現(xiàn)代通信技術(shù)8

1、抗干擾通信 基本要求擴(kuò)頻通信的基本概念直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)基本原理直接序列擴(kuò)頻信號的相關(guān)解擴(kuò)跳頻擴(kuò)頻跳時系統(tǒng)無線信道抗干擾技術(shù)綜述擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)1. 擴(kuò)頻通信的概念擴(kuò)頻技術(shù)利用偽隨機(jī)編碼對將要傳送的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再傳輸；在接收端，則采用相同的偽隨機(jī)碼進(jìn)行解調(diào)及相關(guān)處理，恢復(fù)成原始信息數(shù)據(jù)擴(kuò)頻通信方式具有以下特點(diǎn)(與窄帶通信方式相比)：信息的頻譜擴(kuò)展后形成寬帶傳輸相關(guān)處理后恢復(fù)成窄帶信息數(shù)據(jù) 如果信息帶寬為B，擴(kuò)頻信號帶寬設(shè)為fss，則擴(kuò)頻信號帶寬與信息 帶寬之比為fss /B， 稱為擴(kuò)頻因子。 1fss /B2，即射頻信號帶寬略大于信息帶寬，稱為窄帶通信； fss /B40，即射頻

2、信號帶寬大于信息帶寬，稱為寬帶通信； fss /B100，即射頻信號帶寬遠(yuǎn)大于信息帶寬，稱為擴(kuò)頻通信。 2擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)（1）抗干擾能力強(qiáng)（2）可隨機(jī)接入、任意選址 將擴(kuò)展頻譜技術(shù)與正交編碼方法結(jié)合起來，可以構(gòu)成碼分選址通信。 具有公用信道自動選呼能力。 由于組成多址通信時，網(wǎng)內(nèi)并不需要各電臺嚴(yán)格同步 。有效地利用了頻帶，大大提高了頻帶的利用率。（3）安全通信 信號功率密度低。 數(shù)字信息易加密。 通信信息不易被竊取。 通信不易被破壞。（4）距離分辨率高 （5）信息傳輸方便靈活3.擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)C - 信道容量(用傳輸速率度量)B - 信號頻帶寬度 S - 信號功率 N - 白噪聲功率 根據(jù)

3、香農(nóng)(Shannon)信道容量公式，在速率C不變的條件下,頻帶寬度W 與信噪比S/N的關(guān)系是相反的,即在頻帶寬度W增加的情況下,可在較低的信噪比下,以不變的傳輸傳遞信息。甚至頻帶寬度足夠大,在信號幾乎被噪聲淹沒的情況下,也能可靠地通信。這是擴(kuò)頻與常規(guī)無線通信(如AM與FM)的主要區(qū)別。擴(kuò)頻通信具有與噪聲類似的特性, 故可與常規(guī)設(shè)備同用一個頻段, 而且干擾極小。說明給定的信道容量可以用不同的帶寬和信噪比來組合傳輸；給定信噪比，只要增加用于傳輸信息的帶寬，理論上就可以增加在信道中無誤差地傳輸?shù)男畔⒙剩辉谕瑯拥男诺廊萘肯?，增大傳輸帶寬可由較小的信號傳輸功率傳送，這表明寬帶系統(tǒng)具有較好的抗干擾性（即帶

4、寬換功率）擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信的信號特性 擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)（1）信號的頻譜被展寬傳輸信息需一定帶寬（稱信息帶寬），如語音信息帶寬為300 3400 Hz，電視圖像信息帶寬為6 MHz為充分利用頻率資源，常采用基本相當(dāng)?shù)膸捫盘杹韨鬏斝畔?。在窄帶通信中，用調(diào)幅信號來傳送語音信息，帶寬為語音信息帶寬的兩倍；電視廣播射頻信號帶寬是視頻信號帶寬的一倍多；調(diào)頻信號帶寬與信息帶寬之比一般低于1020擴(kuò)頻通信的信號帶寬與信息帶寬之比，則高達(dá)100 1000，屬于寬帶通信擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)擴(kuò)頻譜通信的基本思想和理論依據(jù)：采用信息帶寬的100倍（甚至1000倍）以上的寬帶信號來傳輸信息，其目的是為了提高通信的抗干擾能力，

5、即在強(qiáng)干擾條件下保證可靠安全地通信擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)（2）采用擴(kuò)頻碼序列調(diào)制的方式來展寬信號頻譜在時間上有限的信號，其頻譜是無限的，如很窄的脈沖信號，其頻譜則很寬。信號的頻帶寬度與其持續(xù)時間近似成反比。1 s脈沖的帶寬約為1 MHz若用很窄的脈沖序列被所傳信息調(diào)制，則可產(chǎn)生很寬頻帶的信號。該脈沖碼序列很窄，其碼速率很高，稱為擴(kuò)頻碼序列擴(kuò)頻碼序列與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；與正弦載波信號相同，其不影響信息傳輸?shù)耐该餍?。擴(kuò)頻碼序列僅僅起擴(kuò)展信號頻譜的作用 擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)（3）在接收端應(yīng)用相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)在一般的窄帶通信中，已調(diào)信號在接收端都要進(jìn)行解調(diào)，以恢復(fù)所傳的信息。在擴(kuò)頻通信中，接收端采用與發(fā)送端相同的擴(kuò)頻碼序

6、列，與收到的擴(kuò)頻信號進(jìn)行相關(guān)解調(diào)，恢復(fù)所傳的信息。即相關(guān)解調(diào)起到了解擴(kuò)的作用，把擴(kuò)展以后的信號又恢復(fù)成原來所傳的信息擴(kuò)頻通信是在發(fā)端把窄帶信息擴(kuò)展成寬帶信號，而在收端又將其解擴(kuò)成窄帶信息的處理過程 擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)4. 擴(kuò)頻通信的基本原理在數(shù)字?jǐn)U頻系統(tǒng)中，可把周期很長、碼元持續(xù)時間遠(yuǎn)小于信息碼元間隔的偽隨機(jī)碼序列（PN 碼）作為“載波”，載荷信息的 PN 碼的帶寬比信息碼要展寬幾十倍到上千倍在由擴(kuò)頻實(shí)現(xiàn)的碼分復(fù)用及多址連接構(gòu)成的無線移動通信系統(tǒng)中，各用戶采用不同的互為正交的偽隨機(jī)碼序列作為地址碼，可使大量用戶共享數(shù)兆赫以上的擴(kuò)頻帶寬，且具有極強(qiáng)的抗干擾的能力 擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)擴(kuò)頻通信信道容量的要求確

7、定后，可用不同的帶寬W和信噪比SN的組合來實(shí)現(xiàn)當(dāng)信噪比太小而不能保證通信質(zhì)量時，常用增加帶寬（展寬頻譜）來提高信道容量，以帶寬換功率以改善通信質(zhì)量。擴(kuò)頻通信的信號帶寬與信息帶寬之比一般高達(dá)100 1000 擴(kuò)頻通信將用戶信號的頻譜擴(kuò)展后再進(jìn)行傳輸，提高了抗干擾能力，在強(qiáng)干擾下仍可保持可靠通信擴(kuò)頻通信用擴(kuò)展頻譜的方法換取信噪比的提高 擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)5. 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的工作方式 （1）直接序列擴(kuò)頻方式（DS）（2）跳變頻率擴(kuò)頻方式（FH）（3）跳變時間擴(kuò)頻方式（TH）（4）混合式擴(kuò)頻方式 直接序列擴(kuò)頻技術(shù)直接序列擴(kuò)頻（直擴(kuò)）方式 ：實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展方便；是最典型的擴(kuò)頻系統(tǒng)，關(guān)鍵過程為擴(kuò)頻和解擴(kuò)擴(kuò)頻：基帶

8、信號的信碼是需傳輸?shù)男盘?，通過速率很高的編碼序列進(jìn)行調(diào)制，將其頻譜展寬；對頻譜展寬后的序列進(jìn)行射頻調(diào)制，其輸出則是擴(kuò)展頻譜的射頻信號，經(jīng)天線輻射出去解擴(kuò)：在接收端，射頻信號經(jīng)混頻后變?yōu)橹蓄l信號，與本地的發(fā)端相同的編碼序列進(jìn)行反擴(kuò)展，將寬帶信號恢復(fù)成窄帶信號。解擴(kuò)后的中頻窄帶信號經(jīng)普通信息解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)成原始的信息碼乘法模式(波形)加法模式(碼形)信號功率譜干擾信號噪聲信號擴(kuò)頻抗干擾的本質(zhì)與擴(kuò)頻信號的第一次相乘擴(kuò)展了信號的帶寬；與擴(kuò)頻信號的第二次相乘，再經(jīng)過濾波可恢復(fù)出原始信號；期望得到的數(shù)據(jù)信號（原始信號）與擴(kuò)頻信號相乘了兩次，而干擾信號只乘了一次; 接收端一般使用窄帶濾波器提取信號.處

9、理增益與干擾容限處理增益 處理增益的物理意義是敵方采用寬帶干擾方式干擾跳頻電臺時所需的功率，較之干擾一個窄帶定頻電臺所需的功率大出的倍數(shù).也稱擴(kuò)頻增益. 可看作頻譜擴(kuò)展前的信息帶寬F與頻帶擴(kuò)展后的信號帶寬W之比： GWF 例:-設(shè)某系統(tǒng)輸入信噪比為-10dB,擴(kuò)頻后輸出信噪比為16dB,則處理增益為 26dB-若某系統(tǒng)處理增益為70 dB，輸出信噪比為10dB-？ 干擾容限 在保證系統(tǒng)正常工作的條件下（系統(tǒng)輸出信噪比一定），接收機(jī)輸入端能夠承受的干擾比信號高出的分貝數(shù) Mj = G (S/N)out + Ls 其中： Mj - 抗干擾容G - 處理增益 (SN)out - 信息數(shù)據(jù)被正確解調(diào)而

10、要求的最小輸出信噪比 Ls - 接收系統(tǒng)的工作損耗擴(kuò)頻序列 M序列GOLD序列非線性擴(kuò)頻序列混沌序列擴(kuò)頻技術(shù)（2）跳變頻率擴(kuò)頻方式（FH）定頻與跳頻跳變頻率擴(kuò)頻（跳頻）：載波頻率在很寬的頻帶范圍內(nèi)，按某種序列進(jìn)行跳變；即在工作頻率范圍內(nèi)，在一個偽隨機(jī)碼（PN）碼的控制下，載頻的頻率按PN碼的規(guī)律不斷地變化在接收端，接收機(jī)的接收頻率也受偽隨機(jī)碼的控制，保持與發(fā)射端的規(guī)律一致變化定頻干擾只會干擾部分頻點(diǎn)，所以跳頻是以躲避干擾來提高信噪比 數(shù)字信息與二進(jìn)制偽碼序列模二相加后，去離散地控制射頻載波振蕩器的輸出頻率，使發(fā)射信號的頻率隨偽碼的變化而跳變。 跳變系統(tǒng)可以隨機(jī)選取的頻率數(shù)通常是數(shù)千到220 個

11、離散頻率擴(kuò)頻技術(shù)跳頻指令（又稱為跳頻圖案）由所傳送的信息碼與PN碼的組合（按模2加規(guī)律）來構(gòu)成由時間和頻率組成的該平面稱為時頻域圖；平面中的陰影線即為跳頻圖案，其表征了在何時以何頻率進(jìn)行通信，通信頻率隨時間不同而異擴(kuò)頻技術(shù)跳頻系統(tǒng)指標(biāo)為跳變速率，可分為慢跳頻和快跳頻：慢跳頻（一跳傳輸多個碼元）：跳速遠(yuǎn)比信號速率低，數(shù)秒至數(shù)十秒才跳變一次；易于實(shí)現(xiàn)快跳頻（一個碼元用多跳來傳輸）：跳速接近信號的最低頻率，可達(dá)每秒幾十跳、上百跳甚至上千跳。如GSM移動通信系統(tǒng)規(guī)定的跳頻為每秒217跳 擴(kuò)頻技術(shù) 快跳頻圖案 慢跳頻圖案 擴(kuò)頻技術(shù)建立跳頻通信示意圖 當(dāng)收發(fā)雙方在空間上相距一定距離時，若時頻域上的跳頻圖案

12、完全重合，表示收發(fā)雙方可建立同步跳頻通信 擴(kuò)頻技術(shù)跳頻系統(tǒng)發(fā)送端的信息碼與偽隨機(jī)碼調(diào)制后，按不同跳頻指令去控制頻率合成器，發(fā)射機(jī)輸出頻率在寬范圍內(nèi)隨機(jī)改變，使射頻載波也在寬范圍內(nèi)變化，形成一個寬帶離散譜。在接收端，收發(fā)跳頻必須同步，以保證通信的建立為了對輸入信號進(jìn)行解擴(kuò)（即解跳），需要有與發(fā)端相同的跳頻指令去控制頻率合成器，使其輸出的跳頻信號在混頻器中，能與接收到的跳頻信號差頻出一個固定中頻信號；經(jīng)中頻放大器后，送到解調(diào)器恢復(fù)出原基帶數(shù)據(jù)信號信息擴(kuò)頻技術(shù)跳頻系統(tǒng)原理框圖 擴(kuò)頻技術(shù)（3）跳變時間擴(kuò)頻方式（TH）跳變時間擴(kuò)頻（跳時）：已調(diào)載波在 PN 碼的控制下，偽隨機(jī)地在一幀的不同時隙內(nèi)以時發(fā)信

13、號形式發(fā)送；由于在時隙中傳送的突發(fā)信號速率要比原信號高，從而達(dá)到擴(kuò)頻的目的（4）混合式擴(kuò)頻方式混合擴(kuò)頻：若系統(tǒng)僅用單一方式不能滿足要求時，往往采用兩種或兩種以上工作方式，如：FSDS，DSTH，F(xiàn)HTH差錯控制差錯控制編碼是在經(jīng)過信源編碼的碼元序列中增加一些多余的比特，可發(fā)現(xiàn)或糾正傳輸中發(fā)生的錯誤當(dāng)差錯控制編碼只有發(fā)現(xiàn)錯碼能力而不具備糾正錯碼能力時，需結(jié)合其他措施來糾正錯碼，否則只能將被發(fā)現(xiàn)為錯碼的碼元刪除，以避免錯碼引起的負(fù)面影響。上述手段統(tǒng)稱為差錯控制為抑制信道噪聲對信號的干擾，還需對信號進(jìn)行再編碼，編碼成在接收端不易為干擾所弄錯的形式差錯控制的概念由于信道傳輸特性不理想及加性噪聲的影響，

14、將導(dǎo)致信號在傳輸過程中波形失真，接收端會產(chǎn)生錯誤判決，即產(chǎn)生錯碼傳輸錯碼的原因與解決方法：由乘性干擾引起的碼間串?dāng)_會造成錯碼，可采用均衡的方法以減少或消除錯碼加性干擾將使信噪比降低從而造成錯碼，可利用提高信噪比的基本方法。但信道編碼等差錯控制技術(shù)在降低誤碼率方面仍是一種重要的手段差錯控制的概念差錯的分類：隨機(jī)差錯：由隨機(jī)噪聲導(dǎo)致，表現(xiàn)為獨(dú)立的、稀疏的和互不相關(guān)發(fā)生的差錯突發(fā)差錯：相對集中出現(xiàn)，即在短時段內(nèi)有很多錯碼出現(xiàn)，而在其間有較長的無錯碼時間段，例如由脈沖干擾引起的錯碼 混合差錯差錯控制的概念在已知信噪比的情況下，為滿足一定的誤比特率指標(biāo)，應(yīng)合理設(shè)計基帶信號，選擇調(diào)制和解調(diào)方式，采用時域和

15、頻域均衡，或增加發(fā)送功率，盡量減小干擾的影響在差錯控制編碼技術(shù)中，編碼器根據(jù)輸入信息碼元產(chǎn)生相應(yīng)的監(jiān)督碼元，實(shí)現(xiàn)對差錯進(jìn)行控制，譯碼器主要進(jìn)行檢錯與糾錯 差錯控制的概念差錯控制編碼具備檢錯和糾錯能力，是因?yàn)樵诒粋鬏數(shù)男畔⒅懈郊恿艘恍┤哂啻a（即監(jiān)督碼元），在兩者之間建立了某種校驗(yàn)關(guān)系。該校驗(yàn)關(guān)系若因傳輸錯誤而受到破壞，則可被發(fā)現(xiàn)并予以糾正檢錯和糾錯能力用信息量的冗余度換取，通過降低信息傳輸?shù)挠行該Q取可靠性的提高 差錯控制編碼1. 差錯控制編碼分類（1）按編碼的不同功能分類檢錯碼：能發(fā)現(xiàn)錯誤，但僅能檢錯糾錯碼：在檢錯的同時還能糾正誤碼糾刪碼：不僅具有糾錯的功能，還能對不可糾正的碼元進(jìn)行簡單的刪除

16、 差錯控制編碼（2）按信息碼元和附加監(jiān)督碼元間的檢驗(yàn)關(guān)系分類線性碼：信息碼元與監(jiān)督碼元間為線性關(guān)系（即滿足一組線性方程組）非線性碼：信息碼元與監(jiān)督碼元間為非線性關(guān)系差錯控制編碼（3）按信息碼元和附加監(jiān)督碼元間的約束關(guān)系分類分組碼：監(jiān)督碼元僅與本組的信息有關(guān)卷積碼：監(jiān)督碼元既與本組的信息有關(guān)，也與以前碼組的信息有約束關(guān)系，各組之間具有相關(guān)性差錯控制編碼2. 差錯控制編碼的基本原理 000 晴 001 云 010 陰 011 雨 100 雪 101 霜 110 霧 111 雹 000 晴 011 云 101 陰 110 雨 000 晴 111 雨差錯控制編碼差錯控制編碼3. “分組”概念的建立上例

17、中，4種信息只需要2個比特就能表示為糾錯，增加了監(jiān)督位接收為：信息碼+監(jiān)督碼監(jiān)督位加在一組信息上構(gòu)成了具有糾錯能力的獨(dú)立碼組，且監(jiān)督位只監(jiān)督本組信息元差錯控制編碼 在分組碼中，監(jiān)督碼僅監(jiān)督本碼組中的信息碼元。與分組碼相對應(yīng)，存在非分組碼，如卷積碼。在非分組碼中，監(jiān)督碼元除了與本組信息元有關(guān)，還與其它組的信息碼元有關(guān)。由于卷積碼充分利用了各碼組間的相關(guān)性，其性能要優(yōu)于分組碼。這里僅討論分組碼。差錯控制編碼 分組碼一般用組合（n ,k）表示，其中k表示每組碼二進(jìn)制信息碼元的數(shù)目，n是碼組的總位數(shù)或碼組長度，則n-k=r為每組碼中的監(jiān)督碼元的數(shù)目，因此分組碼的結(jié)構(gòu)通常可表示為：碼長n=k+rk個信息

18、位r個監(jiān)督位差錯控制編碼碼重、碼距碼重W： 分組碼中一個碼組內(nèi)“1”的數(shù)目碼距d： 兩個碼組之間對應(yīng)位置上1、0不同的位數(shù)，又叫漢明(Hamming)距離。10 1 1 0 碼重：301 1 0 0 碼重：2 碼距：3最小碼距d0： 距離的最小值，是衡量碼檢錯、糾錯能力的依據(jù)。碼組的最小距離越大，抗干擾能力越強(qiáng)。差錯控制編碼糾錯能力與最小碼距的關(guān)系 a、為檢查出e個錯碼，要求最小碼距為 d0=e+1 b、為糾正t個錯碼，要求最小碼距為 d0=2t+1 c、為糾正t個錯碼，或檢查出e個錯碼，要求最小碼距為 d0=e+t+1差錯控制編碼4.編碼效率 對于分組碼（n,k），編碼效率定義為信息位在碼字

19、中所占的比重： 在信道中傳送n個單位的時間內(nèi)，傳輸信息位占k個單位的時間。因此，編碼效率可看成是信道傳送信息碼元的利用率。差錯控制編碼說明編碼效率是衡量碼性能的一個重要參量編碼效率與抗干擾能力相互矛盾編碼的主要任務(wù)就是如何找到一種方法，在滿足一定編碼效率的前提下，使抗干擾能力盡可能大。差錯控制編碼信道編碼定理 有噪信道中信息傳輸?shù)闹匾碚?香農(nóng)編碼定理： 對于一個給定的有擾信道，若信道容量為C，只要發(fā)送端以低于C的速率R發(fā)送信息，則一定存在一種編碼方法，使編碼錯誤概率P隨著碼長n的增加，按指數(shù)下降到任意小的值。 E（R）-誤差指數(shù)差錯控制編碼5. 常用的差錯控制編碼 奇偶校驗(yàn)碼：屬于檢錯碼，其

20、編碼規(guī)則是先將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼元進(jìn)行分組，在分組數(shù)據(jù)后面附加一位監(jiān)督位，使得該組碼連同監(jiān)督位在內(nèi)的碼組中的“1”的個數(shù)為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）或奇數(shù)（奇校驗(yàn)）。 優(yōu)點(diǎn)：簡單 缺點(diǎn)：只能檢測出部分傳輸差錯 例：偶監(jiān)督碼 監(jiān)督元要保證碼組中“1”的個數(shù)位偶數(shù)。 即經(jīng)編碼后的碼組（cn-1, cn-2, , c1, c0），其中c0為監(jiān)督元，則有： cn-1 cn-2 c1 c00 在接收端，按上式計算各碼元，若結(jié)果為1認(rèn)為有錯；否則無錯。 例：11010 - 加 1行列監(jiān)督碼：又稱為方陣碼、二維奇偶校驗(yàn)碼，它是把上述奇偶監(jiān)督碼的若干碼組排成矩陣，每一碼組寫成一行，再按列的方向增加第二維監(jiān)督位。-能檢測部分

21、偶數(shù)個錯碼-適用于檢測突發(fā)錯碼，檢錯能力較強(qiáng)-能糾正部分錯碼（僅在某一行中有奇數(shù)個錯碼時）差錯控制編碼差錯控制編碼例： 若發(fā)送碼序列為（1100100111 0100011100 0010011110 010101101 11）,求其奇偶監(jiān)督方陣。 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0發(fā)送序列：（ 1100100111001000111000001001111010101

22、0110000011000000111001111100） 行監(jiān)督碼元列監(jiān)督碼元差錯控制編碼恒比碼（等重） 在恒比碼中，每個碼組均含有相同數(shù)目的“1”（和“0”）。由于“1”和“0”的數(shù)目之比保持恒定，故得此名。在檢測時，只要計算接收碼組中的“1”的數(shù)目是否對，就知道有無錯誤。 例:32 碼差錯控制編碼差錯控制編碼由于長度為5的二進(jìn)制碼組，除了這10種可用碼組外，還有22種禁用碼組，其多余度較高，因此檢錯能力較強(qiáng)。能檢錯所有奇數(shù)個碼元錯誤和部分偶數(shù)個碼元錯誤。但不能檢錯碼組中“1”變“0”的數(shù)目和“0”變“1”的數(shù)目相同時的偶數(shù)錯碼。在國際無線電報通信中，廣泛采用“7中取3”恒比碼。簡單，適用

23、于電傳機(jī)或其它鍵盤設(shè)備產(chǎn)生的字母和符號，對于二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)字序列不適用。差錯控制編碼群計數(shù)碼 首先將信息碼分組,計算每一組中的1碼的個數(shù)并用二進(jìn)制表示.此二進(jìn)制數(shù)作為校驗(yàn)元而附在信息元后傳輸. 如:1011011, 5個1,用101表示,則傳輸?shù)拇a組為101線性分組碼 (1) 分組碼：先將信息碼分組，然后給每組信碼附加若干監(jiān)督碼的編碼稱為分組碼，用符號(n ,k) 表示，k是信息碼的位數(shù)，n是編碼組總位數(shù)，又稱為碼長，r=n k 為監(jiān)督位數(shù)。差錯控制編碼差錯控制編碼 (2) 代數(shù)碼：建立在代數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的編碼稱為代數(shù)碼。 (3) 線性碼：線性碼中信息位和監(jiān)督位是按一組線性方程構(gòu)成的。線性碼是一種代

24、數(shù)碼。 (4) 線性分組碼：信息碼分組后，附加的監(jiān)督碼和信息碼由一些線性代數(shù)方程聯(lián)系著的編碼稱為線性分組碼。-本節(jié)以漢明碼為例來說明線性分組碼原理。漢明碼是一種能夠糾正一位錯碼且編碼效率較高的線性分組碼。差錯控制編碼S=an-1+ an-2+ + a0，S為校正子， a0為監(jiān)督碼元 S=0,無錯 S=1,有錯增加一個監(jiān)督碼元，即可增加一個監(jiān)督關(guān)系式： S1,S2組合數(shù)增加為：00 01 10 11再增加 S1,S2, S3: 000 001 010 011 100 101 110 111差錯控制編碼一般說來，若碼長為n，信息位為k，則監(jiān)督位為r=n-k，如果希望用r個監(jiān)督位構(gòu)造出r個監(jiān)督關(guān)系式

25、來指示一位錯碼的種可能位置，則要求：即：只有當(dāng)校正子可以指明的數(shù)目大于或等于碼組長度n時，才能夠糾正碼組中任意一個位置上的錯碼。差錯控制編碼例：監(jiān)督關(guān)系的構(gòu)成 設(shè)計一個能夠糾正1個錯碼的分組碼（n,k），給定的碼組有4個信息位，即k=4。 由前述，要求r=3，若取r為3，可用a6、a5、 、 a0表示這7個碼元。三個校正子可指明7個錯碼的位置。差錯控制編碼 r為3，滿足前述要求，可以指示7個錯碼的位置?？梢园凑障卤硭疽?guī)定校正子與錯碼的關(guān)系。差錯控制編碼S1要為1，則： a6 a5 a4 a2 有錯碼S2要為1，則： a6 a5 a3 a1 有錯碼S3要為1，則： a6 a4 a3 a0 有錯

26、碼 a6 a5 a4 a3取決于輸入信號，是隨機(jī)的; 而a2a1a0是由監(jiān)督關(guān)系決定的，應(yīng)保證上述3個式子中的校正子為零,即a6 + a5 + a4 + a2=0a6 + a5 + a3 + a1=0a6 + a4 + a3 + a0=0差錯控制編碼即看作:a6 + a5 + a4 = a2a6 + a5 + a3 = a1a6 + a4 + a3 = a0若信息位給定,即可由此計算出監(jiān)督位差錯控制編碼由此可以計算出監(jiān)督位差錯控制編碼接收端: 對每個接收碼組，首先計算出S1，S2，S3 然后判斷出錯碼的位置并糾正如： 接收到0000011 011 a3 0100011 101 a4 11101

27、11 ？ 1110101 ？ 注意：以本例所采用的（7，4）碼，只能糾正1位錯碼 若其作檢錯使用時：能檢測出2位錯碼但不能糾正。差錯控制編碼編碼的效率差錯控制編碼循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）：常作為檢錯碼，是一種通過多項(xiàng)式除法運(yùn)算檢測錯誤的方法 CRC碼的生成與校驗(yàn)過程可用軟件或硬件來實(shí)現(xiàn) CRC碼校驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)，可檢測隨機(jī)差錯和突發(fā)差錯多項(xiàng)式與二進(jìn)制數(shù)碼 多項(xiàng)式和二進(jìn)制數(shù)有直接對應(yīng)關(guān)系： -x的最高冪次對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的最高位，以下各位對應(yīng)多項(xiàng)式的各冪次，有此冪次項(xiàng)對應(yīng)1，無此冪次項(xiàng)對應(yīng)0?？梢钥闯觯簒的最高冪次為R，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)有R+1位。 -多項(xiàng)式包括生成多項(xiàng)式G(x)和信息多項(xiàng)式C(x)。 如: 生成多項(xiàng)式為G(x)=x4+x3+x+1， 可轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)碼1101