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1. 信道編碼體制

1.1?Golay碼

1954年，M.J.Golay發(fā)現(xiàn)了Golay碼。

1.2?RM碼

1954年，LS.Reed和D.E.Muller發(fā)現(xiàn)了Reed-Muller碼（RM碼）。

1.3?RS碼

1960年，LS.Reed和G.Solomon發(fā)現(xiàn)了Reed-solomon碼(RS碼)。

1.4 BCH碼

1956年，D.Slepian給出了線性碼、群碼的系統(tǒng)描述。1957年，E.Prange發(fā)現(xiàn)了循環(huán)碼。同年， R.C.Bose和D.K.Ray-Chaudhuri獨立于A.Hocquenghem（1959年）發(fā)現(xiàn)了糾多個錯誤的碼，后來人稱之為BCH碼。

1.5?Goppa碼

1970年，V.D.Goppa發(fā)現(xiàn)了Goppa碼。1982年，M.A.Tsfasman、S.G.Vladut和T.Zink發(fā)現(xiàn)了代數(shù)幾何碼。

1.6?卷積碼

? 卷積碼的概念是由P.Elias于1955年發(fā)現(xiàn)的，級聯(lián)碼是由G.DForney于1966年提出的。實用分組碼的代數(shù)譯碼算法是1966年由E.R.Berlekamp提出的。1969年，J.L.Massey從序列綜合的角度重新推導了這一算法，后人稱之為Berlekamp-Massey算法（BM算法）。

1957年，J.M.Wozencraft提出了卷積碼的序列譯碼算法。1964年，R.M.Fano提出的Fano譯碼算法，也屬于序列譯碼算法。1967年，A.J.Viterbi提出了卷積碼的最大似然譯碼算法，后人稱之為Viterbi算法，在通信工程領域得到了廣泛應用。

1.7?Tubro碼

70年代末、80年代初（20世紀），G.Ungerboeck把編碼與調制相結合提出了網格編碼調制（TCM,trellis.codedmodulation）技術⑾，這是編碼理論的又一重要里程碑。 繼TCM之后，C.Ben.ou,A.Glavieux和P.Thitimajshima在1993年發(fā)現(xiàn)了Tubro碼， 這是編碼理論的重大發(fā)現(xiàn)。模擬結果表明，Tubro碼的性能距離Shannon限僅差零點幾dB。

1.8?LDPC碼

D.J.C.Mackay和R.M.Neal以及別的一些作者重新發(fā)現(xiàn)了R.G.Gallager于 60年代（二十世紀）提出的低密度一致校驗（LDPC,low-densityp arity-check）碼⒀，其 性能與Turbo碼差不多。

2. 信道編碼的應用

目前常用的信道編碼體制有BCH碼、RS碼、卷積碼、Turbo碼和LDPC碼等。

信道編碼的應用領域主要包括深空通信、衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)傳輸、移動通信、文件傳輸和數(shù)字音頻/視頻傳輸?shù)取?/span>

2.1?線性分組碼

其中BCH碼和RS碼都屬于線性分組碼的范疇，在較短和中等碼長下，具有良好的糾錯性能；

2.2?卷積編碼應用

卷積碼在編碼過程中引入了寄存器，增加了碼元之間的相關性，在相同復雜度下可以獲得比線性分組碼更高的編碼增益；

卷積編碼作為信道編碼方式中最重要一種，被廣泛使用于衛(wèi)星通信、無人機測控、深空通信、移動通信、水聲通信等數(shù)字通信系統(tǒng)，甚至被采納到某些無線通信的標準之中，如GSM、IS-95和CDMA2000的標準。

衛(wèi)星通信中，卷積碼作為其傳輸信道編碼中雙層級聯(lián)碼的內碼，與外碼R-S碼一起，可以有效地糾正隨機和突發(fā)錯誤，在碼率為10^-5時，其編碼增益可達 6.7dB，大大提高了衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸質量，而且節(jié)省了衛(wèi)星功率。約束長度K=7，碼 率為1/2和1/3的Odenwalder卷積碼己經成為商業(yè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的標準編碼方法。?

無人機測控中，與傳統(tǒng)的信道改善控制指令傳輸誤碼的方式比較，利用卷積碼對無人機遙控信道進行編碼，在一定信道條件下，其控制指令傳輸誤碼有明顯下降。在碼速率不增加的條件下，無人機系統(tǒng)控制指令傳輸可靠性得到明顯改善。

第三代移動通信（3G）系統(tǒng)中，卷積碼也得到了廣泛的應用，起著非常重要的作用。

2.3?Turbo碼

Turbo碼和LDPC碼在碼長較大時性能優(yōu)異，能極大逼近Shannon理論極限。Turbo碼已在第三代移動通信CDMA2000和WCDMA的信道編碼方案[獲得了主導地位。對Turbo碼的研究引發(fā)了基于圖模型的編譯碼和迭代譯碼的熱潮。

2.4?LDPC碼

低密度奇偶校驗碼（Low Density Parity Check Codes，LDPC碼），系統(tǒng)性能離Shannon極限越來越近。

90年代以來，Mackay等人在研究過程中重新發(fā)現(xiàn)LDPC碼并意識到在編譯碼復雜度較低的情況下其糾錯能力具有接近并有可能超越Turbo碼的性能，出現(xiàn)了LDPC碼的研究熱潮。目前，LDPC碼被認為是迄今為止性能最好的碼，成為當今信道編碼領域最矚目的熱點。

LDPC碼描述簡單，具有較大的靈活性和較低的差錯平底特性，可實現(xiàn)并行操作，譯碼復雜度低，適合硬件實現(xiàn)，吞吐量大，極具高速譯碼的潛力。已被認為是一類可與Turbo碼相媲美的信道編碼方案。LDPC碼極可能取代Turbo碼而成為第四代移動通信的首選編碼方案。

基于LDPC碼的上述優(yōu)異性能，近幾年國際上對LDPC碼的理論研究以及工程應用和VLSI(Very Large Scale Integrated Circuits，超大規(guī)模集成電路)實現(xiàn)方面的研究都已取得重要進展。LDPC碼可廣泛應用于第四代移動通信系統(tǒng)、深空通信、光纖通信、衛(wèi)星通信、電纜調制解調器、高速與甚高速率數(shù)字用戶線（Digital Subscriber Line，DSL）、光和磁記錄系統(tǒng)等。

3. 研究背景

數(shù)字通信系統(tǒng)實際信道中，存在著各種對傳輸信息產生不同程度影響的噪聲和干擾，這就使信息從信源傳送給信宿的過程中，不可避免地發(fā)生錯誤，使發(fā)送的碼字與信道傳輸后所接收的碼字之間存在差異，稱這種差異為差錯。為抗擊干擾和噪聲的影響，減少差錯的發(fā)生，往往要根據(jù)一定的規(guī)律人為地在待發(fā)送信息碼中加入一些多余的碼元，使其具有自動檢錯或者糾錯能力，以保證傳輸過程的可靠性，這就是信道編碼技術。采用信道編碼技術，可以對數(shù)據(jù)傳輸進行差錯控制，大大降低誤碼率，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?#xff0c;實現(xiàn)穩(wěn)定通信。

數(shù)字通信系統(tǒng)中，根據(jù)傳輸信息的特征采用不同的信道編碼技術可以達到不同數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性、可靠性效果，但是同時增加了分析和處理接收信息的復雜度。要恢復原始信息序列，首先要識別信道編碼體制，因此信道編碼識別技術在許多領域都有著十分重要的意義 ：

? 信號截獲領域，如何根據(jù)截獲數(shù)據(jù)快速地識別出編碼體制以獲取更多的原始信息，從而為通信偵察提供可靠依據(jù)，為通信對抗提供技術支持，具有重要的實際應用價值。

協(xié)作通信領域，傳輸過程由于受到信道、時延等因素影響，可能造成相關控制信息不能及時、準確地到達對方，接收方為了實時獲取傳輸信息，也需要編碼體制的識別技術。

智能移動通信、多點廣播通信等領域，隨時間和環(huán)境的變化需要實時改變信道編碼體制，以獲得最優(yōu)的通信效率和服務質量。在這種通信環(huán)境中，一般無法通過協(xié)議實現(xiàn)多方通信者的同步聯(lián)絡，因此也需要接收多方能夠僅通過信號內容實現(xiàn)編碼參數(shù)的識別，以達到智能通信的目的。

《待續(xù)詳細》

《作者：1279682290》

總結

以上是生活随笔為你收集整理的通信算法之二：信道编码译码 BCH码、RS码、卷积码、Turbo码、LDPC码的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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