10信道编码简介解析
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第二章 信道编码简介2、1信道编码简介一、信道编码理论1948年，信息论的创始人Shannon 从理论上证明了信道编码定理又称为Shannon 第二定理。
它指出每个信道都有一定的信道容量C ，对于任意传输速率R 小于信道容量C ，存在有码率为R 、码长为n 的分组码和),,(00m k n 卷积码，若用最大似然译码，则随码长的增加其译码错误概率e p 可以任意小]1[.)(R E n b e b e A p -≤ (2。
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Shannon 在信道编码定理的证明中引用了三个基本条件: 1、采用随机编译码方式； 2、编译码的码长n 趋于无穷大； 3、译码采用最佳的最大后验译码。
在高斯白噪声信道时,信道容量：)/](1[log 02s bit WN P W C S+= （2。
3）上式为著名的Shannon 公式,式中W 是信道所能提供的带宽，T E P S S /=是信号概率，S E 是信号能量，T 是分组码信号的持续时间即信号宽度，W P S /是单位频带的信号功率，0N 是单位频带的噪声功率，)/(0WN P S 是信噪比.图2.1 )(R E 与R 的关系由上面几个公式及图2。
1可知，为了满足一定误码率的要求，可用以下两类方法实现。
一是增加信道容量C ，从而使)(R E 增加，由式(1。
3）可知，增加C 的方法可以采用诸如加大系统带宽或增加信噪比的方法达到.当噪声功率0N 趋于0时，信道容量趋于无穷，即无干扰信道容量为无穷大；增加信道带宽W 并不能无限制的使信道容量增加。
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信道编码第6章信道编码教学内容：信道编码的概念、信道编码定理、线性分组码、循环码6.1信道编码的概念教学内容：1、信道编码的意义2、信道编码的分类3、信道编码的基本原理4、检错和纠错能⼒1、信道编码的意义由于实际信道存在噪声和⼲扰，使发送的码字与信道传输后所接收的码字之间存在差异，称这种差异为差错。
信道编码的⽬的是为了改善通信系统的传输质量。
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多余的码元，以保证传输过程的可靠性。
信道编码的任务就是构造出以最⼩冗余度代价换取最⼤抗⼲扰性能的“好码”。
2、信道编码的分类纠错编码的⽬的是引⼊冗余度，即在传输的信息码元后增加⼀些多余的码元（称为校验元，也叫监督元），以使受损或出错的信息仍能在接收端恢复。
⼀般来说，针对随机错误的编码⽅法与设备⽐较简单，成本较低，⽽效果较显著；⽽纠正突发错误的编码⽅法和设备较复杂，成本较⾼，效果不如前者显著。
因此，要根据错误的性质设计编码⽅案和选择差错控制的⽅式。
3、信道编码的基本原理可见，⽤纠（检）错控制差错的⽅法来提⾼通信系统的可靠性是以牺牲有效性的代价来换取的。
在通信系统中，差错控制⽅式⼀般可以分为检错重发、前向纠错、混合纠错检错和信息反馈等四种类型。
⾹农理论为通信差错控制奠定了理论基础。
⾹农的信道编码定理指出：对于⼀个给定的有⼲扰信道，如信道容量为C，只要发送端以低于C的速率R发送信息(R为编码器输⼊的⼆元码元速率)，则⼀定存在⼀种编码⽅法，使编码错误概率p随着码长n的增加，按指数下降到任意⼩的值。
这就是说，可以通过编码使通信过程实际上不发⽣错误，或者使错误控制在允许的数值之下。
4、检错和纠错能⼒举例：A、B两个消息a、没有检错和纠错能⼒：0、1b、检出⼀位错码的能⼒：00、11c、判决传输有错：000、111（⼤数法则）⼀般来说，引⼊监督码元越多，码的检错、纠错能⼒越强，但信道的传输效率下降也越多。
⼈们研究的⽬标是寻找⼀种编码⽅法使所加的监督码元最少，⽽检错、纠错能⼒⼜⾼且⼜便于实现。
通信系统中的信道编码技术简介
通信系统中的信道编码技术简介范文：随着科技的不断发展，通信系统已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
无论是手机通话、网络传输还是卫星通信，信道编码技术都扮演着至关重要的角色。
信道编码技术通过引入冗余信息来提高数据传输的可靠性，并保证数据在传输过程中不会因为信道噪声、抖动等原因而出现错误。
本文将对通信系统中的信道编码技术进行详细介绍，并分步骤进行解释。
一、为什么需要信道编码技术？通信系统中的信道编码技术的主要目的是提高数据传输的可靠性。
在数据传输过程中，信道往往存在各种不确定性因素，例如信号衰落、噪声、抖动等，这些因素会导致数据传输错误。
而信道编码技术通过在数据中引入冗余信息，可以在一定程度上纠正这些错误，提高数据传输的可靠性和稳定性。
二、常见的信道编码技术1. 奇偶校验码：奇偶校验码是最简单的信道编码技术之一。
在传输数据时，将数据的每一位进行计算，使得传输的数据位数为奇数或偶数。
接收端通过计算接收到的数据位的奇偶性，检测是否存在传输错误。
虽然奇偶校验码简单易用，但只能检测错误，并不能纠正错误。
2. 哈密顿码：哈密顿码是一种更高级的信道编码技术，与奇偶校验码相比，能够检测并纠正更多的错误。
哈密顿码通过在数据中引入冗余信息，使得数据变得更容易纠正。
然而，哈密顿码的计算复杂度较高，对于大规模的数据传输并不适用。
3. 海明码：海明码是一种广泛应用于通信领域的信道编码技术。
与其他编码技术相比，海明码能够检测并纠正更多的错误，具有较高的容错性。
海明码通过添加校验位来实现错误检测和纠正。
虽然海明码的计算复杂度较高，但由于其出色的纠错能力，在许多通信系统中得到了广泛应用。
三、信道编码技术的应用步骤1. 选择合适的编码技术：根据不同的应用场景和数据传输要求，选择合适的信道编码技术。
例如，在对传输速率要求较高的通信系统中，可以选择海明码；而在对实时性要求较高的系统中，可以选择简单的奇偶校验码。
2. 数据编码和解码：将需要传输的数据进行编码，并在接收端进行解码。
信道编码分类 -回复
信道编码分类-回复信道编码是在通信过程中为了提高信息传输的可靠性而对待发送的数据进行编码的技术。
它被广泛应用于各种通信系统中，包括无线通信、有线通信以及计算机网络等领域。
信道编码的分类方法有很多，本文将以信道编码的分类为主题，具体分析几种常见的信道编码方法。
一、前言随着通信技术的发展和应用范围的不断扩大，人们对通信的要求也越来越高。
在信息传输过程中，信道是一个重要的环节。
由于各种原因，信道中的噪声和干扰会导致信号失真和错误传输。
因此，为了提高信息的可靠传输，人们开展了一系列的研究，其中之一就是信道编码技术。
二、信道编码的目标在介绍信道编码的分类之前，首先了解一下信道编码的目标。
信道编码的主要目标是通过在无线信道或有线信道上添加冗余信息来提高信息传输的可靠性。
通过增加一定的冗余，接收端可以更容易地检测和纠正由于信道误差引起的位错误。
因此，信道编码的关键是如何在增加冗余的同时不引入太多的开销。
三、信道编码的分类方法根据信道编码的特点和应用场景，可以将信道编码分为以下几种分类方法。
1. 奇偶校验码奇偶校验码是最简单和最常用的一种信道编码方法。
它通过在数据位后添加一个校验位来实现错误检测。
发送端在发送数据时，将数据位和校验位的结果都设置为奇数或偶数，接收端在接收到数据后，通过检查数据位和校验位的奇偶性是否相同来判断是否存在位错误。
然而，奇偶校验码只能检测单一位错误，对于多位错误或突发错误无能为力。
2. 常规码常规码是一类具有良好纠错性能的信道编码方法。
其中最著名的就是海明码。
常规码通过在待发送的数据中添加冗余信息来实现纠错。
这些冗余信息可以用来检测和纠正位错误，包括单一位错误和突发错误。
常规码的原理是将数据位编码为在其他位置添加的冗余位的线性组合。
接收端根据接收到的数据位和冗余位的组合来判断是否存在错误，并通过纠错操作恢复正确的数据。
3. 卷积码卷积码是一类广泛应用于无线通信系统的信道编码方法。
与常规码相比，卷积码具有更好的纠错性能和更低的复杂度。
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第二章信道编码简介上式为著名的Shannon 公式，式中W是信道所能提供的带宽，P S"E S /T是信号概率，E S是信号能P s /W是单位频带的信号功率， N 0是单位频带的噪声功率,P s /(WN 0)是信噪比。
2、1信道编码简介 、信道编码理论 1948年，信息论的创始人 Shannon 从理论上证明了信道编码定理又称为 Shannon 第二定理。
它指出每 个信道都有一定的信道容量 C ,对于任意传输速率 R 小于信道容量C ,存在有码率为 R 、码长为n 的分 组码和(n 0,k 0，m)卷积码，若用最大似然译码，则随码长的增加其译码错误概率 Pe 可以任意小［1］。
P e < A b e 」Eb(R)(2.1) P e 兰 A ceSgEc® = Ac e"cEc(R)(2.2) 式中，A b 和A c 为大于0的系数，E b (R)和E c (R)为正实函数，称为误差指数，它与 R 、C 的关系⑵如 图2.1所示。
由图可以看出： E(R)随信道容量C 的增大而增加，随码率 R 的增加而减小。
这个存在性定理告诉我们可以实现以接近信道容量的传输速率进行通信，但并没有给出逼近信道容量 的码的具体编译码方法。
Sha nnon 在信道编码定理的证明中引用了三个基本条件: 1、采用随机编译码方式; 2、编译码的码长n 趋于无穷大; 3、译码采用最佳的最大后验译码。
在高斯白噪声信道时，信道容量:C =W log 2[1+ -P H(bit/s)WN o(2.3)量，T 是分组码信号的持续时间即信号宽度,图2.1 E(R)与R的关系由上面几个公式及图 2.1 可知，为了满足一定误码率的要求，可用以下两类方法实现。
是增加信道容量C，从而使E(R)增加，由式(1.3)可知，增加C的方法可以采用诸如加大系统带宽或增加信噪比的方法达到。
当噪声功率N0趋于0时，信道容量趋于无穷，即无干扰信道容量为无穷大;增加信道带宽W 并不能无限制的使信道容量增加。
通信技术中的信道编码与解码理论解析
通信技术中的信道编码与解码理论解析在现代通信系统中，可靠且高效的数据传输是至关重要的。
为了保证数据传输的可靠性，通信技术采用了信道编码与解码的方法。
信道编码和解码是通信系统中的核心部分，它们通过引入冗余信息来增强数据传输的鲁棒性，从而有效地提高信道的传输质量。
信道编码的主要目的是通过添加冗余数据来提高数据传输的可靠性。
冗余数据是通过一定的算法和编码方式添加到原始数据中的，当接收端收到编码后的数据时，可以通过解码过程还原出原始数据。
通常，信道编码技术是在传输过程中引入的，它能够检测和纠正异常和错误，从而有效地提高信道传输的可靠性。
常用的信道编码技术包括奇偶校验编码、海明编码和卷积编码等。
奇偶校验编码是一种最简单的编码方式，它通过对数据位进行奇偶校验，来检测并纠正传输中的错误。
海明编码则是一种具有纠错能力的编码方式，它通过添加冗余位来实现错误的检测和纠正，能够有效地提高数据传输的可靠性。
卷积编码是一种更为复杂的编码方式，它使用滑动窗口和有限状态机来对数据进行编码，具有更高的纠错能力和传输效率。
在信道解码方面，解码器根据事先设定的规则和编码方式，将接收到的经过编码后的数据进行恢复，从而还原出原始数据。
不同的编码方式需要对应的解码算法和解码器，并且解码过程需要考虑信道传输中可能出现的噪声、干扰和错误等问题。
解码器通常使用的是纠错码和纠错算法，以提高数据的恢复能力。
纠错码是常用的解码算法之一，它能够检测和纠正数据传输中的错误。
纠错码通常采用的是重复编码、奇偶校验码、海明码等技术，结合一定的算法和规则来实现对错误数据的修正。
纠错码方案通常会在传输过程中引入额外的冗余数据，从而能够在接收端通过检测和比较冗余位与数据位的差异，来判断错误并进行错误的修正。
除了纠错码，还有一种常用的解码算法是迭代解码算法。
迭代解码算法是一种基于概率图模型的复杂解码方式，它通过使用反馈机制和迭代计算的方法来逐步提高解码的准确性，从而达到更好的纠错效果。
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。
信源编码与信道编码解析
信源编码与信道编码解析摘要：衡量一个通信系统性能优劣的基本因素是有效性和可靠性，有效性是指信道传输信息的速度快慢，可靠性是指信道传输信息的准确程度。
在数字通信系统中，信源编码是为了提高有效性，信道编码是为了提高可靠性，而在一个通信系统中，有效性和可靠性是互相矛盾的，也是可以互换的。
我们可以用降低有效性的办法提高可靠性，也可以用用降低可靠性的办法提高有效性。
本文对信源编码和信道编码的概念，作用，编码方式和类型进行了解析,以便于更好的理解数字通信系统的各个环节。
关键字：信源编码信道编码abstract: the measure of a communication system the basic factor is quality performance efficiency and reliability, effectiveness refers to channel to transfer information machine speed, reliability is to point to the accuracy of the information transmission channel. in digital communication system, the source coding is in order to improve the effectiveness, channel coding is in order to improve the reliability, and in a communication system, effectiveness and reliability is contradictory, is also can be interchanged. we can use to reduce the availability of improving the reliability, also can use to improve the effectiveness ofreduces reliability. in this paper, the source coding and channel coding concept, function, coding mode and the types of analysis, in order to better understand all aspects of digital communication systems.key words: the source coding channel coding1引言数字通信系统：信源是把消息转化成电信号的设备，例如话筒、键盘、磁带等。
各种信道编码的特点
各种信道编码的特点
1. 不归零编码（NRZ）：使用两个不同的电平来表示二进制位0和1。
特点是简单易实现，但容易出错，对时钟同步要求较高。
2. 归零编码（RZ）：每个二进制位的中间点处都有一个归零
电平的脉冲。
特点是容易实现和时钟同步，但数据传输速率较低。
3. 曼彻斯特编码：将每个二进制位分为两个时间间隔，初始电平表示0，电平反转表示1。
特点是对时钟同步要求较高，但
具备自我同步功能和传输速率较高。
4. 差分曼彻斯特编码：与曼彻斯特编码类似，但是电平变化的位置表示二进制位的值。
特点是在信号传输过程中，每个二进制位都有一个过渡边缘，具备自我同步功能和抗干扰能力较强。
5. 4B/5B编码：将每4个二进制位映射为5个不同的组合。
特
点是具备自我同步功能和抗干扰能力较强，但传输效率较低。
6. 8B/10B编码：将每8个二进制位映射为10个不同的组合。
特点是具备更高的传输效率和抗干扰能力，但对时钟同步要求较高。
7. 迪康编码：将二进制位编码为具有特定性质的码字，特点是可以检测和纠正一定数量的传输错误，但编码解码复杂度较高。
8. 海明编码：将输入数据添加冗余位，以实现错误检测和纠正。
特点是具备较高的纠错能力，但编码解码复杂度较高。
9. 卷积编码：通过利用输入序列的前几个值来产生输出序列，具备较高的纠错能力。
特点是编码解码复杂度较高，但在信道信号比较差的情况下效果较好。
10. Turbo编码：通过使用多个卷积编码器和交错器来提高纠
错能力。
特点是具备更高的纠错能力和较低的误码率，但编码解码复杂度较高。
信道编码基础知识
信道编码基础知识培训讲义信道编码,也叫差错控制编码,就是所有现代通信系统得基石。
几十年来,信道编码技术不断逼近香农极限,波澜壮阔般推动着人类通信迈过一个又一个顶峰。
5G到来,我们还能突破自我,再创通信奇迹吗？所谓信道编码,就就是在发送端对原数据添加冗余信息,这些冗余信息就是与原数据相关得,再在接收端根据这种相关性来检测与纠正传输过程产生得差错。
这些加入得冗余信息就就是纠错码,用它来对抗传输过程得干扰。
1948年,现代信息论得奠基人香农发表了《通信得数学理论》,标志着信息与编码理论这一学科得创立。
根据香农定理,要想在一个带宽确定而存在噪声得信道里可靠地传送信号,无非有两种途径:加大信噪比或在信号编码中加入附加得纠错码。
这就像在嘈杂得酒吧里,酒喝完了,您还想来一打,要想让服务员听到,您就得提高嗓门(信噪比),反复吆喝(附加得冗余信号)。
但就是,香农虽然指出了可以通过差错控制码在信息传输速率不大于信道容量得前提下实现可靠通信,但却没有给出具体实现差错控制编码得方法。
人类在信道编码上得第一次突破发生在1949年。
R、Hamming与M、Golay提出了第一个实用得差错控制编码方案。
受雇于贝尔实验室得数学家R、Hamming将输入数据每4个比特分为一组,然后通过计算这些信息比特得线性组合来得到3个校验比特,然后将得到得7个比特送入计算机。
计算机按照一定得原则读取这些码字,通过采用一定得算法,不仅能够检测到就是否有错误发生,同时还可以找到发生单个比特错误得比特得位置,该码可以纠正7个比特中所发生得单个比特错误。
这个编码方法就就是分组码得基本思想,Hamming提出得编码方案后来被命名为汉明码。
汉明码得编码效率比较低,它每4个比特编码就需要3个比特得冗余校验比特。
另外,在一个码组中只能纠正单个得比特错误。
M、Golay先生研究了汉明码得缺点,提出了Golay码。
Golay码分为二元Golay码与三元Golay码,前者将信息比特每12个分为一组,编码生成11个冗余校验比特,相应得译码算法可以纠正3个错误;后者得操作对象就是三元而非二元数字,三元Golay码将每6个三元符号分为一组,编码生成5个冗余校验三元符号,这样由11个三元符号组成得三元Golay码码字可以纠正2个错误。
信道编码讲述
信道，信道编码及作用1.信道(channel) 和通信电路并不等同，用来表示向某一个方向传送信息的媒体。
因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
从通信的双方信息交互方式看有三个基本方式：单工，半双工，全双工通信2.从信道上传送的信号分为基带（baseband）和宽带(broadband)信号.基带信号：就是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上传输。
宽带信号：将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号信道编码的实质是在信息码中增加一定数量的多余码元(称为监督码元)，使它们满足一定的约束关系，这样，由信息码元和监督码元共同组成一个由信道传输的码字。
一旦传输过程中发生错误，则信息码元和监督码元间的约束关系被破坏。
在接收端按照既定的规则校验这种约束关系，从而达到发现和纠正错误的目的。
为什么要进行信道编码？信息通过信道传输，由于物理介质的干扰和无法避免噪声，信道的输入和输出之间仅具有统计意义上的关系，在做出唯一判决的情况下将无法避免差错，其差错概率完全取决于信道特性。
因此，一个完整、实用的通信系统通常包括信道编译码模块。
视频信号在传输前都会经过高度压缩以降低码率，传输错误会对最后的图像恢复产生极大的影响，因此信道编码尤为重要。
信道编码的作用一是使码流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，提高信号能量与噪声能量的比例，减小发生差错的可能性；二是增加纠错能力，使得即便出现差错也能得到纠正。
信息与通信系统的编码有4种形式：信源编码、信道编码、密码编码和多址编码。
信源编码解决了通信系统的有效性问题，通过压缩信源冗余信息来提高通信的效率；信道编码是通过增加冗余位来达到保证通信系统的可靠性（通过牺牲带宽或传输速率来换取可靠性）；密码编码则是保证了系统的安全性；多址编码主要是解决多用户通信问题2.信道编码的基本思想根据一定的规律在待发送的信息码中加入一些多余的码元，以保证传输过程的可靠性。
《信道编码概述》课件
在5G通信中得到广泛应用。
3
低密度奇偶校验码
LDPC码采用稀疏矩阵来实现高效的纠错 性能，正在逐渐取代传统的卷积码。
量子码
量子通信领域的新兴编码技术，具有抗 干扰和加密安全性强等特点。
结论
1 信道编码的重要性
信道编码在现代通信中起着至关重要的作用，提高了数据的可靠性和传输效率。
2 发展趋势
信道编码技术将不断发展，且应用范围将进一步扩大。
信道编码概述
信道编码是数字通信中的重要环节，通过对数据进行编码，提高数据的可靠 性和传输效率。
什么是信道编码？
信道编码是一种将原始数据转换为编码数据的技术，用于在传输过程中检测 和纠正数据中的错误。
信道编码的分类
奇偶校验码
通过添加校验位来检测和纠正单个错误。
卷积码
通过卷积运算来实现编码和译码，具有良好的 纠错性能。
3 未来展望
随着通信技术的不断创新，信道编码将在更多领域取得突破和应用。
海明码
通过添加冗余位和校验矩阵来检测和纠正多个 错误。
Turbo码
采用串联结构的卷积码，具有更好的误码性能。
信道编码的性能分析
1 误码率
衡量信道编的传输效率，即编码后数据的大小与原始数据的比例。
3 带宽效率
衡量信道编码的频谱利用率，即在单位时间内传输的有效数据的多少。
信道编码的应用
数字通信
在数字通信系统中，信道编码 用于提高数据传输的可靠性和 传输效率。
数字电视
数字电视信号采用信道编码技 术，提供更高的图像质量和抗 干扰能力。
无线通信
无线通信系统中的信道编码可 以增强信号传输的稳定性和可 靠性。
信道编码的未来发展
1
信道编码概念
信道编码概念什么是信道编码？信道编码是在通信系统中用来提高信道传输效率和可靠性的一种技术。
在实际通信中，信道往往存在噪声和干扰，导致传输的信号变得不稳定和不可靠。
信道编码通过对信号进行编码和纠错处理来提高信道传输的质量和效率，从而确保信息的可靠传输。
为什么需要信道编码？在数字通信中，信道编码是解决信道传输问题的重要手段。
当信号在传输过程中受到噪声和干扰的影响时，传输的信号可能发生错误，导致接收端无法正确解码信息。
信道编码的目标是在尽可能小的信噪比条件下，提高信息传输的可靠性和效率。
信道编码的作用信道编码在传输过程中起到了至关重要的作用。
它通过在发送端对消息进行编码，并在接收端对接收到的信号进行解码，来纠正错误和提高传输的可靠性。
信道编码的作用主要体现在以下几个方面：1.纠错能力：信道编码可以通过向消息中增加冗余信息，使接收端能够检测和纠正部分错误。
例如，通过使用海明码、RS码等纠错码，可以实现对错误的自动检测和纠正。
2.抗干扰性：信道编码可以通过差错检测和纠错处理，抵抗信道中的噪声和干扰。
通过在消息中加入冗余信息，即使在信道噪声较大的情况下，仍能够正确接收消息。
3.提高传输效率：信道编码可以通过有效利用信道带宽和功率资源，提高传输效率。
通过选择合适的编码方案，可以在不增加系统复杂性的前提下，提高信道传输的吞吐率。
常见的信道编码方案在实际应用中，有许多不同的信道编码方案可供选择。
下面介绍几种常见的信道编码方案：1. 重复编码（Repetition Code）重复编码是一种简单而直观的编码方案。
该方案通过将消息比特重复多次，即每个比特重复n次，传输到接收端。
在接收端，通过进行多数投票，将重复次数最多的比特作为最终的解码结果。
重复编码的优点是实现简单，但需要在传输过程中消耗更多的带宽。
2. 海明码（Hamming Code）海明码是一种常见的纠错码，它可以检测和纠正单比特错误。
在海明码中，使用了冗余比特进行校验和纠错。
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
数字媒体广播中的信道编码1.信道编码概述在广播信道中，由于高建筑物的遮挡，覆盖边界产生的衰落，信号在传输中散射和反射产生的多径效应，加上干扰信号和多普勒效应等不利的条件下，接收到的信息会出现比特差错，降低了传输系统的可靠性。
信道编码是按照一定的规则，在信源编码后人为加入冗余和不相关成分，即补充差错保护，使信源编码的信号尽可能无干扰地通过传输信道送到接收机，也就是说，通过信道编码，当传输出现差错时，在接收机中可以进行识别和修正，从而提高系统的可靠性。
由于信道编码加入了冗余和不相关成分进行差错保护，会使信道上传输的总数据变多，从而需要牺牲传输系统的有效性。
图1.1 数字媒体广播传输系统传输差错分为随机差错和突发差错。
随机差错是随机独立出现的，一般由白噪声引起，容易纠正。
突发差错是成串出现差错，前后差错具有相关性，不容易纠正，需要通过交织技术将突发差错转变为随机差错进行纠正。
差错控制方式有：检错重发、前向纠错和混合纠错。
其中，检错重发和混合纠错都需要反向传输信道，所以，在广播电视数字信号传输中，都是用前向纠错的方式，通过接收端解码，能够自动发现、纠正传输差错。
常用的信道编码有线性分组码和卷积码。
2.卷积编码2.1卷积编码卷积编码，卷积码也是分组的，但它的监督码元不仅与本组的信息元有关，而且还与前若干组的信息元有关。
这种码的纠错能力强，不仅可纠正随机差错，还可以纠正突发差错。
卷积码根据需要，有不同的结构及相应的纠错能力，但其编码规律都是相同的。
卷积编码用移位寄存器即可实现，实现起来比分组码简单，但译码很复杂。
图2.1.1 卷积编码器以图2.1.1卷积编码器为例。
每输入1比特产生2比特的输出。
输入帧宽度m=1比特，输出帧宽度n=2比特，编码率R=m/n=1/2。
移位寄存器数量为S ，编码器记忆，即储存深度为S*m=2*1=2。
约束长度K ，是所有参与编码过程的比特总数，K=（S+1）*m=（2+1）*1=3。
信道编码详解
0 .80 .2 P R |C 0 .10 .9
0 .2 40 .0 6 P R C 0 .0 70 .6 3
最大联合概 率译码规则
F (0) 0
F
:
F
(1)
1
pw Fe 1p(00)p(11) 10.240.630.13
P R P C P R |C 0 .30 .7 0 0 ..8 10 0 ..9 2 0 .3 10 .6 9
最佳译码规则：使平均差错率达到最小的译码规则
由： p w e tj 1p (rj)p (e i|rj) tj 1p (rj){ 1 p [F (rj)|rj]}
可知：要使 p w e 达到最小，应使每个 p(ei | rj ) 都最小，或者使
p[F(rj)|rj] 达到最大，即在后验概率集 {p(ci | rj )}中选取一个
因此有时也称为连环码
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信道编码的分类(续)
按码的结构(校验码元与信息码元 的关系)分:
线性码：校验码元与信息码 元之间是线性关系，可用一 组线性代数方程联系起来
非线性码：校验码元与信息 码元之间是非线性关系 按校验码字对差错的处理能力分 检错码：仅能检测误码 纠错码：可纠正误码 纠删码：兼纠错和检错能力 按抗干扰模式分 纠随机差错码 纠突发差错码 纠混合差错码 纠同步差错码
按信息码元在编码后是否保持原 形式不变
系统码：信息码元与监督码 元在分组内有确定位置，编 码后的信息码元保持不变 非系统码：信息位打乱，与 编码前不同 按编、译码理论所用数学工具分 代数码：近世代数 几何码：投影几何 算术码：数论和高等算术 组合码：排列组合和数论
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6.1.2 编码信道
消息 m
信道
rj {r1,r2, ,rt} c i,c * {c 1,c 2, ,c s}
信道编码分类
信道编码分类信道编码是一种将数据信息转换成特定格式的编码方式，以提高数据的可靠性和传输速率。
根据不同的编码方式，信道编码可分为三大类：前向纠错码、回退纠错码以及分组编码。
下面将对这三类编码进行详细介绍。
一、前向纠错码前向纠错码（Forward Error Correction，FEC）是一种通过向待传输的数据中添加冗余信息来实现纠错的编码方式。
它在发送端将原始数据进行编码，生成纠错码，并将生成的码字一同发送给接收端。
接收端通过对接收到的码字进行解码，可以恢复出原始的数据。
1. 卷积码卷积码是一种经典的前向纠错码，它采用移位寄存器和异或运算来生成纠错码。
卷积码具有连续的编码特性，适用于串行传输和高误码率的信道。
常见的卷积码有卷积码的集结码（Convolutional Code Concatenated，CCC）和卷积码的交织码（Convolutional Code Interleaved，CCI）等。
2. 矩阵码矩阵码是一种通过矩阵运算实现纠错的编码方式。
常见的矩阵码有海明码（Hamming Code）、Reed-Solomon码等。
与卷积码相比，矩阵码具有更高的纠错能力和较低的译码复杂度。
矩阵码广泛应用于存储介质、数字电视等领域。
二、回退纠错码回退纠错码（Automatic Repeat reQuest，ARQ）是一种采用反馈机制来实现纠错的编码方式。
它在发送端将原始数据进行分组，并附加检测码，将分组数据发送给接收端。
接收端在接收到数据后，对数据进行校验，如果发现错误，通过发送请求重传的消息来要求发送端重新发送数据。
1. 奇偶检验码奇偶检验码是一种简单的纠错码，通过统计数据中二进制位的1的个数，来判断数据的奇偶性。
如果数据中1的个数是偶数，则在最后添加一个1，使得数据的奇偶性变为奇数；如果数据中1的个数是奇数，则在最后添加一个0，使得数据的奇偶性变为偶数。
2. CRC码CRC码是一种循环冗余校验码，通过多项式运算来生成校验码。
带你了解什么是信道编码
带你了解什么是信道编码信道编码，也被叫做错控制编码，是目前现代通信当中的基础、地基。
在这几十年当中，信道编码技术不断逼近香农极限，正在推动着现代人类通信。
由于实际信道中的噪声和干扰，发送的码字和接收的码字之间的差异称为错误。
信道编码的目的是改善通信系统的传输质量。
基本思想是根据一定的规则在要传输的信息码中增加一些冗余符号，以保证传输过程的可靠性。
信道编码的任务是构造具有最小冗余成本的“良好代码”，以获得最大的抗干扰性能。
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。
提高数据传输效率，降低误码率是信道编码的任务。
信道编码的本质是增加通信的可靠性。
但信道编码会使有用的信息数据传输减少，信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，从而达到在接收端进行判错和纠错的目的，这就是我们常常说的开销。
信源编码的作用一是将模拟信号转化为数字信号，二是对数据进行压缩；信道编码则是通过添加一定的校验位，来提高码自身的纠错能力的手段。
码率兼容截短卷积（RCPC）信道编码，就是一类采用周期性删除比特的方法来获得高码率的卷积码，它具有以下几个特点：（1）截短卷积码也可以用生成矩阵表示，它是一种特殊的卷积码；（2）截短卷积码的限制长度与原码相同，具有与原码同等级别的纠错能力；（3）截短卷积码具有原码的隐含结构，译码复杂度降低；（4）改变比特删除模式，可以实现变码率的编码和译码。
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第二章 信道编码简介2、1信道编码简介一、信道编码理论1948年，信息论的创始人Shannon 从理论上证明了信道编码定理又称为Shannon 第二定理。
它指出每个信道都有一定的信道容量C ，对于任意传输速率R 小于信道容量C ，存在有码率为R 、码长为n 的分组码和),,(00m k n 卷积码，若用最大似然译码，则随码长的增加其译码错误概率e p 可以任意小]1[。
)(R E n b e b e A p -≤ （2.1）)()()1(0R E n c R E n m c e c c c e A e A p -+-=≤ （2.2）式中，b A 和c A 为大于0的系数，)(R E b 和)(R E c 为正实函数，称为误差指数，它与R 、C 的关系]2[如图2.1所示。
由图可以看出：)(R E 随信道容量C 的增大而增加，随码率R 的增加而减小。
这个存在性定理告诉我们可以实现以接近信道容量的传输速率进行通信，但并没有给出逼近信道容量的码的具体编译码方法。
Shannon 在信道编码定理的证明中引用了三个基本条件：1、采用随机编译码方式；2、编译码的码长n 趋于无穷大；3、译码采用最佳的最大后验译码。
在高斯白噪声信道时，信道容量：)/](1[log 02s bit WN P W C S += （2.3）上式为著名的Shannon 公式，式中W 是信道所能提供的带宽，T E P S S /=是信号概率，S E 是信号能量，T 是分组码信号的持续时间即信号宽度，W P S /是单位频带的信号功率，0N 是单位频带的噪声功率，)/(0WN P S 是信噪比。
图2.1 )(R E 与R 的关系由上面几个公式及图2.1可知，为了满足一定误码率的要求，可用以下两类方法实现。
一是增加信道容量C ，从而使)(R E 增加，由式(1.3)可知，增加C 的方法可以采用诸如加大系统带宽或增加信噪比的方法达到。
当噪声功率0N 趋于0时，信道容量趋于无穷，即无干扰信道容量为无穷大；增加信道带宽W 并不能无限制的使信道容量增加。
增加发射机功率；应用高增益天线；采用分集接收及低噪声器件等通信中常用的方法都是通过增加信道容量C ，从而使)(R E 增加，以减小误码率。
另一种方法是在R 一定下，增加分组码长n （也就是增加分组码信号持续的时间T ），可使p 随n 的增加呈指数下降。
但由于码长n 的增加，当R 保持一定时，可能使发送的码字数k2指数增加，从而增加了译码设备的复杂性。
这种方法就是信道编码定理所指出减少误码率的另一个方向。
一般我们可将信道编译码器所使用的纠错码从性能上分为坏码和好码。
所谓坏码是指只有将码率降至零才能使误码率为任意小的编码方式；而好码又可以分为当误码率任意小时，码率逼近信道容量限的非常好码和码率可达到的非零最大值小于信道容量限的一般好码。
虽然Shannon 指出一个随机选择的码为好码的概率很高，但随机码的最大似然译码的复杂度往往与码长呈指数关系，即在误码率随码长趋于无穷而趋向于零的同时，译码复杂度以指数增长。
自信道编码定理提出以来，如何构造一个逼近信道容量限的实用好码成了大家关注的课题，并逐渐形成了纠错编码理论。
下面对其进行简要概述。
二、纠错编码的发展在香农的信息论建立以后，人们利用了代数中的一些理论，通过代数的方法构造了许多纠错码，并研究了与之相适应的译码算法。
这些码字大部分都是线性分组码，比如说戈雷码、汉明码、循环码和BCH 码，它们的译码算法主要采用大数逻辑译码和捕错译码。
但是这些码字都是短码，因为这些码字的纠错译码算法的复杂度随着码长的增加成指数级增长，长码的实现十分困难，投入实际使用的主要是短码，而这些短码的性能距离香农限很远。
要达到香农限，必须要码长较长的编码，所以1962年，Gallager 在[3]中描述了一种编码，现在通常称之为Gallager 码，这种编码因为校验矩阵的稀疏性，使得译码的复杂度与码长保持线性的关系，码长较长时依然可以有效地译码。
然而当时人们普遍认为级联码更容易实现，以及一些技术条件的限制，导致人们忽视了这种编码的存在。
卷积码也是在同一时期提出的另一类重要的纠错编码，它在编码过程中引入了寄存器，增加了码元之间的相关性。
在相同复杂度的条件下可以获得比线性分组码更高的编码增益，但是这种相关性同时也增加了分析和设计卷积码的复杂性。
随着人们对卷积码研究的深入，在卷积码的译码算法方面也出现了序列译码和Viterbi 译码算法。
因为Viterbi 译码算法的出现，卷积码逐渐成为研究和应用的重点，后来又出现了TCM 格栅编码调制技术，进一步确定了卷积码在纠错编码应用中的主导地位。
纠错编码主要就分为上述的线性分组码和卷积码两类，它们各有优缺点。
此外由于在实际应用中短码的性能有限，只有长码才能得到优秀的性能，于是人们设想是否能够在短码的基础上构造长码，由此提出了短码的级联或乘积来得到长码，在提高编码性能的同时，能够在短码的基础上具有较低的译码复杂度。
到了八十年代和九十年代初，法国的C.Berrou 等人在卷积码和级联码的基础上，于1993年提出了一种全新的编码方案Turbo 码[4]，在信道编码的理论和应用中取得了突破性的进展。
这种编码能够在码长较长时逼近香农的理论极限，同时其译码复杂度也是可以接受的。
Turbo 码采用并行级联递归的编码器结构，是一种系统的卷积码，其译码算法主要有MAP 算法、log-MAP 算法和SOV A 算法等。
Turbo 码之所以具有逼近香农限的性能，是因为其独特的编码结构和新的译码思想。
Turbo 码在子编码器中采用了反馈型的系统卷积码，且在子编码器间引入交织器减少了子编码器间信息的相关性模仿了随机编码的形式，同时在译码中采用了软输入/软输出的递推迭代译码形式，引入了迭代译码的思想。
在Turbo 码获得巨大成功的启发下，另一类具有相似特征和性能的编码复活了，这就是LDPC （Low Density Parity Check ）码。
LDPC 码是Gallager 码的推广，D.J.C.MacKay 、M.Neal 和N.Wiberg 等人对Gallager 码重新进行了研究，发现Gallager 码虽然性能较Turbo 码稍有差距，但是它同样具有逼近香农限的性能[5]。
在Gallager 码的基础上,他们进一步研究了多元域上的LDPC 码[6]，发现多元域上的编码较二元域上Gallager 码的性能有较大提高且域的阶数越高编码的性能越好。
M.G .Luby 和M.Mitzenmacher 等人对Gallager 码进行了推广，提出非正则的LDPC 码[7]，这种编码的性能能够赶上甚至超过Turbo 码的性能。
和Turbo 码的译码算法类似，LDPC 码的译码算法也是一种并行的迭代译码算法。
三、编码的纠错能力1、码距的概念一组码元称为码字。
码重是指码字中’1’的数目。
两个码字的码距定义为：在两个码字之间相应的码位上有不同的码元的位数之和。
可以证明一组码的最小相互码距为这组码中的最小码重。
2、码距与纠错能力的关系（n,k ）码，若码距为d 。
能发现e 个码位的错误，要求1+≥e d ；能纠正t 个码位的错误，要求12+≥t d ；能纠正t 个码位的错误，同时能发现e 个码位的错误，要求1++≥e t d ，且t e ≥。
2、2 GSM 系统的信道编码GSM 系统中，移动信道按其功能可以分为业务信道TCH 和控制信道CCH ，前者用于传输语音，后者用于传输信令和同步等辅助信息。
其中业务信道TCH可以分为：（1）语音信道，包含全速率业务信道TCH/FS和半速率业务信道TCH/HS；（2）数据信道，包含TCH/F9.6、TCH/F4.8、TCH/H4.8、TCH/F2.4、TCH/H2.4（以TCH/H4.8为例，其中4.8表示速率，H表示半速率，F表示全速率）。
其中控制信道CCH可以分为：（3）广播信道，包含频率纠错信道FCCH、同步信道SCH、广播控制信道BCCH；（4）公共控制信道，包含寻呼信道PCH、随机接入信道RACH、准予接入信道AGCH（5）专用控制信道，包含独立专用控制信道SDCCH、慢速相关信道SACCH和快速接入信道FACCH GSM系统中各类信道的信道编码方案可以有下表得到：表2－1GSM编码方案表由上表可以看出，GSM系统中的编码方案主要为外分组内卷积的方案，是种级联码。
语音编码是逐帧进行的，全速语音为13kbps，一个语音帧为20ms，因此一个语音帧中含260bits，其中前182比特对传输误差最敏感，称为一级比特，应受差错编码，而前182比特中的前50为重中之重，不仅受内码纠错，还受外码纠错。
182比特后面的78比特，称为二级比特，仅参与交织编码。
1、外编码对前50比特d(0)..d(49)进行（53，50，2）截断循环码编码，生成多项式为g(x)=1+x+x2，生成三个奇偶校验位p(0)、p(1)、p(2)，输出多项式为d(0)x52+d(1)x51+…+d(49)x3+p(0)x2+p(1)x+p(2)。
（53，50，2）截断循环码构成的外编码器结构如下图：图2－2 GSM截断循环码编码器结构图2．内编码（卷积码）对260比特的前182比特，外加3比特校验位，4比特尾比特，共计189比特进行(2,1,4)卷积码编码。
其生成多项式为：g1(x)=1+x3+x4g2(x)=1+x+x3+x4结构为：图2－3 GSM卷积码编码器结构图编码输入189比特，经(2,1,4)卷积编码后，输出为378bit，加上二级比特78，共计476比特。
码率由13bps增加到22.8bps。
3．重排和交织将456bit分为8子块，按下列重排公式进行重排：D(x,y)=(57x+64y) mod 456其中x=0,1,2…7为子块序号，y=0,1…57为每块比特序号。
2、3 IS－95系统的信道编码在IS－95系统中，设计信道编码方面的有三个部分：检错CRC、纠错FEC和交织编码。
1、检错CRCIS－95系统的下行（前向）信道包含：导频信道（不需要信道编码和交织）；同步信道(1.2kbps)、寻呼信道(2.4、4.8、9.6)、业务信道(1.2、2.4、4.8、9.6)需要信道编码。
下行信道CRC分为三类，其中同步信道采用30比特CRC，生成多项式为：g30(x)=1+x+x2+x6+x7+x8+x11+x12+x13+x15+x20+x21+x29+x30寻呼、业务信道的CRC分为两类(1)9.6kbps的CRC：g12(x)=1+x+x4+x8+x9+x10+x11+x12(2) 4.8kbps的CRC：g12(x)=1+x+x3+x4+x7+x82、前向纠错码(FEC)下行为同步码分，上行为异步码分，上行要求更高纠错能力。