2 基本原理

2.1 通信系统和信道编码基本原理

2.1.1 通信系统

通信系统是用来完成信息传输的过程的技术系统的总称。现代通信系统主要是借助电磁波在自由空间的传播或者在导引媒体中的传输机理来实现，前者被称为无线通信系统，后者则称为有线通信系统。基本的通信系统一般由信源（发端设备）、信宿（收端设备）和信道（传输媒介）等组成，被称为通信的三要素。图2.1.1是基本的通信系统组成。

2.1.2 信道编码

由于移动通信存在干扰和衰落，在信号传输过程中将出现差错，故对数字信号必须采用纠、检错技术，即纠、检错编码技术，以增强数据在信道中传输时抵御各种干扰的能力，提高系统的可靠性。对要在信道中传送的数字信号进行的纠、检错编码就是信道编码。通常纠错码分为两大类，即分组码和卷积码。在移动通信系统中另一种纠错方法就是信令重发，解码时先存储再逐位判决，如重发五次，三次或三次以上均为1，则判1。文献综述

信道编码之所以能够检出和校正接收比特流中的差错，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。数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。

提高数据传输效率，降低误码率是信道编码的任务。信道编码的本质是增加通信的可靠性。但信道编码会使有用的信息数据传输减少，信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，从而达到在接收端进行判错和纠错的目的，这就是我们常常说的开销。这就好象我们运送一批易碎品一样，为了保证运送途中不出现打烂物品的情况，我们通常都用一些泡沫或海棉等物将这些物品包装起来，这种包装使这批物品所占的容积变大，原来一部车能装1000个的，包装后就只能装900个了，显然包装的代价使运送物品的有效个数减少了。同样，在带宽固定的信道中，总的传送码率也是固定的。由于信道编码增加了数据量，所以结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。编码效率等于有用比特数来除以总比特数，而不同的编码方式，其编码效率也有所不同。