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信道編碼技術

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作者: 時間:2007-04-16 來源: 收藏

數(shù)字信號在傳輸中往往由于各種原因,使得在傳送的數(shù)據(jù)流中產(chǎn)生誤碼,從而使接收端產(chǎn)生圖象跳躍、不連續(xù)、出現(xiàn)馬賽克等現(xiàn)象。所以通過這一環(huán)節(jié),對數(shù)碼流進行相應的處理,使系統(tǒng)具有一定的糾錯能力和抗干擾能力,可極大地避免碼流傳送中誤碼的發(fā)生。誤碼的處理技術有糾錯、交織、線性內(nèi)插等。
               
            提高數(shù)據(jù)傳輸效率,降低誤碼率是的任務。的本質是增加通信的可靠性。但信道編碼會使有用的信息數(shù)據(jù)傳輸減少,信道編碼的過程是在源數(shù)據(jù)碼流中加插一些碼元,從而達到在接收端進行判錯和糾錯的目的,這就是我們常常說的開銷。這就好象我們運送一批玻璃杯一樣,為了保證運送途中不出現(xiàn)打爛玻璃杯的情況,我們通常都用一些泡沫或海棉等物將玻璃杯包裝起來,這種包裝使玻璃杯所占的容積變大,原來一部車能裝5000各玻璃杯的,包裝后就只能裝4000個了,顯然包裝的代價使運送玻璃杯的有效個數(shù)減少了。同樣,在帶寬固定的信道中,總的傳送碼率也是固定的,由于信道編碼增加了數(shù)據(jù)量,其結果只能是以降低傳送有用信息碼率為代價了。將有用比特數(shù)除以總比特數(shù)就等于編碼效率了,不同的編碼方式,其編碼效率有所不同。
               
            數(shù)字電視中常用的糾錯編碼,通常采用兩次附加糾錯碼的前向糾錯(FEC)編碼。RS編碼屬于第一個FEC,188字節(jié)后附加16字節(jié)RS碼,構成(204,188)RS碼,這也可以稱為外編碼。第二個附加糾錯碼的FEC一般采用卷積編碼,又稱為內(nèi)編碼。外編碼和內(nèi)編碼結合一起,稱之為級聯(lián)編碼。級聯(lián)編碼后得到的數(shù)據(jù)流再按規(guī)定的調制方式對載頻進行調制。

               
            前向糾錯碼(FEC)的碼字是具有一定糾錯能力的碼型,它在接收端解碼后,不僅可以發(fā)現(xiàn)錯誤,而且能夠判斷錯誤碼元所在的位置,并自動糾錯。這種糾錯碼信息不需要儲存,不需要反饋,實時性好。所以在廣播系統(tǒng)(單向傳輸系統(tǒng))都采用這種信道編碼方式。

            下圖是糾錯碼的各種類型:

            1、RS編碼
               
            RS碼即里德-所羅門碼,它是能夠糾正多個錯誤的糾錯碼,RS碼為(204,188,t=8),其中t是可抗長度字節(jié)數(shù),對應的188符號,監(jiān)督段為16字節(jié)(開銷字節(jié)段)。實際中實施(255,239,t=8)的RS編碼,即在204字節(jié)(包括同步字節(jié))前添加51個全“0”字節(jié),產(chǎn)生RS碼后丟棄前面51個空字節(jié),形成截短的(204,188)RS碼。RS的編碼效率是:188/204。
            2、卷積碼
               
            卷積碼非常適用于糾正隨機錯誤,但是,解碼算法本身的特性卻是:如果在解碼過程中發(fā)生錯誤,解碼器可能會導致突發(fā)性錯誤。為此在卷積碼的上部采用RS碼塊,
            RS碼適用于檢測和校正那些由解碼器產(chǎn)生的突發(fā)性錯誤。所以卷積碼和RS碼結合在一起可以起到相互補償?shù)淖饔?。卷積碼分為兩種:
            (1)基本卷積碼:
                  基本卷積碼編碼效率為,η=1/2, 編碼效率較低,優(yōu)點是糾錯能力強。
            (2)收縮卷積碼:
                
            如果傳輸信道質量較好,為提高編碼效率,可以采樣收縮截短卷積碼。有編碼效率為:η=1/2、2/3、3/4、5/6、7/8這幾種編碼效率的收縮卷積碼。
                 編碼效率高,一定帶寬內(nèi)可傳輸?shù)挠行П忍芈试龃?但糾錯能力越減弱。
            3、Turbo碼
                1993 年誕生的Turbo 碼,單片Turbo 碼的編碼/解碼器,運行速率達40Mb/s。該芯片集成了一個32



關鍵詞: 信道編碼

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