通信原理ppt课件 第九章.ppt

上传人:小飞机 文档编号:1798152 上传时间:2022-12-19 格式:PPT 页数:47 大小:1.01MB
返回 下载 相关 举报
通信原理ppt课件 第九章.ppt_第1页
第1页 / 共47页
通信原理ppt课件 第九章.ppt_第2页
第2页 / 共47页
通信原理ppt课件 第九章.ppt_第3页
第3页 / 共47页
通信原理ppt课件 第九章.ppt_第4页
第4页 / 共47页
通信原理ppt课件 第九章.ppt_第5页
第5页 / 共47页
点击查看更多>>
资源描述

《通信原理ppt课件 第九章.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《通信原理ppt课件 第九章.ppt(47页珍藏版)》请在三一办公上搜索。

1、第九章 差错控制编码,9.1 引言9.2 纠错编码的基本原理9.3 常用的简单编码9.4 线性分组码9.5 循环码9.6 卷积码,9.1引 言,一、信源编码与信道编码 数字通信中,根据不同的目的,编码分为信源编码与信道编码二大类。 信源编码:提高数字信号的有效性,如,PCM编码,编码,图象数据压缩编码等。 信道编码:提高传输的可靠性,又称抗干扰编码,纠错编码 。,从差错控制角度看:信道分三类:(信道编码技术)随机信道:由加性白噪声引起的误码,错 码是随机的,错码间统计独立。突发信道:错码成串,由脉冲噪声干扰引 起。混合信道:既存在随机错误,又存在突发错码,那一种都不能忽略不计的信道。,二:差错

2、控制的工作方式,检错重发前向纠错,不要反向信道反馈校验法,双向信道,9.2 纠错编码的基本原理,一:分组码,码重,码距 (樊书P282 表9-1) 将码组分段:分成信息位段和监督位段,称为分组码,记为(n, k)n编码组的总位数,简称码长(码组的长度)k 每组二进制信息码元数目(信息位段)n-k=r 监督码元数目,(监督位段)(见樊书P282,图9-2),在分组码中,有“1”的数目称为码组的重量,简称码重。例如,码组(1 1 0 1 0),码长n=5,码重为3。把两个码组对应位不同的数目称为这两个码组的距离,简称码距,又称Hamming(汉明)的距离。例如,码组(1 1 0 0 0)与(1 0

3、 0 1 1)的距离为3。,而码组集合中,全体码组之间的距离的最小值称为最小码距(d0 )。检测e个错,纠正t个错,纠正t个错同时检测e个错码长n发生r个错的概率纠1,2个错误码率也下降几个数量级,9.3常用的简单编码,纠错码的分类 : (1) 奇偶校验码“1”的数目应为偶或奇数) (2) 二维奇偶校验码(3) 恒比码(4) 正反码,(1) 奇偶校验码,(2) 二维奇偶校验码,(3) 恒比码,例如,我国电传机传输阿拉伯数字时,用5位代码表示,其中恒有3个“1”,称为 “5中取3” 恒比码。,(4) 正反码,正反码的信息位段长与监督位段长相同,如正反码组: 信息位段有奇数个1:110011100

4、1 (监督位与信息位重复) 信息位段有偶数个1:1000101110 (监督位是信息位反码),9.4 线性分组码,一:基本概念 可用线性方程组(代数关系)表述码的规律性的分组码称为线性分组码 。 在代数码中,常见的是线性码,即编码中的信息位和监督位是由一些线性代数方程联系着,或者说可用线性代数方程表述编码的规律性。,二:线性分组码的一种 汉明码,构造原理 先回顾偶校验码 在接收端实际上计算监督关系式:, 无错, 有错, 称校正子,两个监督式就有两个校正子,其可能值有4种组合:0 0,0 1,1 0,1 1,这4种组合代表不同信息。 若用1种组合表示无错,其余3种组合就可以用来表示一位错码的3种

5、不同位置。 同理,r个监督式能指示一位错码的 个可能位置。,一般来说,若码长n,信息位数k,则监督位 ,汉明码n与r满足:,现以(n,k)=(7,4),r=3为例的汉明码来说明如何具体构造这些监督关系式。,设码字(n,k)=,校正子,的值与错码位置的对应关系 如下表,只要(s1或s2,或s3)为“1”,就表示有错,全为零,表示无错。,在发端编码时,信息位 的值是随机的,监督位 应根据信息位按监督关系来确定,即监督位应使上面的 监督式为零。,即要求:,或写成监督码元在左边的形式:,信息位 一旦确定后,可直接按上式计算出监督位。(见樊书P289 图9-5),接收端收到每个码字(码组)后,先计算出偶

6、监督关系式, 再按表9-4(樊书P288)判断错码情况。,如果 不全零,可判出在哪一位出错。,汉明码最小距 =3(见樊书表9-5),能够纠正单个错误。,三:线性分组码的一般原理,(1) 监督阵和生成矩阵 将上述汉明码(7,4)的监督关系式改写成:(见樊书P289,9.4-8),上式中 简写为+,表示模2相加。,写成矩阵形式:,=,(模2),简记 (H 监督矩阵) 监督矩阵H为 ( 行, 列)阶矩阵,H阵的每行之间彼此线性无关。 也可将H矩阵分为两部分:,H =,其中P为rk阶矩阵, 为rr阶单位矩阵。,若把监督关系式改写补充:,可改写为矩阵形式:,Q=PT,G称为生成矩阵,如果找到G,则纠错编

7、码方法就确定了,可由信息组和G可产生全部码字。, 也称典型生成矩阵,其中,为kk方阵 ,,由典型生成矩阵得出的码组A中,信息位不变,监督位附加其后,这种码称为系统码。,(2) 校正子S(伴随式),设发送码组设接收码组,则发送码组与接收码组之差定义为E(也称错误图样):,(模2),其中,因此,若 ,表示该位接收码元无错;若 ,则表示有错。,也可改写为,例如:发送A = 1 0 0 0 1 1 1 错误E = 0 0 0 0 1 0 0 接收B = 1 0 0 0 0 1 1,令,令,称S为校正子,也称伴随式。,零矩阵,由此可见,校正子S与错误图样E之间有确定的线性变换关系,若S和E之间一一对应,

8、则S将能代表错码的位置。,接收端译码器的任务就是从校正子S确定错误图样,然后,从接收到的码字中减去错误图样E。,上述(7,4)汉明码的校正子S与错误图样E的对应关系见下表: 表中,校正子S的 种形式分别代表A码无错和 -1种有错的图样。,e6 e5 e4 e3 e2 e1 e0,9.5 循环码,一、特点: 编码和解码设备都不太复杂,且检(纠)错能力较强。具有线性和循环性,即循环码中任一码组循环一位(将最右端的码元移至左端,或反之)以后,仍为该码中的一个码组。,将各码元当作是一个多项式的系数,樊书P293页,表96中的任一码组可表示为,这种多项式中,x仅是码元位置的标记。这种多项式有时称为码多项

9、式。,二、编码原理,(1)、码多项式的按模运算,若一整数m可以表示为,式中Q整数。则在模n运算下,有,在循环码中,若T(x)是一个长为n的许用码组,则,在按模,运算下,也是一个许用码组,即若,则,也是一个许用码组。 例如,(2)、循环码的生成矩阵G,在一个 循环码中有 个不同码组。若用 表示其中前(k1)位皆为0的码组,则 都是码组,而且这k个码组是线性无关的。 因此他们可以用来构成此循环码的生成 矩阵G 。 Tab. 9-6 Page 293, k=3, g(x)-0010111 x 43210,循环码的生成矩阵G可以写成,上式可作线性变换成 的形式。,循环码的生成多项式应该是 的一个 次因

10、式。例如, 可以分解为,为了求(7,3)循环码的生成多项式g(x),要从上式中找一个(n-k)=4次的因子。这样的因子有两个,即,以上两式都可作为生成多项式用。不过,选用的生成多项式不同,产生出的循环码码组也就不同。,(3)、寻找生成多项式,三、循环码编、解码方法,(1)编码步骤 (代数方法)1、用 乘 。这一运算实际上是把信息码附加上( )个0。2、用 除 ,得到商Q(x)和余式 。3、编出的码组 为 (2) T=m G (matrix-operation),(2)解码步骤1、用生成多项式 除接收码组 得出余式 ;2、按余式 用查表的方法或通过某种运算得 到错误图样 就可以确定错码的位置;3

11、、从 中减去 ,变得到已纠正错误的原发送码组 。,9.6 卷积码,一.卷积码的结构图,由图可知,(2,1,2)卷积码的编码规则为,输出码字为,二. 卷积码的生成多项式,则相应的系统冲击响应为,用生成多项式表示,三.编码率与约束长度,k输入,n输出,每时刻输出与过去(L-1)k个输入亦关,编码率=k/n=1/2,约束长度=L=7,L=5,四.状态图,D1,D2,五. 网格图 input=101+00output=1110001011,Viterbi Decoding;output=101HARD:input=1111001011,00,10,01,11,10,11,1 1,10,00,11,1 1,0 0,1 0,1 1,00,0,2,01,1,1,1,11,3,10,2,01,2,00,4,6,1,4,11,4,3,01,3,2,11,00,10,01,3,1,10,3,

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 生活休闲 > 在线阅读


备案号:宁ICP备20000045号-2

经营许可证:宁B2-20210002

宁公网安备 64010402000987号