数字通信系统中信道编码技术的研究

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数字通信原理章 (5)

数字通信原理章 (5)

第5章 信道编码技术
5.1.2 差错控制编码的基本思想 差错控制编码的基本实现方法是在发送端给被传输的
信息附上一些监督码元,这些多余的码元与信息码元之间 以某种确定的规则相互关联。在接收端按照既定的规则校 验信息码元与监督码元之间的关系,一旦传输发生错误, 则信息码元与监督码元的关系就受到破坏,从而使接收端 可以发现错误,进而纠正错误。因此,各种编码和译码方 法是差错控制编码所要研究的问题。 5.1.3 差错控制方式
距应满足
dmin≥t+e+1 (e>t)
(5-3)
第5章 信道编码技术 图 5-2 纠错码纠错能力图示一
第5章 信道编码技术 图 5-3 纠错码纠错能力图示二
第5章 信道编码技术
5.2.3 奇偶监督码 奇偶监督码(又称为奇偶校验码)是一种最简单的检错
码,它的基本思想是在n-1位信息码元后面附加一位监督 码元,构成(n,n-1)的分组码,监督码元的作用是使码长 为n的码组中“1” 的个数保持为奇数或偶数。码组中“1” 的个数保持为奇数的编码称为奇数监督码,保持为偶数的 编码称为偶数监督码。
的一种改进形式,它不仅对每一行进行奇偶校验,同时对每 一列也进行奇偶校验。如表5-2所示的例子采用的是偶校验。
发送时,该码是按11001100、00100111、00011110、 11000000、01111011、00100111、01101001的顺序发送,而 在接收端将所接收的信号以列的形式排列,可得表5-2所示 的阵列。
(5-5)
奇偶监督码最小码距为2,无论是奇校验还是偶校验,
都只能检测出单个或奇数个错误,而不能检测出偶数个错
误,因此检错能力低,但编码效率随着n的增加而提高。

信道编译码技术

信道编译码技术

信道编译码技术信道编码与解码技术(Channel Coding and Decoding)是数字通信领域的一个重要技术,其作用是提高数据传输的可靠性和安全性。

在数字通信中,信道(Channel)指的是信号在传输过程中可能遭受到的各种扰动,如噪声、衰落、多径等。

这些扰动会使信号发生失真,使接收端无法正确解读信号。

为了保证数据能够正确地传输,需要采用信道编码技术对原始数据进行编码和解码,以实现数据的纠错和校验。

信道编码的原理是通过在信号中添加冗余信息,使得即使在信道受到扰动的情况下,接收端仍能够正确还原出原始信号。

这种冗余信息一般是一些校验码或纠错码,它们能够使得接收端检错并纠正信号中的错误位。

常见的信道编码方案有卷积码、海明码、BCH码、RS码等。

卷积码是一种线性编码,其原理是通过将输入数据与一个预定义的信道决策器进行卷积运算,得到一个编码后的序列。

在接收端,利用与发送端相同的决策器对编码序列进行解码,得到原始数据。

卷积码的主要缺点是码长较短,冗余信息较少,因此在高信噪比的信道中表现良好,但在低信噪比下表现不佳。

BCH码是一种多项式编码,其原理是将信息序列看作一个多项式,通过除法得到余数,将余数作为纠错码添加到信息序列中,得到一个编码序列。

在接收端,利用BCH解码器进行解码,可以检测并纠正多个错误位。

BCH码适用于低速率的数字通信系统和存储系统中。

信道编码技术对于提高数字通信的可靠性和安全性至关重要。

各种编码方案都有其特点和适用范围,我们需要根据实际应用场景选择适合的编码方案。

下面我们来深入了解一下信道编码的相关概念和性质。

1. 码率与编码效率信道编码系统中,码率是指源码经过信道编码后变成的码字的速率,通常用R表示,单位为咪比特/秒(Mbits/s)。

编码效率是指码率与信源熵率之比,即R/H(X),表示利用编码所能达到的信息传输效率。

编码效率越高,表示可以用更少的码字传输更多的信息,同时也意味着在相同的信道条件下,可以得到更高的传输速率。

通信系统中的信道编码和解码技术

通信系统中的信道编码和解码技术

通信系统中的信道编码和解码技术在现代通信系统中,信道编码和解码技术起着至关重要的作用。

信道编码是一种将源数据进行编码的过程,以便在信道传输过程中提高信号的可靠性。

而在接收端,信道解码则是将接收到的编码数据进行解码,恢复为原始数据的过程。

本文将介绍通信系统中常用的信道编码和解码技术。

一、前向纠错编码(Forward Error Correction,FEC)前向纠错编码是一种能够在传输过程中主动纠正错误的编码技术。

其原理是通过在原始数据中添加冗余信息,使接收端能够在接收到有错误的数据包时,根据冗余信息进行纠错,从而恢复出正确的数据。

1. 常见的FEC编码方案(1)海明码(Hamming Code)海明码是一种最早被应用于通信领域的FEC编码方案。

它通过在原始数据中添加校验位,实现了单比特错误的纠正,并且能够检测多比特错误。

海明码的编解码算法相对简单,但纠错能力有限。

(2)LDPC码(Low-Density Parity Check Code)LDPC码是一种基于图论的FEC编码方案。

它通过在校验位的选择上使用低密度的校验矩阵,实现了较高的纠错能力。

LDPC码在现代通信系统中得到广泛应用,尤其是在卫星通信和无线通信领域。

(3)RS码(Reed-Solomon Code)RS码是一种广泛应用于磁盘存储和数字通信领域的FEC编码方案。

它通过在原始数据中添加冗余信息,实现了对一定数量的错误进行纠正。

RS码的编解码复杂度较高,但纠错能力强,适用于对信道质量较差的环境。

2. FEC编码的优势和应用FEC编码在通信系统中具有以下优势:(1)提高信号的可靠性:FEC编码能够在信道传输过程中纠正一定数量的错误,减少信号传输的错误率。

(2)节省带宽资源:通过添加冗余信息,FEC编码可以在一定程度上减少因错误重传导致的带宽浪费。

FEC编码在无线通信、卫星通信、光通信等领域广泛应用。

例如,在卫星通信系统中,由于信号传输距离较长,受到的干扰较多,采用FEC编码可以有效提高通信质量。

数字通信系统中的信道编码技术

数字通信系统中的信道编码技术

数字通信系统中的信道编码技术在数字通信系统中,信道编码技术扮演着非常重要的角色,它具有纠错码和检错码两大功能,可以在信道传输数据时提高数据的可靠性和抗干扰能力。

在通信系统中,信道编码技术能够有效地改善数据传输的性能,确保数据的完整性和准确性。

首先,纠错码是信道编码技术中的重要组成部分。

通过引入冗余信息,在数据传输过程中对数据进行编码处理,从而可以在接收端对接收到的数据进行校验和恢复。

常见的纠错码有海明码、卷积码、RS码等。

海明码是一种比较经典的纠错码,它采用了特定的编码规则,在数据传输过程中可实现定位和恢复错误数据位的功能。

卷积码结构复杂,但在抗干扰性能上有着优势,适用于对抗信道中的突发错误。

RS码则适用于多媒体通信系统,能够有效纠正多个错误位。

这些纠错码的应用可以极大地提高系统的可靠性和稳定性。

其次,检错码也是信道编码技术中不可或缺的一部分。

检错码主要用于检测数据传输过程中的错误,识别出发生错误的位置,为后续的纠错码进行处理提供依据。

常见的检错码有奇偶校验码、CRC码等。

奇偶校验码是一种简单有效的检错码,通过统计数据中二进制位的个数,确定整体数据的奇偶性,从而检测单个位的错误。

CRC码则具有更强的错误检测能力,能够检测到更多错误位的发生。

检错码的引入可以有效减少数据传输中的错误率,确保数据传输的正确性。

在数字通信系统中,信道编码技术的应用不仅可以提高数据传输的可靠性,还可以提高系统的抗干扰性能。

采用适当的信道编码技术,可以有效地应对信道中的各种干扰和噪声,确保数据能够在恶劣的环境中稳定传输。

信道编码技术在无线通信、卫星通信、光纤通信等领域都有着广泛的应用,为数字通信系统的发展提供了有力支持。

总的来说,数字通信系统中的信道编码技术在数据传输中起着非常重要的作用。

通过引入纠错码和检错码,可以提高数据传输的可靠性和稳定性,确保数据能够在不稳定的信道中顺利传输。

信道编码技术的不断发展和完善,将为数字通信系统的性能提升和应用拓展带来更多的机遇和挑战。

信道编码及OFDM技术

信道编码及OFDM技术

信道编码及OFDM技术【摘要】:信道编码技术在巩固OFDM下一代移动通信的核心技术的位置上处于重要的位置。

本文简单介绍OFDM系统的一些基础知识,对于信道编码技术应用进行研究,主要以汉明码、卷积码、LDPC码作为研究重点。

【关键词】:信道编码;卷积码;汉明码;LDPC码;OFDM1前言现今无线通信产品的普及使得OFDM在移动通信信道中是迅速的发展。

学者越来越多的专攻多载波调制技术,很多的实验将OFDM与交织技术、信道编码技术等技术相结合。

2信道编码的简单介绍数字通信系统框图如图所示。

为克服传输过程中各种各样的干扰,往往要人为加入一些冗余度,使其具有自动检错或检错能力,这种能力由纠(检)错编码器完成。

在此模型中,信道包括发动机、传输媒质和接收机在内的,信道是编码信道,其输入和输出是二(多)进制数字序列。

在接收端由纠(检)错解码器最大限度的恢复信源信息,并传递给信宿做后继处理。

信道编码是在控制序列中增加在发送端发送的信息序列中被称为监督码元的一些编码元素,从而在接收机中发现传输过程是错误的或正确的。

由于实际信道中噪声和干扰,信道传输后发送码字和接收码字之间的差称为差错。

信道编码的目的是提高通信系统的传输质量。

如图所示,通过纠错差错控制的方法,提高了通信系统的可靠性。

本文侧重于卷积码、汉明码和LDPC码。

卷积码通常适用于前向纠错,性能优于分组码,操作简单。

卷积码中的编码的n个符号不仅与K信息的当前输入有关,而且与已经输入的一些信息有关。

汉明码是一种线性分组码,可以纠正单个错误并充分利用监督比特。

汉明码在发送的消息流中插入验证码以检测和纠正单个比特错误。

2.1 卷积码就[n,k]线性分组码而言,不同的分组是独立编码的。

它通常适用于前向纠错。

它的性能比分组码好,操作简单。

卷积码通常由[n,k,L]表示,其中n是输出码字,k是输入比特信息,L是约束长度,也称为存储深度。

在对卷积码进行解码的过程中,不仅从当前接收到的码组中提取解码信息,而且从该时刻之前和之后接收到的码组中提取相关信息(整个接收码序列)。

信道编码理论及其应用

信道编码理论及其应用

信道编码理论及其应用随着数字通信技术的不断进步,信息传输在我们的生活中变得越来越普遍。

然而,数字通信与模拟通信不同,数据受到各种噪声和干扰的影响,导致信息传输存在误码率问题。

因此,为了减小误码率,我们需要一些技术来提高信道传输的可靠性。

其中,信道编码技术就是其中的一种。

一、信道编码的基本概念信道编码是指在数字通信系统中采用编码技术,将数据序列编码成更长的序列,在传输过程中可以检测和纠正误码,从而提高数据传输的可靠性。

信道编码通过加入冗余信息,可以检测和纠正信道传输过程中的错误,从而在一定的传输速率要求下,提高信道的可靠性。

信道编码的基本要求是增加冗余信息以减少误码率,并且在加入冗余信息的同时,尽量保持相同的数据传输速度。

常见的信道编码技术有前向纠错码(FEC)和后向纠错码(BEC)。

二、前向纠错码前向纠错码(FEC),也称为码距为d的线性块码。

其基本原理是通过加入检验位或冗余位,构成更长的编码序列,从而使得对于信道中的一定数量的误码,在接收端可以通过解码来消除。

其中,码距d表示任意两个合法编码之间的最少的汉明距离。

一般来讲,码距越大的编码系统容错能力就越强,误码率也就越低。

但是,增加码距会占据更多的带宽资源和计算资源。

前向纠错码可以保证在误码率一定范围内能够检测和纠正误码。

常用的前向纠错码有海明码和卷积码等。

海明码可以根据任意输入信息添加相应的校验码,使得检测和纠正误码的能力更强。

卷积码是信道编码中一种重要的编码方式,由于具备较高的编码效率、解码性能以及抗窜扰能力。

三、后向纠错码后向纠错码(BEC)是一种信道编码技术。

与前向纠错码相比,后向纠错码在编码过程中不需要生成冗余的编码符号,而是依靠编解码的算法对数据传输过程中产生的误码进行检测和纠正。

后向纠错码的核心是迭代译码算法,通过不断的纠正与重构消息传输系统,最终得到正确的消息。

后向纠错码的主要优势在于可以实现软判定,即使信号出现强干扰或噪声,也能够实现更精确的译码。

通信系统中的信道编码技术

通信系统中的信道编码技术

通信系统中的信道编码技术在现代通信系统中,信道编码技术起着至关重要的作用。

它通过在数据传输过程中添加冗余信息,以提高通信的可靠性和容错能力。

本文将介绍几种常见的信道编码技术,并探讨它们在通信系统中的应用。

1. 前言通信系统中的传输链路往往存在噪声、干扰和传输错误等问题。

因此,为了确保数据能够准确可靠地传输,信道编码技术应运而生。

信道编码技术可以通过添加冗余信息来实现纠错和检错,提高数据传输的可靠性。

2. 海明码海明码是一种经典的信道编码技术,通过添加校验位来实现错误检测和纠正。

海明码可以检测出并纠正单个位的错误,对于较少的错误也具有一定的纠正能力。

海明码广泛应用于存储介质和数字通信系统中。

3. 球码球码是一种针对高信噪比信道设计的编码技术。

它通过在编码过程中创建球体,然后将待发送的数据映射到球体的表面上。

球码具有较高的容错能力和编码效率,但对于噪声较大的信道来说,纠错能力会降低。

4. 卷积码卷积码是一种比较复杂的信道编码技术,它通过状态转移来实现编码。

卷积码可以提供较强的纠错和检错能力,对于信号传输中的突发错误具有较好的容错性能。

卷积码在无线通信和卫星通信等领域得到广泛应用。

5. Turbo码Turbo码是一种近年来发展起来的高效信道编码技术。

它通过多个卷积码的交织和迭代解码来实现更好的纠错性能。

Turbo码具有非常强的容错能力和低误码率,已被广泛应用于高速通信和移动通信系统中。

6. LDPC码LDPC码是一种低密度奇偶校验码,它通过稀疏矩阵来实现编码和解码。

LDPC码具有低复杂度、较好的纠错性能和高编码效率,被广泛应用于无线通信和光纤通信等领域。

7. 物联网中的信道编码随着物联网的快速发展,对于低功耗、低复杂度的信道编码技术的需求越来越大。

在物联网中,通信节点往往具有较低的计算和存储能力,因此需要设计适用于物联网场景的新型信道编码技术,如极化码和重复编码等。

8. 结论信道编码技术在现代通信系统中起着重要的作用,可以提高通信的可靠性和容错能力。

数字通信中的信源编码和信道编码【精选文档】

数字通信中的信源编码和信道编码【精选文档】

数字通信中的信源编码和信道编码摘要:如今社会已经步入信息时代,在各种信息技术中,信息的传输及通信起着支撑作用.而对于信息的传输,数字通信已经成为重要的手段。

本论文根据当今现代通信技术的发展,对信源编码和信道编码进行了概述性的介绍。

关键词:数字通信;通信系统;信源编码;信道编码Abstract:Now it is an information society。

In the all of information technologies,transmission and communication of information take an important effect。

For the transmission of information,Digital communication has been an important means。

In this thesis we will present an overview of source coding and channel coding depending on the development of today’s communica tion technologies.Key Words:digital communication; communication system; source coding; channel coding1.前言通常所谓的“编码”包括信源编码和信道编码。

编码是数字通信的必要手段。

使用数字信号进行传输有许多优点, 如不易受噪声干扰,容易进行各种复杂处理,便于存贮,易集成化等。

编码的目的就是为了优化通信系统.一般通信系统的性能指标主要是有效性和可靠性.所谓优化,就是使这些指标达到最佳。

除了经济性外,这些指标正是信息论研究的对象.按照不同的编码目的,编码可主要分为信源编码和信道编码。

在本文中对此做一个简单的介绍.2.数字通信系统通信的任务是由一整套技术设备和传输媒介所构成的总体—-通信系统来完成的.电子通信根据信道上传输信号的种类可分为模拟通信和数字通信.最简单的数字通信系统模型由信源、信道和信宿三个基本部分组成.实际的数字通信系统模型要比简单的数字通信系统模型复杂得多。

光纤通信系统中的信道编码技术研究

光纤通信系统中的信道编码技术研究

光纤通信系统中的信道编码技术研究光纤通信技术是现代通信领域的重要组成部分,它以其高速、稳定、可靠等优势成为了人们日常生活中不可或缺的通信方式。

然而,随着光纤通信技术的不断发展,其数据传输速率也趋于逐渐提升,这给信道编码技术提出了更高的要求。

信道编码技术是指在数字通信中,将数据信息按照一定的规则通过编码方式转换成另一种形式,以提高传输过程中对外界干扰的抵抗能力,从而达到提高数据传输的可靠性的目的。

在光纤通信系统中,由于主要的传输介质是光纤,光纤的属性决定了它对电磁波的干扰响应非常低,但是光纤信道中仍然存在着一些其他的干扰因素,比如光信号衰减、色散、噪声等,这些因素都会对数据传输产生影响,因而在光纤通信系统中,信道编码技术的运用变得格外重要。

常用的光纤通信信道编码技术主要有前向纠错码(FEC)和纠错编码(ECC)两种。

前向纠错码技术是指在发送端采用一定的编码方式,对发送的数据进行加码,从而增加其容错能力,接收端在接收数据时通过对接收的码字进行解码进行错误检测和纠错。

对于前向纠错码技术,这就需要在设计编码算法时,考虑识别和纠正尽可能多的错误。

以LDPC(Low-Density Parity-Check)码作为例子,它可以实现可靠的低误码率传输,在提高通信系统信噪比的同时,能够进行快速且高效的基础校验码的计算处理,从而保证信道编码的安全性。

其次,纠错编码技术可将编码后的数据传输到接收端,接收端重构原始内容并消除错误。

除了FEC技术,纠错编码技术也应用广泛。

纠错编码主要有Hadamard码、BCH码、Reed-Solomon码等等。

在光纤通信系统中,使用纠错编码技术可以保障数据传输的可靠性,并且能够支持更高的数据传输速率。

其中,Reed-Solomon码是一种基于域的纠错编码技术,优点是可靠性好、冗余度低,能够在信道噪声比较高的情况下仍能保证数据的可靠性。

除此之外,还有一种关键的技术叫作Turbo码,这是一种迭代的解码技术。

叙述信道编译码在通信系统中的作用及对通信系统的影响

叙述信道编译码在通信系统中的作用及对通信系统的影响

叙述信道编译码在通信系统中的作用及对通信系统的
影响
信道编码的目的一般是通过编码来纠错因为数字信号也会受到干扰,产生一定的错误,通过信道编码技术可以发现甚至纠正这些错误。

卫星通信必须通过地球以外空间的在轨卫星来实现,受到卫星本身放大器件、天线尺寸、遥远通信路径及宇宙其它星体等因素的影响,卫星信道具有:功率受限、带宽受限、非线性恒参信道、多经衰落信道、通信链路远时延大、易受环境干扰等特点。

信道编码技术作为保证信息正确传输的有效手段被广泛应用于各种卫星通信系统,通过信道编码可以在有限带宽、低信噪比条件下实现信息的低误码率传送,以达到节省发射机功率、提高频谱利用效率的目的。

信道编码技术一般包括请求重传(ARQ)、前向纠错(FEC)及二者的混合体制,鉴于卫星信道误码特性、频谱利用率、系统延时等指标的要求FEC技术被广泛应用于各种卫星系统,对FEC技术的研究不断深入,国际上提出了Turbo码、LDPC(Low DemsityParityCheck)、级联编码、编码调制及Raptor码等优秀的差错控制技术。

信道编码在通讯系统的作用是,数字信号在传输中往往由于各种原因,使得在传送的数据流中产生误码,从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。

所以通过信道编码这一环节,对数码流进行相应的处理。

使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的
发生。

误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。

纠错编码数字电视中常用的纠错编码,通常采用两次附加纠错码的前向纠错(FEC)编码。

信道编译码使通过的信号发生畸变,即输入信号经过信道后,相应的通讯系统的信号会发生衰减。

无线通信中的信道编码技术

无线通信中的信道编码技术

无线通信中的信道编码技术无线通信中的信道编码技术是确保无线信号传输质量的关键技术之一。

信道编码技术通过在信号中引入冗余信息,增加信号的抵抗噪声、干扰和衰落的能力,提高无线信号的可靠性和稳定性。

本文将详细介绍信道编码技术的定义、分类、常见方法和应用,以及信道编码技术的步骤和原理。

一、信道编码技术的定义和分类1. 信道编码技术的定义:信道编码是指在无线通信系统中,在发送信号前对要传输的信号进行处理,通过增加冗余信息来提高信号的可靠性和抗干扰能力。

2. 信道编码技术的分类:- 前向错误纠正编码(Forward Error Correction,FEC):通过编码器在发送端对数据进行编码,并在接收端通过纠错码进行错误检测和纠正。

- 自动重传请求(Automatic Repeat reQuest,ARQ):通过接收端向发送端请求重新发送出错数据,以实现可靠传输。

二、常见的信道编码方法1. 流水线编码:流水线编码利用线性移位寄存器等技术对数据进行串行分段处理,根据预定的规则生成编码序列。

常见的流水线编码方法有卷积码和涵盖码。

2. 分组编码:分组编码是将一组数据一起进行编码。

常见的分组编码方法有海明码和RS 码。

三、信道编码技术的应用领域1. 无线通信系统:无线通信系统中的信道编码技术能够提高信号的抗干扰能力和可靠性,应用于移动通信、卫星通信等领域。

2. 数字电视:在数字电视广播中,信道编码技术可以提高信号的传输质量,减少传输错误和失真。

3. 数据存储与传输:信道编码技术广泛应用于数据存储和传输领域,如磁盘存储、数据传输等。

四、信道编码技术的步骤和原理1. 编码器的选择和配置:根据具体应用场景和需求,选择合适的编码器,并配置相关参数。

2. 数据编码:将原始数据进行编码,生成编码序列。

流水线编码通过移位寄存器等技术对数据进行处理生成编码序列,分组编码将一组数据一起进行编码。

3. 编码序列的传输和接收:将编码序列通过信道传输,并在接收端接收并解码编码序列。

5G信道编码技术研究

5G信道编码技术研究

5G信道编码技术研究摘要:5G采用了新的信道编码技术,包括 LDPC码、Polar 码和 Polar 码等。

本文首先针对信道编码技术在 5G 移动通信系统中的应用意义进行阐述,并且对重点的信道编码技术应用要点进行阐述,旨在为相关工作人员提供参考。

关键词:5G通信技术;信道编码;应用5G是一种新的通信网络标准,相比4G网络,5G网络具有更高的传输速率、更大的数据流量和更多的接入终端。

为满足5G通信对高速率、高带宽的要求,5G通信系统需要采用更为先进的信道编码技术。

在5G移动通信系统中,信道编码是一个重要的组成部分,是提高5G通信系统传输性能的重要手段。

在5G移动通信系统中,信道编码是一种常见的纠错技术,能够降低由于信号传输过程中造成的误码率和数据传输错误率。

为了使5G通信系统具有更高的传输速率和更大的数据流量,必须提高信道编码技术的性能。

1信道编码技术在 5G 移动通信系统中的应用意义目前,在5G移动通信系统中所采用的信道编码技术有 LDPC码、 Turbo级联码、码率固定的循环移位寄存器(RLC)等。

随着数据流量和数据传输速率的增加,信道编码技术能够显著提高信道带宽,从而提高信道编码技术的性能。

5G 通信系统需要更大的传输带宽和更高的传输速率,在有限空间内实现更多的接入终端,这对信道编码技术提出了更高的要求。

由于 LDPC码具有很好的纠错性能和很低的译码复杂度,因此在5G移动通信系统中被广泛应用。

此外,Turbo码具有良好的性能,其复杂度低于 LDPC码,因此,Turbo码在5G移动通信系统中得到了广泛应用,能够有效提高5G移动通信系统性能[1]。

在5G的实际使用过程中中,信道编码技术主要用于以下两个方面:第一,移动通信系统的物理层信道编码:5G网络主要使用毫米波、毫米波高频段频段,而毫米波频段的高频谱效率极低,因此需要采用新型的信道编码技术来改善无线通信系统的传输性能。

5G网络采用了 LDPC码和 Turbo码作为信道编码方案,这两种编码方式具有较强的纠错性能,适合5G网络中对可靠性和系统容量有更高要求的应用场景。

通信系统中的信道编码与调制技术

通信系统中的信道编码与调制技术

通信系统中的信道编码与调制技术随着科技的发展,通信技术得到了巨大的进步,从最早的电话通信到现在的无线互联网,信道编码与调制技术在这些通信系统中起到了至关重要的作用。

本文将详细介绍信道编码与调制技术,并分步骤列出相关内容。

一、信道编码技术1. 信道编码的定义与作用- 信道编码是指在数字通信系统中,通过添加冗余信息来提高传输数据的可靠性。

- 通过信道编码,可以在信道中出现干扰和误码的情况下,对数据进行纠错和恢复,提高传输效果。

2. 常见的信道编码技术- 奇偶校验码:通过对数据进行奇偶校验,发现并纠正奇偶数目错误的位。

- 哈密顿码:通过对数据进行冗余编码,增加一定数量的校验位,来实现纠错和检错能力。

- 海明码:通过在数据中添加校验位来实现纠错和检错功能,并具备检错能力。

3. 信道编码的实现步骤- 编码:将原始数据经过编码器转化为编码数据,如奇偶校验位、海明码等。

- 解码:将接收到的编码数据通过解码器解码为原始数据。

- 纠错:根据纠错算法来修复被干扰或误码导致的错误数据。

- 恢复:通过恢复算法对部分数据进行估计和恢复。

二、调制技术1. 调制的定义与作用- 调制是指将数字信号转换为模拟信号,以适应信道传输的需要。

- 通过调制技术,可以将数字信号转换为模拟信号进行传输,提高信号的传输效果。

2. 常见的调制技术- 幅度调制(AM):通过改变信号的幅度来传输信息。

- 频率调制(FM):通过改变信号的频率来传输信息。

- 相位调制(PM):通过改变信号的相位来传输信息。

3. 调制的实现步骤- 采样:将模拟信号转换为离散的数字信号。

- 编码:根据调制方式,将数字信号转换为相应的调制信号。

- 调制:将调制信号转换为模拟信号,用于传输。

- 解调:将接收到的模拟信号转换为调制信号。

- 解码:将调制信号转换为数字信号,用于后续处理。

三、信道编码与调制技术的关系1. 信道编码与调制的目的- 信道编码用于提高信号的可靠性和传输效果。

通信系统中的信道编解码技术

通信系统中的信道编解码技术

通信系统中的信道编解码技术随着通信技术的不断发展,人们对通信系统的要求也越来越高。

信道编解码技术,作为通信系统中至关重要的一环,扮演着至关重要的角色。

本文将从信道编解码技术的定义、原理、应用以及未来发展几个方面进行探讨。

一、信道编解码技术的定义信道编解码技术是指在通信系统中,通过对原始数据进行编码和解码,以提高传输效率或保证传输质量的过程。

其中,信道编码是指在源数据传送到接收端之前,对其进行编码处理;信道解码则是在接收端对编码后的数据进行解码处理,使其恢复成源数据。

信道编解码技术被广泛应用于数字通信、无线通信、卫星通信等各种通信系统中。

二、信道编解码技术的原理信道编解码技术的原理主要涉及到信息压缩和纠错编码两个方面。

信息压缩技术可以通过对数据进行压缩和优化,减小数据传输所需的带宽和传输时间,从而提高传输效率。

而纠错编码则是通过构造出一种特定的编码方式,在数据传输过程中自动纠正出现的错误,保证传输质量。

常见的纠错编码算法包括海明码、卷积码等。

三、信道编解码技术的应用随着通信技术的不断发展,信道编解码技术已经被广泛应用于各种通信系统中。

例如,在数字电视、数字广播、数字电话等数字通信系统中,信道编解码技术可以有效提高传输效率和保证传输质量。

在无线通信系统中,信道编解码技术可以有效提升信号传输距离和抗干扰能力。

在卫星通信系统中,信道编解码技术可以有效提高数据传输的可靠性和安全性。

总之,信道编解码技术已经成为现代通信系统中不可缺少的一环。

四、信道编解码技术的未来发展随着通信技术的不断创新和发展,信道编解码技术也在不断进步和创新。

目前,人们正在研究和开发更加高效、稳定的信道编解码技术。

例如,在数字通信系统中,人们正在研究和开发基于深度学习和人工智能的信息压缩和纠错编码算法,以提高传输效率和传输质量。

在无线通信系统中,人们正在研究和开发基于认知无线电和多信道编解码算法的新一代无线通信技术,以满足大规模物联网等新兴应用的需求。

无线通信网络中的信道编码与调制技术

无线通信网络中的信道编码与调制技术

无线通信网络中的信道编码与调制技术一、引言无线通信网络的快速发展对信道编码与调制技术的要求越来越高。

信道编码与调制技术作为无线通信网络中最基础的核心技术之一,对于提高信号传输质量和系统性能起着至关重要的作用。

本文将介绍无线通信网络中的信道编码与调制技术,并讨论其在不同网络中的应用。

二、信道编码技术无线通信网络中,信号在传输过程中会受到各种干扰和噪声的影响,因此必须采用信道编码技术来提高抗干扰能力和纠错能力。

信道编码主要包括前向纠错编码、交织编码、多址码等。

1. 前向纠错编码前向纠错编码(Forward Error Correction,FEC)通过在发送端对数据进行编码,使得接收端可以在不需要进行反馈的情况下进行差错检测和纠正。

常见的前向纠错编码算法有海明码、Viterbi算法等。

这些算法通过增加冗余信息,使得接收端可以通过纠错码来恢复原始数据。

前向纠错编码技术可以有效地提高信道传输的可靠性和抗干扰能力。

2. 交织编码交织编码(Interleaving)是一种将数据进行重新排列的技术,其目的是将原始数据序列中出现的错误分散到较大的时间间隔上,从而提高纠错能力。

交织编码主要通过改变数据的存储和发送顺序,使得接收端可以更好地利用冗余信息进行纠错。

常见的交织编码技术有布朗交织、随机交织等。

3. 多址码多址码(Multiple Access Code)是一种将多个用户的数据通过编码技术进行区分的方法。

多址码可以分为时分复用(Time Division Multiple Access,TDMA)、频分复用(Frequency Division Multiple Access,FDMA)、码分复用(Code Division Multiple Access,CDMA)等。

多址码技术可以使多个用户同时使用同一信道进行通信,提高信道的利用率。

三、信道调制技术在无线通信网络中,信号需要通过调制技术将数字信号转化为模拟信号来进行传输。

无线通信中的信道编码技术原理

无线通信中的信道编码技术原理

无线通信中的信道编码技术原理无线通信中的信道编码技术是保证信息在无线传输过程中能够准确无误地被接收的关键技术之一。

在信道编码中,通过对待传输的信息进行编码,再将编码后的信息通过无线信道进行传输,最后在接收端进行解码,从而实现信号的可靠传输。

本文将介绍无线通信中常用的信道编码技术原理。

一、离散数据的信道编码离散数据的信道编码主要用于数字通信系统中。

其基本原理是将离散数据集合映射为离散码字的过程,以提高数据的传输可靠性。

常用的离散数据的信道编码技术包括奇偶校验码、循环冗余检测码、海明码等。

1. 奇偶校验码奇偶校验码是一种最简单的前向纠错码。

其原理是通过在传输的数据末尾添加一个比特位,使得整个数据包含的1的个数为偶数或奇数,以检测并纠正在传输过程中可能出现的单比特错误。

2. 循环冗余检测码循环冗余检测码是一种常用的检测和纠正比特错误的编码技术。

通过生成一个多项式码字,然后与待传输的数据进行异或操作,生成冗余校验码。

接收端在接收到数据后,通过与多项式进行除法运算,检测接收到的数据是否存在比特错误。

3. 海明码海明码是一种使用非常广泛的纠错码,通过在待传输的数据中添加冗余信息,以便在接收端检测并纠正多个比特错误。

海明码利用了二进制码字中的奇偶校验位,根据校验位的出错情况,可以定位到具体出错的比特,并进行纠正。

二、连续数据的信道编码连续数据的信道编码主要用于模拟通信系统中。

模拟信号可以看作是连续的时间和幅度变化,因此需要使用连续数据的信道编码技术。

常见的连续数据的信道编码技术包括带通编码、抗噪声码、迭代干扰消除码等。

1. 带通编码带通编码是将模拟信号分成若干个频带,对每个频带进行单独编码的技术。

通过将信号频谱限制在一定的频带内,可以减小信号传输过程中的干扰和噪声,提高传输质量。

2. 抗噪声码抗噪声码主要用于模拟通信系统中,通过在待传输的信号中添加冗余信息,以提高抗噪声能力。

常见的抗噪声码技术包括前向纠错码、差错控制码等。

信道编码技术在通信中的应用

信道编码技术在通信中的应用

信道编码技术在通信中的应用随着无线通信技术的不断发展,越来越多的人们开始关注信道编码技术在通信中的应用。

毫无疑问,信道编码技术是一种非常重要的技术,可以极大地提高通信的可靠性和稳定性。

一、信道编码技术的基本原理信道编码技术是指通过加入冗余编码来提高通信系统的可靠性。

其基本原理是在发送端对原始数据进行编码,加入冗余数据,并将编码后的数据通过通信信道发送到接收端。

接收端对接收到的数据进行译码,恢复出原始数据。

常见的信道编码技术有卷积码、Turbo码和LDPC码等。

卷积码是最早被使用的一种信道编码技术,具有较好的抗噪声性能;Turbo码是一种效果更好的信道编码技术,可以通过串联或并联多个卷积码来实现;LDPC码也是一种性能较好的信道编码技术,具有比Turbo码更高的编解码效率。

二、1、加强信道的抗噪声性能在通信过程中,数据信号往往会受到各种噪声的干扰。

使用信道编码技术可以加入冗余数据,提高信号的抗噪声性能,减小噪声对数据的影响。

这一点在数字广播和数字电视等领域得到了广泛的应用。

2、提升数据传输速率信道编码技术可以通过提高数据传输速率来提高通信效率。

在无线通信领域,通过加入差错控制编码,可以大幅提高无线局域网的传输速率,从而满足人们对高速无线通信的需求。

3、增强通信系统的安全性通过加密的方式来保证通信的安全性已经成为一种常见的做法。

在一些应用场景中,仅仅使用加密是不够安全的。

此时,信道编码技术可以作为一种新的保障手段。

通过加入特定的冗余编码,可以隐藏数据,增强通信系统的安全性。

三、未来发展趋势未来,信道编码技术将继续发挥着重要作用。

在5G等新一代通信技术的推广过程中,信道编码技术也将得到快速发展。

目前的研究重点主要集中在如何在信号传输的过程中提高信号的传输速率和可靠性。

最终目标是实现高速、低延时、大容量的通信。

结语信道编码技术是通信领域中的核心技术之一,其应用范围非常广泛,涵盖了通信系统设计的方方面面。

通信系统中的信道编码技术

通信系统中的信道编码技术

通信系统中的信道编码技术在现代的通信系统中,信道编码技术起着至关重要的作用,它能够在传输过程中保障数据的完整性和准确性。

随着通信技术的不断发展,信道编码技术也得到了广泛的应用,本文将对通信系统中的信道编码技术做出一些简单的介绍和分析。

一、信道编码技术的概念信道编码技术是指在数字通信系统中,对数据进行编码操作,使得数据在传输过程中能够在一定程度上克服噪声干扰和传播损失,以保证数据的准确性和完整性。

通俗的说,信道编码技术是一种保障数据可靠传输的技术手段。

二、常用的信道编码技术1、卷积编码卷积编码是一种线性、时域离散的编码技术,它通常用于数字通信中的错误控制和数据压缩。

卷积编码可以通过一个连续时间的线性移位寄存器来实现,具有简单的硬件实现和较高的编码率,广泛应用于数字通信、无线通信、卫星通信、数字电视等领域。

2、Turbo编码Turbo编码是一种迭代的信道编码技术,可以提高数据的容错能力和可靠性,广泛应用于数字通信、移动通信、卫星通信和宽带通信等领域。

Turbo编码采用两个卷积码结合交替信息交错和迭代译码的方法,从而达到更高的编码效率和更好的错误纠正能力。

3、LDPC编码LDPC编码(Low-Density Parity-Check Code)是指低密度奇偶校验码,是一种自适应的、基于图的线性编码技术。

它可以通过矩阵的方式实现并行计算,具有更高的编码率和更好的容错特性,广泛应用于数字电视、移动通信和卫星通信等领域。

三、信道编码技术的应用随着通信技术的不断进步和发展,信道编码技术已经成为数字通信系统中不可或缺的一部分。

在移动通信中,通过引入Turbo编码等高效编码技术,可以大大提高数据的传输速率和容错能力,为用户带来更好的通信体验。

在数字电视等广播领域,通过采用LDPC等高效编码技术,可以将传输速度提高到更高的水平,并提供更为清晰、流畅的视频信号。

此外,在卫星通信等特殊领域,信道编码技术也起到了重要的作用,有效提高了数据的可靠性和传输效率。

信道编码技术研究

信道编码技术研究

信道编码技术研究摘要:信道编码是通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。

本文介绍了几种主要的信道编码技术,分析了他们的原理以及它在各个方面的应用和研究,并对各种编码方法的优缺点进行了总结,对信道编码的未来进行了展望。

关键词:信道编码、原理、研究1 信道编码原理信道编码是为了与信道的统计特性相匹配,并区分通路和提高通信的可靠性,而在信源编码的基础上,按一定规律加入一些新的监督码元,以实现纠错的编码。

信道编码大致分为两类:①信道编码定理,从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题,也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。

②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。

编码定理的证明,从离散信道发展到连续信道,从无记忆信道到有记忆信道,从单用户信道到多用户信道,从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零,正在不断完善。

编码方法,在离散信道中一般用代数码形式,其类型有较大发展,各种界限也不断有人提出,但尚未达到编码定理所启示的限度,尤其是关于多用户信道,更显得不足。

在连续信道中常采用正交函数系来代表消息,这在极限情况下可达到编码定理的限度。

不是所有信道的编码定理都已被证明。

只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明;其他信道也有一些结果,但尚不完善。

信道编码还有以下几类方式:按字码的功能分为纠错码和检错码;按监督码元与信息码元分为线性码和非线性码;按照对信息码元和监督码元的约束关系的不同又分为分组码和卷积码,按照信息码元在编码后是否保持原来的形式分类,有系统码和非系统码。

线性分组码是差错控制码,由于认识此种码的思路与概念直观而条理清晰,并对编码中的一些重要参量和纠错能力提供一系列明确的概念,从而也为介绍其它差控码奠定有力基础。

分组码是一组固定长度的码组,可表示为(n , k),通常它用于前向纠错。

在分组码中,监督位被加到信息位之后,形成新的码。

无线通信网络中的信道编码方法分析与比较

无线通信网络中的信道编码方法分析与比较

无线通信网络中的信道编码方法分析与比较无线通信网络技术的快速发展和广泛应用给人们的生活带来了巨大改变。

作为其中至关重要的一环,信道编码技术发挥着至关重要的作用。

本文将对无线通信网络中常见的信道编码方法进行分析与比较,包括卷积码、LDPC码和Turbo码。

首先,我们来看卷积码。

卷积码是一种线性时不变码,它基于有限状态机在输入序列上进行滑动,通过将多个输入比特映射到一个或多个输出比特来实现编码。

卷积码具有较好的码率和错误纠正能力,但存在复杂性较高的问题。

卷积码的解码算法有Viterbi算法和BCJR算法,其中Viterbi算法是一种经典的最大似然译码算法,能够有效地实现高速解码。

卷积码广泛应用于无线通信领域,特别是数字通信系统中。

其次,我们来看LDPC码。

LDPC码是一种分布式编码方法,其特点是可通过迭代解码算法进行快速解码。

LDPC码在无线通信网络中被广泛应用,特别是在无线局域网(WLAN)标准中使用较多。

LDPC码具有高度的纠错能力和较低的译码复杂性,是一种具有广泛应用前景的编码方法。

LDPC码的主要挑战在于设计复杂性较高以及实现硬件的困难。

最后,我们来看Turbo码。

Turbo码是一种迭代码,由两个或多个卷积码级联构成。

Turbo码通过迭代译码算法来实现更好的性能。

Turbo码在无线通信网络中广泛应用,特别是在第三代移动通信系统(3G)和第四代移动通信系统(4G)中使用较多。

Turbo码具有较高的编码效率和较好的纠错能力,但其译码算法复杂性较高,对硬件的要求也较高。

综上所述,卷积码、LDPC码和Turbo码是无线通信网络中常见的信道编码方法。

它们各自具有优点和局限性,适用于不同的应用场景。

卷积码在数字通信系统中应用广泛,LDPC码在无线局域网(WLAN)标准中使用较多,Turbo码在第三代移动通信系统(3G)和第四代移动通信系统(4G)中得到了广泛应用。

随着通信技术的不断发展,信道编码方法也在不断地演进和改进,以适应不同的通信需求。

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数字通信系统中信道编码技术的研究xx(xx,湖北武汉,xx)摘要:目前,中国固定和移动两大网络的规模都已位居世界第2位,上网用户也在不断增加,中国的信息通信制造业也得到很大的发展。

中国将加快建设新一代信息通信网络技术、生产体系。

在信息通信网络的高速发展下,要有效地提高传输速率,然而在实际信道上传输数字信号时,由于信道特性的不理想以及加性噪声和人为干扰的影响,系统输出的数字信息不可避免地会出现差错。

因此,为了保证通信内容的可靠性和准确性,每一个数字通信系统对输出信息码的差错概率即误码率都有一定的要求。

为了降低误码率,常用的方法有两种:一种是降低数字信道本身引起的误码,可采取的方法有:选择高质量的传输线路、改善信道的传输特性、增加信号的发送能量、选择有较强的抗干扰能力的调制解调方案等;另一种方法就是采用差错控制措施,使用信道编码。

在许多情况下,信道的改善是不可能的或是不经济的,这时只能采用信道编码方法。

因此实现信道编码方法具有重要的意义。

关键词:信道;误码率;信道编码1. 信道编码在数字电视和通信系统中,为提高信息传输可靠性,广泛使用了具有一定纠错能力的信道编码技术,如奇偶校验码、行列监督码、恒比码、汉明码、循环码(CRC)等编码技术。

信道编码的本质是增加通信的可靠性,或者说增加整个系统的抗干扰性。

对信道编码有以下要求:1.透明性:要求对所传消息的内容不加任何限制;2.有纠错能力;3.效率高:为了与信道频谱匹配和具有纠错能力,通常要向原信号添加一些码,要求加入最少的比特数而得到最大的利益;4.包含适当的定时信息。

在这些要求中,除编码的必须信息外,所作的处理主要有两条:一是要求码列的频谱特性适应通道的频谱特性从而使传输过程中能量损失最小,提高信噪比。

减少发生差错的可能性;二是增加纠错能力,使得即便出现差错,也能得到纠正。

2.三种不同系统的无线信道(1)数字微波中继通信系统中的无线信道一般意义下的数字微波中继系统主要用于固定站点之间的无线通信,通常使用1GHZ以上的频段,采用视距通信。

为了能够传输更远的距离,需要微波站建设在海拔较高的地方,通常在站点设计时使用微波链路满足自由空间传播条件,即视线距离地面有足够的余隙,此时信号的衰减近似看作只有由于距离的增加而带来的信号能量的扩散,信道条件比较稳定。

(2)短波电离层信道对于短波电离层信道,电离层随机扰动和多径效应是最主要的特点。

电离层扰动本质上决定了短波电离层反射通信的特点,即信道不稳定,信号的起伏和衰落较大。

多径效应是指无线信号经过多条路径后被接收端接收。

(3)移动通信系统中的无线信道GSM移动通信系统工作的频段有900MHZ和1800MHZ两个频段,GSM移动通信系统中的无线传输用于基站和移动台之间的信息收发,基站发射的无线信号可能会经过周围建筑的反射被移动台接收,当移动台运动时,这些多径分量之间的相位差要发生变化,因此总合成的振幅就发生起伏,它体现为接收信号强度的快衰落,也称为多径衰落;在移动台移动过程中,还存在一种相对较慢的起伏,由于地形地物的沿途变化,某个较强多径分量的加入和退出将会使得接收信号强度呈现较大的起伏,它体现为接收信号的慢衰落,这种衰落又称为阴影衰落。

此外移动通信系统中还存在多径时延扩展和多普勒效应的影响。

信道特性是选择各种编码和调制收发体质的基础和出发点,如在数字移动通信系统中,必须对抗多径效应和接收信号的快速衰落所造成的不利影响,这就需要在信源编码、信道编码、调制技术、多址方式等多个方面进行精心的设计。

在无线信道中,高误码率限制了其传输性能,采用有线网络中使用的检错重发技术由于重发次数频繁,严重降低了传输效率。

因此通常用前向纠错来降低信道中的高误码率,传统的前向纠错在一定程度上降低了丢包率,但并不能灵活地适应网络内部的链路差异。

因此寻找一种能够根据无线网络当前链路状况对数据的差错编码等作出更改的自适应前向纠错算法,对提高网络传输的效率具有重大意义。

3.纠错检错的基本原理3.1差错控制的基本概念3.1.1 差错的特点由于通信线路上总有噪声存在,噪声和有用信息中的结果,就会出现差错。

噪声可分为两类,一类是热噪声,另一类是冲激噪声,热噪声引起的差错是一种随机差错,亦即某个码元的出错具有独立性,与前后码元无关。

冲激噪声是由短暂原因造成的,例如点击的启动、停止,电器设备的放弧等。

冲击噪声引起的差错是成群的,其差错持续时间称为突发错的长度。

衡量信道传输性能的指标之一是误码率P O,P O=错误接收的码元数/接收的总码元数。

目前普通电话线路中,当传输速率在600~2400bit/s时,P O在10-4~10-6之间,对于大多数通信系统,P O在10-5~10-9之间,而计算机之间的数据传输则要求误码率低于10-9。

3.1.2 差错控制的基本方式差错控制方式基本上分为两类,一类称为“反馈纠错”,另一类称为“前向纠错”。

在这两类基础上又派生出一种称为“混合纠错”。

(1)反馈纠错这种方式在是发信端采用某种能发现一定程度传输差错的简单编码方法对所传信息进行编码,加入少量监督码元,在接收端则根据编码规则收到的编码信号进行检查,一量检测出(发现)有错码时,即向发信端发出询问的信号,要求重发。

发信端收到询问信号时,立即重发已发生传输差错的那部分发信息,直到正确收到为止。

所谓发现差错是指在若干接收码元中知道有一个或一些是错的,但不一定知道错误的准确位置。

(2)前向纠错这种方式是发信端采用某种在解码时能纠正一定程度传输差错的较复杂的编码方法,使接收端在收到信码中不仅能发现错码,还能够纠正错码。

采用前向纠错方式时,不需要反馈信道,也无需反复重发而延误传输时间,对实时传输有利,但是纠错设备比较复杂。

(3)混合纠错混合纠错的方式是:少量纠错在接收端自动纠正,差错较严重,超出自行纠正能力时,就向发信端发出询问信号,要求重发。

因此,“混合纠错”是“前向纠错”及“反馈纠错”两种方式的混合。

对于不同类型的信道,应采用不同的差错控制技术,否则就将事倍功半。

反馈纠错可用于双向数据通信,前向纠错则用于单向数字信号的传输,例如广播数字电视系统,因为这种系统没有反馈通道。

3.1.3 误码控制编码的分类随着数字通信技术的发展,研究开发了各种误码控制编码方案,各自建立在不同的数学模型基础上,并具有不同的检错与纠错特性,可以从不同的角度对误码控制编码进行分类。

按照误码控制的不同功能,可分为检错码、纠错码和纠删码等。

检错码仅具备识别错码功能而无纠正错码功能;纠错码不仅具备识别错码功能,同时具备纠正错码功能;纠删码则不仅具备识别错码和纠正错码的功能,而且当错码超过纠正范围时可把无法纠错的信息删除。

按照误码产生的原因不同,可分为纠正随机错误的码与纠正突发性错误的码。

前者主要用于产生独立的局部误码的信道,而后者主要用于产生大面积的连续误码的情况,例如磁带数码记录中磁粉脱落而发生的信息丢失。

按照信息码元与附加的监督码元之间的检验关系可分为线性码与非线性码。

如果两者呈线性关系,即满足一组线性方程式,就称为线性码;否则,两者关系不能用线性方程式来描述,就称为非线性码。

按照信息码元与监督附加码元之间的约束方式之不同,可以分为分组码与卷积码。

在分组码中,编码后的码元序列每n位分为一组,其中包括k位信息码元和r位附加监督码元,即n=k+r,每组的监督码元仅与本组的信息码元有关,而与其他组的信息码元无关。

卷积码则不同,虽然编码后码元序列也划分为码组,但每组的监督码元不但与本组的信息码元有关,而且与前面码组的信息码元也有约束关系。

按照信息码元在编码之后是否保持原来的形式不变,又可分为系统码与非系统码。

在系统码中,编码后的信息码元序列保持原样不变,而在非系统码中,信息码元会改变其原有的信号序列。

由于原有码位发生了变化,使译码电路更为复杂,故较少选用。

根据编码过程中所选用的数字函数式或信息码元特性的不同,又包括多种编码方式。

对于某种具体的数字设备,为了提高检错、纠错能力,通常同时选用几种误码控制编码方式。

以下,以线性分组码为例,对几种简单的编码方式进行介绍。

3.2纠错编码方式简介3.2.1奇偶监督码奇偶校验码也称奇偶监督码,它是一种最简单的线性分组检错编码方式。

其方法是首先把信源编码后的信息数据流分成等长码组,在每一信息码组之后加入一位(1比特)监督码元作为奇偶检验位,使得总码长n(包括信息位k和监督位1)中的码重为偶数(称为偶校验码)或为奇数(称为奇校验码)。

如果在传输过程中任何一个码组发生一位(或奇数位)错误,则收到的码组必然不再符合奇偶校验的规律,因此可以发现误码。

奇校验和偶校验两者具有完全相同的工作原理和检错能力,原则上采用任一种都是可以的。

由于每两个1的模2相加为0,故利用模2加法可以判断一个码组中码重是奇数或是偶数。

模2加法等同于“异或”运算。

现以偶监督为例。

对于偶校验,应满足a n-1○+a n-2○+…○+a1○+c0=0,故监督位码元c0可由下式求出:c0=a1○+a2○+…○+a n-2○+a n-1(3-1)不难理解,这种奇偶校验编码只能检出单个或奇数个误码,而无法检知偶数个误码,对于连续多位的突发性误码也不能检知,故检错能力有限,另外,该编码后码组的最小码距为d0=2,故没有纠错码能力。

奇偶监督码常用于反馈纠错法。

3.2.2行列监督码行列监督码是二维的奇偶监督码,又称为矩阵码,这种码可以克服奇偶监督码不能发现偶数个差错的缺点,并且是一种用以纠正突发差错的简单纠正编码。

其基本原理与简单的奇偶监督码相似,不同的是每个码元要受到纵和横的两次监督。

具体编码方法如下:将若干个所要传送的码组编成一个矩阵,矩阵中每一行为一码组,每行的最后加上一个监督码元,进行奇偶监督,矩阵中的每一列则由不同码组相同位置的码元组成,在每列最后也加上一个监督码元,进行奇偶监督。

如果用×表示信息位,这样,它的一致监督关系按行及列组成。

每一行每一列都是一个奇偶监督码,当某一行(或某一列)出现偶数个差错时,该行(或该列)虽不能发现,但只要差错所在的列(或行),没有同时出现偶数个差错,则这种差错仍然可以被发现。

矩阵码不能发现的差错只有这样一类:差错数正好为4倍数,而且差错位置正好构成矩形的四个角,有○×的差错情况。

因此,矩阵码发现错码的能力是十分强的,它的编码效率当然比奇偶监督码要低。

3.2.3恒比码恒比码又称为定比码。

在恒比码中,每个码组“1”和“0”都保持固定的比例,故得此名。

这种码在检测时,只要计算接收到的码组中“1”的数目是否对就知道有无错误。

在我国用电传机传输汉字时,只使用阿拉伯数字代表汉字。

这时采用的所谓“保护电码”就是“3∶2”或称“5中取3”的恒比码,即每个码组的长度为5,其中“1”的个数总是3,而“0”的个数总是2。

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