信道编码第一讲――概论.ppt

信道编码,第一讲——引言,通信系统模型,信道编码：从消息到信道波形或矢量的映射,参考书,“纠错码——原理与方法”，王新梅，西安电子科技大学出版社，高等学校教材 “Digital Modulation and Coding”, S. G. Wilson, Prentice Hall（“数字调制与编码”影印版，电子工业出版社，通信与信息科学教育丛书）,信源、信道与信道编码,信源：实时性与非实时性，可变速率，多媒体 信道：离散与连续，时变与非时变，有记忆与无记忆 常见信道：模拟基带信道、射频信道、存储器等 不同的信源和信道类型所对应的最佳编码方案是不同的。 信道编码：从消息到信道波形或矢量的映射 复接、代数编码、调制、成形滤波、扩频、上下变频等等都属于广义的信道编码范畴,通常结构,注意信道译码可以不是离散信道译码 只有当解调为硬判决输出时才是离散信道和离散信道译码,从两个方面引入信道编码,检错和纠错：对付信道引入的差错 直观的译码准则：最小距离译码 Shannon第二定理 当信息速率R小于信道容量C时，总存在一种编码方式使差错率低于任一给定值e 接近信道容量,两个编码例子（冗余）,重复码：(A0, 0000), (A1, 1111)，1比特信息映射到4比特编码序列。 哈达玛码：(A0, H0), (A1, H1), …, (A15, H15) d(Hi, Hj)=8, ij，Hn的长度为16，4比特信息映射到16比特编码序列 一些直观结论 消息集越大性能越好 效率越低性能越好,有编码系统和无编码系统,调制也是一种编码 广义地讲，实际系统中都有信道编码，而现实中常分为编码和调制两块，前者负责离散编码，后者负责将离散符号变成波形，这样才有无编码系统及编码增益等概念 M进制正交编码加BPSK调制的性能与无编码的M进制正交FSK是完全一致的。,信道编码的作用,信道编码的作用：在资源、可靠性和传信量之间选择一个好的工作点（有时还要考虑延时）。 资源指的提供信息传输所付出的代价 包括频率、时间、空间、功率等等。但不包括实现复杂度 一个好的编码就是要充分利用资源，传递尽可能多的信息,三种情形：,给定资源和可靠性要求，通过信道编码尽量提高传输速率 给定对信息传输的速率和可靠性要求，通过信道编码尽量减少资源开销 给定资源和传输速率，通过编码提高可靠性,编码的实质 ——利用冗余降低差错概率,将所有可能的输入信息（消息）映射到信道符号（波形）空间的点，而这个点的集合要小于（包含于）全信道空间中。,编码与构造编码,编码：针对当前要传的消息，根据映射规则，确定当前要发哪一个波形（矢量） 构造编码：寻找并建立映射规则 编码设计准则——最佳译码时的差错概率（最佳译码有可能做不到） 自由距最大化准则——一种最常用的编码构造准则,译码准则,首先说明，译码本身是一种信息处理，肯定会引入一定的信息损失，但最重要的是尽量正确地恢复原始信息。 最大后验概率 最大似然 序列译码,几种常用的离散信道编码,分组码 将一个有限(k)维输入矢量映射到一个（n维）矢量的编码，记为(n, k)分组码 卷积码 输入为一个无限长序列，每个节拍有k个符号送入编码器，同时有n个符号向输出至信道，但每节拍的输出不仅与本节拍的输入有关，还与之前L-1个节拍的输入有关，记为(n, k, L)卷积码 级联码 两个以上的编码器按一定方式组合而成的编码器,本课程主要内容和计划,基本概念和方法（1） 线性分组码（1） 循环码（4） 卷积码（4） 级联码（2） 编码调制（2） 信道编码应用（1）,欢迎提出各种问题、意见和建议,是否学过信道编码，程度如何？ 希望重点讲什么？ 希望哪些可以简略？ 希望增加哪些内容？ 对授课方式有什么意见和建议？,