3.8信道编码
采用数字传输时,所传信号的质量常常用接收比特中有多少是正确的来表示,并由此引出比特差错率(BER)概念。BER表明总比特率中有多少比特被检测出错误,差错比特数目或所占的比特要尽可能小。然而,要把它减小到0,那是不可能的,因为路径是在不断变化的。这就是说必须允许存在一定数量的差错,但还必须能恢复出原信息,或至少能检测出差错,这对于数据传输来说特别重要,对话音来说只是质量降低。
为了有所补益,可使用信道编码。信道编码,能够检出和校正接收比特流中的差错。这是因为加入一些冗余比特,把几个比特上携带的信息扩散到更多的比特上。为此付出的代价是必须传送比该信息所需要的更多的比特,但有效地减少差错。为了便于理解,我们举一简单例子加以说明。
假定要传输的信息是一个“0”或是一个“l”,为了提高保护能力,各添加3个比特:
信息 添加比特 发送比特
O 000 0000
1 111 1111
对于每一比特(0或1),只有一个有效的编码组(0000或l111)。如果收到的不是0000或1111,就说明传输期间出现了差错。比例关系是1:4,必须发送是必要比特4倍的比特。保护作用如何?
接收编码组可能为: 0000 0010 0110 0111 1111
判决结果: 0 0 X 1 1
如果4个比特中有1个是错的,就可以校正它。例如发送的是0000,而收到的却是0010,则判决所发送的是0。如果编码组中有两个比特是错的,则能检出它,如0ll0表明它是错的,但不能校正。最后如果其中有3个或4个比特是错的,则既不能校正它,也不能检出它来。所以说这一编码能校正1个差错和检出2个差错。
图3-26表示了数字信号传输的这一过程,其中信源可以是话音、数据或图像的电信号“s”,经信源编码构成一个具有确定长度的数字信号序列“m”,人为地在按一定规则加进非信息数字序列,以构成一个一个码子“c(信道编码),然后再经调制器变换为适合信道传输的信号。经信道传输后,在接收端经解调器判决输出的数字序列称为接收序列“R”,再经信道译码器译码后输出信息序列“m”,而信源译码器则将“m”变换成客户需要的信息形式“s”。
移动通信的传输信道属变参信道,它不仅会引起随机错误,而更主要的是造成突发错误。随机错误的特点是码元间的错误互相独立,即每个码元的错误概率与它前后码元的错误与否是无关的。突发错误则不然,一个码元的错误往往影响前后码元的错误概率。或者说,一个码元产生错误,则后面几个码元都可能发生错误。???因此,在数字通信中,要利用信道编码对整个通信系统进行差错控制。差错控制编码可以分为分组编码和卷积编码两类。





