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  • 信道编码与信源编码的不同
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    2022-01-21 19:16:00

    信源编码是以提高通信有效性为目的的编码。信源编码的效率通常是通过压缩信源的冗余度来实现的,比如说《在水一方》相对《蒹葭》就有冗余度,那么用信源编码的挑剔眼光来看,表达同样的信息量前者占用了更多的比特位,那么它就不是一个好的信源编码。
    概括一点来说,信源编码追求的是相同信息量的最少比特位。
    可是在一个通信系统中要能完成端对端的信号传递,光有信源编码是不够的。这句话有点匪夷所思,因为我们刚刚说了只要进行奈奎斯特采样就可以把原始信号无遗漏地完全表述清楚了,为什么这样做还不够?下面简单类比一下。
    对于一个通信系统而言,我们可以把它类比成一个教育体系,先且假设发送端是老师,接收端是学生。我们知道,教学体系追求的目标是让学生完全听懂老师所讲的,那么通信系统追求的就是让接收端无差错地收到发送端发出的信号。
    老师的讲课内容可以比作信源编码,一个是对知识的表述方式,一个是对信号的表述方式,没有本质的区别。这样一类比你就会发现,很遗憾,光靠老师的讲课内容是无法达成教育体系的目的的,你可能上课会走神,可能有东西没听懂,还可能有东西你没听懂但自以为听懂了,你怎么能保证光凭听课就能保证教学体系的终极目标——完全弄明白老师所讲的内容呢?所以,除了老师授课以外,还安排课后习题让学生

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    信源编码:source coding(对应信源解码)

    信源编码:为了提高通信有效性而对信源符号进行的变换,换言之,为了减少或消除信源冗余度而进行的信源符号变换。具体说,就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法,把信源输出符号序列变换为最短的码字序列,使后者的各码元所载荷的平均信息量最大,同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。其作用有二:一是数据压缩;二是转换

    最原始的莫尔斯电码,还有ASCII码和电报码都是信源编码。现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码算术编码、L-Z编码,这三种都是无损编码。当然还有有损编码,略过。

    以简单的数据压缩为例即可说明信源编码的应用。若有一离散、无失真、无记忆信源,它含有五种符号U0~U4及其对应概率Pi,对它进行两种编码:等长码和最佳哈夫曼码(见下表)。

    其中,等长码的平均码长=3,即三位码。若采用哈夫曼编码,平均码长不足两位码:

    信道编码:channel coding(对应信道解码)

    为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余来提高抗干扰能力和纠错能力,是提高信道可靠性的理论和方法。分为两类:信道编码定理、构造性的编码方法

    通常纠错码分为两大类,即分组码和卷积码。主要包括:线性分组码、卷积码、级联码、Turbo码和LDPC码。其中分组码又分为:汉明码,格雷码,循环码(BCH码,RS码,CRC循环冗余校验码)。

    2.1.纠错编码发展历史

    1948年,香农提出一位纠错码(码字长=7,信息码元数=4)。

    1949年,出现三位纠错的格雷码(码字长=23,信息码元数=12)。

    1950年,美国数学家R.W.汉明提出著名的汉明码,对纠错编码产生了重要的影响。

    1955年,出现卷积码,至今仍有很广泛的应用。

    1957年,出现了循环码,便于应用代数理论进行设计,构造简单,也容易实现。

    1959年,出现了能纠正突发错误的哈格伯尔格码和费尔码。

    1959年美国的R.C.博斯和D.K.雷·乔达利与法国的A.奥昆冈几乎同时独立地发表一种著名的循环码,后来称为BCH码(即Bose-Chaudhuri-Hocquenghem码)。

    1965年,提出序贯译码序贯译码已用于空间通信

    1967年,A.J.维特比提出最大似然卷积译码,称为维特比译码。

    1978年,出现矢量编码法,是一种高效率的编码技术。

    1980年,用数论方法实现里德-所罗门码(Reed-Solomon码),简称RS码。它实际上是多进制的BCH码。这种纠错编码技术能使编码器集成电路的元件数减少一个数量级

    3.信源编码

    广义的信源编码包括模数转换(即把模拟量变换成二进制的数字量)和数据压缩(即对这些数字量进行编码来降低数码率)两个方面。信源编码的主要任务是压缩数据。

    3.1信源编码发展历史

    1951年,香农证明:当信源输出有冗余的消息时可通过编码改变信源的输出,使信息传输速率接近信道容量

    1948年,香农提出能使信源与信道匹配的香农编码。

    1949年,美国麻省理工学院的R.M.费诺提出费诺编码

    1951年,美国电信工程师D.A.霍夫曼提出更有效的霍夫曼编码

    此后又出现了传真编码图像编码和话音编码,对数据压缩进行了深入的研究。

    3.2 四种基本方法

    匹配编码

    这种方法是根据编码对象的出现概率(概率分布),分别给予不同长短的代码,出现概率越大,所给代码长度越短。这里所谓匹配就是指代码长度与概率分布相匹配。莫尔斯码是一种匹配编码。匹配编码还常采用去相关性的方法进一步压缩数据。

    变换编码

    这种方法是先对信号进行变换,从一种信号空间变换成另一种信号空间,然后针对变换后的信号进行编码。变换编码在话音和图像编码中有广泛的应用。目前常用的变换编码有预测编码和函数编码两类。预测编码是根据信号的一些已知情况来预测信号即将发生的变化。它不传送信号的采样值,而传送信号的采样值与预测值之差。预测编码用在数字电话和数字电视中。函数变换最常用的是快速傅里叶变换(FFT)、余弦变换、沃尔什变换哈尔变换阿达马变换等。通过变换可得到信号的频谱特性,因而可根据频谱特点来压缩数码。

    矢量编码

    这种方法是将可能传输的消息分类按地址存储在接收端的电子计算机数据库中,发送端只发送数据库的地址,即可查出消息的内容,从而大大压缩发送的数据。

    识别编码

    这种方法主要用于有标准形状的文字、符号和数据的编码。但话音也可以进行识别编码。识别编码的作用不仅限于压缩数据,它在模式识别中也有广泛的应用。常用的识别方法有关联识别和逻辑识别等方法。识别编码可大大压缩数据。例如,用话音识别的方法传输话音,平均数码率小于100比特/秒。而用Δ调制话音的方法传输话音,数码率达38400比特/秒。两者相差约400倍。但识别编码在恢复时是根据一个代码恢复一个标准声音,只能用于不必知道发话人是谁的特殊电话和问答装置。识别编码用于文字传输时,恢复出来的都是印刷体符号,只能用于普通电报。

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    一.信源编码和信道编码的发展历程

    信源编码:

        最原始的信院编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。信源编码的目标就是使信源减少冗余,更加有效、经济地传输,最常见的应用形式就是压缩。

    相对地,信道编码是为了对抗信道中的噪音和衰减,通过增加冗余,如校验码等,来提高抗干扰能力以及纠错能力。

    信道编码:

    1948年Shannon极限理论

    →1950年Hamming码

    →1955年Elias卷积码

    →1960年 BCH码、RS码、PGZ译码算法

    →1962年Gallager LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)码

    →1965年B-M译码算法

    →1967年RRNS码、Viterbi算法

    →1972年Chase氏译码算法

    →1974年Bahl MAP算法

    →1977年IMaiBCM分组编码调制

    →1978年Wolf 格状分组码

    →1

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  • matlab_关于信道编码信源编码的通原试验通信仿真试验
  • 本代码是关于通信系统仿真平台的matlabGUI实现,其中包括信源信道编码,调制、解调,信道复用等技术。
  • 通俗易懂解释信源编码与信道编码的区别联系
    1、
    信源编码的主要作用是:在保证通信质量的前提下,尽可能的通过对信源的压缩,提高通信时的有效性。就是让通信变得更加的有效率。以更少的符号来表示原始信息,所以减少了信源的剩余度。
    信道编码的主要作用是:通过对做完信源编码后的信息加入冗余信息,使得接收方在收到信号后,可通过信道编码中的冗余信息,做前向纠错。保证通信的可靠性。
    
    2、信源编码的作用一是将模拟信号转化为数字信号,二是对数据进行压缩;信道编码则是通过添加一定的校验位,来提高码自身的纠错能力的手段。
    不管你在什么通信中,信道编码的目的都是为了传输的可靠性。信道编码和信源编码的差别是,信源编码考虑的是如何编码能够尽量利用信道,好的信源编码可以达到信道容量,即通信的有效性;信道编码实际就是检错和纠错。
    ​​​​​​​
    3、信源编码指信号源编码主要指接口进,信道编码说信号通道编码般指机内电路。
     举个例子,要运一批碗到外地,首先在装箱的时候,将碗摞在一起,这就类似是信源编码,压缩以便更加有效率。然后再箱子中的空隙填上报纸,泡沫,做保护,就像信道编码,保证可靠。

    来源:信源编码的目的是什么?与信道编码的区别与联系是什么?为什么信源编码可以减少信源的剩余度?

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  • 最原始的信院编码就是莫尔斯电码,另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。但现代通信应用中常见的信源编码方式有:Huffman编码、算术编码、L-Z编码,这三种都是无损编码,另外还有一些有损的编码方式。信源编码的...
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  • 包含各个模块:信源,信道,同步,信道估计,信道编码,误码率计算等,希望可以帮助大家更好的理解OFDM系统。
  • 本书描述了编码的理论,介绍了信道编码信源编码
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