QAM信道编码概述.ppt

数字电视广播系统组成框图 1.误码控制的必要性 对于一个实际的数字系统来说，不仅要实现传输，而且 要实现可靠的传输。虽然数字信号比模拟信号有更高的 抗干扰能力，但由于信道特性不理想以及内外杂波的影 响等原因，使接收到的数字信号不可避免地会发生错 误，即误码，从而造成信息失真。 要实现数字电视信号的可靠传输，就需要采取一定措 施对误码进行控制，以保证接收端在较差的接收条件下 也能准确恢复数据。 误码控制通常包括误码检测和误码校正两个方面，可通 过特定的纠错编解码技术实现。通常将实现误码控制的 编（解）码过程称为信道编（解）码。 误码产生图（a）表示原始数据序列的不归零二元码波形；图（b）表是经受传输通道中失真后接收端得到的序列波形；图（c）表示叠加入噪声干扰之后的波形，中间一条虚线表示判决门限电平d(高电平与低电平的平均值)，高于d的电平判决为数据“1”，低于d的电平判决为数据“0”；图(d)表示判决定时脉冲；图（e）表示判决后恢复的数据序列。比较图（a）和图（e）可以看出，在两处由于噪声幅度超过判决电平而发生接收误码。 2. 误码控制基本原理 纠错编码:误码控制是通过特定的纠错编码技术实现的。纠错编码是数字通信所特有的一种处理方式，它利用数字信号可以进行数值计算这一特点，将若干个数字信号组成一个码组，按照某种运算法则进行数值运算，然后将运算结果（也是数字信号）附加在码组后面一起传送给接收机。由于每个信号码组与它们的运算结果之间保持着一定的关系，所以如果传输过程中发生了错误，这种运算关系就会遭到破坏。接收端按照规定的运算法则对接收到的每个信号码组及其运算结果进行检查，如符合运算关系，则认为信号中没有误码。如不符合运算关系，则说明发生的误码。 掩错方式:由于电视信号具有空间和时间相关性，故当误码范围过大而接收端无法纠正时，可以利用前面已接收、存储的相关数据来代替，这与反馈重发类似。 3.常见的误码控制编码方式: A.按照基本功能可分为检错码、纠错码和纠删码。 检错码只能检错不能纠错； 纠错码既能检错又能纠错； 纠删码不仅具备纠错码的能力，而且当误码数量超过纠错能力时，可将无法纠错的该部分信息删除，或者再配合以掩错措施。 3.常见的误码控制编码方式: B.按照误码产生的原因不同，又可将纠错码分为用于随机误码的纠错编码和用于突发误码的纠错编码。 前者主要针对产生偶发性误码的信道，如高斯信道等； 后者主要针对产生短暂误码的场合，如瞬时脉冲干扰 或瞬间信号丢失等情况。 C.按照信息码组与附加数据之间的运算关系可分为线性码和非线性码。 如果两者之间具有线性关系，即满足一组线性方程，就称为线性码；否则，就称为非线性码。目前使用较多的编码方式都是线性码。 3.常见的误码控制编码方式: D.按照信息数据与附加数据之间约束关系的不同，可分为分组码和卷积码。 分组码中，每组的监督码元仅与本组内的信息码元之间有确定的检验关系，而与其它组的信息码元无关； 卷积码则不同，其监督码元数据值不仅与本组的信息码元有关，而且还与其前面的若干组信息码元之间有约束关系。 3.常见的误码控制编码方式: 4. 基本概念 (1) 信息码元和监督码元 信息码元又称信息序列或信息位，是发送端由信源编码给出的信息数据比特。以k个码元为一个码组时，在二元码情况下，总共可有2k个不同的信息码组。 监督码元又称监督位或校验码元，是为了检错纠错在信道编码中附加入的校验数据。通常，对k个信息码元的码组附加入r个监督码元，组成一组组总码元数为 n（＝ k+r）的码组，它们具有一定的检错纠错能力。 (2)?许用码组和禁用码组 信道编码后总码长为n的不同码组值可有2n个。其中，发送的信息码组有2k个，通常称之为许用码组，其余的(2n-2k)个码组不予传送，称之为禁用码组。纠错码编码的任务就是从2n个总码组中按某种规则选择出2k个许用码组（每个码组内包括k个信息码元和r个监督码元）。接收端译码的任务是采用相应的规则对接收到的每个码组进行检错纠错，恢复出正确的信息码元。 ? (3)编码效率 通常，将每个码组内信息码元数 k值与总码元数n 值之比η＝k/n称为信道编码的编码效率，即 η＝k/n＝k/(k+r) (5-15) 编码效率η是衡量信道编码性能的一个重要指标。一般地，监督码元越多（即r越大）,检错纠错能力越强，但编码效率相应地降低。 ? （4）码重和码距 在分组编码中，每个码组内码元“1” 的数目称为码组的重量，简称码重。例如，000、101和111三个码组的码重分别为0、2和3。每两个码组间相应