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(hào)的相關(guān)解擴(kuò)跳頻擴(kuò)頻跳時(shí)系統(tǒng)無(wú)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(duì)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(hào)帶寬設(shè)為fss，則擴(kuò)頻信號(hào)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(hào)帶寬略大于信息帶寬，稱為窄帶通信； fss /B40，即射頻

2、信號(hào)帶寬大于信息帶寬，稱為寬帶通信； fss /B100，即射頻信號(hào)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(lái)，可以構(gòu)成碼分選址通信。 具有公用信道自動(dòng)選呼能力。 由于組成多址通信時(shí)，網(wǎng)內(nèi)并不需要各電臺(tái)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(hào)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(hào)頻帶寬度 S - 信號(hào)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(hào)幾乎被噪聲淹沒(méi)的情況下,也能可靠地通信。這是擴(kuò)頻與常規(guī)無(wú)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(gè)頻段, 而且干擾極小。說(shuō)明給定的信道容量可以用不同的帶寬和信噪比來(lái)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(wú)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(hào)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(hào)特性 擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)（1）信號(hào)的頻譜被展寬傳輸信息需一定帶寬（稱信息帶寬），如語(yǔ)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?hào)來(lái)傳輸信息。在窄帶通信中，用調(diào)幅信號(hào)來(lái)傳送語(yǔ)音信息，帶寬為語(yǔ)音信息帶寬的兩倍；電視廣播射頻信號(hào)帶寬是視頻信號(hào)帶寬的一倍多；調(diào)頻信號(hào)帶寬與信息帶寬之比一般低于1020擴(kuò)頻通信的信號(hào)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(hào)來(lái)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(lái)展寬信號(hào)頻譜在時(shí)間上有限的信號(hào)，其頻譜是無(wú)限的，如很窄的脈沖信號(hào)，其頻譜則很寬。信號(hào)的頻帶寬度與其持續(xù)時(shí)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(hào)。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(wú)關(guān)；與正弦載波信號(hào)相同，其不影響信息傳輸?shù)耐该餍浴U(kuò)頻碼序列僅僅起擴(kuò)展信號(hào)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(lái)解擴(kuò)在一般的窄帶通信中，已調(diào)信號(hào)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(hào)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(hào)又恢復(fù)成原來(lái)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(hào)，而在收端又將其解擴(kuò)成窄帶信息的處理過(guò)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(zhǎng)、碼元持續(xù)時(shí)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(wú)線移動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)信噪比太小而不能保證通信質(zhì)量時(shí)，常用增加帶寬（展寬頻譜）來(lái)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(hào)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(hào)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(shí)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(guò)程為擴(kuò)頻和解擴(kuò)擴(kuò)頻：基帶

8、信號(hào)的信碼是需傳輸?shù)男盘?hào)，通過(guò)速率很高的編碼序列進(jìn)行調(diào)制，將其頻譜展寬；對(duì)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(hào)，經(jīng)天線輻射出去解擴(kuò)：在接收端，射頻信號(hào)經(jīng)混頻后變?yōu)橹蓄l信號(hào)，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(hào)恢復(fù)成窄帶信號(hào)。解擴(kuò)后的中頻窄帶信號(hào)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(hào)功率譜干擾信號(hào)噪聲信號(hào)擴(kuò)頻抗干擾的本質(zhì)與擴(kuò)頻信號(hào)的第一次相乘擴(kuò)展了信號(hào)的帶寬；與擴(kuò)頻信號(hào)的第二次相乘，再經(jīng)過(guò)濾波可恢復(fù)出原始信號(hào)；期望得到的數(shù)據(jù)信號(hào)（原始信號(hào)）與擴(kuò)頻信號(hào)相乘了兩次，而干擾信號(hào)只乘了一次; 接收端一般使用窄帶濾波器提取信號(hào).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(tái)時(shí)所需的功率，較之干擾一個(gè)窄帶定頻電臺(tái)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(hào)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(hào)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(gè)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(huì)干擾部分頻點(diǎn)，所以跳頻是以躲避干擾來(lái)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(hào)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(gè)

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(lái)構(gòu)成由時(shí)間和頻率組成的該平面稱為時(shí)頻域圖；平面中的陰影線即為跳頻圖案，其表征了在何時(shí)以何頻率進(jìn)行通信，通信頻率隨時(shí)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(gè)碼元）：跳速遠(yuǎn)比信號(hào)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(gè)碼元用多跳來(lái)傳輸）：跳速接近信號(hào)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(dòng)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(shí)，若時(shí)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(gè)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(duì)輸入信號(hào)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(hào)在混頻器中，能與接收到的跳頻信號(hào)差頻出一個(gè)固定中頻信號(hào)；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(hào)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(shí)間擴(kuò)頻方式（TH）跳變時(shí)間擴(kuò)頻（跳時(shí)）：已調(diào)載波在 PN 碼的控制下，偽隨機(jī)地在一幀的不同時(shí)隙內(nèi)以時(shí)發(fā)信

13、號(hào)形式發(fā)送；由于在時(shí)隙中傳送的突發(fā)信號(hào)速率要比原信號(hào)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(shí)，往往采用兩種或兩種以上工作方式，如：FSDS，DSTH，F(xiàn)HTH差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制編碼是在經(jīng)過(guò)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(cuò)誤當(dāng)差錯(cuò)控制編碼只有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)碼能力而不具備糾正錯(cuò)碼能力時(shí)，需結(jié)合其他措施來(lái)糾正錯(cuò)碼，否則只能將被發(fā)現(xiàn)為錯(cuò)碼的碼元?jiǎng)h除，以避免錯(cuò)碼引起的負(fù)面影響。上述手段統(tǒng)稱為差錯(cuò)控制為抑制信道噪聲對(duì)信號(hào)的干擾，還需對(duì)信號(hào)進(jìn)行再編碼，編碼成在接收端不易為干擾所弄錯(cuò)的形式差錯(cuò)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(hào)在傳輸過(guò)程中波形失真，接收端會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤判決，即產(chǎn)生錯(cuò)碼傳輸錯(cuò)碼的原因與解決方法：由乘性干擾引起的碼間串?dāng)_會(huì)造成錯(cuò)碼，可采用均衡的方法以減少或消除錯(cuò)碼加性干擾將使信噪比降低從而造成錯(cuò)碼，可利用提高信噪比的基本方法。但信道編碼等差錯(cuò)控制技術(shù)在降低誤碼率方面仍是一種重要的手段差錯(cuò)控制的概念差錯(cuò)的分類：隨機(jī)差錯(cuò)：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(cuò)突發(fā)差錯(cuò)：相對(duì)集中出現(xiàn)，即在短時(shí)段內(nèi)有很多錯(cuò)碼出現(xiàn)，而在其間有較長(zhǎng)的無(wú)錯(cuò)碼時(shí)間段，例如由脈沖干擾引起的錯(cuò)碼 混合差錯(cuò)差錯(cuò)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(jì)基帶信號(hào)，選擇調(diào)制和解調(diào)方式，采用時(shí)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(cuò)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(duì)差錯(cuò)進(jìn)行控制，譯碼器主要進(jìn)行檢錯(cuò)與糾錯(cuò) 差錯(cuò)控制的概念差錯(cuò)控制編碼具備檢錯(cuò)和糾錯(cuò)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(cuò)誤而受到破壞，則可被發(fā)現(xiàn)并予以糾正檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力用信息量的冗余度換取，通過(guò)降低信息傳輸?shù)挠行該Q取可靠性的提高 差錯(cuò)控制編碼1. 差錯(cuò)控制編碼分類（1）按編碼的不同功能分類檢錯(cuò)碼：能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，但僅能檢錯(cuò)糾錯(cuò)碼：在檢錯(cuò)的同時(shí)還能糾正誤碼糾刪碼：不僅具有糾錯(cuò)的功能，還能對(duì)不可糾正的碼元進(jìn)行簡(jiǎn)單的刪除

16、 差錯(cuò)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(cuò)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(cuò)控制編碼2. 差錯(cuò)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(cuò)控制編碼差錯(cuò)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(gè)比特就能表示為糾錯(cuò)，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(cuò)能力的獨(dú)立碼組，且監(jiān)督位只監(jiān)督本組信息元差錯(cuò)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(duì)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(cuò)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(zhǎng)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?？杀硎緸椋捍a長(zhǎng)n=k+rk個(gè)信息

18、位r個(gè)監(jiān)督位差錯(cuò)控制編碼碼重、碼距碼重W： 分組碼中一個(gè)碼組內(nèi)“1”的數(shù)目碼距d： 兩個(gè)碼組之間對(duì)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(cuò)、糾錯(cuò)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(cuò)控制編碼糾錯(cuò)能力與最小碼距的關(guān)系 a、為檢查出e個(gè)錯(cuò)碼，要求最小碼距為 d0=e+1 b、為糾正t個(gè)錯(cuò)碼，要求最小碼距為 d0=2t+1 c、為糾正t個(gè)錯(cuò)碼，或檢查出e個(gè)錯(cuò)碼，要求最小碼距為 d0=e+t+1差錯(cuò)控制編碼4.編碼效率 對(duì)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(gè)單位的時(shí)間內(nèi)，傳輸信息位占k個(gè)單位的時(shí)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(cuò)控制編碼說(shuō)明編碼效率是衡量碼性能的一個(gè)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(cuò)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(duì)于一個(gè)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(cuò)誤概率P隨著碼長(zhǎng)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(cuò)控制編碼5. 常用的差錯(cuò)控制編碼 奇偶校驗(yàn)碼：屬于檢錯(cuò)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(gè)數(shù)為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）或奇數(shù)（奇校驗(yàn)）。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：只能檢測(cè)出部分傳輸差錯(cuò) 例：偶監(jiān)督碼 監(jiān)督元要保證碼組中“1”的個(gè)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(jì)算各碼元，若結(jié)果為1認(rèn)為有錯(cuò)；否則無(wú)錯(cuò)。 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(xiě)成一行，再按列的方向增加第二維監(jiān)督位。-能檢測(cè)部分

21、偶數(shù)個(gè)錯(cuò)碼-適用于檢測(cè)突發(fā)錯(cuò)碼，檢錯(cuò)能力較強(qiáng)-能糾正部分錯(cuò)碼（僅在某一行中有奇數(shù)個(gè)錯(cuò)碼時(shí)）差錯(cuò)控制編碼差錯(cuò)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(cuò)控制編碼恒比碼（等重） 在恒比碼中，每個(gè)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(cè)時(shí)，只要計(jì)算接收碼組中的“1”的數(shù)目是否對(duì)，就知道有無(wú)錯(cuò)誤。 例:32 碼差錯(cuò)控制編碼差錯(cuò)控制編碼由于長(zhǎng)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(cuò)能力較強(qiáng)。能檢錯(cuò)所有奇數(shù)個(gè)碼元錯(cuò)誤和部分偶數(shù)個(gè)碼元錯(cuò)誤。但不能檢錯(cuò)碼組中“1”變“0”的數(shù)目和“0”變“1”的數(shù)目相同時(shí)的偶數(shù)錯(cuò)碼。在國(guó)際無(wú)線電報(bào)通信中，廣泛采用“7中取3”恒比碼。簡(jiǎn)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(hào)，對(duì)于二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)字序列不適用。差錯(cuò)控制編碼群計(jì)數(shù)碼 首先將信息碼分組,計(jì)算每一組中的1碼的個(gè)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(gè)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(hào)(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(zhǎng)，r=n k 為監(jiān)督位數(shù)。差錯(cuò)控制編碼差錯(cuò)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(lái)說(shuō)明線性分組碼原理。漢明碼是一種能夠糾正一位錯(cuò)碼且編碼效率較高的線性分組碼。差錯(cuò)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(wú)錯(cuò) S=1,有錯(cuò)增加一個(gè)監(jiān)督碼元，即可增加一個(gè)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(cuò)控制編碼一般說(shuō)來(lái)，若碼長(zhǎng)為n，信息位為k，則監(jiān)督位為r=n-k，如果希望用r個(gè)監(jiān)督位構(gòu)造出r個(gè)監(jiān)督關(guān)系式

25、來(lái)指示一位錯(cuò)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(zhǎng)度n時(shí)，才能夠糾正碼組中任意一個(gè)位置上的錯(cuò)碼。差錯(cuò)控制編碼例：監(jiān)督關(guān)系的構(gòu)成 設(shè)計(jì)一個(gè)能夠糾正1個(gè)錯(cuò)碼的分組碼（n,k），給定的碼組有4個(gè)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(gè)碼元。三個(gè)校正子可指明7個(gè)錯(cuò)碼的位置。差錯(cuò)控制編碼 r為3，滿足前述要求，可以指示7個(gè)錯(cuò)碼的位置?？梢园凑障卤硭疽?guī)定校正子與錯(cuò)碼的關(guān)系。差錯(cuò)控制編碼S1要為1，則： a6 a5 a4 a2 有錯(cuò)碼S2要為1，則： a6 a5 a3 a1 有錯(cuò)碼S3要為1，則： a6 a4 a3 a0 有錯(cuò)

26、碼 a6 a5 a4 a3取決于輸入信號(hào)，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(gè)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(cuò)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(jì)算出監(jiān)督位差錯(cuò)控制編碼由此可以計(jì)算出監(jiān)督位差錯(cuò)控制編碼接收端: 對(duì)每個(gè)接收碼組，首先計(jì)算出S1，S2，S3 然后判斷出錯(cuò)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(cuò)碼 若其作檢錯(cuò)使用時(shí)：能檢測(cè)出2位錯(cuò)碼但不能糾正。差錯(cuò)控制編碼編碼的效率差錯(cuò)控制編碼循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）：常作為檢錯(cuò)碼，是一種通過(guò)多項(xiàng)式除法運(yùn)算檢測(cè)錯(cuò)誤的方法 CRC碼的生成與校驗(yàn)過(guò)程可用軟件或硬件來(lái)實(shí)現(xiàn) CRC碼校驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)，可檢測(cè)隨機(jī)差錯(cuò)和突發(fā)差錯(cuò)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(duì)應(yīng)關(guān)系： -x的最高冪次對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)的最高位，以下各位對(duì)應(yīng)多項(xiàng)式的各冪次，有此冪次項(xiàng)對(duì)應(yīng)1，無(wú)此冪次項(xiàng)對(duì)應(yīng)0?？梢钥闯觯簒的最高冪次為R，轉(zhuǎn)換成對(duì)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