通信工程文献翻译——1.1 引言

近年来，对于高效可靠的数字数据传输和存储系统的需求越来越大。这种需求已经随着商业、政府机构以及军事领域中的涌现出的面向数字信息交换、处理和存储的大规模高速的数据网络交换而变得更加迫切。在设计这些系统时，通信和计算机技术的融合是十分必要的。对于设计者来说，所关心的主要问题是在设计系统时对于差错的控制，使得数据可以可靠的再现。

在1948年，香农[1]在一篇具有里程碑意义的论文中论述了，经过适当的信息编码，只要信息速率小于信道容量，由噪声信道或存储介质所引起的差错可以在不牺牲信息传输或存储速率的基础上降低到任何所需的误差水平。对于如何在噪声环境中设计有效的编码和解码方法进行差错控制的问题上，自香农的工作开始已经花费了很大的努力。最近的发展趋势是实现当今高速数字系统所需的可靠性，并且使用编码进行差错控制已经成为现代通信和数字存储系统设计中不可分割的一部分。

数字信息的传输和存储有很多的相似之处，两种处理都是从信息源传输数据到目的地或者用户。一个典型的传输或存储系统可以被图1.1的框图描述。信息源可以是一个人或者或者一个设备，比如，一个数字计算机，或者一个数字终端。源输出，就是要被传输到目的地的内容，可以是连续波的形式，或者是一系列离散的信号。信源端编码器将源输出转换成二进制比特流序列，即信息序列u，对于连续信息源，这个过程包括模数转化，信源端编码器是理想情况下设计的，因此：（1）单位时间内的能代表源端输出所需的的比特数量是最小的。而且，（2）源端输出可以从信息序列u被无歧义的重构。信源端编码的课题这本书不予讨论，为了详细的对待这个重要的论题，参见[2]，[3]，[4]和[5]。

信道编码器将信息序列u转换为称为码字的离散编码序列v，称为码字。在大多数情况下，v也是二进制序列，尽管在某些应用中已经使用了非二进制码。设计和实现信道编码器以对抗传输或存储码字所面临的噪声环境是本书的主题之一。

离散符号不适合在物理信道中传输，也不适合记录到数字存储媒质上。调制器（或写入单元）将信道编码器的每个输出符号转换为适合于传输（或记录）的持续时间为T秒的波形。该波形进入信道（或存储介质），并被噪声破坏。典型的传输通道包括电话线，移动蜂窝电话，高频（HF）无线电，遥测，微波和卫星链路，光纤电缆等。典型的存储介质包括磁芯和半导体存储器，磁带，磁鼓和磁盘，光盘，光存储器单元等等。这些示例中的每一个都受到不同类型的噪声干扰。在电话线路上，干扰可能来自于开关脉冲噪声，热噪声或串扰。在磁盘（或光盘），表面缺陷和灰尘颗粒被认为是噪声干扰。解调器（或读取单元）处理每个接收的持续时间为T秒的波形，并产生......