差错控制码.doc

差错控制编码来自EEWiki.跳转到: 导航, 搜索差错控制编码也称为纠错编码。在实际信道上传输数字信号时，由于信道传输特性不理想及加性噪声的影响，接收端所收到的数字信号不可避免地会发生错误。为了在已知信噪比情况下达到一定的比特误码率指标，首先应该合理设计基带信号，选择调制解调方式，采用时域、频域均衡，使比特误码率尽可能降低。但实际上，在许多通信系统中的比特误码率并不能满足实际的需求。此时则必须采用信道编码（即差错控制编码）才能将比特误码率进一步降低，以满足系统指标要求。 差错控制随着差错控制编码理论的完善和数字电路技术的飞速发展，信道编码已经成功地应用于各种通信系统中，并且在计算机、磁记录与各种存储器中也得到日益广泛的应用。差错控制编码的基本实现方法是在发送端将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（约束）。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，一旦传输发生差错，则信息码元与监督码元的关系就受到破坏，从而接收端可以发现错误乃至纠正错误。因此，研究各种编码和译码方法是差错控制编码所要解决的问题。 编码涉及到的内容也比较广泛，前向纠错编码（FEC）、线性分组码（汉明码、循环码）、理德所罗门码（RS码）、BCH码、FIRE码、交织码，卷积码、TCM编码、Turbo码等都是差错控制编码的研究范畴。本章只对其中的某些问题作粗略的介绍，并对相关内容进行仿真。 目录隐藏 1 信道错误模式： 2 差错控制方式： 3 差错控制编码的基本原理： 4 差错控制编码的分类： 5 纠错编码的有关名词： 信道错误模式： 传输信道中常见的错误有以下三种： 随机错误：错误的出现是随机的，一般而言错误出现的位置是随机分布的，即各个码元是否发生错误是互相独立的，通常不是成片地出现错误。这种情况一般是由信道的加性随机噪声引起的。因此，一般将具有此特性的信道称为随机信道。 突发错误：错误的的出现是一连串出现的。通常在一个突发错误持续时间内，开头和末尾的码元总是错的，中间的某些码元可能错也可能对，但错误的码元相对较多。这种情况如移动通信中信号在某一段时间内发生衰落，造成一串差错；汽车发动时电火花干扰造成的错误；光盘上的一条划痕等等。这样的信道我们称之为突发信道。 混合错误：既有突发错误又有随机差错的情况。这种信道称之为混合信道。 差错控制方式： 1、检错重发方式（ARQ） 2、前向纠错方式（FEC） 3、混合纠错检错方式（HEC） 4、反馈校验方式（IRQ） 信道编码（差错控制编码）理解：差错控制编码的基本原理，三种差错控制方式。了解：简单检纠错码、常用检纠错码差错控制的编码方法。在数字通信中，为了减少差错（误码），提高通信的可靠性，一般均采用信道编码技术，信道编码又称为差错控制编码或纠错编码。差错控制编码技术不但用于数字通信，在VCD、DVD等视频设备上也有广泛的应用。纠错编码的基本原理是根据输入信息码元的变化规律，构造监督码元并加入到码字中，从而出现了多余的码组（禁用码组）。根据许用码组和禁用码组的约定条件，就可判断出哪一位出了错，并进行纠错。1、错码分为三种：一是以随机、个别、独立出现的随机错码；二是短时间内大量出现的突发错码；三是随机错码和突发错码的混合称为混合错码。差错控制有三种方式：（1）检错重传ARQ，（2）前向纠错FEC，（3）混合纠错HEC。在移动通信中用得较多的是前向纠错FEC差错控制方式，它的特点是无需反馈信道，实时性好，但编解码电路复杂，编码效率低。2、反映纠错编码的参数有码距、最小码距、编码效率。码距d是指两个码字在对应位上码元取值不同的位数。最小码距d0是指所有码组中码距d的最小值。编码效率为=k/n。最小码距d0与检纠错能力的关系是：d0e+1（检查出e位错码）d02t+1 （纠正t位错码）d0e+t+1（能同时检出e位，纠正t位错码）3、简单的检错码是奇偶校验码，即在每个信息码组后面附加一个监督码。奇偶校验码的功能是能检测奇数个错码，不能检测偶数个错码。其依据是具有模2加运算关系的监督方程。如果同时对列也进行奇偶校验，就称为行列校验码，具有检错和纠错的功能。4、如果把k比特信息码分成一段，每段按编码规则编出r个监督码元紧跟其后，这样每n(n=k+r)个码元组成一个码字的编码，称为分组码，用符号(n,k)表示。分组码中每一码字的监督码元只与本组信息码元有关，与其它码字的码元无关。可根据监督方程的校验子来确定错码位置。循环码是一种码字间具有循环性质的线性分组码。卷积码用(n0,k0,m)表示，它与分组码的主要区别是其通过编码器产生的n0个码元里的监督码元，不仅对本组信息码元起监督作用，还对其以前若干组的信息码元起监督作用。卷积码可用来纠正随机错误和突发错误，抗干扰能力很强，因此适用于信号较弱且经常受到干扰的情况，例如卫星通信和移动通信中。5、码元交织技术，就是在发送端将顺序传送的码元按一定的规律重新进行排列，传输过程中如果出现突发错码，则可以在接收端恢复原