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曹丽娜通信原理第六章概述:信道编码与调制

时间:2023-06-28 03:04:09 信息发展

信道编码与调制是通信原理中的重要内容,它们分别涉及到如何提高信道的可靠性和利用率。本文将根据曹丽娜通信原理第六章的内容,介绍信道编码与调制的基本概念、分类、原理和应用。

信道编码是指在发送端对信息源输出的数据进行一定的变换,以便在接收端能够更容易地检测和纠正由信道引起的错误。信道编码可以分为线性编码和卷积编码两大类。线性编码是指将k位信息码元转换为n位编码码元的过程,其中n>k,多出来的n-k位称为冗余位,用于提高纠错能力。线性编码可以进一步分为块式编码和循环编码两种。块式编码是指将信息分成固定长度的块,然后对每个块进行独立的编码。循环编码是指将信息分成固定长度的块,然后对每个块进行循环移位后再进行编码,从而使得每个块之间有一定的联系。卷积编码是指将k位信息码元转换为n位编码码元的过程,其中n>k,但不是一次性完成,而是通过一个有记忆性的结构逐步完成。卷积编码可以看作是一种动态的线性编码,它可以实现更高的纠错能力。

调制是指将信息信号通过某种方式改变载波信号的参数,从而使载波信号能够携带信息信号并适应信道传输的过程。调制可以分为模拟调制和数字调制两大类。模拟调制是指将模拟信息信号通过改变载波信号的幅度、频率或相位等参数来实现调制。模拟调制可以进一步分为幅度调制、角度调制和混合调制三种。幅度调制是指改变载波信号的幅度来实现调制,如振幅调制(AM)、双边带调制(DSB)、单边带调制(SSB)等。角度调制是指改变载波信号的频率或相位来实现调制,如频率调制(FM)、相位调制(PM)等。混合调制是指同时改变载波信号的幅度和角度来实现调制,如正交幅度调制(QAM)等。数字调制是指将数字信息信号通过改变载波信号的离散参数来实现调制。数字调制可以进一步分为键控调制、相干调制和非相干调制三种。键控调制是指改变载波信号的开关状态来实现调制,如开关键控(OOK)、频移键控(FSK)等。相干调制是指改变载波信号的相位来实现调制,如相位键控(PSK)、正交相位键控(QPSK)等。非相干调制是指改变载波信号的幅度来实现调制,如振幅键控(ASK)、正交振幅键控(QAM)等。

信道编码与调制的应用十分广泛,它们可以根据不同的信道特性和信息需求进行灵活的组合和设计,从而实现高效、可靠、安全的通信。例如,在无线通信中,由于信道的多径衰落和噪声干扰,通常需要采用卷积编码和频率调制等技术来提高信号的抗干扰能力和传输质量。在有线通信中,由于信道的带宽限制和频率衰减,通常需要采用循环编码和正交振幅调制等技术来提高信号的传输速率和利用率。在数字电视中,由于信号的多样性和复杂性,通常需要采用混合编码和正交幅度调制等技术来实现多种格式的兼容和转换。