資料介紹
數(shù)字信號在傳輸過程中,由于受到干擾的影響,碼元波形將變壞。接收端收到后可能發(fā)生錯誤判決。由乘性干擾引起的碼間串擾可以采用均衡的辦法糾正。而加性干擾的影響則需要用其他辦法解決。在設(shè)計數(shù)字通信系統(tǒng)時,應(yīng)該首先從合理選擇調(diào)制制度、解調(diào)方法以及發(fā)送功率等方面考慮,使加性干擾不足以影響達到誤碼率要求。在仍不能滿足要求時,就要考慮采用本章所述的差錯控制措施了。一些通用的系統(tǒng),其誤碼率要求因用途而異,也可以把差錯控制作為附加手段,在需要時加用。
從差錯控制角度看,按照加性干擾引起的錯碼分布規(guī)律的不同,信道可以分為三類,即隨機信道( random channel) 。突發(fā)信道( burst channel) 和混合信道( mixed channel)。 在隨機信道中,錯碼的出現(xiàn)是隨機的,而且錯碼之間是統(tǒng)計獨立的。例如,由正態(tài)分布白噪聲引起的錯碼就具有這種性質(zhì)。在突發(fā)信道中,錯碼是成串集中出現(xiàn)的,即在一些短促的時間段內(nèi)會出現(xiàn)大量錯碼,而在這些短促的時間段之間存在較長的無錯碼區(qū)間。這種成串出現(xiàn)的錯碼稱為突發(fā)錯碼。產(chǎn)生突發(fā)錯碼的主要原因之一是 脈沖干擾,例如電火花產(chǎn)生的干擾。信道中的衰落現(xiàn)象也是產(chǎn)生突發(fā)錯碼的另-個主要原因。我們把既存在隨機錯碼又存在突發(fā)錯碼,且哪-種都不能忽略不計的信道稱為混合信道。對于不同類型的信道,應(yīng)該采用不同的差錯控制技術(shù)。差錯控制技術(shù)主要有以下四種。
?。?)檢錯( error detectiun) 重發(fā)( retransmissicn) :在發(fā)送碼元序列中加人差錯控制碼元,接收端利用這些碼元檢測到有錯碼時,利用反向信道通知發(fā)送端,要求發(fā)送端重發(fā),直到正確接收為止。所謂檢測到有錯碼,是指在- -組接收碼元中知道有一個或些錯碼,但是不知道該錯碼應(yīng)該如何糾正。在二進制系統(tǒng)中,這種情況發(fā)生在不知道一組接收碼元中哪個碼元錯了。因為若知道哪個碼元錯了,將該碼元取補即能糾正,即將錯碼“0”改為“1”或?qū)㈠e碼“1”改為“0“就可以了,不需要重發(fā)。在多進制系統(tǒng)中,即使知道了錯碼的位置,也無法確定其正確取值。
采用檢錯重發(fā)技術(shù)時,通信系統(tǒng)需要有雙向信道傳送重發(fā)指令。
?。?)前向糾錯:前向糾錯- -般簡稱FEC( Forward Error Correction)。這時接收端利用發(fā)送端在發(fā)送碼元序列中加入的差錯控制碼元,不但能夠發(fā)現(xiàn)錯碼,還能將錯碼恢復(fù)其正確取值。在二進制碼元的情況下,能夠確定錯碼的位置,就相當于能夠糾正錯碼。采用FEC時,不需要反向信道傳送重發(fā)指令,也沒有因反復(fù)重發(fā)而產(chǎn)生的時延,故實時性好。但是為了能夠糾正錯碼,而不是僅僅檢測到有錯碼,和檢錯重發(fā)相比,需要加入更多的差錯控制碼元。故設(shè)備要比檢測重發(fā)設(shè)備復(fù)雜。
?。?)反饋( fedback)校驗( checkout) :這時不需要在發(fā)送序列中加入差錯控制碼元。接收端將接收到的碼元原封不動地轉(zhuǎn)發(fā)回發(fā)送端。在發(fā)送端將它和原發(fā)送碼元逐- -比較。若發(fā)現(xiàn)有不同,就認為接收端收到的序列中有錯碼,發(fā)送端立即重發(fā)。這種技術(shù)的原理和設(shè)備都很簡單。但是需要雙向信道,傳輸效率也較低,因為每個碼元都需要占用兩次傳輸時間。
(4)檢錯刪除( deletion) :它和檢錯重發(fā)的區(qū)別在于,在接收端發(fā)現(xiàn)錯碼后,立即將其刪除,不要求重發(fā)。這種方法只適用在少數(shù)特定系統(tǒng)中在那里發(fā)送碼元中有大量多余度,刪除部分接收碼元不影響應(yīng)用。例如,在循環(huán)重復(fù)發(fā)送某些遙測數(shù)據(jù)時。又如,用于多次重發(fā)仍然存在錯碼時,這時為了提高傳輸效率不再重發(fā),而采取刪除的方法。這樣做在接收端當然會有少許損失,但是卻能夠及時接收后續(xù)的消息。
以上幾種技術(shù)可以結(jié)合使用。例如,檢錯和糾錯技術(shù)結(jié)合使用。當接收端出現(xiàn)少量錯碼并有能力糾正時,采用前向糾錯技術(shù);當接收端出現(xiàn)較多錯碼沒有能力糾正時,采用檢錯重發(fā)技術(shù)。
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