1/0)=pb，称为无记忆二
信道编码定理ppt课件
p
(
y
)
2
(
1
)
2
N
[(
H
Y
)
]
|
G
(
Y
)
|
2
N
[(
H
Y
)
]
§6.3:信道编码定理的证明及其物理意义
N
• 结合AEP定理：
p(x,y) p(xn, yn)
n1
• 设随机序列对 ( X , Y ) 的
，那么对恣意小的
数δ >0，我们总能找到足够大的N使全体序列对的集合能
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
§6.2:信道编码的作用及本质
匹配信道特性： －信道编码的本质
抗白噪声：
优秀的调制、信道编码方案，
扩频方式等。
抗衰落和多径干扰：
功控抗慢衰落，
空间分集抗平滑瑞利〔空间选择〕衰落，
Rake接纳机及自顺应平衡抗频率选择性，
交错编码抗时间选择性衰落等。
抗多址干扰与远近效应：
正交码型设计，
• 资源指的提供信息传输所付出的代价
• 包括频率、时间、空间、功率等等。但不包括
实现复杂度
• 一个好的编码就是要充分利用资源，传送尽能
够多的信息
§6.2:信道编码的作用及本质
－信道编码的三种情
形
– 给定资源和可靠性要求，经过信道编码尽量提
高传输速率〔例：多电平编码〕
– 给定对信息传输的速率和可靠性要求，经过信
信道编码定理
错误概率与译码准那么、编码方法－1
(
y
)
2
(
1
)
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N
[(
H
Y
)
]
|
G
(
Y
)
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[(
H
Y
)
]
§6.3:信道编码定理的证明及其物理意义
N
• 结合AEP定理：
p(x,y) p(xn, yn)
n1
• 设随机序列对 ( X , Y ) 的
，那么对恣意小的
数δ >0，我们总能找到足够大的N使全体序列对的集合能
•
•
•
•
•
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•
§6.2:信道编码的作用及本质
匹配信道特性： －信道编码的本质
抗白噪声：
优秀的调制、信道编码方案，
扩频方式等。
抗衰落和多径干扰：
功控抗慢衰落，
空间分集抗平滑瑞利〔空间选择〕衰落，
Rake接纳机及自顺应平衡抗频率选择性，
交错编码抗时间选择性衰落等。
抗多址干扰与远近效应：
正交码型设计，
• 资源指的提供信息传输所付出的代价
• 包括频率、时间、空间、功率等等。但不包括
实现复杂度
• 一个好的编码就是要充分利用资源，传送尽能
够多的信息
§6.2:信道编码的作用及本质
－信道编码的三种情
形
– 给定资源和可靠性要求，经过信道编码尽量提
高传输速率〔例：多电平编码〕
– 给定对信息传输的速率和可靠性要求，经过信
信道编码定理
错误概率与译码准那么、编码方法－1
通信原理精品第10章 信道编码幻灯片PPT
设发送端发送A和B两个消息，要表示A、B两种消息只需 要一位编码，即用“1”表示A，用“0”表示B。这种编码无冗余 度，效率最高，但同时它也无抗干扰能力。若在传输过程中发 生误码，即“1”错成“0”或“0”错成“1”，收端无法判断收到 的码元是否发生错误，因为“1”和“0”都是发送端可能发送的 码元，所以这种编码方法无纠、检错能力。
第10章 信道编码
若增加一位监督码元，增加的监督码元与信息码元相同， 即用“11”表示消息A，用“00”表示信息B。如传输过程中发 生1位错误，则“11”、“00”变成“10”或“01”。此时接收端 能发现这种错误，因为发送端不可能发送“01”或“10”。但 它不能纠错，因为“11”和“00”出现1位错误时都可变成“10” 或“01”。所以，当接收端收到“10”或“01”时，它无法确定 发送端发送的是“11”还是“00”。
第10章 信道编码
两个等长码字之间对应码元不同的数目称为这两个码字的 汉明距离，简称为码距，通常用d表示。如码字“11011”和 “00101”之间有四个对应码元不同，故码距d=4。由于两个码 字模2相加，对应码元不同的位必为1，对应码元相同的位必为 0，所以两个码字模2相加得到的新码组的重量就是这两个码字 之间的距离。如： 1101100101=11110，11110的码重为4，与上 述所得到的码距相同。
为
d0≥t+e+1
(10-2-4)
第10章 信道编码
下面举例说明给定码距时，如何根据式(10-2-2)、(10-2-3) 及(10-2-4)来确定码的纠、检错能力。仍以发送端发送A、B两 种消息为例，信源编码用“1”表示消息A，用“0”表示消息 B。信道编码器每收到一个“1”，输出一个码字“1111”； 每收到一个“0”，输出一个码字“0000”。显然，每个码字 中一个码元是信息，另三个码元是监督元，这个码共有两个码 字，这两个码字间的距离就是码的最小距离，所以这个码的最 小码距d0=4。
第10章 信道编码
若增加一位监督码元，增加的监督码元与信息码元相同， 即用“11”表示消息A，用“00”表示信息B。如传输过程中发 生1位错误，则“11”、“00”变成“10”或“01”。此时接收端 能发现这种错误，因为发送端不可能发送“01”或“10”。但 它不能纠错，因为“11”和“00”出现1位错误时都可变成“10” 或“01”。所以，当接收端收到“10”或“01”时，它无法确定 发送端发送的是“11”还是“00”。
第10章 信道编码
两个等长码字之间对应码元不同的数目称为这两个码字的 汉明距离，简称为码距，通常用d表示。如码字“11011”和 “00101”之间有四个对应码元不同，故码距d=4。由于两个码 字模2相加，对应码元不同的位必为1，对应码元相同的位必为 0，所以两个码字模2相加得到的新码组的重量就是这两个码字 之间的距离。如： 1101100101=11110，11110的码重为4，与上 述所得到的码距相同。
为
d0≥t+e+1
(10-2-4)
第10章 信道编码
下面举例说明给定码距时，如何根据式(10-2-2)、(10-2-3) 及(10-2-4)来确定码的纠、检错能力。仍以发送端发送A、B两 种消息为例，信源编码用“1”表示消息A，用“0”表示消息 B。信道编码器每收到一个“1”，输出一个码字“1111”； 每收到一个“0”，输出一个码字“0000”。显然，每个码字 中一个码元是信息，另三个码元是监督元，这个码共有两个码 字，这两个码字间的距离就是码的最小距离，所以这个码的最 小码距d0=4。
《信道编码技术》课件
《信道编码技术》PPT课 件
本课程介绍了信道编码技术的基本概念和应用。通过前向纠错编码、卷积码 和块码等技术，实现了数据在通信网络中的可靠传输。
课程介绍
本节内容将介绍信道编码技术的重要性和基本原理。了解信道编码的背景和目标，以及它在现代通信网络中的 作用。
信道编码技术概述
本节将详细解释什么是信道编码技术，其主要概念和基本原理。我们将探讨纠错码和编码效率等关键概 念。
布置作业
通过布置作业，学生可以进一步巩固和应用所学的信道编码知识。作业内容 将涵盖前向纠错编码、卷积码和块码等方面。
问题讨论
在本节中，我们将讨论学生在学习信道编码技术过程中遇到的问题和疑惑。通过互动讨论，进一步拓宽对信道 编码的理解。
BCH码
BCH码是一种常见的二元码，主 要应用于通信和存储系统。它具 有较高的编码效率和纠错能力， 适用于多种应用场景。
卷积码
卷积码是一种常见的信道编码技术，与前向纠错编码相比，具有更高的编码效率和更强的纠错能力。本节将介 绍卷积码的原理和应用。
1
编码原理
讨论卷积码的编码原理和编码过程。了
纠错性能
前向纠错编码
前向纠错编码是一种常见的信道编码技术，用于检测和纠正传输中的错误。本节将介绍前向纠错编码的工作原 理和常见的编码方案。
海明码
里德-所罗门码
海明码是一种常见的前向纠错编 码方案，通过增加冗余位实现位 错误的检测和纠正。了解如何使 用海明码提高数据传输的可靠性。
里德-所罗门码是一种适用于多媒 体传输的前向纠错编码方案。它 基于数学原理，可以有效地纠正 多个错误。
2
解卷积码是如何通过状态机来编码输入 数据流。
探讨卷积码相对于前向纠错编码的优势。
本课程介绍了信道编码技术的基本概念和应用。通过前向纠错编码、卷积码 和块码等技术，实现了数据在通信网络中的可靠传输。
课程介绍
本节内容将介绍信道编码技术的重要性和基本原理。了解信道编码的背景和目标，以及它在现代通信网络中的 作用。
信道编码技术概述
本节将详细解释什么是信道编码技术，其主要概念和基本原理。我们将探讨纠错码和编码效率等关键概 念。
布置作业
通过布置作业，学生可以进一步巩固和应用所学的信道编码知识。作业内容 将涵盖前向纠错编码、卷积码和块码等方面。
问题讨论
在本节中，我们将讨论学生在学习信道编码技术过程中遇到的问题和疑惑。通过互动讨论，进一步拓宽对信道 编码的理解。
BCH码
BCH码是一种常见的二元码，主 要应用于通信和存储系统。它具 有较高的编码效率和纠错能力， 适用于多种应用场景。
卷积码
卷积码是一种常见的信道编码技术，与前向纠错编码相比，具有更高的编码效率和更强的纠错能力。本节将介 绍卷积码的原理和应用。
1
编码原理
讨论卷积码的编码原理和编码过程。了
纠错性能
前向纠错编码
前向纠错编码是一种常见的信道编码技术，用于检测和纠正传输中的错误。本节将介绍前向纠错编码的工作原 理和常见的编码方案。
海明码
里德-所罗门码
海明码是一种常见的前向纠错编 码方案，通过增加冗余位实现位 错误的检测和纠正。了解如何使 用海明码提高数据传输的可靠性。
里德-所罗门码是一种适用于多媒 体传输的前向纠错编码方案。它 基于数学原理，可以有效地纠正 多个错误。
2
解卷积码是如何通过状态机来编码输入 数据流。
探讨卷积码相对于前向纠错编码的优势。
信道编码课件
编码系统模型下的数字序列变换
信息序列：mi=[mi1 , mi2 ,…, mik]
编码
编码后的发送序列：Ci=[Ci1 , Ci2 ,… , Cin] 信道（干扰） 受到干扰后的接收序列：ri=[ri1 , ri2 ,…, rin]
发 送 端 接 收 端
21
译码
信息序列：m’i=[m’i1 , m’i2 , … , m’ik]
2013-7-11
1.2 错误类型与信道模型
离散无记忆信道（Discrete Memoryless Channel, DMC）
P(y0/x0) P(y0/x1) x0 P(y1/x0) P(y /x0) P(y21/x1) x1 P(y2/x1) P(yQ-1/x0) . . P(yQ-1/x1) . xq-1 y0 y1
2013-7-11
1.1 用于可靠传输和存储数据的编码 ——编码系统模型
信源 m 编码 c 信道
噪声干扰
r
m′ 译码 信宿
三点说明： 1.不可无限的增加冗余码 2.尽可能的重现m，即 使m′尽量接近m 3.编译码算法易实现，设备费用尽量低
研究各种编码和译码方法是信道编码所要解决的问题。
2013-7-11 22
2013-7-11
28
1.2 错误类型与信道模型
吉尔伯特模型：
1-Pgb Good Pgb Bad Pbg 1-Pbg
两个状态：Good，Bad 某一时刻，信道处于两种状态之一 三个主要参数：
Pgb：信道由Good状态转到Bad状态的概率 Pbg：信道由bad状态转到Good状态的概率 2013-7-11 Pe ：信道处于Bad状态下的误码率
发送端
干扰
6信道编码1-PPT课件
• 若 Pe 0 ，就必然存在一批码集 Pe ({c}m ) 0 即差错概率趋于零的好码一定存在 。
2019/3/9
Chapter 6 信道编码
4
6.1.3随机编码
• 码集点数M=qK占N维矢量空间总点数qN的比例是 F =qK / qN = q-(N-K) • 当K和N的差值拉大即冗余的空间点数增加时，平均而言 码字的分布将变得稀疏，码字间的平均距离将变大，平 均差错概率将变小。 • 当F0 即(N-K)时，能否让平均差错概率 Pe 0 ？
6.1.3随机编码
• 最典型的方法是计算统计平均，因为是平均，总有一部分
码的性能优于平均值而另一部分劣于平均值。因此只要求 出统计平均，就可断言必然存在着一些优秀的编码，其性 能优于平均值。 • 用这种方法不能得知最优码是如何具体编出来的，却能得 知最优码可以好到什么程度，并进而推导出有扰离散信道 的编码定理，对指导编码技术具有特别重要的理论价值。
2019/3/9 Chapter 6 信道编码 10
R 0
R1 < R2 C1 < C2
增大E(R)的途径
减小差错概率的措施
• 增大信道容量C （传统设计方法）
– 扩展带宽 – 加大功率 – 降低噪声
• 减小码率R （纠错编码方法的基础）
– Q、N不变而减小K – Q、K不变而增大N – N、K不变而减小Q
2019/3/9
Chapter 6 信道编码
8
6.2 纠错编译码的基本原理与分析
• 纠错编码的基本思路
• 译码方法－最优译码与最大似然译码
2019/3/9
Chapter 6 信道编码
9
6.2.1纠错编码的基本思路
Pe e
信息论与编码技术CHAP6信道编码.ppt
位发生了错误。 • 例如：R (110000)，而C (100001) ，则 E C R (010001)，可知接
收的消息序列 R 中的第“2”位和第“6”位出现了错误。
(3) 重复码和奇偶校验码 前面已述信道编码的任务是构造出以最小多余度的代价换 取最大抗干扰性的“好“码。下面，从直观概念出发， 说明多余度与抗干扰性能的关系，介绍两种极端情况： 一是高可靠性，低有效性的重复码；二是高有效性，低 可靠性的奇偶校验码。
• 垂直奇偶校验方法的编码效率为：
k k 1
• 这种奇偶校验方法能检测出每个分组中的所有奇数位的错， 但检测不出偶数位的错。对于突发性错误，由于出错码元 为奇数个或偶数个的概率各占一半，因而对差错的漏检率 接近于1/2。
• 水平奇偶校验
为了降低对突发错误的漏检率，可以采用“水平奇偶校
验”，它是以分组为单位，对一组中的相同位的码元进行 奇偶校验。在水平奇偶校验中，把信号序列先以适当的长 度划分成个组，每组位码元，并把每组按顺序一列一列地 排列起来，如表6.1.3所示
图6.1.3 发送码元重复一次
对这种情况可得结论：重发一次，效率降低一倍，可以换 取在传输过程中允许产生一个错误(收端能发现它)，但不 能纠正这个错误。 • 重复二次时为(3，1)重复码，如图6.1.4所示：
图6.1.4 发送码元重复二次
(3，1)重复码用“000”来代表信息“0”，用“111”来代表 信息“1”，码本中共有两个码字。
按照每个码元的取值来分，可有二元码和多元码。由于目 前的传输或存储系统大都采用二进制的数字系统，所以一 般提到的纠错码都是指二元码。
综上所述，纠错码分类如图6.1.1所示。
图6.1.1 纠错码的分类
6.1.2 与纠错编码有关的基本概念
收的消息序列 R 中的第“2”位和第“6”位出现了错误。
(3) 重复码和奇偶校验码 前面已述信道编码的任务是构造出以最小多余度的代价换 取最大抗干扰性的“好“码。下面，从直观概念出发， 说明多余度与抗干扰性能的关系，介绍两种极端情况： 一是高可靠性，低有效性的重复码；二是高有效性，低 可靠性的奇偶校验码。
• 垂直奇偶校验方法的编码效率为：
k k 1
• 这种奇偶校验方法能检测出每个分组中的所有奇数位的错， 但检测不出偶数位的错。对于突发性错误，由于出错码元 为奇数个或偶数个的概率各占一半，因而对差错的漏检率 接近于1/2。
• 水平奇偶校验
为了降低对突发错误的漏检率，可以采用“水平奇偶校
验”，它是以分组为单位，对一组中的相同位的码元进行 奇偶校验。在水平奇偶校验中，把信号序列先以适当的长 度划分成个组，每组位码元，并把每组按顺序一列一列地 排列起来，如表6.1.3所示
图6.1.3 发送码元重复一次
对这种情况可得结论：重发一次，效率降低一倍，可以换 取在传输过程中允许产生一个错误(收端能发现它)，但不 能纠正这个错误。 • 重复二次时为(3，1)重复码，如图6.1.4所示：
图6.1.4 发送码元重复二次
(3，1)重复码用“000”来代表信息“0”，用“111”来代表 信息“1”，码本中共有两个码字。
按照每个码元的取值来分，可有二元码和多元码。由于目 前的传输或存储系统大都采用二进制的数字系统，所以一 般提到的纠错码都是指二元码。
综上所述，纠错码分类如图6.1.1所示。
图6.1.1 纠错码的分类
6.1.2 与纠错编码有关的基本概念
第信道编码定理PPT课件
收到1时译成1，那么译码错误
1
1 - pb
1
概率为0.9。
• 反之，如果规定在接收到符号0 时译成1；接收到1时译成0，则 译码错误概率为0.1。
二元对称信道
• 可见，错误概率既与信道统计特
5
第5页/共53页
无记忆二进制对称信道（BSC）
消息
码字 c
m 信源编码 ci{0,1}
二进制信道 p(r/c)
定义6.1.2 选择译码函数F( y j ) x*,使之满足条件
p x * y j p xi y j 对i
则称为最大后验概率译码准则. 最大后验概率译码准则是选择这样一种译码函数, 对于每一个输出符号y j , j 1, 2,..., m,均译成具有最大
后验概率p xi y j 的那个输入符号x *.则信道译码
的，因此要讨论选择译码规则的准则，这些准则总的
原则是使译码平均错误概率最小。
10
第10页/共53页
1、译码平均错误概率
•
若 则
译 信
码 道
规则为 输出端
接F收(y到j ) 符x号i ,i
1, 2, yj时，
, n; j 1, 2, 一定译成
x
,m i。
，
• 如果发送端发的就是xi，这就是正确译码，因此条
• 有线通信中的如调制解调器、电缆等全体；
4
• 互联网的多个路由器、第节4页点/共、53电页缆、低层协议等全体；
错误概率和译码规则
• 考虑一个二元对称信道，单符号
错误传递概率是pb=0.9，其输入 符号为等概率分布。
0
1 - pb
0
pb
• 如果规定在信道输出端接收到符
信道编码基本概念PPT文档32页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
信道编码与调制技术概要共68页PPT
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
信道编码与调制技术概要
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不
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信道
对流层散射区
Transmitter Earth
无线光传输 红外光、紫外光、激光
精选ppt
Receiver
19
信道 ❖ 微波中继信道
精选ppt
20
❖ 卫星中继信道
信道
精选ppt
21
信道
❖ 陆地移动信道 1）传播衰减：移动信道中自由空间传播损耗
精选ppt
22
信道
2）反射波与散射波 移动信道的传播路径和平滑表面反射
威斯康辛州
密歇根州 精选ppt美国超长波对潜通信系统16
信道
天波传播
❖ HF使用的主要传播方式； ❖ 主要特点：电离层随机扰动、多径效应。
电离层
single hop
Transmitter Earth
Receiver
精选Mppt ulti hop
17
视距传播 ❖ 天线高度与传输 距离之间的关系
信道
狭义信道
有线或无线传输媒介
数字化 信源
编 码
器
调 制 器
发 转 换 器
传 输 媒 介
收 转 换 器
解 调 器
译 码
译码 输出
器
编码信道
调精选制pp信t 道
10
信道
❖ 有线信道 1、对称电缆（双绞线）
对称电缆结构图
精选ppt
11
信道
2、同轴电缆
同精轴选p电pt 缆结构图
12
信道
3、光纤 光信号入
共200nm，约
第二传输窗口
30THz
第三传输 瑞利散射 窗口
红外吸收
损 耗 (dB/km)
0.2
紫外吸收
850
1300
1550
波长精(n选mppt)
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信道
❖ 无线信道
❖ 电磁波传播特性
影响电磁波传播的因素
❖大气：电离层、雨雪、空气粒子等
❖地面：良导体、地面弯曲等
地波传播
❖电磁波波长与电离层距离地面的高度相比拟， 形同波导；
第8章 信道编码技术
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通信系统的基本构成
信 号 源
信 源 编 码
信 道 编 码
载 波 调 制
信道
传输 通道
载信信显 波道源示 解解解装 调码码置
数字 声音
附加 数据
加性噪声 干扰、多径
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附加 数据
数字 声音
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通信系统主要性能指标
❖ 通信系统性能指标涉及要素
有效性：传输信息的速度，传输一定信息所占
❖ 信息传输速率与码元速率的关系：
若采用N进制传输，则信息速率与码元速率之
间的关系为: Rb=RB·log2N （b/s）
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通信系统主要性能指标
例：某数字通信系统在3s内输出3600个码元， 采用4进制传输，则信息速率为2400bps.
频带利用率
单位频带的传输速率
码频 元带 传宽 输 度 R 速 BBB 率/H z
❖ 数字通信系统的性能指标 传输速率和频带利用率 传输速率可分为码元传输速率和信息传输速率两 种。
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通信系统主要性能指标
码元传输速率 (RB) 又叫符号速率，它表示单位时间(每秒)内
传输的码元(符号)的数目。其单位为波特，常 用B表示。简称波特率。
码元速率、数码率、传码率、波特率、波 形速率、调制速率。
❖ELF、VLF、LF、MF主要使用的传播方式
❖ELF具有一定的海水穿透能力。
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• 1969年，威斯康辛州建WTF台，十字型天线，各长22.5 公里，300A； • 1981年，密歇根州又建MTF台，天线各长45公里，150A； • 1986年，WTF/MTF台正式投入使用，共指挥161艘潜艇。
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信道
❖ 电离层反射示意图
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信道❖ 多径形式示意图 Nhomakorabea精选ppt
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信道
❖ 调制信道的主要特性
绝大部分信道是线性的，即满足叠加原理； 信号通过信道需要经过一定的延时； 信道对信号有损耗（固定或时变损耗）； 有一对或多对输入端，必然有一对或多对输
A d1
h1
C
B
d2
h2
R
1arctan
(Rh1)2R2 R
1arctan2h 1/R2h 1/R
1 2
d1 R1 2h1R
d 2 R h 2 h 1 3 . 5 7h 2 h 1( k m )
平坦地面条件下，收发天线高度分别为
50m，则视线距离为精选5p0ptkm。
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对流层散射
光纤外层 光纤内层
光纤传输原理 ❖全反射原理
光信号出
多模光纤（MMF）和单模光纤（SMF）
光源
❖LED（Light Emitted Dioxide）
❖激光
光纤中的色散
❖限制了光纤的无精选中ppt 继传输距离
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信道
光纤损耗谱特性
光纤带宽： 1300nm窗口约
2.5 第一传输窗口
OH离子 吸收峰
100nm， 1550nm窗口约 100nm，
资源（带宽和时间）；
可靠性：通信传输质量；
适应性：使用的环境条件；
经济性：系统的成本；
标准性；
维修性、工艺性、保密性。
❖ 从信息传输的角度看，有效性和可靠性是矛盾的
主要方面。
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3
通信系统主要性能指标
❖ 模拟通信系统的性能指标 有效性度量： ❖系统的频带利用率 可靠性指标： ❖接收端最终输出信噪比
b信频 息带 传宽 输 度 R 速 Bbb率 it/s/Hz
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通信系统主要性能指标
误码率
在传输过程中错误接收的码元数与传输的
总码元数之比。
Pe lNim传错输误的码总元码n数 N数
误信率（误比特率）
在传输过程中错误接收的比特数与传输的
总比特数之比。
lim Pb
错误比特n数 b Nb传输的总比特 Nb数
例：某数字通信系统2s内传送3600个码元， 其码元速率为1800B。
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通信系统主要性能指标
❖ 码元宽度或码元周期TB 相邻两个码元发送的时间间隔
TB=1/RB ❖ 信息传输速率(Rb)
又叫信息速率，它表示单位时间(每秒)内传送
数据信息的比特数。其单位为比特/秒，记为bit/s，
或bps。
对于二进制数字通信系统， Pb Pe
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信道
❖ 信道的定义：
以传输媒介为基础的信号通道
❖ 狭义信道的定义和分类：
仅指信号传输媒介的信道称为狭义信道；
分类：
❖无线信道
❖有线信道 ❖ 广义信道
包含有关的“转换器” ，如天线，调制器、
解调器等。
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信道
❖ 广义信道的分类 调制信道：从调制器的输出端到解调器的输入端 编码信道：从编码器的输出端到译码器的输入端
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信道
❖ 短波电离层反射信道
短波电离层反射信道是利用地面发射的无线电 波在电离层，或电离层与地面之间的一次反射 或多次反射所形成的信道。
电离层离地面60～600km。当频率范围为3～ 30MHz（波长为10～100m）的短波（或称为高 频）无线电波射入电离层时，由于折射现象会 使电波发生反射，返回地面。