現(xiàn)代通信原理(第4版)課件 第十章 差錯(cuò)控制編碼_第1頁(yè)
現(xiàn)代通信原理(第4版)課件 第十章 差錯(cuò)控制編碼_第2頁(yè)
現(xiàn)代通信原理(第4版)課件 第十章 差錯(cuò)控制編碼_第3頁(yè)
現(xiàn)代通信原理(第4版)課件 第十章 差錯(cuò)控制編碼_第4頁(yè)
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第十章差錯(cuò)控制編碼10.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理10.2常用的簡(jiǎn)單編碼10.3線性分組碼10.4循環(huán)碼2025/4/20信息與通信工程學(xué)院2數(shù)字通信系統(tǒng)模型信源編碼信道編碼加密信源譯碼信道譯碼解密信源編碼:提高系統(tǒng)的有效性。信道編碼:提高系統(tǒng)的可靠性。信道編碼又稱差錯(cuò)控制編碼、抗干擾編碼或糾錯(cuò)編碼10.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理10.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理系統(tǒng)特性不理想(乘性干擾),數(shù)字信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生波形失真(碼間干擾),在接收端判決時(shí)會(huì)產(chǎn)生判決錯(cuò)誤。發(fā)生誤碼原因:

取樣判決器

輸出輸入n(t)信道中的噪聲(加性干擾),這種干擾隨機(jī)地與信號(hào)

疊加,使信號(hào)波形產(chǎn)生失真,引起判決錯(cuò)誤。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院410.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理(1)適當(dāng)增加發(fā)送信號(hào)功率。

(2)選擇抗噪聲性能好的調(diào)制解調(diào)方式。

(3)采用最佳接收。(4)采用差錯(cuò)控制編碼。解決辦法:2025/4/20信息與通信工程學(xué)院510.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理

發(fā)端按約定規(guī)則對(duì)信息碼元增加監(jiān)督碼元。

收端通過(guò)檢驗(yàn)監(jiān)督碼元與信息碼元之間關(guān)

系是否被破壞,以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或糾正錯(cuò)誤。人為地加入多余度。信號(hào)在一定的干擾條件下,具有檢測(cè)或糾

正錯(cuò)碼的能力。差錯(cuò)控制編碼方法:降低有效性,提高可靠性。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院610.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理常用的差錯(cuò)控制方式1.ARQ(AutomaticRepeatRequest)方式(自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)或檢錯(cuò)重發(fā))發(fā)端發(fā)送可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的碼字接收端譯碼后,如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有錯(cuò)誤,則輸出如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,自動(dòng)請(qǐng)求發(fā)端重發(fā)直到正確接收到碼字為止2025/4/20信息與通信工程學(xué)院710.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理ARQ系統(tǒng)組成特點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單、雙向信道、傳輸效率低。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院810.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理2.反饋校驗(yàn)方式收端收到碼字后,立即將收到的碼字返回發(fā)送端。發(fā)端將返回碼字與發(fā)端緩沖存儲(chǔ)器中相應(yīng)的碼字比較。若發(fā)現(xiàn)與發(fā)送碼不同,即認(rèn)為產(chǎn)生錯(cuò)誤,就重發(fā)上一次的碼字。特點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單、雙向信道、傳輸效率低。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院910.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理發(fā)端發(fā)出碼字不僅能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,且能夠糾正錯(cuò)誤。收端譯碼后,若沒(méi)有錯(cuò)誤則直接輸出。若有錯(cuò)誤,則在收端自動(dòng)糾正后,再輸出。

3.FEC(ForwardErrorControl,前向糾錯(cuò))方式

不需要反向信道

實(shí)時(shí)性好

傳輸效率高糾錯(cuò)編譯碼方法復(fù)雜特點(diǎn):2025/4/20信息與通信工程學(xué)院1010.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理將ARQ方式和前向糾錯(cuò)方式結(jié)合使用。4.HEC(HybridErrorControl,混合糾錯(cuò))方式錯(cuò)碼較多時(shí):采用ARQ方式自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)。

錯(cuò)碼較少時(shí):采用前向糾錯(cuò)方式,自動(dòng)糾正錯(cuò)碼。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院1110.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理有擾信道中,只要信息傳輸速率R小于信道容量C,總可以找一種編碼方法,使信息以任意小的差錯(cuò)概率Pe傳送,即Pe可以任意小,且R可以接近C。但若R>C,在傳輸過(guò)程中必定帶來(lái)不可糾正錯(cuò)誤,不存在使Pe任意小的編碼。香農(nóng)有擾信道編碼定理:編碼定理本身并未給出具體的糾錯(cuò)編碼方法。它為信道編碼奠定了理論基礎(chǔ)。從理論上指出了信道編碼的發(fā)展方向。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院1210.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理誤碼率:

Pe

=e

–nE(R)式中,n為編碼的碼字長(zhǎng)度(簡(jiǎn)稱碼長(zhǎng));

E(R)為誤碼指數(shù)。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院1310.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理誤碼率:

Pe

=e

–nE(R)減小誤碼率Pe的兩種途徑:(1)n及R一定時(shí),增加信道容量C。由圖可見(jiàn),E(R)

隨C的增加而增大。由信道容量公式知,增加C,可通過(guò)增加S和B來(lái)實(shí)現(xiàn);

(2)在C及R一定的情況下,增加n可以使Pe指數(shù)減小。1410.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理重復(fù)編碼的例子:天氣預(yù)報(bào)消息發(fā)布晴雨糾檢錯(cuò)能力

第一種編碼方法許用碼(預(yù)先約定碼字)禁用碼(未約定碼字)最大似然準(zhǔn)則10無(wú)糾檢錯(cuò)能力

第二種編碼方法1100可檢1位錯(cuò)(01、10)、

無(wú)糾錯(cuò)能力

第三種編碼方法111000可檢2位錯(cuò)、可糾1位錯(cuò)(001、010、100011、101、110

)1110002025/4/20信息與通信工程學(xué)院1510.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理碼間距離d及檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力碼字:由信息位和監(jiān)督位組成的一組碼元。用C=(cn-1cn-2…c0

)表示。碼元:組成碼字的元素,用Ci表示。碼長(zhǎng):碼字中碼元的個(gè)數(shù),用n表示。(許用碼字、禁用碼字)碼組:由多個(gè)許用碼字構(gòu)成的一組碼字。重復(fù)編碼:000、1112025/4/20信息與通信工程學(xué)院16簡(jiǎn)稱碼距,又稱漢明距離,是碼組中任意兩個(gè)碼字之間對(duì)應(yīng)位上碼元取值不同的個(gè)數(shù)。等于兩個(gè)碼字對(duì)應(yīng)位模2相加后“1”的個(gè)數(shù)。碼間距離d(codedistances)例:11、00,d=2;111、000,d=3;101110

101011

,d=2

。

10.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理2025/4/20信息與通信工程學(xué)院17碼間距離的幾何意義10.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理最小碼間距離d0:碼組中各碼字之間最小的碼距。3位編碼碼字:三維幾何空間立方體頂點(diǎn)重復(fù)編碼:000、1112025/4/20信息與通信工程學(xué)院1810.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理最小碼間距離d0與檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力的關(guān)系(1)當(dāng)碼組僅用于檢測(cè)錯(cuò)誤時(shí),若要求檢測(cè)e個(gè)錯(cuò)誤,則最小碼距為:d0≥e+1

2025/4/20信息與通信工程學(xué)院1910.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理(2)當(dāng)碼組僅用于糾正錯(cuò)誤時(shí),為糾正

t個(gè)錯(cuò)誤,要求最小碼距為:d0≥2t+1

2025/4/20信息與通信工程學(xué)院20(3)當(dāng)碼組既要檢錯(cuò),又要糾錯(cuò)時(shí),為糾正t

個(gè)錯(cuò)

誤,同時(shí)檢測(cè)e個(gè)錯(cuò)誤,則要求的最小碼距為d0≥e+t+1(e>t)10.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理2025/4/20信息與通信工程學(xué)院2110.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理編碼效率k:碼字中信息碼元的個(gè)數(shù)r:監(jiān)督碼元個(gè)數(shù)n:

碼元總的個(gè)數(shù)(總碼長(zhǎng))2025/4/20信息與通信工程學(xué)院22糾錯(cuò)編碼的分類(lèi)

10.1差錯(cuò)控制編碼的基本原理2025/4/20信息與通信工程學(xué)院2310.2常用的簡(jiǎn)單編碼1.奇偶監(jiān)督碼2.二維奇偶監(jiān)督碼3.恒比碼(等重碼)2025/4/20信息與通信工程學(xué)院2410.2常用的簡(jiǎn)單編碼廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸中。偶監(jiān)督碼:給信息位后增加一位監(jiān)督位,使碼字中“1”

的數(shù)目為偶數(shù)。編碼規(guī)則:在每個(gè)分組的信息位后增加監(jiān)督位,無(wú)論信息位有多少位,監(jiān)督位只有一位。上式為偶監(jiān)督碼的監(jiān)督關(guān)系,也稱為校驗(yàn)方程。檢測(cè)能力:檢測(cè)奇數(shù)個(gè)錯(cuò)。1.奇偶監(jiān)督碼(奇偶校驗(yàn)碼)2025/4/202510.2常用的簡(jiǎn)單編碼奇監(jiān)督碼:給信息位后增加一位監(jiān)督位,使碼字中“1”的數(shù)目為奇數(shù)。其校驗(yàn)方程為

奇偶監(jiān)督碼的編碼效率η較高,尤其是當(dāng)碼長(zhǎng)n

較大時(shí)這一特點(diǎn)更為明顯。檢測(cè)能力:檢測(cè)奇數(shù)個(gè)錯(cuò)。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院2610.2常用的簡(jiǎn)單編碼2.二維奇偶監(jiān)督碼(方陣碼、行列監(jiān)督碼或水平―垂直奇偶監(jiān)督碼)編碼方法:把m個(gè)信息碼字排列成一個(gè)方陣每個(gè)碼字構(gòu)成方陣的一行在每一行的最后按奇偶監(jiān)督規(guī)則

增加一位水平監(jiān)督位再按列的方向每列增加一位垂直

監(jiān)督位(包括行監(jiān)督位的列)2025/4/20信息與通信工程學(xué)院27可檢測(cè)每行的奇數(shù)個(gè)錯(cuò)和每列的奇數(shù)個(gè)錯(cuò);行列交叉可以檢測(cè)每行或每列的偶數(shù)個(gè)錯(cuò);但當(dāng)發(fā)生的錯(cuò)誤為剛好構(gòu)成矩形的四個(gè)錯(cuò)碼時(shí),則不能檢測(cè)出錯(cuò)誤。檢測(cè)能力:10.2常用的簡(jiǎn)單編碼2025/4/20信息與通信工程學(xué)院2810.2常用的簡(jiǎn)單編碼只有一行出現(xiàn)奇數(shù)個(gè)錯(cuò)碼時(shí),按行檢測(cè)可以判斷出錯(cuò)在那一行按列檢測(cè)可以確定該行的那一列發(fā)生了錯(cuò)誤行列交叉可以判斷錯(cuò)誤的位置,即可糾錯(cuò)糾錯(cuò)能力:2025/4/20信息與通信工程學(xué)院293.恒比碼(等重碼)每個(gè)許用碼含有相同數(shù)目的“1”。碼字中“1”與“0”的個(gè)數(shù)之比是恒定的,故稱恒比碼。碼字中“1”的個(gè)數(shù)稱為碼重,因此恒比碼又稱等重碼。對(duì)于某種特定的恒比碼,當(dāng)碼長(zhǎng)確定后,其“1”的個(gè)數(shù)就確定了。檢測(cè)中只要計(jì)算“1”的個(gè)數(shù)就可以確定是否發(fā)生錯(cuò)誤。恒比碼多用于電傳機(jī)中。10.2常用的簡(jiǎn)單編碼2025/4/20信息與通信工程學(xué)院303.恒比碼(等重碼)

我國(guó)電傳機(jī)傳輸漢字采用的是“5中取3”

恒比碼,

其碼長(zhǎng)為5,碼字中“1”的個(gè)數(shù)為3。這種碼我國(guó)稱為保護(hù)電碼。碼長(zhǎng)為5的二進(jìn)制數(shù)共有32種組合,選擇其中含有3個(gè)“1”的組合作為許用碼,為10個(gè)。10.2常用的簡(jiǎn)單編碼2025/4/20信息與通信工程學(xué)院31

我國(guó)的保護(hù)電碼與國(guó)際電碼阿拉伯?dāng)?shù)字保護(hù)電碼國(guó)際電碼阿拉伯?dāng)?shù)字保護(hù)電碼國(guó)際電碼00110101101500111000011010111110161010110101211001110017111001110031011010000801110011004110100101091001100011

10.2常用的簡(jiǎn)單編碼

漢字編碼:0000-9999西6007安13442025/4/20信息與通信工程學(xué)院3210.3線性分組碼一、線性分組碼概念線性分組碼是指信息位和監(jiān)督位滿足一組線性方程;其編碼規(guī)則可用一組線性方程來(lái)描述的分組碼。信息位k信息位k

監(jiān)督位r記為(n,k)n:碼元總的個(gè)數(shù)(總碼長(zhǎng))2025/4/20信息與通信工程學(xué)院3310.3線性分組碼系統(tǒng)碼:碼字的前一部分是連續(xù)k

位信息碼元,后一部分是連續(xù)r位監(jiān)督碼元,具有這種結(jié)構(gòu)的線性分組碼稱為系統(tǒng)碼。否則稱為非系統(tǒng)碼。糾錯(cuò)原理n

位長(zhǎng)的二進(jìn)制碼共有碼字。當(dāng)出現(xiàn)禁用碼字時(shí)就可以發(fā)現(xiàn)或糾正錯(cuò)誤。k位長(zhǎng)的二進(jìn)制碼共有碼字。許用碼字:禁用碼字:2025/4/20信息與通信工程學(xué)院3410.3線性分組碼二、線性分組碼的一致檢驗(yàn)(監(jiān)督矩陣)矩陣[H][H]矩陣是用來(lái)說(shuō)明監(jiān)督碼元與信息碼元之間關(guān)系的矩陣。以(7,3)碼(k=3,r

=4,n=7)為例:碼字矢量

C=[c6c5c4c3c2c1c0]

信息碼元:c6c5c4

監(jiān)督碼元:c3c2c1c0監(jiān)督方程為:r行2025/4/20信息與通信工程學(xué)院3510.3線性分組碼將方程系數(shù)寫(xiě)為矩陣形式2025/4/20信息與通信工程學(xué)院3610.3線性分組碼令[H]=稱[H]為線性分組碼的一致檢驗(yàn)矩陣(監(jiān)督矩陣)。[H]=[PI4]由:轉(zhuǎn)置2025/4/20信息與通信工程學(xué)院3710.3線性分組碼[H]的性質(zhì)(一):(1)[H]是階矩陣,即行數(shù)為監(jiān)督碼元個(gè)數(shù),

列數(shù)為碼長(zhǎng)。[H]中每行元素表明監(jiān)督方程中線性相關(guān)的碼元系數(shù)。故若[H]已知,則碼元之間的監(jiān)督關(guān)系唯一確定。[H]=2025/4/20信息與通信工程學(xué)院3810.3線性分組碼[H]的性質(zhì)(二):[H]=(2)[H]=[PI4],即[H]由兩部分組成,前半部稱為[P]矩陣,后半部[I]稱為單位矩陣。此時(shí),稱[H]為典型矩陣,只有系統(tǒng)碼才具有。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院3910.3線性分組碼[H]的性質(zhì)(三):(3)[H]是接收端檢錯(cuò)的依據(jù)。上節(jié)課程內(nèi)容(1)差錯(cuò)控制編碼的基本原理重復(fù)編碼的例子常用的差錯(cuò)控制方式降低有效性,提高可靠性。ARQ、反饋校驗(yàn)、FEC、HEC碼間距離d

(碼距、漢明距離)(碼組中任意兩個(gè)碼字之間對(duì)應(yīng)位上碼元取值不同的個(gè)數(shù)。)許用碼、禁用碼、最大似然準(zhǔn)則檢錯(cuò),d0≥e+1;糾錯(cuò),d0≥2t+1;既檢,又糾錯(cuò),d0≥e+t+1最小碼間距離d0

及檢錯(cuò)糾錯(cuò)能力、編碼效率2025/4/20信息與通信工程學(xué)院41上節(jié)課程內(nèi)容(2)系統(tǒng)碼線性分組碼線性分組碼概念(n,k)線性分組碼的一致檢驗(yàn)(監(jiān)督矩陣)矩陣[H]性質(zhì):(2)[H]=[PI4];(3)[H]是接收端檢錯(cuò)的依據(jù)。(1)階矩陣;線性分組碼的生成矩陣[G]2025/4/20信息與通信工程學(xué)院4210.3線性分組碼三、線性分組碼的生成矩陣[G][G]矩陣是在給定信息位的條件下,如何生成碼字的矩陣。仍以(7,3)碼(k=3,

r

=4,n

=7)為例:碼字矢量

C=[c6c5c4c3c2c1c0]信息碼元:

c6c5c4;監(jiān)督碼元:c3c2c1c0在監(jiān)督方程基礎(chǔ)上,加上信息碼元方程。監(jiān)督方程2025/4/20信息與通信工程學(xué)院4310.3線性分組碼監(jiān)督方程矩陣形式2025/4/20信息與通信工程學(xué)院4410.3線性分組碼轉(zhuǎn)置生成矩陣[G]碼字矩陣故有:2025/4/20信息與通信工程學(xué)院4510.3線性分組碼[G]的性質(zhì)(一):(1)[G]是階矩陣,即行數(shù)為信息碼元個(gè)數(shù),

列數(shù)為碼長(zhǎng)。故若[G]給定,則在已知信息碼元的情況下,就可得到碼字(生成矩陣)。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院4610.3線性分組碼[G]的性質(zhì)(二):(2)[G]=[IKQ]為標(biāo)準(zhǔn)生成矩陣,[G]中每行是互相獨(dú)立的(線性不相關(guān))。實(shí)際上,[G]中每行就是一個(gè)許用碼字。推論:由k互相獨(dú)立的碼字可構(gòu)成生成矩陣。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院4710.3線性分組碼[G]的性質(zhì)(三)(3)[G]與[H]的關(guān)系[G]=[IK

Q][H]=[PIr]可以證明:或如上例中:2025/4/20信息與通信工程學(xué)院4810.3線性分組碼[G]的性質(zhì)(四)(4)對(duì)偶碼將一碼組(A)中的[H]當(dāng)作另一碼組(B)中的[G],或反之,則稱B為A的對(duì)偶碼。如:則(7,4)為(7,3)的對(duì)偶碼。(5)封閉性

線性分組碼組中,任意兩個(gè)碼字之和仍是此碼組中的一個(gè)碼字。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院4910.3線性分組碼四、線性分組碼伴隨式及譯碼發(fā)送碼字為許用碼,滿足下式接收碼字是否有誤,可由下式判斷定義為錯(cuò)誤圖樣,當(dāng)時(shí),無(wú)誤碼。1.伴隨式滿足,無(wú)誤;不滿足,有誤2025/4/20信息與通信工程學(xué)院5010.3線性分組碼當(dāng)時(shí),認(rèn)為第i位發(fā)生了誤碼。將代入中,得:稱為伴隨式,又稱校驗(yàn)子。當(dāng)時(shí),無(wú)錯(cuò)誤出現(xiàn)。錯(cuò)誤圖樣2025/4/20信息與通信工程學(xué)院5110.3線性分組碼2.譯碼由接收碼字確定發(fā)送碼字進(jìn)而確定信息位的過(guò)程。若若無(wú)錯(cuò)誤出現(xiàn)發(fā)生誤碼10.3線性分組碼由確定的過(guò)程。以(7,3)碼為例:設(shè)碼字矢量

C=[1110100]若接收碼字矢量

R=[11100*00]

,則

E=[0000100]即是的第i列,確定。即由是的第幾列,判斷的位置。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院5310.3線性分組碼由伴隨式可檢測(cè)個(gè)錯(cuò)誤。要糾正小于或等于t

個(gè)錯(cuò),必須滿足或C

=(cn-1

cn-2…c0

)(t個(gè)錯(cuò)誤的可能位置數(shù))當(dāng)時(shí),無(wú)錯(cuò)誤出現(xiàn)。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院5410.3線性分組碼編碼效率

漢明碼是一種可以糾正單個(gè)隨機(jī)錯(cuò)誤的線性分組碼。編碼效率很高。漢明碼2025/4/20信息與通信工程學(xué)院5510.3線性分組碼例:2025/4/20信息與通信工程學(xué)院5610.3線性分組碼(4)編碼效率高。

(1)漢明碼長(zhǎng)漢明碼特點(diǎn)(2)信息位(3)最小碼距,糾錯(cuò)能力為。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院5710.4循環(huán)碼一、

循環(huán)碼的基本概念及碼多項(xiàng)式定義:具有循環(huán)性的線性分組碼。循環(huán)性:碼組中任一許用碼字(全“0”碼除外)循環(huán)左移(或循環(huán)右移)后所得到的碼字仍為該循環(huán)碼組中的另一許用碼字。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院5810.4循環(huán)碼一種(7,3)循環(huán)碼序號(hào)移位次數(shù)信息位監(jiān)督位序號(hào)移位次數(shù)信息位監(jiān)督位0

00000004610011101000111015410100112501001116311010013101110107211101002025/4/20信息與通信工程學(xué)院5910.4循環(huán)碼碼多項(xiàng)式:把循環(huán)碼中的碼字用多項(xiàng)式來(lái)表示,碼字中各碼元的取值作為碼多項(xiàng)式的系數(shù)。例:對(duì)碼2025/4/20信息與通信工程學(xué)院6010.4循環(huán)碼碼多項(xiàng)式運(yùn)算:[定理10.4.1]

若T(x

)是長(zhǎng)為n

的循環(huán)碼中某個(gè)許用碼字的碼多項(xiàng)式,則xi·T(x)

在按模xn+1運(yùn)算下,也是該循環(huán)碼中一個(gè)許用碼字的碼多項(xiàng)式。如:(7,3)循環(huán)碼中許用碼字0011101的碼多項(xiàng)式為則(模運(yùn)算)2025/4/20信息與通信工程學(xué)院6110.4循環(huán)碼(模運(yùn)算)

對(duì)應(yīng)的碼字為1101001,它是該(7,3)循環(huán)碼中的另一許用碼字,它是循環(huán)碼0011101左移3次后形成的。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院

6210.4循環(huán)碼[定理10.4.2]

在循環(huán)碼(n,k)中,n-k次冪的碼多項(xiàng)式有一個(gè),且僅有一個(gè),用g(x)表示。稱這唯一的n-k次多項(xiàng)式g(x)為循環(huán)碼的生成多項(xiàng)式。g(x)的常數(shù)項(xiàng)不為零。生成多項(xiàng)式及生成矩陣

一旦g(x)確定,則該(n,k)循環(huán)碼就被確定了。g(x)是循環(huán)碼中冪次最低的碼多項(xiàng)式。由它左移就可產(chǎn)生其它碼多項(xiàng)式。如xg(x)、x2g(x)、x3g(x)等。

用k個(gè)互相獨(dú)立的碼多項(xiàng)式g(x)、xg(x)、x2g(x)…

xk-1g(x)可以構(gòu)造出循環(huán)碼的生成矩陣

G(x)為2025/4/20信息與通信工程學(xué)院6310.4循環(huán)碼生成矩陣2025/4/20信息與通信工程學(xué)院6410.4循環(huán)碼例如,(7,3)循環(huán)碼中最高次冪為n-k次的碼字為0010111,其生成多項(xiàng)式g(x)=x4+x2+x+1。則利用上式可得其生成矩陣G(x)為上式不符合典型生成矩陣的形式。不是典型生成矩陣,編出的碼字不是系統(tǒng)碼。但作線性變化可以變換成典型生成矩陣的形式。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院6510.4循環(huán)碼設(shè)上例中信息碼為[c6c5c4],由G(x)可寫(xiě)該循環(huán)碼的多項(xiàng)式為推論:所有的碼多項(xiàng)式都可以被g(x)整除。2025/4/20信息與通信工程學(xué)院6610.4循環(huán)碼[定理10.4.3]

循環(huán)碼(n,k)生成多項(xiàng)式g(x)是xn+1的一個(gè)因式。產(chǎn)生g(x)的方法:對(duì)(xn+1)進(jìn)行因式分解,從中找出一個(gè)最高次冪為(n-k)次且常數(shù)項(xiàng)不為零的因式,作為生成多項(xiàng)式g(x)。例如:對(duì)于(7,3)循環(huán)碼,g(x)的最高次冪為4。可從(x7+1)中分解得到g(x)。x7+1=(x+1)(x3+x2+1)(x3+x+1)生成多項(xiàng)式可選為g1(x)=(x+1)(x3+x2+1)=x4+x2+x+1或g2(x)=(x+1)(x3+x+1)=x4+x3+x2+12025/4/20信息與通信工程學(xué)院6710.4循環(huán)碼循環(huán)碼的編碼及解碼1.編碼思想(系統(tǒng)碼)設(shè)信息碼多項(xiàng)式為m(x)

m(x)=mk-1x

k-1+mk-2x

k-2+…+m1x+m0

m(x)的最高次冪為k-1。將m(x)左移n-k位成為xn-km(x),其最高次冪為n-1。xn-km(x)的前一部分為

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