防错码是什么

FanlyQA2020-10-25 10:27:17阅读(...)

防错码在这里指的是差错控制编码,差错控制编码就是指用编码和泽码的方法去控制数字通信系统的信息比特差错概率的大小,以便达到设计指标。差错控制编码又称为信道编码、纠错编码、抗干扰编码或可靠性编码,它是提高数字信息传输可靠性的有效方法之一。

防错码在这里指的是差错控制编码,差错控制编码就是指用编码和泽码的方法去控制数字通信系统的信息比特差错概率的大小,以便达到设计指标。差错控制编码又称为信道编码、纠错编码、抗干扰编码或可靠性编码,它是提高数字信息传输可靠性的有效方法之一。它产生于 20 世纪 50 年代,发展于 60 年代,70 年代趋于成熟。

防错码是什么

基本概念

由于数字信号在传输过程中受到干扰的影响,使信号码元波形变坏,故传输到接收端后可能发生错误判决。由信道带宽受限引起的码间干扰,通常可以采用均衡的办法纠正,而加性干扰的影响则要从其他途径解决。从差错控制角度看,按加性干扰引起的错码分布规律的不同,信道可以分为三类:随机信道、突发信道和混合信道。在随机信道中,错码的出现是随机的,而且错码之间是统计独立的。例如,由正态分布白噪声引起的错码就具有这种性质。因此,当信道中加性干扰主要是这种噪声时,就称这种信道为随机信道。在突发信道中,错码是成串集中出现的,也就是说,在一些短促的时间区间内会出现大量错码,而在这些短促的时间区间之间却又存在较长的无错码区间。这种成串出现的错码称为突发错码。产生突发错码的主要原因之一是脉冲干扰,而信道中的衰落现象也是产生突发错码的另一主要原因。当信道中加性干扰主要是这种干扰时,便称这种信道为突发信道。把既存在随机错码又存在突发错码,且哪一种都不能忽略不计的信道称为混合信道。对于不同类型的信道,应采用不同的差错控制技术。

差错控制方法

检错重发法(ARQ)

接收端在收到的信码中检测出错码时,即设法通知发送端重发,直到无错码为止。检测出错码是指只知道在若干个接收的码元中存在一个或多个错码,但不一定知道该错码的准确位置。采用这种差错控制方法需要具备双向信道。

前向纠错法(FEC)

接收端不仅能在收到的信码中发现有错码,还能够纠正错码,对于二进制系统,如果能够确定错码的位置,就能够纠正它。这种方法不需要反向信道(传递重发指令),也不会由于反复重发而延误时间,实时性好,但是纠错设备要比检错设备复杂。

混合纠错(HEC)方法

混合纠错(HEC)方法是 FEC 和 ARQ 两种纠错方法的结合。在这种纠错方法中,发送端发出的是具有一定纠错能力和较高检错能力的码字,所以由信道编码而附加的监督码元并不多。在 ARQ 系统中,包含一个 FEC 子系统。接收端检测数据码流,发现错误时,先由 FEC 子系统自动纠错,仅当错误较多超出纠错能力时,再发反馈信息要求重发,因此大大减少了重发次数。这种方法在一定程度上弥补了反馈重发和前向纠错两种方法的缺点,充分发挥了编码的检错、纠错能力,在较强干扰的信道中,仍可获得较低误码率,是实际通信中应用较多的纠错方法。

差错编码分类

两种错误形式

在数字通信中码元有两种错误形式:随机错误和突发错误。

随机错误是由随机噪声引起的码元错误,特点是码元中任一位或几位发生差错是相对独立的,彼此间无联系,不会引起成片的码元错误。

突发错误是由突发噪声引起的码元错误,特点是各错误码元间存在相关性,因此是成生出现,即突发错误是一个错误序列,该序列的首部码多,错误序列的长度称为突发长度。

差错编码的分类

(1)按码组功能分:检错码和纠错码(有时也会提到纠删码)。

检错码:能发现错误的码。

纠错码:能纠正错误的码。

纠删码:可检错也可纠错。

(2)按码组中监督码元与信息码元之间的关系分:线性码和非线性码。

监督码元与信息码是线性关系,则称为线性码,否则称为非线性码。

(3)按监督码元与信息码元之问的约束关系分:分组码和卷积码。

分组码指将 K 位信息码+m 位监督码元,形成 K+m 位码组。监督码元仅与本码组的信息码元有关。

卷积码中监督码元不仅与本组信息码元有关,还与其前面码组的信息码元也有关,像链条那样环环相扣,又称为连环码或链码。

(4)按纠正差错的类型,分为纠正随机错误的码和纠正突发错误的码。

(5)按信息码元在编码前后是否保持原来的形式不变,分为系统码和非系统码。

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