无线通信中FEC 编码原理及评价(2)

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大家好,前面我们给大家介绍了无线通信中FEC编码原理,今天继续献上FEC 编码原理及评价(2),希望对大家有所帮助~

二. FEC的原理及种类

   1. FEC的原理

简单的说,FEC是一种为数据传输而设计的差错控制技术。发送端在需要传输的数据中加入冗余数据。接收端则根据这些冗余数据检测出整个数据中的误码。当接收端检测出码字中的错误,立即将它们改正。

FEC利用了Shannon-Hartley定理中给出的传输速率(或信息比特速率)Rb 和信道容量Rmax 的区别。在一段足够长的码字中使用FEC,付出了增加传输延迟的代价来降低误码率Pb [Schwartz,1987]。增加的延迟主要来自这几方面:需要组合将要传送的码字,接收到数据后需要花时间来计算从而检测出错误并改正。然而,差错控制的好处往往要比由于处理FEC所带来的延迟重要的多。

   2. FEC工作机制

 

上图表示的是利用了FEC的整个通信过程。在最开始阶段,信源将产生一串信息比特。在编数据在编码器中编码,在这个过程中,原始数据的前面将会加入(n-k)个冗余比特(也称作校验比特)。n表示整个数据的比特数,k表示原始信息的比特数。冗余码,也称作纠错码,与原始信息有一种特殊的计算关系,这样接收端就可以根据冗余码来纠正数据中的错误。这里的一个很重要的参数就是冗余度,表示为(n-k)/n。在特定的带宽中,整个传输数据的长度是有限制的。也就是说,冗余度越高,数据中的信息含量就越少。然而,当冗余度到达一定高度时,就可以保证接收端接收信息的准确性。之后,经过调制器(modulator)的数据就变成了可以发送到信道中的信号。经过信道的传输后,接收端收到信号,解调信号使其从模拟信号还原为数字格式。由于冗余码和原始的信息存在特定的关系,解码器(decoder)则可以检测其中的错误并得到原始的比特。最后将这些数字信息传给信宿。

3. FEC的种类

FEC码主要有两个种类,块状码和卷积码。

块状码主要作用于固定长度的数据块(包)或者预先定义长度的符号。一段数据含有n比特,其中有k个信息比特,剩下的就是冗余比特。实际操作中块状码可以被解码到特定的长度,并且冗余码只与统一块中的信息码相关。块状码也有许多类型,比如Reed-Solomon编码,Golay,,BCH,多维度校验,和Hamming码。

卷积码主要作用于随即长度的比特或符号流。与块状码不同,卷积码不是只与在同一块中的信息码相关,而是与前一块的码字相关。这种FEC要比另外一种复杂。

后续中我们仍会继续献上更多无线通信中FEC编码原理的相关知识,期待您的评论于意见哦~~~

未完待续

文/纪桐