信道编码的概念课件

信道编码的概念信道编码概述2013/3/29信道编码定理:若有一离散无记忆平稳信道,其容量为C,输入序列长度为L,只要待传送的信息率R<C,总可以找到一种编码,当L足够长时,译码差错概率P<ε,ε为任意大于零的正数。反之,当R>C时,任何编码的P必大于零,当L→∞,P→1。定理指出:在编码速率小于信道容量的条件下,通过编码可以使译码错误概率任意小,从而达到可靠通信。给出的结果只说明存在一种编码方式。其误码率随着码长n的增长趋于任意小。但它没有告诉我们如何构造实际上可实现的、具有上述性能的这类码的方法信道编码:就是为解决这一问题而产生的学科,它的目的是寻找在实际上易于实现且能达到有效而可靠通信的编译码方法。2013/3/29o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。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2013/3/29信道编码通信系统的主要技术指标传输速率码元传输速率波特率调制速率:每秒钟通过信道传输的码元数。单位是波特(Baud)比特率/比特传输速率:每秒钟通过信道传输的信息量。单位是比特秒(bits这两种传输速率的定义不同,它们都是衡量系统传输能力的主要指标码元:携带数据信息的信号单元二进制:每个码元的信息含量为1比特,二进制的波特率与比特率在数值上是相等的。M进制:每一个码元的信息含量为logM。如果码元传输速率为r波特,相应的比特率rn为b=rslog2M(bit/s)2013/3/294/30差错率码元差错率:指在传输的码元总数中发生差错的码元数所占的比例(平均值),简称误码率比特差错率/特误码率:指在传输的比特总数中发生差错的比特数所占的比例(平均值)。在二进制传输系统中码元差错率就是比特差错率码组差错率:指在传输的码组总数中发生差错的码组数所占的比例(平均值)根据不同的应用场合对差错率有不同的要求。在电报传送时,允许的比特差错率约为10-4~10-5;计算机数据传输,一般要求比特差错率小于108~109;在遥控指令和武器系统的指令系统中,要求有更小的误比特率或码组差错率。2013/3/29●可靠性可靠性是衡量传输系统质量的一项重要指标,工程中经常用平均无故障间隔时间来衡量信息传输/存储所遇到的主要的问题是传输可靠性的问题在传输过程中产生不同差错的原因:传输过程中干扰不同有两种途径降低误码率以满足系统要求:1.降低信道本身引起的误码率:①选择合适的传输线路:如电缆线路优于明线线路,光缆优于电缆;②改进传输线路的传输特性或增加发送信号功率:如进行相位和幅度均衡以改进线路的群延时和幅频特性,增加中继放大器。在无线信道中,可以增加发射机功率、利用高增益天线、低噪声放大器等方法改善信道;③选用潜在抗干扰性较强的调制解调方案2.采用信道编码,在数字通信系统中增加差错控制设备2013/3/296/30信道编码的性能指标编码率(编码效率、码率)编码增益●编码延时编、译码器的复杂度功率损耗2013/3/29信道编码的分类●根据码的规律性可分为:正交编码和检、纠错码●根据监督元与信息组之间关系可分为:分组码和卷积码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2013/3/29恒比码线性码群计数码奇偶校验码分组码非循环码汉明码纠错码线性码循环码B卷积码非系统卷积码信道编码RS码正交码系统卷积码Ⅲ序列正交编码岩垂码L序列扩散码信道编码的基本思想编码信道:是研究纠错编码和译码的一种模型。编码信道:无线通信中的发射机、天线、自由空间、接收机等的全体;有线通信中的如调制解调器、电缆等的全体Internet网的多个路由器、节点、电缆、底层协议等的全体计算机的存储器(如磁盘等)的全体消息m码字c接收向量R消息信道编码编码信道信道译码编码信道2013/3/2910/3026、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰

28、