編碼是為了達(dá)到某種目的而對(duì)信號(hào)進(jìn)行的一種變換。其逆變換稱為解碼或譯碼。根據(jù)編碼的目的不同，編碼理論有信源編碼、信道編碼和保密編碼3個(gè)分支，編碼理論在數(shù)字通信、計(jì)算技術(shù)、自動(dòng)控制和人工智能等方面都有廣泛的應(yīng)用。
 

　　1.信源編碼與解碼
 

　　信源編碼是對(duì)信源輸出的信號(hào)進(jìn)行變換，包括連續(xù)信號(hào)的離散化(即將模擬信號(hào)通過(guò)采樣和量化變成數(shù)字信號(hào))，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮以提高信號(hào)傳輸有效性而進(jìn)行的編碼。信源解碼是信源編碼的逆過(guò)程。信源編碼有如下兩個(gè)主要功能。
 

　　(1)完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換。
 

　　當(dāng)信息源給出的是模擬信號(hào)時(shí)，信源編碼器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸。
 

　　(2)提高信息傳輸?shù)挠行浴?br />  

　　這需要通過(guò)某種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，設(shè)法減少碼元數(shù)目和降低碼元速率。碼元速率決定傳輸所占的帶寬，而傳輸帶寬反映了通信的有效性。
 

　　2.信道編碼與解碼
 

　　信道編碼是對(duì)信源編碼器輸出的信號(hào)進(jìn)行再變換，包括區(qū)分通路、適應(yīng)信道條件和提高通信可靠性而進(jìn)行的編碼。信道解碼是信道編碼的逆過(guò)程。
 

　　信道編碼的主要目的是前向糾錯(cuò)，以增強(qiáng)數(shù)字信號(hào)的抗干擾能力。數(shù)字信號(hào)在信道傳輸時(shí)受到噪聲等影響會(huì)引起差錯(cuò)，為了減小差錯(cuò)，信道編碼器對(duì)傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(guī)則加入保護(hù)成分(監(jiān)督元)，組成抗干擾編碼。接收端的信道解碼器按相應(yīng)的逆規(guī)則進(jìn)行解碼，從中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或糾正錯(cuò)誤，以提高通信系統(tǒng)的可靠性。
 

　　3.保密編碼與解碼
 

　　保密編碼是對(duì)信號(hào)進(jìn)行再變換，即為了使信息在傳輸過(guò)程中不易被人竊譯而進(jìn)行的編碼。在需要實(shí)現(xiàn)保密通信的場(chǎng)合，為了保證所傳信息的安全，人為地將被傳輸?shù)臄?shù)字序列擾亂，即加上密碼，這種處理過(guò)程稱為加密。保密解碼是保密編碼的逆過(guò)程，保密解碼利用與發(fā)送端相同的密碼復(fù)制品，在接收端對(duì)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，恢復(fù)原來(lái)信息。
 

　　保密編碼的目的是為了隱藏敏感信息，它常采用替換、亂置或兩者兼有的方法實(shí)現(xiàn)。一個(gè)密碼體制通常包括加(解)密算法和可以更換控制算法的密鑰兩個(gè)基本部分。
 

　　密碼根據(jù)它的結(jié)構(gòu)分為序列密碼和分組密碼兩類。序列密碼是算法在密鑰控制下產(chǎn)生的一種隨機(jī)序列，并逐位與明文混合而得到密文，其主要優(yōu)點(diǎn)是不存在誤碼擴(kuò)散，但對(duì)同步有較高的要求，它廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)中。分組密碼是算法在密鑰控制下對(duì)明文按組加密，這樣產(chǎn)生的密文位一般與相應(yīng)的明文組和密鑰中的位有相互依賴性，因而能引起誤碼擴(kuò)散，它多用于消息的確認(rèn)和數(shù)字簽名中。
 

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