[小白入门]

发布时间:2024-11-23 20:25

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参考书目:国防科技大学出版社-通信原理第六版

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基础知识

数字信号在传输中可能出现差错,主要的纠错技术有四种:(可以结合使用)

检错重发
在待发送的信息中加入用于检错(error detection)的码元,接收方收到后即可发现是哪一位错了,然后要通过反向信道通知发送方重发。
在二进制系统中,只要确定了哪一位错误,直接取反即可更正;但如果是多进制系统,即使知道哪一位错误,也无法更正。所以检错未必能纠错。前向纠错
Forward Error Correction。待发送的信息中有能检错、能纠错的码元。这样需要更多的额外码元,编解码也复杂一点。反馈feedback校验checkout
待发送信息中不加检错码元,接收端收到之后直接发回发送端,发送端检测是不是有错。如果有错,则重发。这样也需要双向信道,效率也低。检错删除
接收端发现错码后直接删除,不要求重发。适用于删除部分码元不影响使用的情况。

码率
code rate:设编码后的序列共有n个码元,其中编码信息的有k个,那么 k/n 就是码率。
冗余度
redundancy:(n-k) / k
ARQ系统
Automatic Repeat reQuest系统。分包发送数据,1)stop-and-wait 接收端发送确认ACK答复才发送下一个包;2)pullback 发送端连续发送,接收端连续回复,如果有一个NAK答复,则发送端从那个包开始重发;3)selective repeat 类似pullback,但是只发错的那一个。这三种都需要双向通信,本文不再研究。

分组码block code

假如用两位二进制表示晴云阴雨,再添加一位作为监督位以检查错误,那么这种将表示信息的编码分组,为每组附加若干监督码的编码就称为分组码。监督位只监督本组的信息位。例如下表中011就是一个码组,01是信息位,1是监督位。

一般用 (n, k) 表示分组码,其中n是码组的总位数(码长),k是信息位的数目,监督位数目就是 r = n - k。

码重
code weight,某个码组中“1”的个数。
码距
两个码组中对应位上数字不同的数目。也称Hamming距离。如上表中000与011的码距是2。
最小码距
1)为了检测 e 个错码,那么最小码距应满足 d0 >= e + 1
2)为了纠正 t 个错码,那么最小码距应满足 d0 >= 2t + 1
3)为了纠正 t 个错码,同时检测 e 个错码,那么 d0 >= e + t + 1 (e>t)
纠错和检错相结合,适用于大多数时间错码数量少(前向纠错),少数时间错码数量多(反馈重发)的情况。

奇偶监督码parity check

一维
监督位是最后一位,使得码组中 1 的个数为偶数(偶数监督码;若要求为奇数则是奇数监督码)。
二维
每行和每列都有监督位。

恒比码

每个码组中含有相同数目的 1 和 0 ,即 1 和 0 的数目之比保持恒定。

正反码

监督位数和信息位数相同。例如,码长 n = 10,其中信息位 k = 5,监督位 r = k = 5,则编码规则:1)当信息位中有奇数个 1 时,监督位是信息位的简单重复;2)当信息位有偶数个 1 时, 监督位是信息位的反码。
解码时,将接收码一分为二,按模 2 相加(其实是异或)得到合成码。如果接收码中有奇数个 1 ,则合成码就是校验码;否则取合成码的反码作为校验码。

校验码组成错码情况全为 0无错码有4个1和1个0信息码中有一位错码,对应0的位置有4个0和1个1监督码中有一位错码,对应1的位置其他多于一个错码

因此,本例只能纠正1位错码,并检测全部的两位以下错码和部分两位以上的错码。

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