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最新第7章-信道编码技术教学讲义ppt课件

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通信原理教程信道编码和差错控制课件

通信原理教程信道编码和差错控制课件
常见信道编码技术
总结词
线性分组码是一种通过将信息位与固定数量的冗余位进行线性组合来检测和纠正错误的编码方式。
详细描述
线性分组码将信息位和冗余位组成一个更大的分组，然后使用线性方程组来描述这些位之间的关系。通过检测这些方程的满足情况，可以在一定程度上检测和纠正错误。常见的线性分组码包括汉明码和格雷码等。
差错控制
在计算机通信、网络通信等领域应用广泛，用于保证数据传输的正确性和完整性。
应用场景比较
信道编码在长距离、高噪声环境下具有优势，而差错控制更适合短距离、低噪声环境。
应用场景比较
随着通信技术的发展，信道编码技术也在不断进步，如LDPC码、Turbo码等新型编码技术的出现，提高了数据传输的可靠性和速率。
奇偶校验
总结词：高效可靠
详细描述：循环冗余校验是一种通过模2除法运算来检测错误的方法。发送方计算数据的CRC值并附加在数据后面，接收方通过同样的方式计算接收到的数据的CRC值并与附加的CRC值进行比较。如果两个值相等，则数据被认为是正确的；否则，数据被认为有错误。CRC是一种高效的差错控制方法，能够检测出大部分错误。
03
信道编码分类
线性编码
线性编码是指将输入信息序列映射为线性码字序列的过程。常见的线性编码包括奇偶校验码、循环冗余校验码等。
非线性编码
非线性编码是指将输入信息序列映射为非线性码字序列的过程。常见的非线性编码包括卷积码、交织码等。
信道编码在数据传输中广泛应用，如TCP/IP协议中的差错控制机制、无线通信中的QPSK、QAM等调制方式。
01
差错控制
在数据传输过程中，对传输的数据进行检测、纠正和恢复，以确保数据的完整性和准确性。
02
差错产生原因

信息论与编码原理第7章信道编码的基本概念PPT课件

信息论与编码原理第7章信道编码的基本概念PPT课件

二进制：每个码元的信息含量为 1 比特，二进制的波特率与比特 率在数值上是相等的。
M进制：每一个码元的信息含量为 log2M。如果码元传输速率为 rs
波特，相应的比特率 rb 为：rb = rs log2M (bit/s)
05.08.2020
Department of Electronics and Information, NCUT Song Peng
▼ 在电报传送时，允许的比特差错率约为 10－4～10－5； ▼ 计算机数据传输，一般要求比特差错率小于 10－8～10－9； ▼ 遥控指令和武器系统指令中，要求误比特率更小。
05.08.2020
Department of Electronics and Information, NCUT Song Peng
第8页
7.1 信道编码在数字通信系统中的地位和作用
(2) 通信系统的主要技术指标
差错率：差错率是衡量传输质量的重要指标之一，有几种不同的定义 码元差错率：指在传输的码元总数中发生差错的码元数所占的比例 （平均值），简称误码率。 比特差错率（比特误码率）：指在传输的比特总数中发生差错的比 特数所占的比例（平均值）。在二进制传输系统中，码元差错率就是 比特差错率。 码组差错率：指在传输的码组总数中发生差错的码组数所占的比例 （平均值）。 根据不同的应用场合对差错率有不同的要求。
信息论与编码原理
（第七章）
──────────────
信道编码的基本概念
05.08.2020
Department of Electronics and Information, NCUT So点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
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信道编码的概念PPT课件

信道编码的概念PPT课件
o 有些实际信道既有独立随机差错，也有突发性成串差错， 我们称它为混合信道。
o 从信道编码的构造方法看，信道编码的基本思路是根据一
定的规律在待发送的信息码中加入一些人为多余的码元，
以保证传输过程可靠性。信道编码的任务就是构造出以最
小多余度代价换取最大抗干扰性能的“好码”。
2021/6/4
3
信道编码通信系统的主要技术指标
根据监督元与信息元之间关系可分为：线性码 和非线性码
根据码的功能可分为：检错码和纠错码
2021/6/4
8
恒比码
非线性码
分组码
检 纠 错 码
线性码
群计数码 非循环码 循环码
奇偶校验码 汉明码 BCH码
信 道 编
卷积码
非系统卷积码
RS码
正交码
码
系统卷积码
W-A码
正
m序列
交 编
岩垂码
码
L序列
扩散码
信道编码的基本思想
2
o 信道编码的目的是为了改善数字通信系统的传输质量。由 于实际信道存在噪声和干扰，使得发送的码字与经信道传
输后所接收的码字之间存在差异，这种差异称为差错。信 道噪声、干扰越大，码字产生差错的概率也就越大。
o 在有记忆信道中，噪声、干扰的影响往往是前后相关的， 错误是成串出现的，在编码中称这类信道为突发差错信道 。实际的衰落信道、码间干扰信道均属于这类信道。
率p(R/C)。
n1
无记忆二进制信道：对任意的n都有 p(R/C) p(Ri /Ci)
则称为无记忆二进制信道。
i0
无记忆二进制对称信道/BSC/硬判决信道：无记忆二进制 信进道制的对转称移信概道率(见又下满页足)。p(0/1)=p(1/0)=pb，称为无记忆二

信道编码定理ppt课件

信道编码定理ppt课件
p
(
y
)

2



(
1


)
2

N
[(
H
Y
)


]
|
G
(
Y
)
|

2
N
[(
H
Y
)

]
§6.3:信道编码定理的证明及其物理意义
N
• 结合AEP定理：
p(x,y) p(xn, yn)
n1
• 设随机序列对 ( X , Y ) 的
，那么对恣意小的
数δ >0，我们总能找到足够大的N使全体序列对的集合能
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
§6.2:信道编码的作用及本质
匹配信道特性： －信道编码的本质
抗白噪声：
优秀的调制、信道编码方案，
扩频方式等。
抗衰落和多径干扰：
功控抗慢衰落，
空间分集抗平滑瑞利〔空间选择〕衰落，
Rake接纳机及自顺应平衡抗频率选择性，
交错编码抗时间选择性衰落等。
抗多址干扰与远近效应：
正交码型设计，
• 资源指的提供信息传输所付出的代价
• 包括频率、时间、空间、功率等等。但不包括
实现复杂度
• 一个好的编码就是要充分利用资源，传送尽能
够多的信息
§6.2:信道编码的作用及本质
－信道编码的三种情
形
– 给定资源和可靠性要求，经过信道编码尽量提
高传输速率〔例：多电平编码〕
– 给定对信息传输的速率和可靠性要求，经过信
信道编码定理
错误概率与译码准那么、编码方法－1

第7章_信道编码

第7章_信道编码

E (x)
2．译码过程及实现
循环码的纠错过程可按以下步骤进行： (1) 用生成多项式 g ( x )去除接收码组 B ( x ) A ( x ) E ( x ) ，得出 余式 r ( x ) 。 (2) 按余式 r ( x ) 用查表的方法或通过某种运算得到错误图 E ( x ) 样 ，就可以确定错码位置。 (3) 从 B ( x ) 中减去，便得到已纠正错误的原发送码组 A ( x )。
数目。
清华大学出版社
第七章 信道编码 因此，分组码的任一码字A可表示为
A a n 1 a n 2 a r a r 1 a r 2 a 1 a 0
其中a a a 为信息码元，a a a a 为监督码元。 在分组码中，监督码元仅监督本码组中的信息码元。 所谓线性特性是指信息码元与监督码元之间的关系 可以用一组线性方程式来表示，任一监督码元都是本码 组中信息码元的线性叠加(二进制编码是模2加)。如(7,4) 线性分组码的码字为 A a a a a a a a ，前四位 a a a a 是信息 元，后三位 a a a 是监督元，则监督元的产生可用以下 线性方程组描述
n
清华大学出版社
G
g 0,0 g 1,0 g k 1,0
g 0,1 g 1,1 g k 1,1

g 0, n 1 g 1, n 1 g k 1, n 1
(7-6)
kn
第七章 信道编码
• 2．性质
线性分组码的主要性质如下： (1) 任意两许用码组之和(逐位模2加)仍为一许用码组，即线 性码具有封闭性。 (2) 任一码字是生成矩阵的行向量的线性组合。 (3) 最小码距等于码组中非全零码的最小码重。

信源编码与信道编码课件

信源编码与信道编码课件
熵编码的原理基于信息论中的熵概念，即数据中包含的信息量大小。通过计算数据 的熵值，可以确定数据的冗余程度，从而选择合适的编码方式进行压缩。
常见的熵编码算法包括哈夫曼编码和算术编码等。
算术编码原理
算术编码是一种基于概率的压缩方法，它将输入数据映射到一个实数范 围内，通过降低该实数范围来达到压缩数据的目的。
信道编码
广泛应用于通信和数据传输领域，如移动通信、卫星通信、光纤通信等。
性能指标的对比
信源编码
压缩比、解码时间、重建数据的失真程度等是其主要性能指标。
信道编码
误码率、抗干扰能力、频谱效率等是其主要性能指标。
06
信源与信道编码的未来发展
信编码的未来发展
视频编码
随着超高清视频和虚拟现实技术的普及，信源编码将更加注重视 频压缩效率，以适应更高的分辨率和帧率。
目的
提高信息传输效率和存储 空间利用率。
方法
通过去除冗余信息、减少 表示信息的比特数等方式 实现。
信源编码的分类
无损压缩
能够完全恢复原始数据的压缩方 法。
有损压缩
无法完全恢复原始数据的压缩方 法，一般用于图像、音频和视频 等多媒体数据的压缩。
信源编码的应用场景
文件压缩
用于减小文件大小，便 于存储和传输。
视频会议
对视频和音频信号进行 压缩，以减小传输带宽
和存储空间。
数字电视
对图像和声音信号进行 压缩，以减小传输带宽
和存储空间。
无线通信
对语音和数据信号进行 压缩，以减小传输带宽
和存储空间。
02
信源编码原理
熵编码原理
熵编码是一种无损数据压缩方法，它利用了数据中存在的冗余和概率分布特性，通 过编码技术去除冗余，达到压缩数据的目的。

无线通信工程第07讲信道编码

无线通信工程第07讲信道编码
举例而言，欲传输k位信息，经过编码得到长为n(n>k)的 码字，则增加了 n - k = r 位多余码元，我们定义 R = k / n 为编码效率。
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无线通信工程第07讲信道编码
基本概念
n 信道编码公式 令信息速率为fb，经过编码以后的速率为ft，定义：R＝
fb/ft为编码率。则对于任何一个信道，总存在一个截止速 率R0，只要RR0，总可以达到：BERCR2-nR0，其中CR为 某个常数，n为编码的约束长度。 n 对于等概二进码、AWGN信道，有：
而不能发现偶数个错误。 n 最小码距为2。 n 水平奇偶监督码 n 水平垂直奇偶监督码。
PPT文档演模板
无线通信工程第07讲信道编码
汉明码 （Hamming码）
n 是一种纠正单个错误的线性分组码。 n 特点： 码长 n = 2m-1
信息码位 k = 2n-m-1 监督码位 r = n-k = m 最小码距 d = 3 纠错能力 t = 1 n 扩展的汉明码：将监督码位由m增至m+1，信息位 不变，这时最小码距增加到d = 4，能纠正1位错误 同时检查出2位错误。
卷积码
概述
n 分组码卷积码 n 固定窗型滑动窗型
•k •k •k •k •k •k •k •k
•k •k •k •k •k •k •k •k
•n •n •n •n •n •n •n •n
•n •n •n •n •n •n •n •n
PPT文档演模板
无线通信工程第07讲信道编码
概述（续）
n 例：R＝1/2卷积码
PPT文档演模板
无线通信工程第07讲信道编码
基本概念
PPT文档演模板
无线通信工程第07讲信道编码

《信道编码技术》课件

《信道编码技术》课件
《信道编码技术》PPT课 件
本课程介绍了信道编码技术的基本概念和应用。通过前向纠错编码、卷积码 和块码等技术，实现了数据在通信网络中的可靠传输。
课程介绍
本节内容将介绍信道编码技术的重要性和基本原理。了解信道编码的背景和目标，以及它在现代通信网络中的 作用。
信道编码技术概述
本节将详细解释什么是信道编码技术，其主要概念和基本原理。我们将探讨纠错码和编码效率等关键概 念。
布置作业
通过布置作业，学生可以进一步巩固和应用所学的信道编码知识。作业内容 将涵盖前向纠错编码、卷积码和块码等方面。
问题讨论
在本节中，我们将讨论学生在学习信道编码技术过程中遇到的问题和疑惑。通过互动讨论，进一步拓宽对信道 编码的理解。
BCH码
BCH码是一种常见的二元码，主 要应用于通信和存储系统。它具 有较高的编码效率和纠错能力， 适用于多种应用场景。
卷积码
卷积码是一种常见的信道编码技术，与前向纠错编码相比，具有更高的编码效率和更强的纠错能力。本节将介 绍卷积码的原理和应用。
1
编码原理
讨论卷积码的编码原理和编码过程。了
纠错性能
前向纠错编码
前向纠错编码是一种常见的信道编码技术，用于检测和纠正传输中的错误。本节将介绍前向纠错编码的工作原 理和常见的编码方案。
海明码

里德-所罗门码
海明码是一种常见的前向纠错编 码方案，通过增加冗余位实现位 错误的检测和纠正。了解如何使 用海明码提高数据传输的可靠性。
里德-所罗门码是一种适用于多媒 体传输的前向纠错编码方案。它 基于数学原理，可以有效地纠正 多个错误。
2
解卷积码是如何通过状态机来编码输入 数据流。
探讨卷积码相对于前向纠错编码的优势。

《信道编码的概念》课件

《信道编码的概念》课件
误码率是衡量信道传输质量的指标，与信道容量之间存在着负相关关系。
2 增加编码纠错能力，可以减小误码率，从而提高信道的传输容量。
常用信道编码方法
奇偶校验码
海明码
奇偶校验码是一种简单的编码方法， 通过添加一个校验位来检测并纠正 单个错误。
海明码是一种能够检测并纠正多位 错误的编码方法，广泛应用于数据 通信和存储系统。
《信道编码的概念》PPT课件
A visually engaging presentation on the concepts of channel coding. Explore the importance, applications, and various methods of channel coding.
信道编码的发展趋势
随着通信技术的不断发展，信道编码将继续优化和创新，以应对更加复杂的通信环境和需求。
概述
信道编码的定义
信道编码是一种通过在发送端 对数据进行编码，来提高在不 理想信道中信息传输质量的技 术。
信道编码的作用
信道编码可以提高传输信号的 可靠性和抗干扰能力，并降低 误码率，实现更高的信道容量。
信道编码的分类
常见的信道编码方法包括奇偶 校验码、海明码和卷积码等。
误码率与信道容量
1 误码率与信道容量之间的关系
卷积码
卷积码是一种基于状态机的编码方 法，具有较高的编码和纠错能力， 适用于无线通信等领域。
信道编码的应用
1
无线通信中的信道编码
在无线通信中，信道编码用于提高信号抗干
数字电视中的信道编码
2
扰能力和减小传输误码率，从而提高通信质 量。
数字电视采用信道编码技术来增加信号的可
靠性和抗噪声能力，以实现高质量的信号传

《信道编码与译码》课件

《信道编码与译码》课件

信道译码
在接收端将接收到的码字序列还原成原始信息序列的过程。
信道编码与译码的重要性
01
02
03
纠错能力
通过编码增加冗余，降低 传输错误率。
抗干扰能力
有效抵抗信道中的噪纠正传输 中的错误，确保数据传输 的可靠性。
信道编码与译码的历史与发展
线性分组码
详细描述
循环码的编码过程是将输入信息序列通过有限域运算进行循环移位，生成新的码字。循环码的解码过 程则是通过解循环方程组来找到原始信息序列。循环码具有较好的纠错性能和较低的解码复杂度，因 此在通信系统中得到了广泛应用。
卷积码
总结词
卷积码是一种将信息序列进行连续编码的方式，其编码后的码字是输入信息序列的连续 函数。
信道编码与译码仿真软件
测试设备（如示波器、信号分析仪等）
实验步骤与过程
2. 设计信道编码方案
1. 设定实验参数和条件
实验步骤
01
03 02
实验步骤与过程
01
3. 编写和测试编码算法
02
4. 设计信道译码方案
5. 编写和测试译码算法
03
实验步骤与过程
01
6. 采集和分析实验数据
02
7. 评估性能并优化方案
详细描述
卷积码的编码过程是将输入信息序列通过有限状态机进行连续变换，生成新的码字。卷 积码的解码过程则是通过维特比算法等动态规划算法找到最可能的路径，从而找到原始 信息序列。卷积码具有较好的纠错性能和较低的解码复杂度，因此在通信系统中得到了
广泛应用。
差错控制码
要点一
总结词
差错控制码是一种能够自动纠正传输过程中产生的错误的 编码方式。
03

第信道编码定理PPT课件

第信道编码定理PPT课件

收到1时译成1，那么译码错误
1
1 - pb
1
概率为0.9。
• 反之，如果规定在接收到符号0 时译成1；接收到1时译成0，则 译码错误概率为0.1。
二元对称信道
• 可见，错误概率既与信道统计特
5
第5页/共53页
无记忆二进制对称信道（BSC）
消息
码字 c
m 信源编码 ci{0,1}
二进制信道 p(r/c)
定义6.1.2 选择译码函数F( y j ) x*,使之满足条件
p x * y j p xi y j 对i
则称为最大后验概率译码准则. 最大后验概率译码准则是选择这样一种译码函数, 对于每一个输出符号y j , j 1, 2,..., m,均译成具有最大
后验概率p xi y j 的那个输入符号x *.则信道译码
的，因此要讨论选择译码规则的准则，这些准则总的
原则是使译码平均错误概率最小。
10
第10页/共53页
1、译码平均错误概率
•
若 则
译 信
码 道
规则为 输出端
接F收(y到j ) 符x号i ,i
1, 2, yj时，
, n; j 1, 2, 一定译成
x
,m i。
，
• 如果发送端发的就是xi，这就是正确译码，因此条
• 有线通信中的如调制解调器、电缆等全体；
4
• 互联网的多个路由器、第节4页点/共、53电页缆、低层协议等全体；
错误概率和译码规则
• 考虑一个二元对称信道，单符号
错误传递概率是pb=0.9，其输入 符号为等概率分布。
0
1 - pb
0
pb
• 如果规定在信道输出端接收到符

解放军信息工程大学信道编码课件 共75页PPT资料

解放军信息工程大学信道编码课件 共75页PPT资料
信源编码
如何控制差错以使得数据能够 可靠重现
信道编码
27.08.2019
信道编码
6
3、技术方法可行性--理论保障
信道编码定理： 对任一信道，一定存在编码方法，可以
以任意小的差错率传送速率小于信道容量的信 息。即，基于编码技术的无差错传输条件为：
R<C
说明1：信道容量C是根据香农定理得到的 C ＝ Blog2(1+S/N)
27.08.2019
信道编码
13
信道编码
第一章 基本概念和方法
通信工程系移动通信教研室 崔维嘉
本章主要内容
1.1 信道编码概述 1.2 信道错误类型与信道模型 1.3 差错控制的基本方式 1.4 信道编码的分类 1.5 最大后验与最大似然译码 1.6 信道编码的基本概念与基本原理 1.7 几种常用的编码方法
信道编码
通信工程系移动通信教研室
引言
1、课程概况 2、学习的必要性 3、理论保障 4、信道编码技术简介 5、主要内容和课程计划
27.08.2019
信道编码
2
1、课程概况
课程目的： 了解信道编码的作用与意义 掌握几种典型的信道编码、译码方法 对信道编码的研究方法和成果有基本认 识，为进一步研究打下基础
27.08.2019
信道编码
19
1.1信道编码概述 ——信道编码的基本思想
举例：ASCII码的偶校验
编码过程
ASCII码：用7bit表示一个符号，例如“L”的ASCII是 0011001
偶校验：使得编码后输出的码字中“1”的个数为偶数
0011001->00110011
接收端验证“1”的个数是否为偶数这一“规律”（关系） 是否成立来检验错误是否发生

《信道编码概述》课件

《信道编码概述》课件

在5G通信中得到广泛应用。
3
低密度奇偶校验码
LDPC码采用稀疏矩阵来实现高效的纠错 性能，正在逐渐取代传统的卷积码。
量子码
量子通信领域的新兴编码技术，具有抗 干扰和加密安全性强等特点。
结论
1 信道编码的重要性
信道编码在现代通信中起着至关重要的作用，提高了数据的可靠性和传输效率。
2 发展趋势
信道编码技术将不断发展，且应用范围将进一步扩大。
信道编码概述
信道编码是数字通信中的重要环节，通过对数据进行编码，提高数据的可靠 性和传输效率。
什么是信道编码？
信道编码是一种将原始数据转换为编码数据的技术，用于在传输过程中检测 和纠正数据中的错误。
信道编码的分类
奇偶校验码
通过添加校验位来检测和纠正单个错误。
卷积码
通过卷积运算来实现编码和译码，具有良好的 纠错性能。
3 未来展望
随着通信技术的不断创新，信道编码将在更多领域取得突破和应用。
海明码
通过添加冗余位和校验矩阵来检测和纠正多个 错误。
Turbo码
采用串联结构的卷积码，具有更好的误码性能。
信道编码的性能分析
1 误码率
衡量信道编的传输效率，即编码后数据的大小与原始数据的比例。
3 带宽效率
衡量信道编码的频谱利用率，即在单位时间内传输的有效数据的多少。
信道编码的应用
数字通信
在数字通信系统中，信道编码 用于提高数据传输的可靠性和 传输效率。
数字电视
数字电视信号采用信道编码技 术，提供更高的图像质量和抗 干扰能力。
无线通信
无线通信系统中的信道编码可 以增强信号传输的稳定性和可 靠性。
信道编码的未来发展
1

通信原理教程信道编码和差错控制PPT课件

通信原理教程信道编码和差错控制PPT课件

人工智能在信道编码和差错控制中的应用
01
人工智能技术在信道编码和差错控制领域的应用逐渐
成为研究热点。
02
通过机器学习和深度学习算法，可以自动优化信道编
码方案，提高编码性能和纠错能力。
03
人工智能技术也可以用于差错控制中的信号处理和数
据恢复，例如利用神经网络进行信号去噪和恢复。
THANKS
感谢观看
包。
当接收端发现数据包丢失时， 会发送一个重传请求给发送端
。
发送端收到重传请求后，会重 新发送丢失的数据包。
ARQ通过快速重传丢失的数据 包来保证数据的可靠传输。
前向纠错（FEC）
01 FEC是一种差错纠正算法，用于在数据传 输过程中纠正错误。
02 FEC通过在数据中添加冗余信息来实现纠 错。
03
链路自适应技术
总结词
链路自适应技术可以根据信道状态自适 应地调整传输参数，以优化传输性能。
VS
详细描述
链路自适应技术是一种可以根据信道状态 自适应地调整传输参数的差错控制技术。 它通过实时监测信道状态，并根据信道质 量的好坏调整传输速率、调制方式和功率 等参数，以优化传输性能并降低误码率。 链路自适应技术可以有效地适应不同的信 道条件，提高数据传输的可靠性和效率。
02
信道编码原理
线性分组码
总结词
线性分组码是一种将信息序列分成固定长度的组，然后对每组进行线性编码的 方法。
详细描述
线性分组码通过将信息序列分成固定长度的组，然后对每组进行线性编码，以 增加信息在传输过程中的抗干扰能力。线性分组码包括汉明码、奇偶校验码等。
循环码
总结词
循环码是一类具有循环特性的线性码，其编码后的码字仍具有循环移位的性质。

信源及信道编码课件

信源及信道编码课件

BCH码与RS码
总结词
BCH码（Bose-ChaudhuriHocquenghem码）和RS码（ReedSolomon码）是两种常用的纠错码。
VS
详细描述
BCH码是一类具有循环结构的纠错码，能 够纠正多个随机错误。RS码是一种非二 进制的、具有强纠错能力的纠错码，广泛 应用于光盘、硬盘等数据存储设备。
成压缩码字。
LZ78算法则是在LZ77的基础上 进行改进，它使用字典的方式 进行压缩，能够处理更广泛的 数据类型和格式。
LZ系列算法在实际应用中具有 较高的压缩比和较快的压缩速 度，因此在许多领域都有广泛 的应用。
04
常见信道编码技术
线性分组码
总结词
线性分组码是一种纠错码，它将信息 比特分成若干组，每组包含k个比特， 然后添加r个校验比特，形成一个长度 为n的码字。
卷积码是一种将输入信 息序列分成若干个段， 并利用有限状态自动机 进行编码的方法，它能 够在纠错能力和编码效 率之间进行折衷选择。
03
常见信源编码技术
霍夫曼编码
01
霍夫曼编码是一种无损数据压缩 算法，它利用了数据的概率分布 特性进行编码。
02
在霍夫曼编码中，频繁出现的字 符使用较短的编码，而较少出现
奇偶校验是一种简单的 错误检测方法，通过在 信息码元中添加一个校 验位，使得整个码字的 二进制数中“1”的个数 为偶数（偶校验）或奇 数（奇校验）。
循环冗余校验（CRC） 是一种利用模运算和多 项式除法进行错误检测 的方法，通过生成一个 包含冗余信息的校验码 ，使得在传输过程中出 现错误时能够被检测。
信源及信道编码课件
目录 CONTENT
• 信源编码概述 • 信道编码概述 • 常见信源编码技术 • 常见信道编码技术 • 信源与信道编码的应用场景 • 信源与信道编码的未来发展

移动通信原理第次课-线路编码和信道编码ppt课件

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线路12码
4、三阶高密度双极性码
• 三阶高密度双极性码（ HBD3 ）不仅保留了AMI码的 所有优点，还可以将连0码限制在3个以内，克服了 AMI码长连0不利于提取时钟信号的缺点。
• 在二进制NRZ码转换成HBD3码的编码过程中，编码 原理与AMI码基本一样，不过，当出现连续4个0时， 需用000V或B00V代替。其中，V码破坏传号正负极 性交替出现的规律，其出现的位置叫做破坏点，相邻 V码的极性是交替出现的；B码不破坏传号正负极性交 替出现的规律，其出现的位置叫做非破坏点。
1、基带原码
• 基带原码是由数字信号源输出的原始脉冲信号
序列。例如，传感器输出的脉冲信号、PCM信
号和波形与参数混合编码器等A/D转换器输出
的信号。基带原码常见码型如下图。
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基 带 原 码 的 常 见 码 型
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几 种 基 带 原 码 的 功 率 谱 密 度
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2、线路码
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• 与基带信号相对应的是频带信号。用基带信号 对余弦载波信号的幅度、频率和相位进行调制 就得到数字调制信号。数字调制信号是频带信 号，其功率谱密度与基带信号的相同，对称分 布在载波频率的两侧。
• 基带信号又可以分为基带原码(Baseband Source Code)和线路码(Line Code)。
• 由于数字基带原码含有直流和丰富的低 频成分，以及0码和1码出现概率不均衡 等缺点，所以在它们进入数字通信系统 之前需要将其转换成适合在线路上传输 的线路码或传输码(Transmission Code)。 这种码型转换过程就是线路编码，有些 文献将线路编码归入信源编码模块。
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平坦地面条件下，收发天线高度分别为 50m，则视线距离为50km。
对流层散射
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
信道
对流层散射区
Transmitter Earth
无线光传输 红外光、紫外光、激光
Receiver
信道 ❖ 微波中继信道
❖ 卫星中继信道
信道
信道
❖ 陆地移动信道 1）传播衰减：移动信道中自由空间传播损耗
信道
2）反射波与散射波 移动信道的传播路径和平滑表面反射
信道
❖ 短波电离层反射信道
短波电离层反射信道是利用地面发射的无线电 波在电离层，或电离层与地面之间的一次反射 或多次反射所形成的信道。
电离层离地面60～600km。当频率范围为3～ 30MHz（波长为10～100m）的短波（或称为高 频）无线电波射入电离层时，由于折射现象会 使电波发生反射，返回地面。
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
红外吸收
损 耗 (dB/km)
0.2
紫外吸收
850
1300
1550
波长 (nm)
信道
❖ 无线信道
❖ 电磁波传播特性 影响电磁波传播的因素 ❖大气：电离层、雨雪、空气粒子等 ❖地面：良导体、地面弯曲等 地波传播 ❖电磁波波长与电离层距离地面的高度相比拟， 形同波导； ❖ELF、VLF、LF、MF主要使用的传播方式 ❖ELF具有一定的海水穿透能力。
❖ 狭义信道的定义和分类： 仅指信号传输媒介的信道称为狭义信道； 分类： ❖无线信道 ❖有线信道
❖ 广义信道 包含有关的“转换器” ，如天线，调制器、 解调器等。
信道
❖ 广义信道的分类 调制信道：从调制器的输出端到解调器的输入端 编码信道：从编码器的输出端到译码器的输入端
狭义信道
有线或无线传输媒介
通信系统主要性能指标
误码率
在传输过程中错误接收的码元数与传输的
总码元数之比。
Pe lNim传错输误的码总元码n数 N数
误信率（误比特率）
在传输过程中错误接收的比特数与传输的
总比特数之比。
lim Pb
错误比特n数 b Nb传输的总比特 Nb数
对于二进制数字通信系统， Pb Pe
信道
❖ 信道的定义： 以传输媒介为基础的信号通道
长 的 时 间 隧 道，袅
第7章-信道编码技术
通信系统的基本构成
信 号 源
信 源 编 码
信 道 编 码
载 波 调 制
信道
传输 通道
载信信显 波道源示 解解解装 调码码置
数字 附加 加性噪声 附加 数字 声音 数据 干扰、多径 数据 声音
通信系统主要性能指标
❖ 通信系统性能指标涉及要素 有效性：传输信息的速度，传输一定信息所占 资源（带宽和时间）； 可靠性：通信传输质量； 适应性：使用的环境条件； 经济性：系统的成本； 标准性； 维修性、工艺性、保密性。
光源
❖LED（Light Emitted Dioxide）
❖激光
光纤中的色散
❖限制了光纤的无中继传输距离
信道
光纤损耗谱特性
光纤带宽： 1300nm窗口约
2.5 第一传输窗口
OH离子 吸收峰
100nm， 1550nm窗口约 100nm，
共200nm，约
第二传输窗口
30THz
第三传输 瑞利散射 窗口
电离层
single hop
Transmitter Earth
Receiver
Multi hop
视距传播 ❖ 天线高度与传输 距离之间的关系
信道
A d1
h1
C
B
d2
h2
R
1arctan
(Rh1)2R2 R
1arctan2h 1/R2h 1/R
1 2
d1 R1 2h1R
d 2 R h 2 h 1 3 . 5 7h 2 h 1( k m )
• 1969年，威斯康辛州建WTF台，十字型天线，各长22.5 公里，300A； • 1981年，密歇根州又建MTF台，天线各长45公里，150A；
• 1986年，WTF/MTF台正式投入使用，共指挥161艘潜艇。
威斯康辛州
密歇根州 美国超长波对潜通信系统
信道
天波传播
❖ HF使用的主要传播方式； ❖ 主要特点：电离层随机扰动、多径效应。
数字化 信源
编 码
器
调 制 器
发 转 换 器
传 输 媒 介
收 转 换 器
解 调 器
译 码
译码 输出
器
编码信道 调制信道
信道
❖ 有线信道 1、对称电缆（双绞线）
对称电缆结构图
信道
2、同轴电缆
同轴电缆结构图
信道
3、光纤 光信号入
光纤外层 光纤内层
光纤传输原理 ❖全反射原理
光信号出
多模光纤（MMF）和单模光纤（SMF）
❖ 从信息传输的角度看，有效性和可靠性是矛盾的 主要方面。
通信系统主要性能指标
例：某数字通信系统在3s内输出3600个码元， 采用4进制传输，则信息速率为2400bps.
频带利用率
单位频带的传输速率
码频 元带 传宽 输 度 R 速 BBB 率/H z b信频 息带 传宽 输 度 R 速 Bbb率 it/s/Hz