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学习情景8 差错控制编码 学习情景8 模块一：差错控制编码的基本概念 一、差错控制概述 差错控制编码的基本方法：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。 l．前向多错（FEC） FEC方式是在信息码序列中，以特定结构加入足够的冗余位，称为监督元（或校验元）, 接收端解码器可以按照双方约定的这种特定的监督规则，自动识别出少量差错，并能予以纠正。FEC最适于高速数据传输而且需实时传输的情况。 2．反馈重发（ARQ） 解码器对接收码组逐一按编码规则检测其错误。如果无误，向发送端反馈“确认”ACK信息；如果有错，则反馈回ANK信息，以表示请求发送端重复发送刚刚发送过的这一信息。ARQ优点在于编码冗余位较少，可以有较强的检错能力，同时编解码简单。由于检错与信道特征关系不大，在非实时通信中具有普遍应用价值。 3．混合纠错方式（HEC） 此种方式是上述两种方式的有机结合，即在纠错能力内，实行自动纠错，而当超出纠错能力的错误位数时，可以通过检测而发现错码，不论错码多少，利用ARQ方式进行纠错。HEC也适于实时传输。 4．信息反馈 （IRQ） 这是一种全回执式最简单差错控制方式，接收端将收到的信码原样转发回发送端，并与原发送信码相比较，若发现错误，则发送端再进行重发。只适于低速非实时数据通信，是一种较原始的做法。 二、纠错编码分类 　　 　　 按信息码元和监督码元之间的约束方式分 按信息码元和附加的监督码元之间的检验关系分 线性码 非线性码 分组码 卷积码 三、差错编码的基本原理 　　 　　 分组码：将信息码分组，为每组信码附加若干监督码的编码。在分组码中，监督码元仅监督本码组中的信息码元。 分组码用（n，k）表示，n为码组长度，k为信息位数，n-k=r为监督位数。 码组的重量：1的数目称为。 码组距离（汉明距离）：个码组对应位上数字不同的位数。最小码距d0：各码组间距离的最小值。 d0的大小直接关系着编码的检、纠错能力。 （1）为检测e个错码，要求d0 。 （2）为纠正t个错码，要求d0 。 （3）为纠正t个错码，同时检测e个错码，要求d0 。 重庆电专林明宇 四、常用的简单编码 　　 　　 1、奇偶监督码 当信码组的码重等于奇数时加入1位监督元C0=1或者当信码组的码重等于偶数时加入1位监督元C0＝0，则构成偶校检码；反之称为奇校检码。 2．二维奇偶监督码 图8-1-1 二维奇偶监督码的构成 优点：可以将突发错误的几个连续错位分散到相邻码字中各含1位错，于是就可纠正。对于不设反馈信道的单向系统传输是有利的。 3. 恒重码（或等比码） 这是从2n个码组中，只选出一些特定结构的码组作为许用码字，如“五中取三”码，就是从25=32个码组中，只选用码重为3的10个码组作为传输码字，可代表10个信息符号（如10字阿拉伯数字），而其余22个是禁用码组。 4. 重复码 重复码：在每位信息码元之后，用简单重复多次的方法编码。 例： 重复两次时，用111传输1码，用000传输0码。接收端译码时采用多数表决法，当出现2个或3个1时判为1，当出现2个或3个0时判为0。这样的码可以纠正1个差错或者检出2个差错。 学习情景8 线性分组码 一、奇偶监督码 重庆电专林明宇 两个特点：①任意两许用码组之和（模2和）仍为一许用码组，称之为封闭性；②码的最小距离等于非零码的最小重量。 二、光纤信道 重庆电专林明宇 光纤信道是以光导纤维（简称光纤）为传输媒质、以光波为载波的信道。 优点：损耗低、频带宽、线径细、重量轻、可弯曲半径小、不怕腐蚀以及不受电磁干扰等。 作用：实现大容量的传输。 三、无线电视距中继 无线电视距中继是指工作频率在超短波和微波波段时，电磁波基本上是沿视线传播，通信距离依靠中继方式延伸的无线电电路。相邻中继站之间的距离一般在40～50km。它由终端站、中继站及各站间的电波传播路径构成。 优点：具有传输容量大、发射功率小、通信稳定可靠等。 用途：长途干线、移动通信网以及某些数据收集系统。 重庆电专林明宇 图2-2-2 无线电中继信道 图2-2-3 卫星中继信道 四、卫星中继信道 卫星中继信道是无线电中继信道的一种特殊形式，是航天技术与通信技术相结合的产物。卫星中继信道主通信卫星、地球站、上行线路及下行线路构成。其中，上行线路与下线线路是地球站至卫星及卫星至地球站的电波传播路径，而信道设备集中于地球站与