移动通信原理第8次课-线路编码和信道编码
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数字通信中的信源编码和信道编码摘要:如今社会已经步入信息时代,在各种信息技术中,信息的传输及通信起着支撑作用。
而对于信息的传输,数字通信已经成为重要的手段。
本论文根据当今现代通信技术的发展,对信源编码和信道编码进行了概述性的介绍.关键词:数字通信;通信系统;信源编码;信道编码Abstract:Now it is an information society. In the all of information technologies, transmission and communication of information take an important effect. For the transmission of information, Digital communication has been an important means. In this thesis we will present an overview of source coding and channel coding depending on the development of today’s communication technologies.Key Words:digital communication; communication system; source coding; channel coding1.前言通常所谓的“编码”包括信源编码和信道编码。
编码是数字通信的必要手段。
使用数字信号进行传输有许多优点, 如不易受噪声干扰, 容易进行各种复杂处理, 便于存贮, 易集成化等。
编码的目的就是为了优化通信系统。
一般通信系统的性能指标主要是有效性和可靠性。
所谓优化,就是使这些指标达到最佳。
除了经济性外,这些指标正是信息论研究的对象。
按照不同的编码目的,编码可主要分为信源编码和信道编码。
在本文中对此做一个简单的介绍。
信道,信道编码及作用1.信道(channel) 和通信电路并不等同,用来表示向某一个方向传送信息的媒体。
因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
从通信的双方信息交互方式看有三个基本方式:单工,半双工,全双工通信2.从信道上传送的信号分为基带(baseband)和宽带(broadband)信号.基带信号:就是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示,然后送到线路上传输。
宽带信号:将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号信道编码的实质是在信息码中增加一定数量的多余码元(称为监督码元),使它们满足一定的约束关系,这样,由信息码元和监督码元共同组成一个由信道传输的码字。
一旦传输过程中发生错误,则信息码元和监督码元间的约束关系被破坏。
在接收端按照既定的规则校验这种约束关系,从而达到发现和纠正错误的目的。
为什么要进行信道编码?信息通过信道传输,由于物理介质的干扰和无法避免噪声,信道的输入和输出之间仅具有统计意义上的关系,在做出唯一判决的情况下将无法避免差错,其差错概率完全取决于信道特性。
因此,一个完整、实用的通信系统通常包括信道编译码模块。
视频信号在传输前都会经过高度压缩以降低码率,传输错误会对最后的图像恢复产生极大的影响,因此信道编码尤为重要。
信道编码的作用一是使码流的频谱特性适应通道的频谱特性,从而使传输过程中能量损失最小,提高信号能量与噪声能量的比例,减小发生差错的可能性;二是增加纠错能力,使得即便出现差错也能得到纠正。
信息与通信系统的编码有4种形式:信源编码、信道编码、密码编码和多址编码。
信源编码解决了通信系统的有效性问题,通过压缩信源冗余信息来提高通信的效率;信道编码是通过增加冗余位来达到保证通信系统的可靠性(通过牺牲带宽或传输速率来换取可靠性);密码编码则是保证了系统的安全性;多址编码主要是解决多用户通信问题2.信道编码的基本思想根据一定的规律在待发送的信息码中加入一些多余的码元,以保证传输过程的可靠性。
信道编码定义
嘿,各位!今天咱来聊聊信道编码是啥。
就说前几天我给我远方的朋友寄了封信。
我在信上写了好多心里话,可我就担心这信在寄的过程中会不会被弄坏了,或者有些字看不清了。
这时候呢,信道编码就有点像给这封信加了一层保护。
信道编码呢,简单来说,就是在我们传递信息的时候,给信息加上一些额外的东西,让信息能更准确地被接收方收到。
就像我寄信的时候,如果我在信上做一些标记,或者重复写一些重要的话,这样就算信在路上有点小问题,我朋友也能大概猜出我想说啥。
比如说,我在信里反复强调我很想他,就算有几个字模糊了,他也能从上下文猜到我在表达思念之情。
这就是信道编码的作用,让信息在传输过程中更可靠。
所以啊,信道编码就是为了让我们传递的信息能更好地到达目的地,就像给我们的信加上一层保护一样。
下次你发信息或者寄东西的时候,就可以想想这个信道编码的道理哦。
哈哈。
论信源编码与信道编码李希夷 201110404107摘要:如今社会已经步入信息时代,在各种信息技术中,信息的传输及通信起着支撑作用。
而对于信息的传输,数字通信已经成为重要的手段。
而在数字通信系统中,信源编码和信道编码在信息的传送过程中起到了至关重要的作用,这要求我们对信源编码和信道编码的了解和认识有更高的层次。
关键词:信息传输数字通信信源编码信道编码正文:一.信源编码和信道编码的发展历程信源编码:最原始的信院编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。
但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z 编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。
信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。
相对地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余,如校验码等,来提高抗干扰能力以及纠错能力。
信道编码:1948年Shannon极限理论→1950年Hamming码→1955年Elias卷积码→1960年 BCH码、RS码、PGZ译码算法→1962年Gallager LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)码→1965年B-M译码算法→1967年RRNS码、Viterbi算法→1972年Chase氏译码算法→1974年Bahl MAP算法→1977年IMaiBCM分组编码调制→1978年Wolf 格状分组码→1986年Padovani恒包络相位/频率编码调制→1987年Ungerboeck TCM格状编码调制、SiMonMTCM多重格状编码调制、WeiL.F.多维星座TCM→1989年Hagenauer SOVA算法→1990年Koch Max-Lg-MAP算法→1993年Berrou Turbo码→1994年Pyndiah 乘积码准最佳译码→1995年 Robertson Log-MAP算法→1996年 Hagenauer TurboBCH码→1996MACKay-Neal重新发掘出LDPC码→1997年 Nick Turbo Hamming码→1998年Tarokh 空-时卷格状码、AlaMouti空-时分组码→1999年删除型Turbo码虽然经过这些创新努力,已很接近Shannon极限,例如1997年Nickle的Turbo Hamming码对高斯信道传输时已与Shannon极限仅有0.27dB相差,但人们依然不会满意,因为时延、装备复杂性与可行性都是实际应用的严峻要求,而如果不考虑时延因素及复杂性本来就没有意义,因为50多年前的Shannon理论本身就已预示以接近无限的时延总容易找到一些方法逼近Shannon极限。
第8章信道编码知识点基本内容:通过第1章了解信道特征和仙农信道容量公式基本概念基础上,主要介绍波形编码和分组码、循环码以及卷积码等的基本编解码方法及评价。
知识点及层次(1) 波形编码——主要认识基于正交的哈德玛正交码的特性。
(2) 基于汉明距离的差错控制定理(掌握)。
(3) 线性分组码(n,k)码的结构、编码方法、解码、检纠错计算(掌握)。
(4) 循环码的构成特征及编、解码方法(掌握),以及CRC、R-S、BCH码的特征(了解)。
(5) 卷积码的基本特征(熟悉概念),TCM(一般认识)。
第9章信道编码返回本章信道编码包括波形编码和差错控制码,都属于抗干扰码,目的在于提供较佳的信号设计,以匹配信道特性,减少误差概率,重点是分组码与卷积码两大类,同时也简单提出了编码与调制结合的TCM码。
1.正交(波形)编码本章给出了几种正交码规则及其特征,多数具有一定冗余位,因此具有一定抗干扰能力。
2.(n,k)分组码从奇、偶校验与差错控制定理入门,建立了(n,k)分组码编解码思路。
(1)一般信源编码k位信码事先给定(2)可根据信道特征提出误差率指标,由纠错定理和汉明界限,取得加入满足要求的冗余位r=n-k(3)谨慎设计n-k=r个独立线性方程,并均由信码模2加构成,然后抽出系数得到H(4)由H得到G,由信息码组与G计算,G中k行码字以外的其他码字。
(5)接收伴随式纠错3.(n,k)循环码是(n,k) 分组码的一个子类码,具有很多相同特点。
(1)编码,首先给出已知信码位数k,由目标与差错控制能力要求,可得适用的最小码长n。
(2)接收伴随多项式(3)循环码的几个子类码4.卷积码卷积码是已得到广泛应用的纠错编码,首先在卫星系统使用,中速modem最高位利用了(2,1)卷积码进行保护。
卷积码能力取决于约束长度N,使用中往往在速率与误比特率间权衡。
第八章差错控制返回8.10.1 差错控制概念8-2 BSC信道错误转移概率为,为了提高二元码传输可靠性,现采用重复码,接收时按“后验概率择大”规则判决。