通信原理教材配套课件－第11章.ppt

第11章信道编码,1、主要内容:本章主要研究数字通信系统中信道编码的基本原理，以及常用的简单编码、线性分组码的编码原理，并介绍循环码、卷积码、以及Turbo码。2、基本要求:掌握数字通信系统中信道编码的基本原理和分析方法。掌握常用的简单编码、线性分组码的编码原理，了解循环码、卷积码、以及Turbo码的编码方法。,(参考学时为8学时),信道编码的基本原理常用的几种简单编码线性分组码检错纠错能力线性分组码循环码卷积码Turbo码*,11.1信道编码的基本概念,1.信道的分类随机信道突发信道混合信道,2.术语解释纠错编码多余度信道编码的效率,3.纠错编码的常用方法检错重发法前向纠错法反馈校验法检错删除法,自动要求重发系统（ARQ系统）,11.1.2信道编码的简单错纠方法纠错编码中之所以可以检测出误码、甚至纠正误码，其主要是依靠码组中加入一定的多余度，也就是监督码元，使构成的新码组一旦出现一定限度的误码，就可以按照一些相关的方法判断出，或纠正误码。,11.1.3常用的简单信道编码1.偶监督码2.奇监督码3.二维奇偶监督码（方阵码）4.恒比码5.正反码,11.2线性分组码,11.2.1引言对信源编码器输出的进制序列进行分组，并对每一组进行变换，变换后的码组具有抗击信道干扰的能力。若这种变换是线性变换，则称变换后的码组为线性分组码,11.2.3汉明距离两个长度为N的D进制码字和之间的汉明距离定义为它们之间对应位不相同的个数，即其中：与分别是码字与的第i个D进制码元。,最小汉明距离设均为N个码元的二进制码，用C代表s个码字的全体集合，则最小汉明距离定义为,检纠错能力的判断1.如果存在正整数，使码的最小汉明距离满足：则这种码可以纠正因传输而造成的1个，2个，,个错误。2.如果码的最小汉明距离满足则该码可以纠正1个，2个，,（1）个错误，并且能检出（发现）个错误。但一般不能纠错。,11.2.4线性分组码的矩阵表示G称为线性分组码的生成矩阵H矩阵称为一致校验矩阵生成矩阵与校验矩阵为对偶关系,11.2.5线性分组码的伴随式译码*设发送码字为,信道错误图样为,接收码字为,定义为接收矢量的伴随式。,11.2.6汉明码汉明码是一种能纠正1个错误的特殊的线性分组码。由于它的编译码较简单，且较容易实现，因此广泛被采用，尤其是在计算机存储与运算系统中被广泛应用。,11.3循环码,11.3.1引言设有（N，K）线性分组码C,如果它的任意一个码字的每一次循环移位仍然是C中的一个码字，则称C为循环码。,11.3.2循环码的多项式表示设有循环码字，则其相应的多项式表示为,11.3.3循环码的矩阵表示（N,K）循环码的生成矩阵,（N,K）循环码的一致校验矩阵,11.3.4系统循环码的构成系统循环码的码多项式可以写成由此构成的系统循环码的生成矩阵具有以下形式,11.3.5循环码编码器1.（NK）级编码器,2.K级编码器,11.3.6循环码译码器,11.4卷积码,11.4.1什么是卷积码卷积码中，长度为n的码组，是由k个信息元附加上r个监督元构成，该码组中的监督码元不仅和当前的码组中的k个信息码元有关，而且还与前面的N-1个码组中的信息元有关。一般将卷积码记为卷积码,11.4.2卷积码的编码方法,11.4.3卷积码的图形描述1.树状图,11.4.3卷积码的图形描述2.网格图,11.4.3卷积码的图形描述3.状态图,11.4.4卷积码的数学描述1.生成多项式通常把表示移位寄存器与模和的连接关系的多项式称为生成多项式,2.生成矩阵,11.4.5卷积码的译码方法VB译码的步骤1.在接收端复制一个与发射端卷积码编码器对应的网格图。2.对照网格图，按n长度逐段接收其中Q为输入信息的最大位数。,VB译码的步骤3.将收到的与网格图上的对应的各段进行比较，选择汉明距离最小的一条路径。4.对应于总距离最小的最佳路径上各码元所构成的序列，就