通信原理教程之差错控制编码的详细资料说明

　　数字信号在传输过程中，由于受到干扰的影响，码元波形将变坏。接收端收到后可能发生错误判决。由乘性干扰引起的码间串扰可以采用均衡的办法纠正。而加性干扰的影响则需要用其他办法解决。在设计数字通信系统时，应该首先从合理选择调制制度、解调方法以及发送功率等方面考虑，使加性干扰不足以影响达到误码率要求。在仍不能满足要求时，就要考虑采用本章所述的差错控制措施了。一些通用的系统，其误码率要求因用途而异，也可以把差错控制作为附加手段，在需要时加用。

　　从差错控制角度看，按照加性干扰引起的错码分布规律的不同，信道可以分为三类，即随机信道（ random channel） 。突发信道（ burst channel） 和混合信道（ mixed channel）。 在随机信道中，错码的出现是随机的，而且错码之间是统计独立的。例如，由正态分布白噪声引起的错码就具有这种性质。在突发信道中，错码是成串集中出现的，即在一些短促的时间段内会出现大量错码，而在这些短促的时间段之间存在较长的无错码区间。这种成串出现的错码称为突发错码。产生突发错码的主要原因之一是 脉冲干扰，例如电火花产生的干扰。信道中的衰落现象也是产生突发错码的另-个主要原因。我们把既存在随机错码又存在突发错码，且哪-种都不能忽略不计的信道称为混合信道。对于不同类型的信道，应该采用不同的差错控制技术。差错控制技术主要有以下四种。

　　（1）检错（ error detectiun） 重发（ retransmissicn） ：在发送码元序列中加人差错控制码元，接收端利用这些码元检测到有错码时，利用反向信道通知发送端，要求发送端重发，直到正确接收为止。所谓检测到有错码，是指在- -组接收码元中知道有一个或些错码，但是不知道该错码应该如何纠正。在二进制系统中，这种情况发生在不知道一组接收码元中哪个码元错了。因为若知道哪个码元错了，将该码元取补即能纠正，即将错码“0”改为“1”或将错码“1”改为“0“就可以了，不需要重发。在多进制系统中，即使知道了错码的位置，也无法确定其正确取值。

　　采用检错重发技术时，通信系统需要有双向信道传送重发指令。

　　（2）前向纠错：前向纠错- -般简称FEC（ Forward Error Correction）。这时接收端利用发送端在发送码元序列中加入的差错控制码元，不但能够发现错码，还能将错码恢复其正确取值。在二进制码元的情况下，能够确定错码的位置，就相当于能够纠正错码。采用FEC时，不需要反向信道传送重发指令，也没有因反复重发而产生的时延，故实时性好。但是为了能够纠正错码，而不是仅仅检测到有错码，和检错重发相比，需要加入更多的差错控制码元。故设备要比检测重发设备复杂。

　　（3）反馈（ fedback）校验（ checkout） ：这时不需要在发送序列中加入差错控制码元。接收端将接收到的码元原封不动地转发回发送端。在发送端将它和原发送码元逐- -比较。若发现有不同，就认为接收端收到的序列中有错码，发送端立即重发。这种技术的原理和设备都很简单。但是需要双向信道，传输效率也较低，因为每个码元都需要占用两次传输时间。

　　（4）检错删除（ deletion） ：它和检错重发的区别在于，在接收端发现错码后，立即将其删除，不要求重发。这种方法只适用在少数特定系统中在那里发送码元中有大量多余度，删除部分接收码元不影响应用。例如，在循环重复发送某些遥测数据时。又如，用于多次重发仍然存在错码时，这时为了提高传输效率不再重发，而采取删除的方法。这样做在接收端当然会有少许损失，但是却能够及时接收后续的消息。

　　以上几种技术可以结合使用。例如，检错和纠错技术结合使用。当接收端出现少量错码并有能力纠正时，采用前向纠错技术;当接收端出现较多错码没有能力纠正时，采用检错重发技术。