文档介绍：第十章差错控制
为什么要进行差错控制
差错控制的基本方法
差错控制编码的基本概念
常用的简单编码
常用的线性分组码
(1)差错产生的原因
数据通信系统的基本任务是高效率而无差错地传送数据。
数据信号在通信线路中传输时,难免受到来自信道内部和外部的干扰,从而引起信号的失真,导致数据传输错误。
传输出错的原因:一是信道的加性噪声;二是由于传输总特性(包括收、发滤波器和信道的特性)不理想引起的码间串扰。
噪声是影响数据传输质量的主要因素。
根据产生的原因可以将噪声分为四类:热噪声、交调噪声、串音和脉冲噪声四类。
(2)噪声的类型
热噪声
是由带电粒子在导电介质中的布朗运动引起的,它存在于任何工作在绝对零度以上的电路或系统中。
热噪声属于高斯白噪声,其概率密度函数满足正态分布统计特性,同时它的功率谱密度函数是均匀分布的(常数)。
热噪声的特点是:时刻存在、不可排除、幅度较小、强度与频率无关,但频谱很宽,是一类随机的噪声。
噪声的类型
交调噪声
是一种附加的频率干扰。
由于通信系统的非线性,将导致进入通信系统的不同频率的信号在系统的输出端产生这些频率之间的差频信号或倍频信号及其组合,这就是交调噪声。
对于交调噪声可以通过适当的调制技术,人为地校正系统的非线性部分得到补偿。
噪声的类型
串音
是一个通路的信号在相邻的另一个通路引起的干扰现象。这是由于信号线路之间的电磁感应引起的有害耦合。
为了消除线路之间的有害耦合,可以将每一对线拧成一定扭绞节距的线缆。
噪声的类型
脉冲噪声
是由于电火花或其他原因造成的突发振幅很大、持续时间比间隔时间短得多的离散脉冲耦合到信号通路中的干扰。
脉冲噪声也称为冲击噪声,它将引起一连串的数据比特出错,它是数据传输差错的主要根源。
脉冲噪声产生的干扰很难消除,只能采用差错控制的方法来实现可靠传输。
(3)差错的类型
随机差错
指数据单元中的单比特差错。
它通常由传输信道的热噪声引起。
突发差错
指数据单元中的两个或两个以上的比特发生成串密集性的差错,第一个错误比特到最后一个错误比特之间的位数称为突发长度。
冲击噪声持续的时间通常大于数据传输中每比特的发送时间,因而会引起相邻的多个数据位出错,从而导致突发差错。
有差错的信道类型
按照噪声或干扰的变化规律,可把信道分为三类:
随机信道: 恒参高斯白噪声信道是典型的随机信道,其中差错的出现是随机的,而且错误之间是统计独立的。
突发信道: 具有脉冲干扰的信道,是典型的突发信道。错误是成串成群出现的,即在短时间内出现大量错误。
混合信道: 短波信道和对流层散射信道是混合信道的典型例子,随机差错和成串的突发差错都占有相当比例。
(4)如何解决传输差错问题
提高物理信道的质量,尽量避免和减少差错:
采用电缆屏蔽措施和适当的调制解调方法
设置中继设备对信号进行整理再生和放大
加大发射功率,降低接收设备本身的噪声,以提高信噪比
提高数据的健壮性,有效地进行检错和纠错:
采用信道编码技术,为数据信息增加冗余编码,形成抗干扰编码,使接收方能进行检错或纠错
配合适当的差错控制方法进行检错或纠错。