如何提升计算机在信道编码的处理应用效率

何大宇

摘要：随着我国科学技术的不断创新，计算机技术越发高端。大数据时代降临，计算机的应用愈加广泛。计算机技术使各行各业的发展得到了一定程度的提高，为我们的生活提供了很多的方便，对我们的工作也有一定程度的助力。例如可以利用计算机技术提高信道编码的处理应用效率。关于计算机技术结合信道编码的研发还在继续，计算机技术的改革创新在不断地进行着。

关键词：计算机技术;信道编码;

1.信道编码

无线信号的应用是信息技术发展的一个历史性的里程碑，但是无线信号非常敏感，并且容易受到干扰，严重的还会导致收发数据不一致，例如发出的数据是10110，收到的数据却是1000。.所以，为了保障收发数据的稳定性引用一种新技术——信道编码技术。在此之前，大部分人们一直采取增加发射信号的功率和重新传输的方法去避免通信之中的数据错误，直到香农定理的提出，大家才知道，原来可以利用信道编码的来减少通信过程中的干扰影响。

1.1信道编码的任务

信道编码是在信源编码的基础上，将通过信源编码压缩过的信息解压，人为增加冗余纠错信息进去，使信源编码后的数据率（比特率）在信道传输过程中使用前向纠错（FEC）控制方式，将信息在运输过程中受到干扰的导致的信息不准确的可能性降到最低。信源编码的应用是将要发出的模拟信号转成数字信号，并且对将要传输的数据进行压缩。而信道编码是利用一些校验位增强纠错的能力。

信道编码也有其应尽的职责，例如：在提高数据传输效率，降低误码率等方面。但所有的事物都是优点与缺点并存的，信道编码也不例外，使有用的信息數据传输减少就是其缺点

信道可靠性是可以通过信道编码器以及译码器的共同作用来进行提升的。作为信息论的内容之一的信道编码大致分为两类。

1.1.1理想编码器、译码器都会存在例如：信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输的问题，信道编码定理则能在一定程度上解决此类问题。

1.1.2性能界限能达到什么样的程度是构造性的编码方法应去探寻的。信源作为信源编码的第一分类依据，有其自身的特点，包括：有是否已知、有无失真或限定失真、有无记忆信源的编码;编码方法作为信源编码的第二分类依据，包括：是否为分组码、是否为等（变）长码等。离散、平稳、无失真信源的编码，是统计特性已知条件下最常讨论的问题，那么对于此类问题提出的消除方式有：统计匹配编码和解除相关性编码消除。

1.2纠错编码是信道编码的一种，基本原理是发送信号的一端在等待传输的信息序列时按照特定的方式添加一些用于完成纠错、检错的冗余监督码元，形成一个码字再送到信道进行传输;在接收信号的一端则按照同样的方式检查收到的码是否出现错误，若发生的错误数不大于纠错码的纠错、检错能力，则可发生错误并且要求发端重新发送该信息序列或者自动加以纠正。纠错编码包括BCH码、Reed-Solomen码和卷积码。BCH码和Reed-Solomen码是两种具有代表性的线性分组、循环码，对于二元随机噪声有很强的纠错能力，所以普遍应用于各种实际的差错控制系统。

2.如何利用计算机技术实现信道编码和有效传输

信道编码的主要目的是进行可靠的通信传输，保证信息传输的可靠性。信道编码和信源编码的主要差异是信源编码的编码过程要考虑信道的因素，高效的信源编码能够达到信道编码的目的，即保证信息的可靠性，而信道编码只能用于检查错误。

比如，当想要运输一批陶瓷时，将陶瓷集装在一起，这种方式可以看作是信源编码，将信息压缩在一起方便运输，加快速率。而在集装箱中加入一些防护装置，例如泡沫等用于保护作用，这就相当于是信道编码，使传输的信息安全可靠。而利用将计算机技术融入进来就相当于利用计算机技术设计集装箱中的保护装置。计算机技术可以模拟通信过程，预估误码率等并计算出最有效的码，将信道编码的作用更完善，提高运输效率。

利用计算机MATLAB可以仿真信道编码传输过程，以编写预定控制程序实现预计算有效控制差错，还可以绘制编码差错保护传输示意图，实现高效率传输。对信道编码进行仿真测试可以在根本上增加信道编码的保护作用，防止出现误码。

利用计算机编程技术还能预设差错概率等带宽，容量等有效控制，从而实现计算机在信息编码处理精准上实现数据率的有效传输。比如，利用蒙特卡罗计算机仿真估算数字通信系统中的误码率。在二进制双极性通信系统中的蒙特卡罗仿真方法模拟通信过程然后统计得出数值解。利用计算机预设编码程序还可以计算有效代码，已经调制，解调数据率的差错率控制等。可以建立蒙特卡罗仿真模型测试信道编码的分组码和卷积码等，通过计算得出误码率。

3.结语

综上所述，由于不同领域中需要处理的信息越来越多，所以应用信道编码的地方也越来越多，因此利用计算机提升信道编码的处理应用效率势在必行。将计算机技术应用在处理信道编码上可以很大程度的提高运行速度，并保障信息传输的准确性、可靠性，保障信息不丢失、不出错，利用最少的人力物力创造最高的效益。我国的计算机技术还在不断的发展，日新月异，依旧需要努力创新不断完善，从而为人们的生活提供更方便的条件。

4.参考文献

[1] 刘玉君. 信道编码 （修订版）[M]. 河南科学技术出版社， 1992.

[2] 解辉， 黄知涛， 王丰华. 信道编码盲识别技术研究进展[J]. 电子学报， 2013， 41（6）：1166-1176.