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通信原理课件纠错编码ppt

作者:小编 日期:Jul.26.2025 点击数:  

  

通信原理课件纠错编码ppt(图1)

  在数字信号传输中,由于噪声的存在及信道特性不理想,都可使信号波形失真,从而在接收端就不可避免的产生错误判决。

  (1)信道特性不理想(乘性干扰):引起码间串扰,通常可采用均衡的办法纠正。

  纠错编码:在要传送的数字信息序列中按一定规则加上一些冗余码元(监督位),使序列按满足一定数学规律的码字传输(编码过程);

  译码:在接收端,利用这种规律性来鉴别传输过程是否发生错误或纠正错误,恢复原始信息序列。

  错码成串集中出现,在很短的时间出现大量错码,而过后又存在较大的无错码位,且差错之间是相关的

  3位二进制码组(c1c2c3),其中ci=0或1。此码组有8种不同的组合:

  如:接收端接收到禁用码组100,若认为只有一个错码,大游中国股份有限公司可纠正,若错码数不超过2个,只能检测错误

  发送端按照某种规则在信息序列上附加监督码元,大游中国股份有限公司接收端则按照同一规则检查两者间关系

  码的检错和纠错能力是用信息量的冗余来换取的。添加的冗余越多,码的检错、纠错能力越强,但信道的传输效率下降也越多。

  对于一给定的有干扰信道,若其信道容量为C,只要发送端以低于C的速率R发送信息,则一定存在一种编码方法,使编码错误概率P随着码长n的增加,按指数下降到任意小的值。

  最小码距:对于某种编码,所含的全部码组之间的最小距离,成为该码的最小码距,用dmin表示

  分组码一般用(n,k)表示,k是信息码的位数,n是码组长度,监督码元位数r=n-k,分组码结构

  注意:在分组码中,监督码仅监督本码组中的信息码元。在非分组码中如卷积码,监督码元除了与本组信息码元有关,还与其它组的信息码元有关

  码组中监督码元和信息码元之间满足线性变换关系,由一组线性方程(监督方程)构成。线性码是一种代数码。奇偶监督码是最简单的线性码。

  在接收端,按上式计算各码元,若结果为1认为有错;否则,无错。如: 11010 1

  注意:只能检测奇数个错误,当错码为奇数个时,由于打乱了码字中”1”个数的奇偶性,故能发现差错。但当错码为偶数个时,因码字中1个数奇偶性保持不变,则无法发现错码。

  特点:结构简单,易于实现,编码效率高,虽然不理想,但干扰不严重时,且码长不长的情况下仍很有用。

  也叫二维奇偶校验码(矩阵码、行列监督码),其基本原理与简单的奇偶校验码相似。不同的是每个码元都要受到行和列的两项监督

  将所要传送的码序列编成一个方阵,方阵中每一行为一个码组。每行的最后加上一个监督码元,进行奇偶监督。在每列的最后也加上一个监督码,进行奇偶监督

  (1)有可能检测偶数个错误,但是不能检测在方阵中构成 矩形四个角的错误,因为在行列两个方向均有偶数个错误。

  (2)适于检测突发错码,能纠正突发错误,如当码组中仅在一行有奇数个错误时,能够确定错误位置,并纠正它。

  把具有[P·Ir]形式的H矩阵称为典型形式的监督矩阵,其中P为r ×k阶矩阵, Ir为r ×r阶单位方阵

  把具有[Ik·Q]形式的G矩阵称为典型形式的生成矩阵,其中,Ik为k×k阶单位方阵,Q为k ×r阶矩阵

  V可看成是G矩阵的各行的线性组合,为保证不同的信息分组对应不同的码字,G矩阵各行应线性无关

  两码组之间的距离是另一码组的重量,最小码距=非零码的最小码重(1的个数)

  循环码是一种重要的线性分组码,是在代数学基础上建立起来的,编码和解码设备都不太复杂,且有较强的检(纠)错能力。

  本质上是一回事,仅是表示方法的不同而已。x仅是码元位置的标志。并不关心x的取值。

  即一任意多项式F(x)被一个n次多项式N(x)除,得到商式Q(x)和一个次数小于n的余式R(x)

  也是一许用码组,则xi· V(x)在按模xn+1运算下,也是一许用码组。即

  结论:一个码长为n的(n,k)循环码,它必为按模xn+1运算的一个余式。

  (n,k)循环码中一定能找到这样一个码组:前面的k-1位都是0,而第k位及第n位为1,其它各位gi为0或1:

  其对应的码多项式为g(x),且 g(x)一定是码中唯一的一个n-k次多项式,这唯一的n-k次多项式g(x)称为码的生成多项式

  g(x), … …, xk-1g(x)都是许用码组,连同g(x)共k个许用码组,构成码的生成矩阵G(x)

  一旦生成多项式g(x)确定以后,该循环码的生成矩阵G(x)就可以确定,进而该循环码的所有码字就可以确定。生成矩阵G(x)的每一行都是一个码组。

  生成多项式g(x)是xn+1的一个因式,且g(x)是一个n-k次因式。因此,就可以先对xn+1进行因式分解,找到它的n-k次因式。

  [例]试求(7,3)循环码的监督多项式和监督矩阵。已知生成多项式g(x)=x4+x3+x2+1

  然后,利用循环码的编码特点,即所有循环码多项式V(x)都可以被g(x)整除,来定义生成多项式g(x)。

  [例题] 设(7,3)循环码的生成多项式为g(x)=x4+x2+x+1,待编码信息位为110,求对应循环码码组。

  当传输中未发生错误时,B(x)=V(x),则接收的码组B(x)必能被g(x)整除;

  由接收到的码多项式B(x)计算校正子(伴随式)多项式S(x);即求解B(x)整除g(x)的余式r(x)