第一章 绪论
1.1通信系统
通信指的是人和人之间，还有物种与物种之中进行的一些行为或者利用一些方法介质所进行的信息交流与转递，通信的主要意义就在于传递一些消息也就是将消息传递给对方向对方传输信息，要达到最基础的点对点通信，就必须要将发送端输出的信息借助行为或者媒介等通道传达到信息的接收端，现代的通信大部分都是通过电信号或是光信号再加上有关的信号设备来进行实现的。
最基本的通信系统最基本的三大组成部分分别是信源，信道和信宿这三个部分。产生信息的部分是信源，而用于接受信息的则是信宿，信道则是当作传递信息的通道。信道是传输的介质和设备，是一种物理信号，目的是让消息在信源和信宿之间传递。信道通常分为两种，一种是调制信道，另一种则是编码信道。通信系统的基本要求就是信息能够在噪声信道中进行稳定的传输。
1.2信道编码及其发展
1.2.1 信道编码理论
二十世纪中期，在Bell系统技术期刊上C.E.Shannon发表《通信的数学理论》的著名文章，此文章的公开表明当代信息论与编码理论全新学科的出现。其中撰写者指出影响较大的信道编码定理，对于认可通信信道，肯定会出现非负的参数C能用来表述信道传输信息的最高能力，也就是信道容量[i]。当且仅当信息信道容量C超过传输速率R时，会出现重要的编码方式，存在长度很长的码长ｎ，且使用最大似然译码时，能让信道在系统译码之后得出的差错率变小。上述推算检验处好码的存在，为LDPC码和所有信道编码的理论基础提供相应的参考。
在通信信道内将加性高斯白噪声（AWGN）当做信道噪声就能顺利推测出Shannon的信道容量公式。在上述信道下，假定输出噪声功率为N（W），信道输出的信号功率是S（W），信道的宽带是B（Hz），由此可以得出信道容量C的表达式：
)1(log2NSBC
(1-1)
公式（1-1）是引入加性高斯白噪声作为信道噪声，我们可以推导出香农公式。在公式（1-1）中，S/N表示信噪比。当噪声的单边功率谱密度为噪声功率与信
§3-4 信道编码
一、概念
信源编码，它指的是将模拟信源信号转换为二进制数字信号，在接收端再将收到的数字信号还原为模拟信号的方法。使用信源编码具有以下意义：
• 提高通话质量(因为：数字化＋纠错码)
• 提高频谱利用率(低码率编码)
• 提高系统容量(低码率＋话音激活技术)
采用数字传输时，所传信号的质量常常用接收比特中有多少是正确的”来表示，并由此引出比特差错率(BER)概念。BER表明总比特率中有多少比特被检测出错误，差错比特数目或所占的比特要尽可能小。然而，要把它减小到0，那是不可能的，因为路径是在不断变化的。这就是说必须允许存在一定数量的差错。
为了有所补益，可使用信道编码。信道编码，在所传信息中加入一些冗余比特，这些比特可以有效地减少差错，但是为此付出的代价是必须传送比该信息所需要的更多的比特。
为了便于理解，我们举一简单例子加以说明。
假定要传输的信息是一个“0”或是一个“l”，为了提高保护能力，各添加3个比特：
信息 添加比特 发送比特
O 000 0000
1 111 1111
对于每一比特(0或1)，只有一个有效的编码组(0000或l111)。如果收到的不是0000或1111，就说明传输期间出现了差错。比例关系是1：4，必须发送是必要比特4倍的比特。保护作用如何?
接收编码组可能为： 0000 0010 0110 0111 1111
判决结果： 0 0 X 1 1
如果4个比特中有1个是错的，就可以校正它。例如发送的是0000，而收到的却是0010，则判决所发送的是0。如果编码组中有两个比特是错的，则能检出它，如0ll0表明它是错的，但不能校正。最后如果其中有3个或4个比特是错的，则既不能校正它，也不能检出它来。所以说这一编码能校正1个差错和检出2个差错。
(完整word版)10信道编码简介解析_共16页
1 第二章 信道编码简介
2、1信道编码简介
一、信道编码理论
1948年，信息论的创始人Shannon从理论上证明了信道编码定理又称为Shannon第二定理。它指出每个信道都有一定的信道容量C，对于任意传输速率R小于信道容量C，存在有码率为R、码长为n的分组码和),,(00mkn卷积码，若用最大似然译码，则随码长的增加其译码错误概率ep可以任意小]1[.
)(REnbebeAp (2。1）
)()()1(0REncREnmceccceAeAp （2.2)
式中,bA和cA为大于0的系数，)(REb和)(REc为正实函数,称为误差指数，它与R、C的关系]2[如图2.1所示。由图可以看出：)(RE随信道容量C的增大而增加,随码率R的增加而减小。
这个存在性定理告诉我们可以实现以接近信道容量的传输速率进行通信，但并没有给出逼近信道容量的码的具体编译码方法。
Shannon在信道编码定理的证明中引用了三个基本条件:
1、采用随机编译码方式；
2、编译码的码长n趋于无穷大；
3、译码采用最佳的最大后验译码。
在高斯白噪声信道时,信道容量：
)/](1[log02sbitWNPWCS （2。3）
上式为著名的Shannon公式,式中W是信道所能提供的带宽，TEPSS/是信号概率，SE是信号能量，T是分组码信号的持续时间即信号宽度，WPS/是单位频带的信号功率，0N是单位频带的噪声功率，)/(0WNPS是信噪比. (完整word版)10信道编码简介解析_共16页
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图2.1 )(RE与R的关系
由上面几个公式及图2。1可知，为了满足一定误码率的要求，可用以下两类方法实现。
一是增加信道容量C，从而使)(RE增加，由式(1。3）可知，增加C的方法可以采用诸如加大系统带宽或增加信噪比的方法达到.当噪声功率0N趋于0时，信道容量趋于无穷，即无干扰信道容量为无穷大；增加信道带宽W并不能无限制的使信道容量增加。增加发射机功率；应用高增益天线;采用分集接收及低噪声器件等通信中常用的方法都是通过增加信道容量C，从而使)(RE增加，以减小误码率。
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前言
计算机通信是一种以数据通信形式出现，在计算机与计算机之间或计算机与终端设备之间进行信息传递的方式。它是现代计算机技术与通信技术相融合的产物，在军队指挥自动化系统、武器控制系统、信息处理系统、决策分析系统、情报检索系统以及办公自动化系统等领域得到了广泛应用。计算机通信系统是经典的数字通信系统，它是计算机技术和通信技术结合的产物，一方面通信网络为计算机之间的数据传递和交换提供必要的设施和手段；另一方面，数字计算机技术的发展渗透到通信技术中，又提高了通信网络的各种性能，二者相互渗透、互相促进、共同发展。
由于计算机、卫星通信及高速数据网的飞速发展，数据的交换、处理和存储技术得到了广泛的应用，数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象，人们对数据传输和存储系统的可靠性提出来了越来越高的要求，经过长时间的努力，通过编译码来控制差错、提高可靠性的方式在信道传输中得到了大量的使用和发展，并形成了一门新的技术叫做纠错编码技术，纠错编码按其码字结构形式和对信息序列处理方式的不同分为两大类：分组码和卷积码。 2
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第一章 信道编码
1.1 信道编码概述
1.1.1信道模型
信息必须首先转换成能在信道中传输或存储的信息后才能通过信道传送给收信者。在信息传输过程中，噪声或干扰主要是从信道引入的，它使信息通过信道传输后产生错误和失真。因此信道的输入和输出之间一般不是确定的函数关系，而是统计依赖的关系。只要知道信道的输入信号、输出信号以及它们之间的统计依赖关系，就可以确定信道的全部特性。
信道的种类很多，这里只研究无反馈、固定参数的单用户离散信道。
1．离散信道的数学模型
离散信道的数学模型一般如图6.1所示。图中输入和输出信号用随机矢量表示，输入信号为
X= (X1, X2,…, XN)，输出信号为Y= (Y1, Y2,…, YN)；每个随机变量Xi和Yi又分别取值于符号集A={a1,
