第九章 差错控制编码 1
- 格式:ppt
- 大小:772.00 KB
- 文档页数:35


差错控制概述1。
差错的概念所谓差错,就是在通信接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象.2。
差错类型通信信道的噪声分为热噪声和冲击噪声两种。
由这两种噪声分别产生两种类型的差错,随机差错和突发差错.热噪声是由传输介质导体的电子热运动产生的,它的特点是:时刻存在,幅度较小且强度与频率无关,但频谱很宽,是一类随机噪声。
由热噪声引起的差错称随机差错。
此类差错的特点是:差错是孤立的,在计算机网络应用中是极个别的。
与热噪声相比,冲击噪声幅度较大,是引起传输差错的主要原因。
冲击噪声的持续时间要比数据传输中的每比特发送时间要长,因而冲击噪声会引起相邻多个数据位出错。
冲击噪声引起的传输差错称为突发差错。
常见的突发错是由冲击噪声(如电源开关的跳火、外界强电磁场的变换等)引起,它的特点是:差错呈突发状,影响一批连续的bit(突发长度)。
计算机网络中的差错主要是突发差错。
通信过程中产生的传输差错,是由随机差错和突发差错共同构成的.3。
误码率数据传输过程中可用误码率Pe来衡量信道数据传输的质量,误码率是指二进制码元在数据传输系统中出现差错的概率,可用下式表达:4。
差错控制差错控制是指在数据通信过程中能发现或纠正差错,将差错限制在尽可能小的允许范围内。
差错检测是通过差错控制编码来实现的;而差错纠正是通过差错控制方法来实现的。
差错控制编码差错控制编码的原理是:发送方对准备传输的数据进行抗干扰编码,即按某种算法附加上一定的冗余位,构成一个码字后再发送。
接收方收到数据后进行校验,即检查信息位和附加的冗余位之间的关系,以检查传输过程中是否有差错发生。
差错控制编码分检错码和纠错码两种,检错码是能自动发现差错的编码,纠错码是不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。
衡量编码性能好坏的一个重要参数是编码效率R:其中,n表示码字的位长,k表示数据信息的位长,r表示冗余位的位长.计算机网络中常用的差错控制编码是奇偶校验码和循环冗余码。
2.差错控制编码2.1. 引言什么是差错控制编码(纠错编码、信道编码)?为什么要引入差错控制编码?差错控制编码的3种方式?本章主要讲述:前向纠错编码(FEC)、常用的简单编码、线性分组码(汉明码、循环码)、简单介绍RS码*、BCH码*、FIRE码*、交织码,卷积码极其译码、TCM编码*。
一、什么是差错控制编码及为什么引入差错控制编码?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误比特率指标,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,使误比特率尽可能降低。
但若误比特率仍不能满足要求,则必须采用信道编码(即差错控制编码),将误比特率进一步降低,以满足系统指标要求。
随着差错控制编码理论的完善和数字电路技术的发展,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、磁记录与存储中也得到日益广泛的应用。
差错控制编码的基本思路: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。
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。
二、差错控制的三种方式1、检错重发(ARQ)检错重发:在接收端根据编码规则进行检查,如果发现规则被破坏,则通过反向信道要求发送端重新发送,直到接收端检查无误为止。
ARQ系统具有各种不同的重发机制:如可以停发等候重发、X.25协议的滑动窗口选择重发等。
ARQ系统需要反馈信道,效率较低,但是能达到很好的性能。
2、前向纠错前向纠错(FEC):发送端发送能纠正错误的编码,在接收端根据接收到的码和编码规则,能自动纠正传输中的错误。
不需要反馈信道,实时性好,但是随着纠错能力的提高,编译码设备复杂。