電視原理課件之信道編碼(已修改)
2025-03-16 04:55 本頁面
【正文】 第 5章 信 道 編 碼 數(shù)字電視廣播的目的是要將圖像、聲音和數(shù)據(jù)等信息快速、實時、高質、可靠地傳輸至接收端，供用戶滿意地收看、收聽。其系統(tǒng)組成可簡要地以圖 51所示的方框圖表明。 圖 51 數(shù)字電視廣播系統(tǒng)組成框圖 概 論 差錯控制編碼 線性分組碼 循 環(huán) 碼 RS碼 (里德－索羅蒙碼 ) RS碼糾錯原理 交 織 碼 卷 積 碼 編碼與調制相結合的卷積碼 (TCM) 概 論 ? 信道編碼的作用 信道編碼一般有下列要求： (1)增加盡可能少的數(shù)據(jù)率而可獲得較強的檢錯和糾錯能力 ， 即編碼效率高 ， 抗干擾能力強；(2)對數(shù)字信號有良好的透明性 ， 也即傳輸通道對于傳輸?shù)臄?shù)字信號內容沒有任何限制； (3)傳輸信號的頻譜特性與傳輸信道的通頻帶有最佳的匹配性； (4)編碼信號內包含有正確的數(shù)據(jù)定時信息和幀同步信息 ，以便接收端準確地解碼； (5)編碼的數(shù)字信號具有適當?shù)碾娖椒秶?(6)發(fā)生誤碼時 ，誤碼的擴散蔓延小 。 其中，最主要的可概括為兩點。其一，附加一些數(shù)據(jù)信息以實現(xiàn)最大的檢錯糾錯能力，這就涉及到差錯控制編碼原理和特性。其二，數(shù)據(jù)流的頻譜特性適應傳輸通道的通頻帶特性，以求信號能量經(jīng)由通道傳輸時損失最小，因此有利于載波噪聲比(載噪比， C/N)高，發(fā)生誤碼的可能性小。 ? 信道模型 ? (1) 隨機信道 隨機信道是指數(shù)據(jù)流在其中傳輸時會受到隨機噪聲的干擾 ， 使高低電平的碼元在信道輸出端產(chǎn)生電平失真 ， 導致接收端解碼時發(fā)生碼元值的誤判決 ， 形成誤碼 。 ? (2) 突發(fā)信道 傳輸通道中常有一些瞬間出現(xiàn)的短脈沖干擾 ， 它們引起的不是單個碼元誤碼 ，而往往是一串碼元內存在大量誤碼 ， 前后碼元的誤碼之間表現(xiàn)為有一定的相關性 。 ? (3) 混合信道 實際的傳輸通道通常不是單純的隨機信道或突發(fā)信道 ， 而是二者兼有 ， 或者以某個信道屬性為主 。 ? 誤碼的產(chǎn)生及誤碼率與信噪比的關系 ? 1. 圖 52中給出一種不歸零二元碼傳輸過程中受噪聲影響產(chǎn)生誤碼的情況。 圖 52 二元碼產(chǎn)生誤碼的情況 ? ? (1) 誤碼率 數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)中，誤碼的輕重程度通常以誤碼率 (誤比特率 BER或誤符號率SER)衡量，它表示為單位時間內誤碼數(shù)目占總數(shù)據(jù)數(shù)目的比例值。 ? (2) 誤碼率與信噪比的關系 設二元碼數(shù)字信號為 s(t)， 信道產(chǎn)生的噪聲 (平均值為零的高斯白噪聲 )為 n(t)，則數(shù)字信號經(jīng)過信道傳輸后 ， 在接收端的輸出信號 y(t)為這兩者的相加 ， 即 y(t)=s(t)+n(t)(51) 假設二元碼中對應數(shù)據(jù)“ 1”的電平為 A，對應于數(shù)據(jù)“ 0”的電平為 0，則在噪聲干擾的情況下，數(shù)據(jù)“ 1”和“ 0”的輸出為 數(shù)據(jù) “ 1” ： Y(KT)=A＋ n(KT) 數(shù)據(jù) “ 0” ： Y(KT)=n(KT) 式中， K為 0， 1， 2， ? ， N的正整數(shù)，T為碼元的時間長度。 在接收端 ， 設置了判決門限電平 d(＝A/2)以判定接收信號的數(shù)據(jù)值 ， 判決準則如下： Y(KT)≥d 判定數(shù)字信號為數(shù)據(jù) “ 1” ； Y(KT)＜ d判定數(shù)字信號為數(shù)據(jù) “ 0” 。 差錯控制編碼 ? 差錯控制編碼的方式 ? (ARQ， 自動重發(fā)請求 )方式 這種方式中，接收端發(fā)現(xiàn)誤碼后通過反饋信道請求發(fā)送端重發(fā)數(shù)據(jù)。因此，接收端需要有誤碼檢測和反饋信道。 ? (FEC)方式 這種方式中，發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)內包括信息碼元以及供接收端自動發(fā)現(xiàn)錯誤和糾正誤碼的監(jiān)督碼元。 ? (HEC)方式 這種方式中，發(fā)送端發(fā)出的信息內包含有給出檢錯糾錯能力的監(jiān)督碼元，誤碼量少時接收端檢知后能自動糾錯，誤碼量超過糾錯能力時接收端能通過反饋信道請求發(fā)送端重發(fā)有關信息。 ? 糾錯碼的分類 對具體的糾錯碼 ， 可以從不同角度將其分類 ， 圖 56所示即為糾錯碼的分類情況 。 圖 56 糾錯碼的分類 糾錯碼按照檢錯糾錯功能的不
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