差错控制编码第2章 信息的统计度量
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信道编码和差错控制编码信道编码和差错控制编码是通信领域中的重要概念,它们有密切的联系,但并非完全等同。
信道编码是一种广义的概念,而差错控制编码是信道编码的一种特殊形式。
信道编码是一种提高数字信号传输可靠性的有效方法。
它的主要目的是在发送端的信息码元序列中加入一定的冗余度,以增加信号的抗干扰能力。
在接收端,利用这些冗余信息来检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
信道编码可以降低误码率,提高数字通信的可靠性。
差错控制编码是信道编码的一种特殊形式,主要目的是在发送端和接收端之间实现差错检测和纠正。
根据差错控制方式的不同,差错控制编码可以分为以下三种:1. 检错重发(ARQ):在发送端发送能够检测错误的码,接收端收到通过信道传来的码后,根据编码规则判断收到的码序列中有无错误。
若发现错误,则通过反向信道把这一判决结果反馈给发端。
发端根据这些判决信号,把接收端认为有错误的信息再次传送,直到接收端认为正确为止。
这种方式需要具备双向信道。
2. 前向纠错(FEC):发送端发送能够被纠错的码,接收端收到这些码后,通过纠错译码器不仅能自动发现错误,而且能够自动纠正接收码字传输中的错误。
这种方式不需要反向信道来传递重发指令,也不存在由于反复重发而带来的时延,实时性好。
纠错设备要比检错设备复杂,纠错能力越强,编译码设备就越复杂。
3. 混合纠错:信头差错校验法(HEC)是一种混合纠错方式,它结合了ARQ和FEC的优点。
在发送端,对信息码元添加一定的校验位;在接收端,首先利用校验位进行差错检测,若发现错误,则请求重发。
这种方式可以在一定程度上减少传输错误,提高通信质量。
总结一下,信道编码是一种广义的概念,包括差错控制编码在内。
差错控制编码是信道编码的一种特殊形式,主要目的是在发送端和接收端之间实现差错检测和纠正。
信道编码和差错控制编码都是为了提高通信系统的可靠性和抗干扰能力。
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、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。
差错控制编码差错控制编码
差错控制编码是一种用来检查和纠正数据传输可能出现的差错的编码技术。
它的核心思路是在传输的数据中植入一些冗余信息,以用来检查和纠正数据传输可能出现的错误。
差错控制编码有Cyclic Redundancy Check (CRC)环形冗余校验码,CRC环形冗余校验码是一种非常简单的差错控制编码,它采用多项式来进行数据传输时出现的错误监测;还有Hamming Code,它是一种常用的编码技术,通过添加一定数量的检验位来识别和纠正错误;还有纠错编码,它是一种可以检测和纠正传输的误码的编码方法,它的工作原理是利用比特错误以及二进制编码表示,以纠正和校验当前接收到的数据等等。
总的来说,差错控制编码可以有效地减少传输数据的出错率,保证传输数据的正确性,提高数据传输的稳定性,以及提升数据传输的安全性等。