信道編碼方法是對信源或信源編碼器的輸出進行變換，以期達到或逼近信道編碼定理理論結果的方法。仙農的廣義編碼中包括糾錯編、解碼和調製、解調部分，但通常的信道編碼僅指用於提高通信可靠性，即能檢出和（或）糾正傳輸中出現錯誤的編碼。
基本介紹
- 中文名：信道編碼方法
- 外文名：channel coding method
- 套用學科：通信
目的,分類,分組碼,數碼,基本內容,解碼,展望,
目的
信道編碼的本質是增加通信的可靠性，或者說增加整個系統的抗干擾性。對信道編碼有以下要求：1.透明性：要求對所傳訊息的內容不加任何限制；2.有糾錯能力；3.效率高：為了與信道頻譜匹配和具有糾錯能力，通常要向原信號添加一些碼，要求加入最少的比特數而得到最大的利益；4.包含適當的定時信息。在這些要求中，除編碼的必須信息外，所作的處理主要有兩條：一是要求碼列的頻譜特性適應通道的頻譜特性從而使傳輸過程中能量損失最小，提高信噪比。減少發生差錯的可能性；二是增加糾錯能力，使得即便出現差錯，也能得到糾正。
分類
單純用於檢錯的編碼稱作檢錯碼，用於糾錯或糾檢相結合的編碼稱作糾錯碼。作為信道編碼主要方法的糾錯碼是1950年由R．W．漢明所開創的。按糾正錯誤的類型不同可有糾隨機錯誤碼、糾突發錯誤碼、糾位元組(byte)錯誤碼和糾運算錯誤的算術運算碼等；按構造方法的不同可分為分組碼和樹碼兩大類。
分組碼
分組碼將M個可能的符號序列分別映射成長為n的信道符號序列(碼字）。映射規則滿足線性關係的稱為線性碼，否則就稱為非線性碼。碼字x與y之間對應位取不同值的碼元個數定義為其間的漢明距離，以d(x，y)表示。碼的最小距離
，E是碼字集合，以[n，M，d0]表示。線性碼構成n維線性空間中的一個k維子空間，以(n，k，d0)表示。若子空間是循環的，則稱為循環碼，可用有限域中的多項式理論描述。分組碼中最重要的結果都是由代數理論給出的，故又稱作代數編碼。用代數幾何曲線構造分組碼，稱作代數幾何碼。
數碼
樹碼具有樹形結構，可用樹形圖描述。狀態有限的樹圖可簡併成格狀圖，稱相應碼為格狀碼或格圖碼。常用的時不變線性卷積碼也可用格狀圖描述，因為可作可作為格圖碼中的一類。
將兩個以上的碼級連構成的碼稱作級連碼，它具有更好的糾錯性能且易於實現。兩級級連碼的內碼和外碼可分別選用不同的分組碼或卷積碼，並被廣泛套用。
基本內容
信道編碼研究的主要問題是碼的性能限、如何設計碼、如何解碼。碼的信息率R=logM/N，線性碼時R=k/N，碼的糾錯能力為d0/N。二元分組碼的R與d0/N的關係限如圖所示。已找到的大多數分組碼的漸近性能都不理想，隨著碼長N加大，保持
d0/N不變時其k/N→0，即有糾錯能力時傳信率將為零。反之當k/N不變時，d0/N→0，這說明無望實現編碼定理的結果。而戈帕碼、代數幾何碼為步出這一困境帶來希望。卷積碼也有類似的性能限。
解碼
解碼是糾錯碼的一個重要研究課題。常用的分組碼解碼法有R．E．勃拉赫特等提出的疊代算法、擇多邏輯解碼法、軟判決解碼法等，隨著碼長和糾錯個數增大，解碼複雜性都呈指數增長。卷積碼雖沒有像分組碼那樣有效的代數構碼法，但解碼的發展卻很快，廣泛採用的有擇多邏輯、維特比、序列、堆疊存儲等解碼法。維特比算法可實現最大似然解碼。序列和堆疊存儲法可近似實現最大似然解碼，且解碼複雜性不是約束長度的指數函式。
信道編碼已獲得廣泛實用，差錯控制已成為通信系統設計中的一項標準技術。
展望
信道編碼的發展趨勢是調製和解調、信源編碼和密碼相結合。例如採用格狀糾錯碼與正交調製相結合的TCM體制，採用格狀糾錯碼與矢量量化相結合的TCQ體制，以及與加密、解密相結合的體制等。
資訊理論的通信系統框圖中的編解碼器曾被劃分成許多子框去完成不同的使命，隨著理論和技術的發展 已有可能將其中某些部分合起來處理，信息處理定理指出，這樣做可以減少信息損失、提高系統的性能。
