用誤碼率測(cè)試儀測(cè)試驅(qū)動(dòng)FEC代碼
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RS信息組碼中的單個(gè)碼字只能糾正較少數(shù)量的符號(hào)差錯(cuò)。符號(hào)差錯(cuò)數(shù)量增加，就會(huì)大大增加代碼總開(kāi)銷(xiāo)，也會(huì)大大增加糾錯(cuò)所必需的處理能力和處理時(shí)間。如果差錯(cuò)往往以小突發(fā)或大突發(fā)形式出現(xiàn)，有一種替代方法可提高RS信息碼的T值。你只要在存儲(chǔ)器緩沖器中將這一數(shù)據(jù)交錯(cuò)開(kāi)來(lái)就能實(shí)現(xiàn)這種替代方法，這將提高糾錯(cuò)能力，但卻增加了等待時(shí)間。
交錯(cuò)存儲(chǔ)試圖將突發(fā)差錯(cuò)一分為二， 以使突發(fā)差錯(cuò)的符號(hào)差錯(cuò)進(jìn)入多個(gè)碼字中。一個(gè)RS(204,188)碼遇到一個(gè)14個(gè)符號(hào)突發(fā)差錯(cuò)，將無(wú)法進(jìn)行糾錯(cuò)。但是，只要每隔一個(gè)字節(jié)將字節(jié)一分為二，并把該字節(jié)傳遞給兩個(gè)獨(dú)立的RS(204,188)碼，相同的T=8糾錯(cuò)邏輯就能糾正全部差錯(cuò)。由此付出的代價(jià)是接收器必須等到接收到兩個(gè)完整的204字節(jié)碼字后才能開(kāi)始糾錯(cuò)。在有些系統(tǒng)中，這一等待時(shí)間是無(wú)關(guān)緊要的（例如，數(shù)字錄像播放機(jī)以及深空衛(wèi)星接收機(jī)等流式傳輸設(shè)備）。但是，在其他事務(wù)系統(tǒng)（例如聯(lián)網(wǎng)分組）中，這一等待時(shí)間將嚴(yán)重限制RS（204,188）碼的可用性。
交錯(cuò)與分類
位誤碼分析很容易對(duì)交錯(cuò)進(jìn)行仿真，這只是一種簡(jiǎn)單的分類功能。你通常可通過(guò)指定同時(shí)填充的碼字的數(shù)量來(lái)形成交錯(cuò)。例如，4個(gè)RS(204,188) 8位符號(hào)碼的交錯(cuò)構(gòu)成一張表，表中有4行，每行有204個(gè)字節(jié)(圖2)。該表代表6528位。當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)位差時(shí)，位置信息確定該位差錯(cuò)出現(xiàn)在表中什么地方。一旦所有6528數(shù)據(jù)位都收到，就對(duì)表進(jìn)行逐行檢查，以確定任何一行是否含有八個(gè)以上的符號(hào)差錯(cuò)。在誤碼計(jì)數(shù)之前對(duì)具有八個(gè)或八個(gè)以下出錯(cuò)符號(hào)的所有行進(jìn)行糾錯(cuò)，這實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了本應(yīng)進(jìn)行的糾錯(cuò)，這樣，其余的位誤碼率就表示糾錯(cuò)后的誤碼性能。
圖 2 你可以將與一維RS(204,188) 代碼的4行交錯(cuò)表示為一張表，表中有4行，每行204字節(jié)。
這種與1維糾錯(cuò)碼的2維交錯(cuò)的其他實(shí)例有適用于光纖通信的ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）標(biāo)準(zhǔn)G.709和G.975碼。例如，G.709可用一個(gè)在16行上交錯(cuò)的T=8的RS (256,239)碼調(diào)出8位符號(hào)，而G.975只用4行交錯(cuò)就調(diào)出一個(gè)相同的碼。
你還可以使用多維信息組代碼來(lái)使一個(gè)比較簡(jiǎn)單的RS信息組代碼，如T值比較小的RS信息組代碼，能糾正大突發(fā)差錯(cuò)。但是，因?yàn)檫@種方法需要兩級(jí)糾錯(cuò)，而且整個(gè)表必須接收到后才能開(kāi)始糾錯(cuò)，所以這種方法進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)接收和解碼數(shù)據(jù)輸出之間的等待時(shí)間。數(shù)字錄像機(jī)之所以使用該技術(shù)，乃是因?yàn)榈却龝r(shí)間不是一個(gè)問(wèn)題，而且大突發(fā)差錯(cuò)很普遍。一旦表中填滿了碼字，這種體系結(jié)構(gòu)將先對(duì)每行糾錯(cuò)，然后再對(duì)每列糾錯(cuò)。只要失敗的行少于T行，列糾錯(cuò)器將糾正這些行中的所有差錯(cuò)。這種方法為既糾正隨機(jī)差錯(cuò)又糾正突發(fā)錯(cuò)誤提供一種很好的折衷方案。
在隨機(jī)錯(cuò)誤不成為問(wèn)題的情況下，如果需要對(duì)長(zhǎng)突發(fā)差錯(cuò)進(jìn)行最佳糾錯(cuò)，可以使用另一種技術(shù)。RS編碼用一個(gè)符號(hào)來(lái)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，用另一個(gè)符號(hào)來(lái)糾正錯(cuò)誤，所以它必須在消息末尾附加2T個(gè)符號(hào)，卻只能糾正T個(gè)差錯(cuò)。然而，如果知道了誤碼位的位置，RS碼就可使用所有符號(hào)來(lái)進(jìn)行糾錯(cuò)，因此能使糾錯(cuò)效率提高一倍。例如，當(dāng)使用一個(gè)2維乘積陣列碼時(shí)，內(nèi)碼解碼器能發(fā)現(xiàn)有誤碼的行。只要這些行的數(shù)量小于2T，則解碼器就能標(biāo)出這些行是有誤碼的行，并且允許外碼解碼器對(duì)每行進(jìn)行盲糾錯(cuò)。這種方法將可糾正突發(fā)差錯(cuò)長(zhǎng)度增加一倍，這要視填充交錯(cuò)表的方法而定。通信工程師常常將這種方法稱為用內(nèi)碼失效來(lái)刪除外碼。
位誤碼率測(cè)試儀能容易地分析所有這些基于信息組代碼的體系結(jié)構(gòu)。交錯(cuò)表維數(shù)和填充/排出算法能適應(yīng)這些方法中的任何一種。如果信道遭受模型未包含的現(xiàn)象，則糾錯(cuò)器總效率可能急劇降低，所以利用誤碼率測(cè)試儀仿真FEC算法的優(yōu)點(diǎn)是使用一個(gè)數(shù)字信道的實(shí)際誤碼數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析，而不是依靠一個(gè)假設(shè)的模型來(lái)獲得誤碼統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
誤碼位置分析
有一個(gè)實(shí)例應(yīng)能說(shuō)明誤碼率測(cè)試儀在優(yōu)化FEC編碼中的作用。該實(shí)例始于一個(gè)未糾錯(cuò)的、總平均背景誤碼率為2.68×10-6的數(shù)據(jù)信道，在這一信道中，既有突發(fā)差錯(cuò)又有非突發(fā)差錯(cuò)。你利用各種誤碼位的位置分析技術(shù)獲得的誤碼分布表 明誤碼突發(fā)是隨機(jī)而又相關(guān)的。圖3示出了該數(shù)字信道某一部分的誤碼圖。誤碼圖將數(shù)據(jù)分割成段，并且將各段一個(gè)挨一個(gè)放置以生成一個(gè)由誤碼信息組成的2維圖像。2維圖像突出顯示了檢測(cè)到的位差錯(cuò)的位置。由位誤碼現(xiàn)象和突發(fā)現(xiàn)象造成的差錯(cuò)標(biāo)有不同的顏色，能使人更好了解誤碼原因。圖4表明：既有位差錯(cuò)又有突發(fā)差錯(cuò)，并且有些錯(cuò)誤與段長(zhǎng)度（水平"波段"）是高度相關(guān)的，段長(zhǎng)度等于系統(tǒng)"固有的"數(shù)據(jù)信息包大小。
圖 3 在未糾錯(cuò)的誤碼圖中既有位差錯(cuò)又有突發(fā)差錯(cuò)，誤碼率為2.68×10-6。有些差錯(cuò)與段長(zhǎng)度（水平"波段"）是高度相關(guān)的，段長(zhǎng)度等于系統(tǒng)"固有的"數(shù)據(jù)分組大小。
圖 4 RS(204,196) 一維糾錯(cuò)實(shí)際上只能消除小錯(cuò)誤，但是較大的突發(fā)差錯(cuò)仍然存在。
在深入討論之前，說(shuō)說(shuō)關(guān)于突發(fā)差錯(cuò)的另一個(gè)觀點(diǎn)是適宜的。單單突發(fā)長(zhǎng)度的概率分布是不足以確定FEC碼所需的糾錯(cuò)能力。你常常會(huì)在其他背景差錯(cuò)出現(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)差錯(cuò)。此外，突發(fā)差錯(cuò)之間可能高度相關(guān)，因此一個(gè)突發(fā)差錯(cuò)可能預(yù)示著將來(lái)會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)突發(fā)差錯(cuò)。在這種情況下，單個(gè)FEC碼字可能會(huì)遇到一個(gè)以上的突發(fā)差錯(cuò)。信息包差錯(cuò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、無(wú)差錯(cuò)間隔概率以 及差錯(cuò)自相關(guān)都能使人更好了解其余的差錯(cuò)問(wèn)題。但是，歸根結(jié)底，基于誤碼位置的實(shí)際FEC仿真是在制造硬件之前研究FEC效率的最精確的方法。
評(píng)論