16、数字通信中的差错控制与调制技术

数字通信中的差错控制与调制技术

1. 差错控制编码

1.1 重复与删余比特处理

在差错控制编码中，编码器和解码器都必须知晓重复或删余比特的确切位置。解码器通常利用重复比特来提高接收符号的可靠性，因为重复接收输出意味着接收到了更多能量。相反，接收方会在数据被删余的位置放置标记，解码器将这些比特视为未知（既不是 0 也不是 1），并在计算码字汉明距离时不考虑这些删余位置。

1.2 数据传输流程

信息传输的顺序如下：
1. 源编码器将连续或离散的源信息转换为结构化且高效的比特序列。
2. 该数据序列经过循环冗余校验（CRC）过程，生成奇偶校验序列。
3. 组合后的序列进行前向纠错（FEC）编码。
4. 进行速率匹配过程，确保总比特序列适合系统的传输时间间隔。
5. 这些二进制比特通过数字调制过程进行传输。

在接收端，接收到的比特序列先进行速率解匹配，然后进行 FEC 解码，以确保获得高可靠性且理想情况下无错误的数据序列。接着，CRC 解码器检查是否发生错误，如果没有错误，则将解码后的序列传递给数据宿。这一过程链在当今几乎所有的数字电信系统中都有应用，其流程可通过以下 mermaid 图表示：

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