通信原理樊昌信版第11章差错控制编码1讲解

不需要反馈信道，特别适合只能提供单向信
道场合。 自动纠错，不要求检错重发，延时小，实时 性好。 若纠错较多，则编、译码设备复杂，传输效 率低。
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（3）反馈 (feedback) 校验 (checkout)
接收端将接收到的信码原封不动地转发 回发端，并与原发送信码相比较，若发现 错误，发端再重发。

差错控制译码则利用这些规律性来鉴别传输 过程是否发生错误，或进而纠正错误。

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1、差错控制编码分类 按功能分：检错码和纠错码 按监督码元与信息码元关系分：线性码与 非线性码
按信息码元与监督码元之间的约束关系分： 分组码与卷积码 按纠正差错的类型分：纠正随机错误的码 与纠正突发错误的码
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3、信道类型 随机信道：错码的出现是随机的 突发信道：错码是成串集中出现的 混合信道：既存在随机错码又存在突发错 码
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4、差错控制方法
检错重发
前向纠错
反馈校验
检错删除
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（1）检错重发 Error Detection retransmission
发
能够发现错误的码
应答信号
收
收端在接收到的信码中发现错码时，就通知 发端重发，直到正确接收为止。如奇偶校验。 检错重发方式只用于检测误码，能够在接收 单元中发现错误，但不一定知道该错误码的具 体位置。 需具备双向信道。
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（4）检错删除
发现错误后，删除，不需重发。 适合少数特定系统中，发送码元中有大量多
余度，删除部分接收码元不影响应用。 核心问题：发现错误、纠正错误
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5、差错控制编码
常称为纠错编码 (Error-Correcting Coding) 监督码元：前述除第3种外，都是在接收端 识别有无错码。所以在发送端需要在信息码 元序列中增加一些差错控制码元，称为监督 码元。 不同的编码方法，有不同的检错或纠错能力。
第11章
11.1 概述
差错控制编码
11.2 纠错编码的基本原理
11.3 纠错编码的性能 11.4 简单的实用编码 11.5 线性分组码 11.6 循环码
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11.1
概述
数字信号在传输过程中受到干扰的影响， 使信号波形变坏，发生误码，可以采用一些 方法解决。
有效性——信源编码 可靠性——信道编码
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编码效率(简称码率) ：设编码序列中信息码 元数量为k，总码元数量为n，则比值k/n 就是 码率。
冗余度：监督码元数(n-k) 和信息码元数 k 之比。 理论上，差错控制以降低信息传输速率为代 价换取提高传输可靠性。
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6、自动要求重发(ARQ)系统 Automatic Repeat reQuest
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0、复习
模拟信源：在无线广播中，信源一般是一 个语音源（话音或音乐）；在电视广播中，信 源主要是活动图像的视频信号源。这些信源的 输出都是模拟信号，所以称之为模拟信源。
信源编码：将模拟信息源的输出转化为数 字信号，即A/D转换。 信源编码目的：提高通信有效性，减少原 消息的冗余度。
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发 能够发现错误的码 应答信号
编码器和缓 冲存储器 双 向 信 重发控制 道
收
解码器
信 源
输出缓冲 存储器
收 信
指令产生器
正确时输出 错误时删除
者
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6、自动要求重发(ARQ)系统
①停止等待ARQ系统
停顿时间
Tw 发送端： 1
TI
2
ACK ACK
3
NAK
3
接收端：
1
2
3
发现错误
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发端在Tw时间内送出一个码组； 收端收到后检查。 如果未发现错误，则发回一个认可信号 (ACK) 给发送端，发送端收到ACK信号再发 下一个码组 若检测到错误，则发回一个否认信号(NAK)， 发送端收到NAK信号后重发前一码组，并再 次等候ACK信号或NAK信号 发送两个码组之间有停顿时间TI，影响了传 输效率。半双工状态。
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6、自动要求重发(ARQ)系统 ③选择重发ARQ系统
重发码组 发送数据 重发码组
1
2
3
4
5
6
7
5
8
9 10 11
ACK5
差错出现原因
外界噪声
传输中码间串扰 解决方法
合理地设计基带信号、调制/解调方式、 采用均衡技术、发送功率等因素，使误比 特率降低。
差错控制措施。
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差错控制编码属信道编码，要求在满足有 效性前提下，尽可能提高数字通信的可靠性。

差错控制编码是在信息序列上附加上一些 监督码元，利用这些冗余的码元，使原来不规 律的或规律性不强的原始数字信号变为有规律 的数字信号。例如奇偶校验。
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6、自动要求重发(ARQ)系统 ②拉后ARQ系统
发送数据
重发码组
重发码组
来自百度文库
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3
4
5
6
7
5
6
7
8
9 10 11 9 10 11 12
NAK9
ACK1 接收数据
NAK5
ACK5
1
2
3
4
5
6
7
5
6
7
8
9 10 11 9 10 11 12
有错码组
有错码组
其发送端不停地送出一个个连续码组，不再
等候收端返回的ACK信号 一旦收端发现错误并返回NAK信号，则发端 从下一码组开始重发前面的N个码组 N的大小取决于信号传递及处理所带来的延时
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2、误码类型
随机误码、突发误码 随机误码 错码出现是随机的、错码之间统计独立 由随机噪声引起 存在随机误码的信道称为随机信道／无记 忆信道
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突发误码
差错在短时间成串出现，而在其间又存在 较长的无差错区间，且差错之间相关。 例如：脉冲噪声；存储系统中磁带的缺陷 或读写头接触不良引起的；用手机过涵洞。 存在这种差错的信道称为突发信道/有记忆 信道。
发
数据信息 数据信息
收
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（3）反馈 (feedback) 校验 (checkout)
发 数据信息 数据信息
不需要纠错、检错的编、译码器，设备简单。 需要反向信道，实时性差。 发端需要一定容量的存储器以存储发送码组。 仅适应于传输速率较低，信道差错率较低，具
收
有双向传输线路及控制简单的系统。

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（2）前向纠错（FEC） Forward Error Correction
发 能够纠正错误的码 收
发送端将信息序列编码成能够纠正错误的
码，接收端根据编码规则进行检查，如果有 错自动纠正。
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（2）前向纠错（FEC） Forward Error Correction
发 能够纠正错误的码 收