數(shù)字電視原理與應(yīng)用

1、上海交通大學(xué)上海交通大學(xué)20062007學(xué)年第一學(xué)期學(xué)年第一學(xué)期數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 082課程安排課程安排1數(shù)字電視概述數(shù)字電視概述電視技術(shù)的發(fā)展歷程模擬電視原理數(shù)字電視的發(fā)展2數(shù)字電視基本原理數(shù)字電視基本原理視頻壓縮原理MPEG-2視頻編碼及測量MPEG-2音頻編碼及測量MPEG-2系統(tǒng)及其測量數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ)數(shù)字電視的糾錯編碼原理3數(shù)字電視相關(guān)標準數(shù)字電視相關(guān)標準DVB-S標準及相關(guān)測量DVB-C標準及相關(guān)測量OFDM技術(shù)DVB-T標準及相關(guān)測量ATSC和ISDB-T標準及其測量我國的數(shù)字電視標準數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, c

2、lass 083數(shù)字電視基本原理數(shù)字電視基本原理v視頻壓縮原理 第5章vMPEG-2視頻編碼部分及其測量 第4,6,11章vMPEG-2音頻編碼部分及其測量 第7章vMPEG-2系統(tǒng)部分及其測量 第3,9,10章v數(shù)字調(diào)制基礎(chǔ) 第12章v數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理 補充補充數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 084數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理1.糾錯編碼的基本原理糾錯編碼的基本原理2.常用的幾種簡單分組碼3.數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 085v為了方便對差錯編碼原理進行

3、敘述，下面先介紹一些基本術(shù)語：v信息碼元:指進行差錯編碼前送入的原始信息編碼 v監(jiān)督碼元:指經(jīng)過差錯編碼后在信息碼元基礎(chǔ)上增加的冗余碼元。1、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理基本概念基本概念數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 086v碼字（組）:由信息碼元和監(jiān)督碼元組成的，具有一定長度的編碼組合。v 碼集:不同信息碼元經(jīng)差錯編碼后形成的多個碼字組成的集合。v 碼重:碼字的重量，即一個碼字中“1”碼的個數(shù)。通常用W表示。q例如：碼字10011000的 碼重W=3，而碼字00000000的碼重W=0。同理：1001111001， 1100110111的碼重分別為W

4、=6和W=7。1、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理基本概念基本概念數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 087v碼距:所謂碼元距離就是兩個碼組中對應(yīng)碼位上碼元不同的個數(shù)（也稱漢明距）。碼距反映的是碼組之間的差異程度，比如，00和01兩組碼的碼距為1；011和100的碼距為3。11000 與 10011之間的距離d=3。碼字10011001和11110101之間的碼距為4。v 最小碼距:碼集中所有碼字之間碼距的最小值即稱為最小碼距，用dmin或d0表示。1、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理基本概念基本概念數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, c

5、lass 088v例如：若碼集包含的碼字有10010，00011，和11000，則各碼字兩兩之間的碼距分別如下：10010和00011之間d=2 10010和11000之間d=2 00011和11000之間d=4 v因此該碼集的最小碼距為2，即dmin=2 v 000、001、110三個碼組相比較，碼距有1和2兩個值，dmin=1v 最小碼距是碼的一個重要參數(shù)， 它是衡量碼檢錯、糾錯能力的依據(jù)。1、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理基本概念基本概念數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 089v分組碼一般可用(n,k)表示。其中，k是每組二進制信息碼元的數(shù)目，n是編

6、碼碼組的碼元總位數(shù)，又稱為碼組長度，簡稱碼長。n-k=r為每個碼組中的監(jiān)督碼元數(shù)目。v簡單地說，分組碼是對每段k位長的信息組以一定的規(guī)則增加r個監(jiān)督元， 組成長為n的碼字。在二進制情況下，共有2k個不同的信息組，相應(yīng)地可得到2k個不同的碼字，稱為許用碼組。其余 2n-2k個碼字未被選用，稱為禁用碼組。（7，4）（9，5） 1、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理分組碼分組碼krn數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0810v編碼糾檢錯能力與最小碼距之間的關(guān)系：編碼糾檢錯能力與最小碼距之間的關(guān)系：n數(shù)字通信系統(tǒng)中送入信道的信息都是“0”“1”組合的數(shù)字信號，例如：待

7、傳送的信息是“晴”和“雨”，則只需一位數(shù)字編碼就可以表示。若用“1”表示“晴”，“0”表示“雨”。當“0”“1”形式的信息在信道中傳輸時將0錯成1或?qū)?錯成0時，由于發(fā)生差錯后的信息編碼狀態(tài)是發(fā)送端可能出現(xiàn)的狀態(tài)，因此接收端無法發(fā)現(xiàn)差錯。1、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0811v編碼糾檢錯能力與最小碼距之間的關(guān)系：編碼糾檢錯能力與最小碼距之間的關(guān)系：n但是如果發(fā)送信息送進信道之前，在每個編碼之后附加一位冗余碼，變成用兩位編碼“11“表示”晴“，“00”表示“雨”，則在傳輸過程中由于干擾造成信息編碼中一位碼發(fā)生差錯，錯成“

8、10”（或“01”）時，由于“10”或“01”都是發(fā)送端不可能出現(xiàn)的編碼，接收端就能發(fā)現(xiàn)差錯，但此時并不能判斷出差錯是第一比特還是第二比特，因此不能自動糾錯n許用碼組：00 ，11n禁用碼組 ：10，011、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0812v編碼糾檢錯能力與最小碼距之間的關(guān)系：編碼糾檢錯能力與最小碼距之間的關(guān)系：n若繼續(xù)增加冗余碼位數(shù)，用“111”表示“晴”，“000”表示“雨”，當編碼在傳輸中出現(xiàn)1位或2位碼差錯（如錯成001或101等編碼）時，接收端都能檢測到，并能確定只有1位碼差錯時錯誤碼位的位置，此時這種編碼

9、方式可以檢測1位或2位差錯，并能糾正單個的誤碼。n許用碼組：000， 111n禁用碼組：001 010 011 100 101 1101、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0813v由上例的分析可見，冗余碼位數(shù)增加后，編碼的抗干擾能力增強。v這主要是因為冗余碼位數(shù)增加后，發(fā)送端使用的碼集中，碼字之間最小碼距dmin增大。v由于dmin反映了碼集中每兩個碼字之間的差別程度，如果dmin越大，從一個編碼錯成另一個編碼的可能性越小，則其檢錯、糾錯能力也就越強。v因此最小碼距是衡量差錯控制編碼糾、檢錯能力大小的標志。一般情況下，差錯編

10、碼的糾錯能力及檢錯能力與最小碼距之間的關(guān)系如下：1、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 08141、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理檢錯和糾錯能力檢錯和糾錯能力 碼的最小距離d0直接關(guān)系著碼的檢錯和糾錯能力；任一(n,k)分組碼，若要在碼字內(nèi): (1) 檢測e個隨機錯誤，則要求碼的最小距離d0e+1; A 0 1 2 3 B A 0 1 2 3e B 數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0815v (2) 糾正t個隨機錯誤， 則要求碼的最小距離d02t+1;ABBA0 1 1、糾錯編碼的基本原理

11、、糾錯編碼的基本原理檢錯和糾錯能力檢錯和糾錯能力2345tt1數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0816v (3) 糾正t個同時檢測e個隨機錯誤，則要求碼的最小距離d0t+e+1。 (e t)v 例如例如 d03 檢出檢出1位糾正位糾正1位位 d04 檢出檢出2位糾正位糾正1位位 d05 檢檢2糾糾21、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理檢錯和糾錯能力檢錯和糾錯能力t1eAB數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0817v例：已知四個碼組為 （110001000） （100010111） （000101111） （001011110）

12、v若將此碼用于檢錯最多可以檢出多少位錯碼碼？若用于糾錯，最多糾正幾位？若同時用于檢錯和糾錯，能檢出幾位，糾正幾位？1、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理檢錯和糾錯能力檢錯和糾錯能力數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0818v 用差錯控制編碼提高通信系統(tǒng)的可靠性，用差錯控制編碼提高通信系統(tǒng)的可靠性， 是是以降低有效性為代價換來的以降低有效性為代價換來的。v 我們定義編碼效率我們定義編碼效率R來衡量有效性來衡量有效性:R=k/n其中其中, k是信息元的個數(shù)，是信息元的個數(shù)，n為碼長。為碼長。v 對糾錯碼的基本要求是對糾錯碼的基本要求是: 檢錯和糾錯能力盡量強；檢錯

13、和糾錯能力盡量強； 編碼效率盡量高；編碼效率盡量高； 編碼規(guī)律盡量簡單。編碼規(guī)律盡量簡單。v 實際中要根據(jù)具體指標要求，保證有一定糾、檢錯能力和編碼效率，并實際中要根據(jù)具體指標要求，保證有一定糾、檢錯能力和編碼效率，并且易于實現(xiàn)。且易于實現(xiàn)。 1、糾錯編碼的基本原理、糾錯編碼的基本原理編碼效率編碼效率數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0819數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理1.糾錯編碼的基本原理2.常用的幾種簡單分組碼常用的幾種簡單分組碼3.數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 08202、常用的幾種簡

14、單分組碼、常用的幾種簡單分組碼恒比碼恒比碼正反碼正反碼群計數(shù)碼群計數(shù)碼奇偶奇偶監(jiān)督碼監(jiān)督碼二維奇偶二維奇偶監(jiān)督碼監(jiān)督碼常用的幾種簡單分組碼常用的幾種簡單分組碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0821v是一種最簡單的差錯編碼，又稱奇偶檢驗碼。v編碼方法：奇偶監(jiān)督碼是在原信息碼后面附加一個監(jiān)督元，使得該碼字中連同監(jiān)督碼在內(nèi)的“1”的個數(shù)為奇數(shù)（稱為奇校驗）或偶數(shù)（稱為偶校驗）。或者說，它是含一個監(jiān)督元，碼重為奇數(shù)或偶數(shù)的(n,n-1)系統(tǒng)分組碼。（1）奇偶監(jiān)督碼）奇偶監(jiān)督碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0822v例如：對碼組0110

15、1001進行偶校驗的監(jiān)督碼位為0，對碼組10100000進行奇校驗的監(jiān)督碼為1。v設(shè) 是同一碼組內(nèi)各位碼元， 是監(jiān)督碼元，其余碼位都是信息碼元，則偶校驗時應(yīng)滿足：（1）奇偶監(jiān)督碼）奇偶監(jiān)督碼021,.,aaann0a0021aaann數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0823v 接收端譯碼時，對各碼元進行模二加運算，其結(jié)果為0（偶監(jiān)督碼）如果傳輸過程中碼組任何一位發(fā)生了錯誤，則收到的碼組不滿足偶檢驗關(guān)系，因此就能發(fā)現(xiàn)錯誤。v 偶監(jiān)督碼的編碼規(guī)則可以用公式表示（設(shè)碼組長度為n，表示為 ）監(jiān)督碼元a0的取值（0或1）可由下式?jīng)Q定（1）奇偶監(jiān)督碼）奇偶監(jiān)督碼0021aa

16、ann021,.,aaann1210aaaann數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0824v對于奇校驗碼必須保證 v因此式中的監(jiān)督碼可以用下式求出v奇偶監(jiān)督碼的編碼效率R為（1）奇偶監(jiān)督碼）奇偶監(jiān)督碼(1)/Rnn=-1021aaann012311nnnaaaaa數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0825（1）奇偶監(jiān)督碼）奇偶監(jiān)督碼v在接收端按照相同的規(guī)律進行檢測，若檢測到與規(guī)律不符，則說明傳輸中有差錯產(chǎn)生。v奇偶監(jiān)督碼的檢錯能力為只能檢出奇數(shù)位差錯，不能檢測出偶數(shù)位差錯，也不能判斷出差錯的具體碼元，故奇偶檢驗碼只有一定檢錯能力而不具

17、備糾錯能力。v但利用奇偶檢驗碼檢測單個差錯的效果還是令人滿意的，因此在計算機數(shù)據(jù)傳輸及SDH傳輸技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用1 0 1 0 0 0 1 0 有錯有錯1 1 1 0 0 1 1 0 有錯有錯1 0 1 0 0 1 1 0 不能確定不能確定1 0 1 1 0 0 1 0數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0826v又稱作稱作行列奇偶校驗碼或者水平垂直奇偶校驗碼，還稱作方陣碼。v它是將若干信息碼字按照每個碼字一行排列成若干行，使每個碼字中相同的碼位均對齊在同一列中，形成矩陣形式。然后對每一行和每一列的碼元均進行奇校驗或偶校驗，并將校驗結(jié)果附加在每一行及每一列碼元之后

18、。（2）二維奇偶監(jiān)督碼）二維奇偶監(jiān)督碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0827v例如：對5個ASCII信息碼進行行列奇偶校驗的結(jié)果如下：（2）二維奇偶監(jiān)督碼）二維奇偶監(jiān)督碼 方陣碼不但能檢測出某一行某一列所有奇數(shù)個錯誤方陣碼不但能檢測出某一行某一列所有奇數(shù)個錯誤, 有時還能檢測出有時還能檢測出某偶數(shù)個錯誤某偶數(shù)個錯誤 信息碼元信息碼元 監(jiān)督碼元監(jiān)督碼元 信息碼元信息碼元 監(jiān)督碼元監(jiān)督碼元 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0

19、1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1監(jiān)督碼元監(jiān)督碼元 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 適用于檢測突發(fā)錯誤適用于檢測突發(fā)錯誤 能糾錯能糾錯:碼組中存在僅一行中有奇數(shù)個錯誤時碼組中存在僅一行中有奇數(shù)個錯誤時,能夠確定錯碼能夠確定錯碼的位置的位置數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0828v但對于以矩陣形式出現(xiàn)的偶數(shù)位差錯，行列奇偶校驗碼是檢測不出來的。此外，通過水平和垂直兩個方向上的校驗，它能夠確定某一行或列中出現(xiàn)的單個差錯碼位置，因

20、此行列奇偶校驗碼具有對單個差錯的糾錯能力。（2）二維奇偶監(jiān)督碼）二維奇偶監(jiān)督碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0829（3）恒比碼）恒比碼(等重碼等重碼)v恒比碼的編碼原則是從確定碼長的碼組中挑選那些恒比碼的編碼原則是從確定碼長的碼組中挑選那些“1”和和“0”個數(shù)的比值一樣的碼組作為許用碼組。個數(shù)的比值一樣的碼組作為許用碼組。v這種碼通過計算接收碼組中這種碼通過計算接收碼組中“1”的數(shù)目是否正確，的數(shù)目是否正確，就可檢測出有無錯誤就可檢測出有無錯誤。v如：如： 五單位數(shù)字保護電碼五單位數(shù)字保護電碼 q碼字長度為碼字長度為5，只選用碼字中含有三個，只選用碼字中含有

21、三個“1”和兩個和兩個“0”的碼字作為許用碼字，來表示的碼字作為許用碼字，來表示10個阿拉伯數(shù)字個阿拉伯數(shù)字1，2，9，0q這種碼亦稱這種碼亦稱“5中取中取3碼碼”。 數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0830（3）恒比碼）恒比碼(等重碼等重碼)數(shù)字數(shù)字保護電碼12345678900 1 0 1 11 1 0 0 11 0 1 1 01 1 0 1 00 0 1 1 11 0 1 0 11 1 1 0 00 1 1 1 01 0 0 1 10 1 1 0 1 中文電報編碼首先將每一個單字中文電報編碼首先將每一個單字編碼為四位十進制數(shù)字，再將每一編碼為四位十進制數(shù)字

22、，再將每一位十進制數(shù)字用二進制的五單位數(shù)位十進制數(shù)字用二進制的五單位數(shù)字保護碼表示。字保護碼表示。 通通 信信 6639 020710101 10101 10110 10011 01101 11001 01101 11100 數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0831（3）恒比碼）恒比碼(等重碼等重碼)v國際電報通信中廣泛采用的是國際電報通信中廣泛采用的是“7中取中取3碼碼”q碼字長度為碼字長度為7，碼字中，碼字中“1”的個數(shù)為的個數(shù)為3q共有共有C73=35種碼字種碼字q這這35種碼字分別代表種碼字分別代表26個英文字母和其他符號。個英文字母和其他符號。數(shù)字電視

23、中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0832（4）正反碼）正反碼v編碼的監(jiān)督位數(shù)目與信息位數(shù)目相同，監(jiān)督碼是信息碼的重復(fù)還是反碼，由信息碼中1的個數(shù)而定。v例：1011010110 （重復(fù)） 0011011001 （反碼）v譯碼：接收碼組中信息位和監(jiān)督位按位模2相加v若接收碼組的信息位中有奇數(shù)個1，則合成的碼組為檢驗碼組v若接收碼組的信息位中有偶數(shù)個1，則合成的碼組的反碼為檢驗碼組重復(fù)奇數(shù)個反碼偶數(shù)個11數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0833（4）正反碼）正反碼v檢驗碼組全為0，無錯碼v檢驗碼組有4個1，1個0則信息碼組中有一位錯碼，其位置

24、對應(yīng)檢驗碼組中0的位置v檢驗碼組有4個0，1個1則監(jiān)督碼中有一位錯碼，其位置對應(yīng)檢驗碼組中1的位置v例：10010 （收到碼組為1001010110） 10110 00100 11011 00110 01001 01111 10000v其他組合，錯碼多于一個數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0834（4）正反碼）正反碼v檢糾錯能力：q長度為10的正反碼有糾正一位錯碼的能力，并能檢測出全部兩位以下的錯誤，和大部分兩位以上的錯誤。v編碼效率：q5/10=1/2數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0835（5）群計數(shù)碼）群計數(shù)碼v群計數(shù)碼是將

25、信息碼元分組后，計算每組碼元中1的個數(shù)，然后將這個數(shù)目的二進制表示為監(jiān)督碼元，一起送往發(fā)送端。v例：一組8位的信息碼元為10111001，其中1的個數(shù)為5個，于是將101作為監(jiān)督碼元。這樣傳輸?shù)拇a組為10111001101v收端只要檢測監(jiān)督碼元所標示的1的個數(shù)與信息碼元的1的數(shù)目是否相同來判斷傳輸過程中有無錯誤。v特點：群計數(shù)碼的檢錯能力很強，它可以檢測除1變0和0變1成對出現(xiàn)的錯誤以外的其他形式的錯誤。數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0836數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理1.糾錯編碼的基本原理2.常用的幾種簡單分組碼3.數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)

26、字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0837v數(shù)字信號在傳輸過程中受到干擾的影響，使信號波形變壞，發(fā)生誤碼，可以采用一些方法解決。同時設(shè)計系統(tǒng)時，還要合理地選擇調(diào)制、解調(diào)、發(fā)送功率等因素，采用上述措施仍難以滿足性能要求，就要采用差錯控制措施了。v數(shù)字電視糾錯編碼的必要性： 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流產(chǎn)生誤碼 提高系統(tǒng)糾錯能力 提高系統(tǒng)抗干擾能力3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0838v差錯編碼屬信道編碼v要求在滿足有效性前提下，盡可能提高數(shù)字通信的可靠性。v差錯控制的目的是用信道編碼的

27、方法檢測和糾正誤碼，降低誤比特率。v糾錯編碼的開銷： 信道編碼增加了傳輸數(shù)據(jù)量 降低傳送有用信息碼3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0839v從差錯角度來看，根據(jù)加性干擾引起的錯碼分布規(guī)律的不同，把信道分為三類： 隨機信道 突發(fā)信道 混合信道v對不同類型的信道，采用不同的差錯控制技術(shù)。v差錯控制方法常用的有以下三種： 檢錯重發(fā)法（ARQ） 前向糾錯法（FEC） 反饋校驗法3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0840信道v隨機差錯信道：大氣 信 道

28、 在惡劣的天氣條件下，如霧、雪、雨等引起的吸收、散射、折射，使得到達接收端的光功率發(fā)生了隨機的變化，這樣就產(chǎn)生了隨機差錯v突發(fā)差錯信道：由于近地表的大氣溫度不同，產(chǎn)生的湍流效應(yīng)會引起接收光功率的閃爍，還有日光、風力、季節(jié)的變化引起建筑物的固定基座位置偏移、衛(wèi)星自身的抖動、光學(xué)天線的機械震動，使得接收端光功率在短時間產(chǎn)生了很大范圍的變化，從而產(chǎn)生成串的突發(fā)差錯v既有隨機差錯又有突發(fā)差錯的混合信道3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0841 冗余 噪聲信道上控制傳輸錯誤的方法：在傳遞的信息上增加冗余。 1 若用所有長度為3的

29、二元序列: 000,100,010,001,011,101,110,111去傳輸不同的信息，則不能識別或糾正錯誤。無冗余。 2 若僅使用：000,011,101,110，則可識別一個錯誤但不能糾正錯誤。因為4個不同的信息也可以用00,01,10,11表示，傳遞序列中有1/3是冗余。 3 若僅使用：000,111，則可識別兩個錯誤，也能糾正一個錯誤。因為2個不同的信息也可以用0,1表示，傳遞序列中有2/3是冗余。3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 08423、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼v通信系統(tǒng)差錯控制方法

30、：信源加冗余編碼信道錯誤識別信宿噪聲請求重傳反饋重傳糾錯(ARQ)數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 08433、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼v通信系統(tǒng)差錯控制方法：信源加冗余編碼信道糾錯信宿噪聲前向糾錯(FEC)數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 08443、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼v通信系統(tǒng)差錯控制方法：信源加冗余編碼信道錯誤識別和/或 糾錯信宿噪聲請求重傳混合糾錯數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0845v采用兩次附加糾錯碼的前向糾錯（FEC）編碼： 這種方式是發(fā)信端采用

31、某種在解碼時能糾正一定程度傳輸差錯的較復(fù)雜的編碼方法，在接收 端收到信碼解碼后，不僅可以發(fā)現(xiàn)錯碼，而且能夠判斷錯誤碼元所在位置，并自動糾正錯碼。 采用前向糾錯方式時，糾錯碼信息不需存儲，不需要反饋信道，也無需反復(fù)重發(fā)而延誤傳輸時間，對實時傳輸有利，實時性好，但是糾錯設(shè)備比較復(fù)雜。3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼FEC數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0846v前向糾錯碼的各種類型：3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼FEC數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0847vRS編碼 第一個FEC附加糾錯碼（外編碼）v卷

32、積編碼 第二個FEC附加糾錯碼（內(nèi)編碼）v級聯(lián)編碼 外編碼和內(nèi)編碼結(jié)合一起v級聯(lián)編碼后得到的數(shù)據(jù)流再按規(guī)定的調(diào)制方式對載頻進行調(diào)制 3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼FEC數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0848vRS編碼 即里德所羅門碼，能夠糾正多個錯誤 RS碼為（204，188，t=8），其中t是可抗長度字節(jié)數(shù)，對應(yīng)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

33、是：188/204 3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼FEC數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0849v卷積碼 卷積碼非常適用于糾正隨機錯誤 解碼器可能會導(dǎo)致突發(fā)性錯誤 所以卷積碼和RS碼結(jié)合在一起可以起到相互補償?shù)淖饔?基本卷積碼 ：編碼效率為，1/2, 編碼效率較低,優(yōu)點是糾錯能力強 收縮卷積碼 ：如果傳輸信道質(zhì)量較好，為提高編碼效率，可以采用收縮截短卷積碼。有編碼效率為：1/2、2/3、3/4、5/6、7/8這幾種編碼效率的收縮卷積碼 3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼FEC數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, clas

34、s 0850vTurbo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3232 交織器，其性能和傳統(tǒng)的RS 外碼和卷積內(nèi)碼的級聯(lián)一樣好。所以Turbo碼是一種先進的信道編碼技術(shù)，由于其不需要進行兩次編碼，所以其編碼效率比傳統(tǒng)的RS+卷積碼要好。3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0851v交織碼 為了糾正這些成串發(fā)生的比特差錯及一些突發(fā)錯誤，可以運用交織技術(shù)來分散這些誤差，使長串的比特差錯變成短串差錯，從而可以用前向碼對其糾錯 實現(xiàn)交織和解交織一般使用卷積方式 交織技術(shù)對已編碼的信號按一定規(guī)則重新排列，解交織后突發(fā)性錯誤在時間上被分散，從而前向糾錯編碼可以有效的進行糾錯，前向糾錯碼加交積的作用可以理解為擴展了前向糾錯的可抗長度字節(jié)。糾錯能力強的編碼一般要求的交織深度相對較低。糾錯能力弱的則要求更深的交織深度 3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0852v交織的原理圖3、數(shù)字電視中的糾錯編碼、數(shù)字電視中的糾錯編碼數(shù)字電視中的糾錯編碼原理數(shù)字電視中的糾錯編碼原理, class 0853v偽隨機序列擾碼