QAM信道编码资料.ppt

7.5 数字电视信号的误码控制（信道编码）;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 ;3.常见的误码控制编码方式:;3.常见的误码控制编码方式:;3.常见的误码控制编码方式:;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。每两个码组间相应位置上码元值不相同的个数称为码距，又称为汉明距离，通常用d表示。例如，000与101码组之间码距为d＝2，000与111码组之间码距为d＝3。;（5）模2和 模2和的概念既不同于二进制相加，也不同于逻辑相加（逻辑或），其运算规律如下： 0＋0＝0，0＋1＝1，1＋0＝1，1＋1＝0。 例如，码模2和为0，而码模2和为1。可见，码组的模2和取决于码组中1的个数，若码组中有奇数个1，则其模2和为1；有偶数个1，则模2和为0。 因此，可以利用模2和来判断一个码组的码重是奇数还是偶数。;1. 奇偶校验码;例：在采用偶校验的情况下，假设信息码组为0101，则加入的监督位为0，编码后的码组为01010，码重为偶数。如果传输过程中发生了一位误码，使接收端收到的码组为00010，则码重变为奇数，说明发生了误码。 缺点：奇偶校验码可以检知奇数个误码，而不能发现偶数个误码，故检错能力有限。 二维奇偶检验编码 又称行列奇偶检验码或方阵奇偶校验码，是将上述奇偶校验码的若干码组排成矩阵的形式，每一个码组写成一行。先按水平方向对每一行码组进行奇偶检验编码，然后再按垂直方向对每一列进行奇偶校验编码。 ;这种二维编码还具有一定的纠错能力，即矩阵上仅一行内有奇数个误码时可通过垂直方向的偶检验确定交叉点上误码的位置，并以其反码来取代它。;2 线性分组码;以（7，4）汉明码为例： 码组（7，4）由4个信息码元a0、a1、a2、a3和3个监督码元p0、p1、p2组成，顺序为（a3，a2，a1，a0，p2，p1，p0）。 编码时信息码元与监督码元之间的线性方程式为： 在接收端，根据线性方程式，可计算出三个校正子s1、s2、s3： ;信息码元 a3 a2 a1 a0 ;例如，当s1、s2、s3都为