差错控制编码课件PPT

第 9 章 差错控制编码 差错控制编码是通信领域中解决信息传输过程中因信道干扰导致的错误的重要技术。本章主要涵盖了差错控制编码的基础理论及几种常见的编码方式。 1. 信道分类 - 随机信道：错码出现随机且相互独立，通常由白噪声引起。 - 突发信道：错码成串出现，可能由脉冲干扰或信道衰落导致。 - 混合信道：同时包含随机错码和突发错码。 2. 差错控制方法 - 检错重发法（ARQ，Automatic Repeat reQuest）：接收端检测到错误后通知发送端重发，需双向信道，实时性较差。 - 前向纠错法（FEC，Forward Error Correction）：接收端能自动纠正错误，无需反向信道，但编码复杂度较高。 - 反馈校验法：接收端反馈信息给发送端比较，发现错误后重发，简单但效率低，需双向信道。 3. 纠错编码原理 - 发送端通过添加监督码元来构建纠错码，使得接收端可以依据码组间的关系检测和纠正错误。 - 差错控制编码牺牲一部分传输速率以提高传输可靠性，码组权重和距离是关键参数。 4. 分组码与汉明距离 - 分组码（(n,k)码）由k个信息位和r个监督位组成，n为码组长度。 - 码组的重量是码组中“1”的个数，码距是两个码组差异位数的最小值。 - 最小码距（d0）决定了编码的检错和纠错能力，码距越大，纠错能力越强。 5. 纠错编码的基本原理 - 通过限制码组的使用，使得单个或少数错误会导致接收到禁用码组，从而检测错误。 - 分组码的监督位用来监督信息位，确保传输的正确性。 6. 纠错编码类型 - 线性分组码：码字之间的运算遵循线性规则，如汉明码。 - 循环码：具有循环性质的线性分组码，如CRC码。 - 卷积码：基于时间域的连续码字，通过滑动窗口内的线性组合产生，适合实时通信。 差错控制编码的选择取决于具体应用场景，如信道条件、实时性需求以及系统资源。合理的编码策略能有效提高通信系统的可靠性，减少因错误导致的数据丢失或失真。