【正文】 困惑 ，許多書上稱波特率為符號(hào)率 。 ? 比特率與波特率在本質(zhì)上是一回事 ， 都表示信息傳輸?shù)乃俾?， 只是在傳輸系統(tǒng)的不同階段 ， 信號(hào)呈現(xiàn)出不同的形式 ，因此以不同的計(jì)算方式來(lái)衡量其信息的傳輸速率 。 6 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 引言：比特率和波特率 —有效性 ? 比特率表示每秒可傳輸多少個(gè)二元比特 ， 單位是 。 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 電信工程學(xué)院多媒體通信中心 門愛(ài)東教授 2： 第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播 (): , , , 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 主題概述 ?引言 ? 回顧 ?2 是什么 ？ ? 2 物理層技術(shù)元素 ? 2 應(yīng)用舉例 ?參考資料 2 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 引言：通信系統(tǒng)模型 數(shù)字通信系統(tǒng) 信源 解碼 信道 解碼 信道 信道 編碼 信源 編碼 調(diào)制 解調(diào) 可靠性和效率 ? 傳輸子系統(tǒng)主要涉及： ? 信道編碼 ? 調(diào)制 ? 信號(hào)幀結(jié)構(gòu) 3 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 數(shù)字視頻廣播及所用標(biāo)準(zhǔn) 引言：廣播系統(tǒng)模型 信源編碼 2 4 傳輸層 地面： 8 有線： 衛(wèi)星： 2 信源編碼 2 4 流 216 12820 透明傳輸 流 4 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 引言：視頻廣播網(wǎng)絡(luò) 社區(qū)前端 第一個(gè)有線環(huán) Primary Ring 第二個(gè)有線環(huán) Secondary Ring 光節(jié)點(diǎn) 集線器 主前端 CATV 網(wǎng) 其它網(wǎng)絡(luò)的接口 約 125 2023 用戶 分布式 服務(wù)平臺(tái) 中央交互式 服務(wù)平臺(tái) 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) (TCP/IP) HFC Hybrid Fiber Coax 混合光纖同軸網(wǎng)絡(luò) 衛(wèi)星 地面 地面 地面 地面 5 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 引言：衛(wèi)星視頻廣播 ?衛(wèi)星是視頻廣播的理想平臺(tái) ?衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)包括衛(wèi)星 、 廣播中心和地面接收機(jī) （ 天線 、 機(jī)頂盒 ） ； ?視頻廣播最有效的覆蓋方式 ——一顆衛(wèi)星和一個(gè)頻道就可覆蓋整個(gè)國(guó)家； ?前端設(shè)施成本低廉 ， 包括衛(wèi)星和廣播中心； ?點(diǎn)波束衛(wèi)星能夠提供本地到本地的業(yè)務(wù)； ?隨著信源壓縮和信道傳輸技術(shù)的快速發(fā)展 ， 衛(wèi)星廣播頻道價(jià)格越來(lái)越低廉 ， 甚至在歐洲出現(xiàn)了 ； ? 用戶數(shù)量快速增長(zhǎng) 。 ?中國(guó)也將發(fā)射直播星 ， 和 S 波段多媒體廣播星 。 ? 波特率是指三元及三元以上的多元數(shù)字碼流的信息傳輸速率 ， 單位是 ， 表示每秒可傳輸多少個(gè)多元碼字 。 ? 發(fā)射端在映射之后以及接收端在反映射之前 ， 信息以多元數(shù)字符號(hào)表示 ， 因此其中各環(huán)節(jié)傳輸和處理信息的速率用波特率表示 ， 如調(diào)制信號(hào)的速率等 。 ? 對(duì)通信系統(tǒng)的評(píng)估中通常還定義了凈荷速率 ， 它是指在傳輸?shù)姆?hào)中扣除由于信道編碼和同步字段等一切額外花銷后的 “ 純 ” 信息速率 ， 單位通常是 。 ? 對(duì)于帶通調(diào)制信號(hào) ， 那么奈奎斯特帶限定理表明 ， 理論上沒(méi)有碼間串?dāng)_的最大頻譜效率為 1符號(hào) (碼元 )。 ? 或 2， 理論最高頻譜效率為 1； ? 理論最高頻譜效率為 2； ? 8理論最高頻譜效率為 3； ? 16理論最高頻譜效率為 4； ? 32理論最高頻譜效率為 5； ? 32理論最高頻譜效率達(dá) 5； ? 64理論最高頻譜效率達(dá) 6。 ? 瑞典科學(xué)家哈利 ?奈奎斯特在 1928年為解決電報(bào)傳輸問(wèn)題提出了數(shù)字波形在無(wú)噪聲線性信道上傳輸時(shí)的無(wú)失真條件 ，稱為奈奎斯特準(zhǔn)則 。 引言：頻譜效率和滾降系數(shù) —有效性 9 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 理想低通濾波器頻域響應(yīng) ???????? ?2/,02/,)( 020SSftjSffffeThfH ?? 理想低通濾波器時(shí)域響應(yīng) )()(sin)(000 ttfttfhthSS?????第一準(zhǔn)則 引言：頻譜效率和滾降系數(shù) —有效性 ? 理想脈沖成形濾波器在物理上是不可實(shí)現(xiàn)的 ， 只能近似 ， 稱為奈奎斯特濾波器 ， 其 H(f) 可表示為矩形函數(shù)和任意一個(gè)實(shí)偶對(duì)稱頻率函數(shù)的卷積 ， 即奈奎斯特脈沖函數(shù)表示為 () 函數(shù)與另一個(gè)時(shí)間函數(shù)的乘積 。 10 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 常用的奈奎斯特濾波器是升余弦成形濾波器： ? 左圖為頻域響應(yīng) ? 為滾降系數(shù) ? 若把升余弦濾波器放置在收發(fā)兩端 ， 即為平方根升余弦函數(shù) （ ） 。 在實(shí)際工程中 ， а的范圍一般定在 ～ 之間 。 ?對(duì)于多元調(diào)制信號(hào) ， 由于接收機(jī)的判決是基于符號(hào)的 ， 所以更常采用誤符號(hào)率或誤字率 ， 即接收端發(fā)生符號(hào)錯(cuò)誤的比例 。 ?一般地說(shuō) ， 星座點(diǎn)越密集 ， 接收端符號(hào)判決錯(cuò)誤的概率越大 。 ? 信噪比與載噪比區(qū)別在于 ， 載噪比中的已調(diào)信號(hào)的功率包括了傳輸信號(hào)的功率和調(diào)制載波的功率 ， 而信噪比中僅包括傳輸信號(hào)的功率 。 當(dāng)然載波功率與傳輸信號(hào)功率相比通常都是很小的 ， 因而載噪比與信噪比在數(shù)值上十分接近 。 ? 實(shí)際數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性性能常以一個(gè)載噪比對(duì)誤碼率的關(guān)系曲線來(lái)描述的 ， 曲線的橫坐標(biāo)為 ， 縱坐標(biāo)為 。 13 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? () ~ 曲線 ?對(duì)于 曲線 ， 只能比較系統(tǒng)的抗干擾能力 （ 可靠性 ） ， 無(wú)法比較系統(tǒng)的效率 。 ?此時(shí)系統(tǒng) a， b的效率無(wú)法進(jìn)行比較 ， 有可能 a 優(yōu)于 b， 也可能 b 優(yōu)于 a。 若 a 優(yōu)于 b， 說(shuō)明系統(tǒng) b 通過(guò)犧牲效率達(dá)到增強(qiáng)抗干擾能力 。 BnRENtENSSNR bb?????0/0 /bbE S NRRBn ?引言：信噪比、載噪比與 0 —可靠性 15 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 對(duì)于 0 曲線 ， 可以比較系統(tǒng)的綜合性能 ? 左圖：對(duì)相同的 ， 在相同 條件下 ， 0 越小 ， 頻譜效率越高 。 所以系統(tǒng) b 綜合性能優(yōu)于a。 所以系統(tǒng) b 性能優(yōu)于 a。 因此當(dāng)需要直接了解系統(tǒng)的可靠性時(shí) ， 一般使用 ；而當(dāng)需要橫向比較不同系統(tǒng)的性能時(shí) ， 一般使用 0 。 無(wú)干擾信道容量為無(wú)窮大 ? 增加 B 能提高 C， 極限條件下 ， B 趨向無(wú)窮大 ， C = ? 當(dāng) C 一定時(shí) ， B 與 可以互換 ? 定理為信道編碼奠定了理論基礎(chǔ) ， 雖然定理本身并沒(méi)有給出具體的編碼方法和結(jié)構(gòu) ， 但它從理論上為信道編碼的發(fā)展指出了方向 —進(jìn)行高效而可靠的通信途徑可以通過(guò)編碼來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 只要信息傳輸速率低于信道容量 C， 理論上可以找到一種編碼方式可以獲得誤碼率為任意小的信息傳輸 。 21 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧：信號(hào)復(fù)接和傳輸結(jié)構(gòu) TS 流 能量擴(kuò)散 RS碼 交織 22 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧：能量擴(kuò)散 14 15: 1PR B S x x??? ：周期很長(zhǎng) 21； 1 和 0 大致等概率出現(xiàn) 。 ? 方式：自同步；外同步 ? 問(wèn)題：誤碼擴(kuò)散 23 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧： 前向糾錯(cuò)編碼 ? 信道編碼的基本思想是在被傳送的信息中附加一些監(jiān)督碼元 ， 在兩者之間建立某種校驗(yàn)關(guān)系 ， 當(dāng)這種校驗(yàn)關(guān)系因傳輸錯(cuò)誤而受到破壞時(shí) ， 可以被發(fā)現(xiàn)并予以糾正 。 ? 例：對(duì)于三位二進(jìn)制碼組 ? 若采用 000、 00 0 01 100、 10 1 111， ? 沒(méi)有冗余信息 ， 不具有糾錯(cuò)功能 。 當(dāng)出現(xiàn) 111 時(shí) ， ? 表示出現(xiàn)了差錯(cuò) ， 但此時(shí)不具有糾錯(cuò)功能 ， 只有檢錯(cuò)功能 。 24 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧：線性分組碼 — k k k k k k k k n ? 線性分組 （ n， k） 碼 。 0 或 H G ? 例如 ? ? ? ?0001100 0 0 0 1 1 0 0 1 .0 0 0 1 1 100111 00 1 0 1 1 0 1 0 1 011?????????? 線性分組碼的碼字 c 滿足： ? c 0T 回顧：線性分組碼 — 26 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 系統(tǒng)碼 ? 信息組以不變的形式在碼組的任意 k 位 （ 通常在左邊：1, 2, … .., ） 中出現(xiàn)的碼 ， 稱為系統(tǒng)碼 ， 否則為非系統(tǒng)碼。 ? 系統(tǒng)碼碼字的前 k 位是原來(lái)的信息組 ， 因此 ， 生成矩陣 G 的左邊 k 列必是單位方陣 ， 則 ? G = [] 其中 ， P 是 k () 階矩陣 ? H 矩陣為 ? H = [] ? 其中 ， ―‖ 表示 陣中的每一個(gè)元素是 P 矩陣中對(duì)應(yīng)元素的加法逆元 ， 在二進(jìn)制時(shí) ， 仍是該元素自己 。 [] []T = 0 k 位信息位 nk 位校驗(yàn)位 系統(tǒng)碼的一種形式 回顧：系統(tǒng)碼 — 27 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛(ài)東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT 回顧：縮短碼（截短碼） — ? 在 [] 碼的碼字集合中 ， 挑選前 i 個(gè)信息位數(shù)字均為 0 的所有碼字 ， 組成一個(gè)新的子集 ， 則分組碼 [, ] 為 [n, k} 碼的縮短碼或截短碼 。 ? 該子集是 維線性空間中一個(gè) 維子群 ， 構(gòu)成一個(gè) [] 分組縮短碼 。 ? 縮短碼的 G 矩陣只是在原 [n, k] 碼的 G 陣中去掉左邊 i 列和上面 i 行即可 。 ? 縮短碼的碼率 R 比原碼要小 。 ? 碼是效率很高的分組碼 ， 碼是一類非二進(jìn)制 碼 , 每個(gè)符號(hào)由 m 比特組成 。 ? 去掉 碼的某些信息碼元后 , 分組長(zhǎng)度縮短 , 只要監(jiān)督碼元數(shù)不變 , 碼的最小距離就不會(huì)減少 ,