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1、1、难得糊涂是一种境界，心平如境是一种修养9/3/2022 6:07:47 PM18:07:4703-9月-22。9月-229月-222、顺其自然是一种超脱，威武不屈是一种品格。9/3/2022 6:07 PM9/3/2022 6:07 PM9月-229月-22 18:07:4718:07Sep-2203-Sep-224、富贵不淫是一种情操，常笑就是健康，快乐成就人生。18:07:4718:07:4718:07Saturday,September 3,20225、积极向上的心态，是成功者的最基本要素。9月-229月-2218:07:4718:07:47September 3,20226、人言纷
2、杂，保持自我；工作勤奋，娱乐适度。03 九月 20226:07:47 下午18:07:479月-227、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会。九月 226:07 下午9月-2218:07September 3,20228、业余生活要有意义，不要越轨。2022/9/3 18:07:4718:07:4703 September 20229、9/3/2022 6:07:47 PM18:07:4703-9月-22。6:07:47 下午6:07 下午18:07:479月-2210、上帝说爱情需要缘份，两个命中注定相爱的人。9/3/2022 6:07:47 PM18:07:4703-9月-2211、爱已欠
3、费，情已停机，缘分不在服务区。9/3/2022 6:07 PM9/3/2022 6:07 PM9月-229月-22电视原理课件之信道编码(PPT 68页)第第5章章 信信 道道 编编 码码 数字电视广播的目的是要将图像、声数字电视广播的目的是要将图像、声音和数据等信息快速、实时、高质、可靠音和数据等信息快速、实时、高质、可靠地传输至接收端，供用户满意地收看、收地传输至接收端，供用户满意地收看、收听。其系统组成可简要地以图听。其系统组成可简要地以图5-15-1所示的方所示的方框图表明。框图表明。图图5-1 数字电视广播系统组成框图数字电视广播系统组成框图 5.1 概概 论论5.2 差错控制编码差
4、错控制编码5.3 线性分组码线性分组码5.4 循循 环环 码码5.5 RS码码(里德索罗蒙码里德索罗蒙码)5.6 RS码纠错原理码纠错原理5.7 交交 织织 码码5.8 卷卷 积积 码码5.9 编码与调制相结合的卷积码编码与调制相结合的卷积码(TCM)5.1 概概 论论 5.1.1 信道编码的作用信道编码的作用信信道道编编码码一一般般有有下下列列要要求求：(1)(1)增增加加尽尽可可能能少少的的数数据据率率而而可可获获得得较较强强的的检检错错和和纠纠错错能能力力，即即编编码码效效率率高高，抗抗干干扰扰能能力力强强；(2)(2)对对数数字字信信号号有有良良好好的的透透明明性性，也也即即传传输输通
5、通道道对对于于传传输输的的数数字字信信号号内内容容没没有有任任何何限限制；制；(3)(3)传传输输信信号号的的频频谱谱特特性性与与传传输输信信道道的的通通频频带带有有最最佳佳的的匹匹配配性性；(4)(4)编编码码信信号号内内包包含含有有正正确确的的数数据据定定时时信信息息和和帧帧同同步步信信息息，以以便便接接收收端端准准确确地地解解码码；(5)(5)编编码码的的数数字字信信号号具具有有适适当当的的电电平平范范围围；(6)(6)发发生生误误码码时时，误码的扩散蔓延小。误码的扩散蔓延小。其中，最主要的可概括为两点。其一，其中，最主要的可概括为两点。其一，附加一些数据信息以实现最大的检错纠错附加一些
6、数据信息以实现最大的检错纠错能力，这就涉及到差错控制编码原理和特能力，这就涉及到差错控制编码原理和特性。其二，数据流的频谱特性适应传输通性。其二，数据流的频谱特性适应传输通道的通频带特性，以求信号能量经由通道道的通频带特性，以求信号能量经由通道传输时损失最小，因此有利于载波噪声比传输时损失最小，因此有利于载波噪声比(载噪比，载噪比，C/N)高，发生误码的可能性小。高，发生误码的可能性小。5.1.2 信道模型信道模型(1)(1)随机信道随机信道随随机机信信道道是是指指数数据据流流在在其其中中传传输输时时会会受受到到随随机机噪噪声声的的干干扰扰，使使高高低低电电平平的的码码元元在在信信道道输输出出
7、端端产产生生电电平平失失真真，导导致致接接收收端端解码时发生码元值的误判决，形成误码。解码时发生码元值的误判决，形成误码。(2)(2)突发信道突发信道传传输输通通道道中中常常有有一一些些瞬瞬间间出出现现的的短短脉脉冲冲干干扰扰，它它们们引引起起的的不不是是单单个个码码元元误误码码，而而往往往往是是一一串串码码元元内内存存在在大大量量误误码码，前前后后码元的误码之间表现为有一定的相关性。码元的误码之间表现为有一定的相关性。(3)(3)混合信道混合信道实实际际的的传传输输通通道道通通常常不不是是单单纯纯的的随随机机信信道道或或突突发发信信道道，而而是是二二者者兼兼有有，或或者者以以某个信道属性为主
8、。某个信道属性为主。5.1.3 5.1.3 误误码码的的产产生生及及误误码码率率与与信噪比的关系信噪比的关系1.1.二元码的误码产生二元码的误码产生 图图5-2中给出一种不归零二元码传输过中给出一种不归零二元码传输过程中受噪声影响产生误码的情况。程中受噪声影响产生误码的情况。图图5-2 5-2 二元码产生误码的情况二元码产生误码的情况2.2.误码率与信噪比的关系误码率与信噪比的关系(1)(1)误码率误码率数字信号传输系统中，误码的轻重程数字信号传输系统中，误码的轻重程度通常以误码率度通常以误码率(误比特率误比特率BER或误符号率或误符号率SER)衡量，它表示为单位时间内误码数目衡量，它表示为单
9、位时间内误码数目占总数据数目的比例值。占总数据数目的比例值。(2)(2)误码率与信噪比的关系误码率与信噪比的关系设设二二元元码码数数字字信信号号为为s(t)s(t)，信信道道产产生生的的噪噪声声(平平均均值值为为零零的的高高斯斯白白噪噪声声)为为n(t)n(t)，则则数数字字信信号号经经过过信信道道传传输输后后，在在接接收收端端的输出信号的输出信号y(t)y(t)为这两者的相加，即为这两者的相加，即y y(t)=s(t)+n(t)(5-1)假设二元码中对应数据假设二元码中对应数据“1”“1”的电平为的电平为A A，对应于数据对应于数据“0”“0”的电平为的电平为0 0，则在噪声，则在噪声干扰的
10、情况下，数据干扰的情况下，数据“1”“1”和和“0”“0”的输出的输出为为数据数据“1”“1”：Y(KT)=AY(KT)=An(KT)n(KT)数据数据“0”“0”：Y(KT)=n(KT)Y(KT)=n(KT)式中，式中，K K为为0 0，1 1，2 2，N N的正整数，的正整数，T T为码元的时间长度。为码元的时间长度。在在接接收收端端，设设置置了了判判决决门门限限电电平平d(d(A/2)A/2)以以判判定定接接收收信信号号的的数数据据值值，判判决决准准则则如下：如下：Y(KT)Y(KT)dd判判定定数数字字信信号号为为数数据据“1”“1”；Y(KT)Y(KT)d d判定数字信号为数据判定数
11、字信号为数据“0”“0”。5.2 差错控制编码差错控制编码 5.2.1 差错控制编码的方式差错控制编码的方式1.反馈重发反馈重发(ARQ，自动重发请求自动重发请求)方式方式这种方式中，接收端发现误码后通过这种方式中，接收端发现误码后通过反馈信道请求发送端重发数据。因此，接反馈信道请求发送端重发数据。因此，接收端需要有误码检测和反馈信道。收端需要有误码检测和反馈信道。2.2.前向纠错前向纠错(FEC)FEC)方式方式这种方式中，发送端发送的数据内包这种方式中，发送端发送的数据内包括信息码元以及供接收端自动发现错误和括信息码元以及供接收端自动发现错误和纠正误码的监督码元。纠正误码的监督码元。3.3
12、.混合纠错混合纠错(HEC)HEC)方式方式这种方式中，发送端发出的信息内包这种方式中，发送端发出的信息内包含有给出检错纠错能力的监督码元，误码含有给出检错纠错能力的监督码元，误码量少时接收端检知后能自动纠错，误码量量少时接收端检知后能自动纠错，误码量超过纠错能力时接收端能通过反馈信道请超过纠错能力时接收端能通过反馈信道请求发送端重发有关信息。求发送端重发有关信息。5.2.2 5.2.2 纠错码的分类纠错码的分类对对具具体体的的纠纠错错码码，可可以以从从不不同同角角度度将将其分类，图其分类，图5-65-6所示即为纠错码的分类情况。所示即为纠错码的分类情况。图图5-6 纠错码的分类纠错码的分类
13、纠错码按照检错纠错功能的不同，可纠错码按照检错纠错功能的不同，可分为检错码、纠错码和纠删码三种。分为检错码、纠错码和纠删码三种。纠纠错错码码按按照照误误码码产产生生原原因因的的不不同同，可可分分为为纠纠随随机机误误码码的的纠纠错错码码和和纠纠突突发发误误码码的的纠纠错错码码两两种种。前前者者应应用用于于主主要要产产生生独独立立性性随随机机误误码码的的信信道道，后后者者应应用用于于易易产产生生突突发发性局部误码的信道。性局部误码的信道。5.2.3 差差错错控控制制编编码码的的几几个个基基本本概念概念1.1.信息码元和监督码元信息码元和监督码元信信息息码码元元又又称称信信息息序序列列或或信信息息位
14、位，是是发发送送端端由由信信源源编编码码给给出出的的信信息息数数据据比比特特。以以k k个个码码元元为为一一个个码码组组时时，在在二二元元码码情情况况下下，总共可有总共可有2 2k k个不同的信息码组。个不同的信息码组。2.2.许用码组和禁用码组许用码组和禁用码组信道编码后总码长为信道编码后总码长为n n的不同码组值的不同码组值可有可有2 2n n个。个。3.3.编码效率编码效率通通常常，将将每每个个码码组组内内信信息息码码元元数数k k值值与与总总码码元元数数n n 值值之之比比k/nk/n称称为为信信道道编编码码的编码效率，即的编码效率，即k/nk/(k+r)4.4.码重和码距码重和码距在
15、分组编码中，每个码组内码元在分组编码中，每个码组内码元“1”“1”的数目称为码组的重量，简称码重。的数目称为码组的重量，简称码重。5.5.最小码距与检错和纠错能力的关系最小码距与检错和纠错能力的关系最小码距最小码距d0的大小与信道编解码检错的大小与信道编解码检错纠错能力密切相关。纠错能力密切相关。一一般般地地，对对于于分分组组码码，可可得得出出以以下下三三条条关关于最小码距与检错纠错能力间关系的结论。于最小码距与检错纠错能力间关系的结论。(1)(1)在在一一个个码码组组内内为为了了检检知知e e个个误误码码，要要求求最小码距应满足最小码距应满足d d0 0e e+1;+1;(2)(2)在在一一
16、个个码码组组内内为为了了纠纠正正t t个个误误码码，要要求求最小码距应满足最小码距应满足d d0 022t t+1;+1;(3)(3)在在一一个个码码组组内内为为了了纠纠正正t t个个误误码码并并同同时时检知检知e e个误码个误码(e et t)，最小码距应满足最小码距应满足d d0 0e e+t t+1+1。对于上述结论，可通过图对于上述结论，可通过图5-95-9示明之。示明之。图图5-9最小码距与检错纠错能力间的关系最小码距与检错纠错能力间的关系 5.3 线性分组码线性分组码 5.3.1 奇偶校验码奇偶校验码 假假设设信信息息码码组组为为a k a k 1 a k 2 a1，令令奇奇偶偶校校验验位位为为a 0 则则奇奇校校验验和和偶偶校校验验分分别别满足下式：满足下式：不不难难理理解解，奇奇偶偶校校验验码码可可以以检检知知奇奇数数个个误误码码，而而不不能能发发现现偶偶数数个个误误码码，故故检检错错能能力力有有限限。并并且且，编编码码后后码码组组间间最最小小码码距距d0=2，所所以以没没有有纠纠错错能能力力(参参见见上上面面的的结结论论(1)。5.3.2 线性分组码线性分组码 1.基
