第11章 差错控制编码(2)

通信原理第六版课后思考题第1章绪论1、何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号：电信号的参量取值连续；两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。

2、画出模拟通信系统的一般模型。

3、何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，有以下特点：1）传输的信号是离散式的或数字的；2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；3）抗干扰能力强，因为信号可以再生，从而消除噪声积累；4）传输差错可以控制；5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；6）便于加密，可靠性高；7）便于实现各种信息的综合传输3、画出数字通信系统的一般模型。

答：4、按调制方式，通信系统如何分类？答：分为基带传输和频带传输5、按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM）7、通信系统的主要性能指标是什么？第3章随机过程1、随机过程的数字特征主要有哪些？它们分别表征随机过程的哪些特征？答：均值：表示随机过程的n 个样本函数曲线的摆动中心。

方差：表示随机过程在时刻t 相对于均值a(t)的偏离程度。

相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。

2、何谓严平稳？何谓广义平稳？它们之间的关系如何？答：严平稳：随机过程δ(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。

广义平稳：1）均值与t 无关，为常数a 。

2）自相关函数只与时间间隔τ=t 1-t 2有关。

严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。

4、平稳过程的自相关函数有哪些性质？它与功率谱的关系如何？答：自相关函数性质：(1) R(0)=E[ξ2(t)]——ξ(t)的平均功率。

(2) R(τ)=R(-τ)——τ的偶函数。

第11章　差错控制编码一、填空题1．码组（01001）的码重为（ ），它与码组（10011）之间的码距是（）。

[华中科技大学2002研]【答案】2；3。

【解析】在线性分组码中，通常把码组中所含“1”的数目定义为码组重量，称为汉明重量，简称码重。

把两个码组中对应位置上具有不同二进制码元的位数定义为码组距离，称为汉明距离，简称码距。

2．线性分组码（n ，k ），若要求它能纠正2个随机错误其最小码距为（ ）。

若要求它能纠正2个随机错误且能检测到4个随机错误则其量小码距为（ ）。

[华中科技大学2002研；北科2011研]【答案】5；7。

【解析】设码组间的最小码距为。

①若要发现e 个独立随机错误，则要满足min d min d ；②若要纠正t 个独立随机错误，则要满足，所以若纠正2min 1d e ≥+min d min 21d t ≥+个随机错误，则；③若要发现e （e>t ）个同时又纠正t 个独立随机错min 2215d =⨯+=误，则要满足，所以若能纠正2个随机错误且能检测到4个随机错误，min d min 1d t e ≥++则。

min 2417d =++=二、判断题模拟通信可以采用编码加密，从而实现保密通信。

（）[南邮2010研]【答案】×【解析】编码加密是对数字序列而言的，模拟信号无法进行编码加密。

三、选择题1．纠错码的编码效率越高引入的冗余越（），通常纠检错能力越（）。

[南邮2009研]A．少，低B．多，高C．多，低D．长，强【答案】A【解析】纠错码就是用n比特的码元代替k比特的码元（n>k），对于相同的k，编码效率k/n越大，则n越小，引入的冗余n-k越小，而纠检错能力取决于冗余，冗余度小纠检错能力越低。

2．纠错码的应用可以改善通信系统的误码性能，但是付出的代价是（）。

[南邮2010研]A．误码率B．信噪比C．效率D ．带宽【答案】D【解析】纠错码通过在发送信息码元序列中增加监督码元实现纠（检）错功能，这样做的结果使发送序列增长，冗余度增大。

一．差错控制编码是什么？差错控制编码是指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，所收到的数字信号不可避免地会发生错误。

为了在已知信噪比的情况下达到一定的误比特率指标，首先应合理设计基带信号，选择调制、解调方式，采用频域均衡和时域均衡，使误比特率尽可能降低，一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。

差错控制编码的基本做法是：在发送端被传输的信息序列上附加一些监督码元，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检验信息码元与监督码元之间的关系，一旦传输过程中发生差错，则信息码元与监督码元之间的关系将受到破坏，从而可以发现错误，乃至纠正错误。

研究各种编码和译码方法正式差错控制编码所要解决的问题。

扩展资料：常用的差错控制编码方法有：奇偶校验、恒比码、矩阵码、循环冗余校验码、卷积码、Turbo码。

1、奇偶校验奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法。

根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。

采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。

采用何种校验是事先规定好的。

通常专门设置一个奇偶校验位，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数。

若用奇校验，则当接收端收到这组代码时，校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性。

2、恒比码恒比码一般指定比码。

定比码是指一组码中1和0的码元个数成一定比例的一种编码。

换言之，它是选用比特序列中1和0码元之比例为定值，所以又称为恒比码。

定比码是一种常用的检错码。

3、矩阵码矩阵码属二维条码的一种，是将图文和数据编码后，转换成一个二维排列的多格黑白小方块图形。

矩阵式二维条形码是以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上，用点(Dot)的出现表示二进制的“1”，不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵码所代表的意义。

其中点可以是方点、圆点或其它形状的点。

矩阵码是建立在电脑图像处理技术、组合编码原理等基础上的图形符号自动辨识的码制，已较不适合用“条形码”称之。

第11章 差错控制编码一、填空题1．码长为31的汉明码，其监督位r 应为 ；编码效率为 。

【答案】r ＝5；26／31【解析】由汉明码的定义可知21r n =-，所以可得其监督位r ＝5。

其编码效率为315263131k n r n n --===2．汉明码是一种能纠 位错码、最小码距为 的线性分组码。

【答案】1；d 0＝3【解析】汉明码能够纠正一个错误或检测两个错码，最小码距为3。

3．已知信道中传输1100000、0011100、0000011三个码组，则其可检测 位错码，可纠正 位错码。

【答案】3；1【解析】在一个分组码中，若检测e 位错码，则要求01d e ≥+；若纠正t 位错码，则要求021d t ≥+。

由题可知，码组间的最小码距为04d =，所以可以检测3位错码，可以纠正1位错码。

4．在分组码中，若要在码组内检测2位错码同时纠正1位错码的最小码距为【答案】4【解析】在一个分组码中，若检测e位错码，同时纠正t位错码，则要求01d t e≥++，且e t>。

故检测2位错码同时纠正1位错码的最小码距为04d=。

5．奇偶监督码有位监督码，能发现个错码，不能检出个错码。

【答案】1；奇数；偶数【解析】奇偶监督码分为奇数监督码和偶数监督码，两者原理相同，有1位监督码。

在接收端按“模2和”运算，故能发现奇数个错码，不能检测出偶数个错码。

6．线性分组码的最小码距为4，若用于纠正错误，能纠正位错误；若用于检测错误，能检测位错误。

【答案】1；3【解析】在一个分组码中，若检测e位错码，要求01d e≥+；若纠正t位错码，要求021d t≥+。

最小码距为04d=，所以可以检测3位错码，可以纠正1位错码。

7．某循环码的生成多项式为g（x）＝x4＋x2＋x＋1，该循环码可纠正位错码，可检出位错码。

【答案】1；3【解析】循环码的生成多项式的项数即为循环码的最小码距。

由题可知该循环码的最小码距为d0＝4，又要求01d e≥+，021d t≥+，所以该循环码可纠正1位错码，可检测3位错码。

第3章信道编码 (2)3.1差错控制方式 (2)3.2信道编码 (3)3.2.1 差错控制编码的基本原理 (3)3.2.2 差错控制编码的分类 (4)3.2.3 差错控制编码的基本概念 (5)3.3常见的几种检错码 (7)3.3.1 奇偶校验码 (7)3.3.2 水平奇偶校验码 (8)3.3.3 水平垂直奇偶校验码 (9)3.3.4 恒比码 (9)3.3.5群计数码 (10)3.4线性分组码 (11)3.4.1 基本概念 (11)3.4.2 线性分组码的编码 (12)3.4.3 线性分组码的译码 (16)3.5循环码 (18)3.5.1 基本概念 (18)3.5.2 循环码的编码 (25)3.5.3 循环码的译码 (27)3.5.4 常见的几种循环码 (29)3.6BCH码 (30)3.7RS码 (33)3.7.1 RS码的编码 (34)3.7.2 RS码的译码 (35)3.8卷积码 (36)3.8.1 基本概念 (36)3.8.2 卷积码的图解表示 (38)3.8.3 卷积码的译码 (40)3.9几种新的编码方法 (42)3.9.1 网格编码调制（TCM） (42)3.9.2 TURBO码 (47)8.9.3LDPC码 (49)3.9.4喷泉码 (51)本章小结 (56)习题 (57)第3章信道编码在数字通信系统中，干扰会使信号产生变形，致使接收端产生误码，这将严重影响数字通信系统的可靠性。

为了提高数字通信系统的可靠性，除了可采用均衡技术来消除乘性干扰引起的码间串扰外，还可以通过对所传数字信息进行特殊的处理（即信道编码）对误码进行检错和纠错，进一步降低误码率，以满足通信的传输要求。

因此，信道编码是提高数字通信系统可靠性的有效措施之一，能提高传输质量1~2个数量级。

信道编码的目的就是通过加入冗余码来减小误码，进而提高数字通信的可靠性。

香农第二定理指出：对于一个给定的有扰信道，若该信道容量为C，则只要信道中的信息传输速率R小于C，就一定存在一种编码方式，使编码后的误码率随着码长n的增加而按指数下降到任意小的值。