基本内容
一、基本概念 二、线性分组码 三、卷积码 四、级联码 五、Turbo码 六、交织码 七、ARQ与HARQ 八、信道编码及其增益 九、GSM系统的信道编码 十、CDMA中的信道编码
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信道编码
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3. 级联码
• 级联码是一种复合结构的编码，它不同于上述单一结 构线性分组码和卷积码，它是由两个以上单一结构的 短码，复合级联成更长编码的一种有效方式。 • 级联码分为串行级联码和并行级联码两种类型：典型 的串行级联码是由内码为卷积码，外码为RS码串接级 联构成一组长码，其性能优于单一结构长码，而复杂 度又比单一结构长码简单的多；最典型的并行级联码 是Turbo码，是由直接输出和有、无交织的同一类型的 递归型简单卷积码三者并行的复合结构共同构成。
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• 在线性分组码中，最具有理论和实际价值的一 个子类，称为循环码。 • 循环码——因为具有循环移位性而得名，它产 生简单且具有很多可利用的代数结构和特性。 • 目前一些主要的有应用价值的线性分组码均属 于循环码。例如：在每个信息码元分组k中， 仅能纠正一个独立差错的汉明(Hamming)码； 可以纠正多个独立差错的BCH码；可以纠正单 个突发差错的Fire码；可纠正多个独立或突发 差错的RS码。
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2. 从结构和规律上分两大类 • 线性码：监督关系方程是线性方程的信道编码 称为线性码，目前大部分实用化的信道编码均 属于线性码，比如线性分组码，线性卷积码都 是经常采用的信道编码。
§7.1 信道编码的基本概念
按照一定的规 则有选择性的 加入相关性 3
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§7.1 信道编码的基本概念
7.1.1 信道编码的定义
• 信道编码是为了保证通信系统的传输可靠性，克服 信道中的噪声和干扰，专门设计的一类抗干扰技术 和方法。它根据一定的( 监督) 规律在待发送的信息 码元中 ( 人为的 ) 加入一些必要的 ( 监督 ) 码元，在接 收端利用这些监督码元与信息码元之间的( 监督) 规 律，发现和纠正差错，以提高信息码元传输的可靠 性。 • 称待发送的码元为信息码元，人为加入多余码元为 监督(或校验 )码元。信道编码的目的，试图以最少 的监督码元为代价，以换取最大程度的可靠性提高
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第七章
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信道编码
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码字集中的元之间的任意线性组合仍是合法码字， 即对线性组合运算封闭的码字集，称为线性码。
• 非线性码：一切监督关系方程不满足线性规律 的信道编码均称为非线性码。 如n=3，κ=2,且c0=f(c1，c2)=c1c2（两个信息 位相乘——由一个非线性函数确定监督位）, 则得到四个码字为(000)，(100)，(010)，(111)。
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• 信道编码的意义：
由于实际信道存在噪声和干扰，使发送的码字与信道传 输后所接收的码字之间存在差异，称这种差异为差错。 信道编码的目的是为了改善通信系统的传输质量。 基本思路是根据一定的规律在待发送的信息码中加入一 些多余的码元，以保证传输过程的可靠性。信道编码的 任务就是构造出以最小冗余度代价换取最大抗干扰性能 的“好码”。
• 信道编码的基本原理：
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7.1.2. 信道编码的分类
1. 从功能上看可以分为三类
仅具有发现差错功能的检错码，比如循环冗 余校验CRC码、自动请求重传ARQ等。 具有自动纠正差错功能的纠错码，比如循环 码中BCH码、RS码以及卷积码、级联码、 Turbo码等。 既能检错又能纠错的信道编码，最典型的是 混合ARQ，又称为HARQ。
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7.1.3 几种最典型的信道编码
1．线性分组码
• 分组是指编码方法是按信息分组来进行的， • 线性则是指编码规律即监督位(校验位)与信息 位之间关系遵从线性规律。 • 线性分组码一般可记为(n,k)码，即k位信息码 元为一个分组，编成n位码元长度的码组，而n －k位为监督码元长度。
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2．卷积码
• 记为(n,k,m)码，其中k表示每次输入编码器的位数，n则为每 次输出编码器的位数，而m则表示编码器中寄存器的节(个) 数，它的约束长度为m＋1位。正是因为每时刻编码器输出n 位码元它不仅与该时刻输入的k位码元有关，而且还与编码 器中m级寄存器记忆的以前若干时刻输入的信息码元有关， 所以称它为非分组的有记忆编码。 • 卷积码的译码既可以采用与分组码类似的代数译码方法，也 可以采用概率译码方法，两类方法中概率方法更常用。而且 在概率译码方法中最常用是具有最大似然译码特性的Viterbi 译码算法。